基于超高產水稻肥料空白試驗的667 m2噸糧栽培技術

孫永飛，潘秋祥，梁尹明，張偉金，陳金煥，章文斌，陳鋒，陳銀根

(新昌縣農業農村局，浙江 新昌 312500)

水稻一季667 m2產噸糧，是農業科技人員多年來的追求[1-5]，可到2012年才由品種甬優12在687 m2面積上首次實現[3]，在5年之后的2018年由品種春優927再次在690 m2面積上實現。為什么可遇不可求，看來主要是尚未形成真正的可重演的高產技術[6-10]。作者早年試驗研究發現，肥料空白對照水稻的結實率、千粒重、谷草比、抽穗后吸氮量等處于或接近各處理的首位，進而提出了對中高肥力土壤不施肥水稻生理生態作全面深入研究，以重新認識現有稻作技術，推進技術進步的建議[11]。故針對每667 m2產量噸糧技術現狀，特開展試驗并結合已有實踐進行分析，今將結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

田間試驗于2018年在新昌縣羽林街道新中嶺腳的河谷盆地進行。地理位置29°33′36.875″N、120°55′44.292″E，海拔44 m。田塊面積842.3 m2(30.3 m×27.8 m)。前茬冬閑。土壤為泥質田兼培泥砂田，犁底層下砂礫含量較高，耕作層厚18 cm 左右，pH 5.65,土壤含有機質37.71 g·kg-1,堿解氮113.9 mg·kg-1，有效磷4.2 mg·kg-1，速效鉀117.5 mg·kg-1，水溶性總鹽0.75 g·kg-1,陽離子交換量17.37 cmol·kg-1。土壤肥力在當地為中等水平。

試驗選用的水稻品種為甬優12、浙優18、春優927、甬優1540、甬優9號、湘兩優900、Y兩優900、中浙優8號等8個超高產品種。其中甬優12、浙優18、春優927是浙江省內曾達噸糧的秈粳雜交水稻[3,10,12-13]；甬優9號、甬優1540、中浙優8號為或曾為浙江省單季稻區試對照品種；Y兩優 900、湘兩優900為湖南雜交水稻中心選育的國家第4～5期超級稻[13-14]。

1.2 處理設計

試驗以品種為處理，采用隨機區組排列，小區面積21 m2(1.75 m×12.0 m)，重復4次。四周設保護行。試驗未施用任何肥料。

5月14日咪鮮胺浸種消毒。16日手播于裝有育苗基質的機插秧硬盤，播種量40 g·盤-1，疊盤暗發芽后于17日擺放到秧田。6月1日4.1葉齡期移栽，行株距35 cm×19 cm，667 m2栽1.0萬叢，雙本插。6月2日施殺螺劑防福壽螺；6月7日施芐黃隆并耘田防雜草；6月19日用康寬、吡蚜酮治蟲；8月14日用康寬、吡蚜酮、井岡霉素治蟲防病。獨立溝渠進水，移栽至7月11日田間維持水層，7月12—20日擱田，之后保持干干濕濕至成熟。

1.3 觀察記載

每品種固定20叢調查分蘗動態。每小區查30叢確定最高苗、有效穗。拔節葉齡期、抽穗期、成熟期每小區各取2叢(每品種8叢)考查干物質重、抽穗期葉面積(干重法，取倒3葉中段15 cm 測單位葉面積干重)、每穗總粒、結實率、千粒重，植株送浙江省農業科學院分析氮磷鉀含量。成熟期按小區實割實稱，去雜后實測含水量，折算成14.5%標準水分的稻谷產量。

2 結果與分析

2.1 產量

表1表明，8個品種667 m2平均產量為519.9 kg。甬優12、浙優18、春優927等3品種最高，接近550 kg，除甬優9號外，比另外4個品種增產均達極顯著水平。Y兩優900、湘兩優900 產量潛力沒有發揮，可能說明其不適宜當地高產栽培。

表1 8 個超高產水稻品種無肥試驗產量及其穗粒結構表現

注:同列數據后無相同的大寫字母，表示品種間差異達極顯著水平。

試驗中秈粳偏粳型雜交水稻產量高于秈型雜交水稻的情況，與當地面上生產基本一致；與在區試中各品種的產量相比較，試驗產量平均為區試產量的8.4成，即667 m2低99 kg。其中甬優12僅低18.0 kg，甬優1540 低 173.6 kg，中浙優8號反而高10.1 kg。

從試驗產量最高的3個品種均是當地最高產量達噸糧品種的情況看，可用肥料空白試驗篩選噸糧攻關品種，可減少因施肥產生的誤差。

2.2 穗粒結構

甬優12等3品種產量高，主要是因為每穗總粒數特多，而結實率、千粒重品種間差異相對較小。本試驗667 m2平均有效穗數8.3萬、每穗總粒數298.6粒、結實率90.8%、千粒重 25.9 g。與相應區試數據的平均數相比較，有效穗數只有59.7%，而每穗總粒數、結實率、千粒重，平均分別增16.3%、10.8百分點和1.6 g。

試驗說明，中高肥力土壤高產栽培的重點，在確保穗形及充實度穩定不變的前提下，仍然要放在增加有效穗上。甬優12等3個品種，只要穗數在不施肥處理的基礎上接近翻一番，就可能實現噸糧。作者曾提出甬優12噸糧的有效穗數理想指標是667 m213.5萬左右[4-5]。

2.3 分蘗動態及成穗率

表2表明，在試驗條件下，8個品種的分蘗基本上都能正常產生，最高苗數均超過本品種區試穗數，667 m2平均17.94萬，比區試穗數667 m2平均13.9萬高28.8%；有效分蘗臨界葉齡期(6月22日)667 m2平均苗數13.84萬，也達到區試13.9萬的穗數苗要求。本試驗的問題是成穗率極低，與有相對應的區試數平均相比較，低18百分點，如甬優12只有31.2%，春優927只有38.5%。

凌啟鴻等[15-16]提出，在穩定穗數前提下將提高成穗率作為水稻高產更高產的突破口。若以本試驗最高苗667 m2平均17.94萬作為基數，將成穗率提高到80%，則667 m214.35萬已超過區試13.9萬的正常高產穗數。

顯然試驗穗數嚴重偏少，主要不是總分蘗不足，也不是有效分蘗臨界葉齡期分蘗不足，當然也不是分蘗期養分供應不足，而主要是最高苗前后分蘗開始退化時養分供應嚴重不足，以致有效分蘗臨界葉齡期前的分蘗也退化造成。從試驗數據看，甬優12等3個品種，只要有效分蘗臨界葉齡期苗數能基本成穗，最終成穗率達到60%～80%，穗數就能滿足噸糧要求。因此，中高肥力土壤超高產及噸糧栽培攻關要非常注重分蘗開始退化前后而不是分

表2 8 個超高產水稻品種無肥試驗分蘗動態與成穗率表現

注：—表示缺數據。

蘗期的肥水供應。

2.4 葉面積及粒葉比

表3表明，試驗水稻葉片光合效能非常高，抽穗期葉面積指數平均3.27，667 m2產量即達519.9 kg；粒葉比包括穎花葉比、實粒葉比、粒重葉比三者也分別高達1.13、1.02和22.5 mg·cm-2。與原江蘇農學院[17]1983年常規栽培觀察的8個品種抽穗期葉面積指數平均6.56，667 m2產量581.6 kg，粒葉比分別為0.59、0.51和13.3 mg·cm-2等數值相比較，葉面積減少50.2%，而產量僅減10.6%，粒葉比則分別增加91.5%、100%、69.2%。本試驗水稻成熟期單莖活葉數平均有3.4張，沒有明顯的早衰現象。本試驗水稻的粒葉比非常高，均能以較小葉面積取得較高產量，可認為是從根本上控制了營養生長過旺的結果。作者以前研究認為，營養生長過旺是華南華中稻作區水稻超高產障礙因子、限制因子[18-20]。

表3 8 個超高產水稻品種無肥試驗葉面積、粒葉比及成熟期活葉數表現

試驗中有噸糧潛力的甬優12等3個品種的粒重葉比平均高達24.2 mg·cm-2。以該值直接推算，則抽穗期葉面積指數只要6.2，就可達噸糧。因此認為，應用該3品種進行噸糧栽培攻關的抽穗期葉面積指數指標在8以下就可以。以前從667 m2產量800～900 kg 高產田實測葉面積來確定噸糧田葉面積指數要達10左右[4-5]應該是錯誤的，誤導了近幾年的噸糧栽培攻關。

2.5 干物質重

表4表明，試驗水稻667 m2平均干物質重，拔節葉齡期為132.5 kg，抽穗期為627.9 kg，成熟期為958.6 kg。拔節葉齡期、抽穗期干物質重分別占成熟期的13.8%和65.5%。

鄒應斌等[21]認為，高產水稻干物質生產的比例順調，表現為拔節期占成熟期干重的20%～25%，孕穗期約占 50%，齊穗期約占 70%，比例

表4 8個超高產水稻品種無肥試驗667 m2

過高或過低均不利于產量形成。顯然按此說法，本試驗拔節葉齡期干重明顯偏低。但鐘旭華等[22]的模擬研究表明，隨著穗分化始期干重的增加，成穗率直線下降，兩者呈極顯著負相關。而在穗數穩定前提下，提高成穗率是水稻高產更高產的關鍵。本試驗平均有效分蘗臨界葉齡期苗數已達穗數苗要求，最高苗遠超正常高產穗數。說明拔節葉齡期667 m2干物質132.5 kg，已能滿足高產要求。

本試驗甬優12等3個品種，667 m2平均干物質重拔節葉齡期為136.1 kg，抽穗期為716 kg，成熟期為1 030.8 kg，與作者[4-5]原來提出的噸糧栽培指標230、1 100、1 900 kg相比較，則原來提出的拔節期指標明顯偏高，要控制在 150 kg左右，抽穗期、成熟期指標仍按原要求。本試驗甬優12等3個品種的有效穗只有7.3萬，抽穗期干物質重為716 kg，如有效穗數按要求達到13.5萬，則抽穗期干物質重能上升到1 100 kg。

2.6 植株含氮量

表5表明，試驗水稻植株含氮率在拔節期平均為1.46%，抽穗期為0.64%，成熟期為0.59%；甬優12等3個品種分別為1.44%、0.57%、0.55%。與667 m2產量800 kg高產水稻要求有效分蘗期植株含氮率約3%、有效分蘗期末約2.5%、無效分蘗期約2.0%、拔節期約1.7%、抽穗期約1.5%、成熟期在1.0%以上[23]，相差甚遠。但本試驗分蘗期的低含氮率并沒有影響高產要求的分蘗數，只是拔節期的低含氮率造成了分蘗的嚴重退化，使有效分蘗臨界葉齡期前的分蘗也不能成穗。而抽穗期0.64%、成熟期0.59% 如此之低的含氮率也并沒有造成穗形變小、結實率降低、千粒重減少，說明還有值得深入探討的地方。較低的含氮率，提高水稻對病蟲及大風等抗逆性至少是有利的，減少肥料對降低能源消耗及肥藥面源污染也是有意義的。

表5 8 個超高產水稻品種無肥試驗各生育期植株含氮率及氮素吸收積累量

因此，中高肥力土壤用甬優12等3個品種進行噸糧栽培攻關時，特別要將氮肥補充在分蘗開始產生有效、無效兩極分化略前的時候，使拔節期前后的含氮率提高到1.7%左右；抽穗期含氮率目前可暫時按上述667 m2800 kg高產水稻要求，使其在1.5%左右，成熟期則要求降到1%以下。

2.7 氮素吸收積累量

如表5所示，水稻平均氮吸收總量667 m2為5.51 kg，其中拔節葉齡期前吸收1.93 kg，拔節葉齡期至抽穗期2.05 kg，抽穗后1.53 kg；甬優12等3個品種氮吸收總量5.71 kg，前中后期分別吸收1.96、2.11和1.64 kg。

與1993年揚州試驗[23]，667 m2產量水平500 kg，吸氮總量為8.85 kg，其中前期3.54 kg，中期3.36 kg，后期1.95 kg，及產量水平達800 kg，吸氮總量為18.04 kg，其中前期 5.32 kg，中期9.17 kg，后期3.55 kg相比較，說明前期吸氮增加會提高吸氮總量，但不會增加產量，前期吸氮增加，只能增加無效分蘗，增加與成穗率呈負相關的干物質重；而大幅度增加中期吸氮量可明顯提高產量。因此，在中高肥力土壤用甬優12等3個品種進行噸糧攻關時，要將拔節期前的667 m2吸氮總量控制在2.5 kg左右，而將抽穗期的吸氮總量提高到16 kg左右。當地種植甬優12等品種的拔節期基本處在梅雨季向伏旱季過渡的氣候條件下，在前期嚴格控氮的基礎上，拔節期后孕穗期前大量補充氮素應該不會產生大的副作用。

3 小結與討論

試驗結果表明，在中高肥力土壤條件下，可利用肥料空白試驗篩選確定當地超高產達噸糧品種。此結果與作者2010年試驗空白處理產量甬優12較大幅度高于雜交中秈Y兩優3218和常規晚粳秀水134相一致[4]；也與張建民等的無肥試驗結果相一致[18]。可認為超高產品種產量高，主要是因為其土壤基礎肥力的產量高。試驗水稻具有產量不低，667 m2平均達519.9 kg，分蘗不少，拔節期干物質重、含氮量、氮積累不過量，葉面積不過大，粒葉比高，穗形大，結實率高，千粒重重等特點。有效穗數少，是因為成穗率低；成穗率低是由于拔節期前后分蘗開始退化時水稻含氮率低。只要解決拔節期前后及拔節孕穗期含氮率過低問題，產量就可能成倍增長。結合作者早年的水稻生育前期少氮栽培[24]、超高產株型栽培研究成果[25]及近年噸糧栽培實踐，提出選用偏粳型超大穗強耐肥抗倒營養生長不易過旺[5,19]，在當地生態條件下產量有噸糧潛力品種；選擇和培育667 m2基礎產量在667 kg以上，光照充足、水肥氣熱高水平供應協調的肥沃水稻土[26-27]或耕地質量等級GB/T 33469—2016中國國家標準一等田；采取以控制營養生長過旺，縮小莖生基葉為突破口的超高產株型栽培[11,19,24-25]的“三足鼎立”的一季產量達噸糧技術。強調拔節前嚴格控氮,拔節前后開始看天(光照強度)看苗(苗數及含氮率) 及時用氮平穩促進,并提出噸糧栽培群體有關生育控制指標：拔節期、抽穗期、成熟期的葉面積指數分別為1.5～2、8、5左右，667 m2干物質重150、1 100、1 900 kg左右，植株含氮率1.7%、≤1.5%、≤1.0%，667 m2吸氮總量2.5 kg、≤16 kg、≤19 kg，供實踐驗證。

本試驗研究表明，在中高肥力土壤上，基于肥料空白試驗的水稻超高產研究方法將是可行的。對于水稻優質抗倒、抗逆，減少肥藥面源污染等，也會有意義。