氮肥調(diào)控運(yùn)籌實現(xiàn)甬優(yōu)12超15 t·hm-2的性狀特征與技術(shù)途徑

方文英， 陳佳麒， 沈興連， 莫紅華， 劉海威， 紀(jì)國成

(1.杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 311100； 2.杭州余杭益民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)專業(yè)合作社,浙江 杭州 311107；3.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 310020)

水稻是我國主要的糧食作物，有65%的人口以稻米為主食[1]。要把飯碗牢牢端在自己手上，提高水稻單產(chǎn)，增加糧食總產(chǎn)量，是確保我國糧食安全的最主要措施之一。因此，水稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培無論在現(xiàn)在還是未來都具有重要意義。近年來，我國超級稻品種產(chǎn)量記錄屢被刷新，以超級稻甬優(yōu)12為例，最高產(chǎn)量已逾15 t·hm-2。甬優(yōu)12是寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、寧波市種子有限公司、上虞市舜達(dá)種子有限責(zé)任公司合作育成的秈粳交偏粳型雜交水稻新組合，2010年通過浙江省農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號：浙審稻2010015)，2011年被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認(rèn)定為超級稻品種。杭州市余杭區(qū)從2011年開始引進(jìn)種植甬優(yōu)12，至2019年累計示范推廣面積達(dá)2.2萬hm2；通過高產(chǎn)栽培與技術(shù)攻關(guān)，單產(chǎn)不斷創(chuàng)造、刷新余杭區(qū)水稻單產(chǎn)歷史記錄，攻關(guān)田最高產(chǎn)量達(dá)14.123 t·hm-2；為了進(jìn)一步探索研究甬優(yōu)12在余杭區(qū)等浙北地區(qū)產(chǎn)量實現(xiàn)超15 t·hm-2的可能性和技術(shù)途徑，2020—2021年在浙江省農(nóng)技推廣中心專家指導(dǎo)下，杭州市余杭區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心在仁和街道東風(fēng)村進(jìn)行了甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培與技術(shù)攻關(guān)，通過氮肥調(diào)控運(yùn)籌等技術(shù)措施實現(xiàn)了高產(chǎn)，取得了較好成效，2020年最高單產(chǎn)達(dá)14.694 t·hm-2，2021年最高單產(chǎn)達(dá)16.212 t·hm-2。本文總結(jié)分析甬優(yōu)12在較高氮肥用量下的產(chǎn)量和性狀特征，討論實現(xiàn)產(chǎn)量超15 t·hm-2的技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與栽培管理

試驗在余杭區(qū)仁和街道東風(fēng)村進(jìn)行，供試水稻品種為甬優(yōu)12。試驗田塊土壤肥力中等，其中：水稻田土壤pH 5.88，有機(jī)質(zhì)38.9 g·kg-1，全氮2.14 g·kg-1，有效磷40.5 mg·kg-1，速效鉀80 mg·kg-1；蔬菜地土壤pH 6.61，有機(jī)質(zhì)24.2 g·kg-1，全氮1.25 g·kg-1，有效磷62.84 mg·kg-1，速效鉀165 mg·kg-1。

供試商品有機(jī)肥含有機(jī)質(zhì)45%、N 5%、P2O55%、K2O 5%，45%復(fù)合肥含N 15%、P2O515%、K2O 15%，尿素含N 46%，氯化鉀含K2O 60%，葉面肥“真打糧”含游離氨基酸≥100 g·L-1。秧盤規(guī)格30 cm×60 cm。

1.1.1 2020年試驗

2020年試驗設(shè)5個處理：處理1為水稻田，化學(xué)純氮用量328.95 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有機(jī)肥4 800 kg·hm-2、45%復(fù)合肥1 425 kg·hm-2，分蘗肥施尿素121.5 kg·hm-2，穗肥施尿素129 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理2為水稻田，化學(xué)純氮用量312.15 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有機(jī)肥4 800 kg·hm-2、45%復(fù)合肥1 350 kg·hm-2，分蘗肥施尿素115.5 kg·hm-2，穗肥施尿素123 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理3為水稻田，化學(xué)純氮用量306.00 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有機(jī)肥4 800 kg·hm-2、45%復(fù)合肥1 275 kg·hm-2，分蘗肥施尿素109.5 kg·hm-2，穗肥施尿素115.5 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理4為蔬菜地(上一年種植蔬菜)，化學(xué)純氮用量131.25 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥0∶53∶47，基肥施菜籽餅4 500 kg·hm-2，分蘗肥施尿素109.5 kg·hm-2，穗肥施45%復(fù)合肥300 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2；處理5為水稻田，作為對照，化學(xué)純氮用量296.25 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥31∶58∶11，基肥施45%復(fù)合肥600 kg·hm-2，分蘗肥第一次施尿素225 kg·hm-2，第二次施尿素150 kg·hm-2，穗肥施45%復(fù)合肥225 kg·hm-2。不同處理化學(xué)養(yǎng)分投入量和化學(xué)氮肥運(yùn)籌詳見表1。每個處理面積800 m2。

表1 不同處理養(yǎng)分投入量及氮肥運(yùn)籌

2020年5月13日播種，秧盤基質(zhì)育秧，處理1～4每個秧盤播種量50 g，處理5每盤播種量75 g。處理1～4為手插，6月1日移栽，處理5為機(jī)插，6月3日移栽。插種密度均為30 cm×20 cm，手插每叢1本，機(jī)插2～3本。處理1～4有機(jī)肥于4月30日施入，5月28日施基肥，6月6日施分蘗肥，7月28日施穗肥，9月9日施葉面肥“真打糧”1 500 mL·hm-2。處理5于5月30日施基肥，6月5日第一次追肥，6月26日第二次追肥，7月30日施穗肥，9月9日施葉面肥“真打糧”1 500 mL·hm-2。6月5日灌淺水，6月6日施分蘗肥。處理1～4于7月3日開溝排水、擱田，7月27日灌水，7月28日施穗肥。處理5于7月8日開始擱田。各處理8月至10月底干濕交替，11月13日收割。及時做好病蟲害防治工作。

1.1.2 2021年試驗

2021年試驗(水稻田)設(shè)5個處理：處理1～3化學(xué)純氮用量329.70 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥65∶17∶18；處理4化學(xué)純氮用量345.60 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥62∶25∶13；處理5化學(xué)純氮用量344.85 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥62∶21∶17。

5月10日浸種，5月12日播種，處理1～4每個秧盤播種量30 g，處理5每盤播種量75 g。4月3日小麥翻耕作綠肥，4月17日各處理施用商品有機(jī)肥4 200 kg·hm-2，翻耕深施。6月2日各處理施45%復(fù)合肥1 425 kg·hm-2作基肥。6月3日插種，處理1～4手插，處理5機(jī)插，手插單本，機(jī)插3本，插種密度均為30 cm×20 cm。6月5日下午灌淺水，6月8日上午施分蘗肥，處理1～3施尿素123 kg·hm-2，處理4施尿素189 kg·hm-2，處理5施尿素156 kg·hm-2。6月10日補(bǔ)苗，6月15日人工除草。6月29日開溝排水開始擱田，6月30日至8月6日除天下雨外，沒有灌水，基本處于擱田狀態(tài)。8月7日上午灌水，下午施穗肥，處理1～3施尿素129 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2，處理4施尿素97.5 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2，處理5施尿素129 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2。做好稻縱卷葉螟、紋枯病、稻曲病等病蟲害防治工作。試驗各處理9月1日始穗，9月6日齊穗，10月16日出現(xiàn)部分倒伏，11月9日實割測產(chǎn)。每個處理面積800 m2。

1.2 測定項目

2020年10月30日取樣考查有效穗和穗部性狀，11月13日實割計產(chǎn)。2021年移栽后調(diào)查分蘗動態(tài)，10月29日取樣考查有效穗和穗部性狀，11月9日實割計產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖蘗動態(tài)特征

2021年試驗移栽后，處理5機(jī)插田由于基本苗數(shù)多，莖蘗數(shù)最多；在處理1～4手插秧中，處理4分蘗快，且分蘗數(shù)多，其次為處理3，最高苗達(dá)331.65萬·hm-2，比處理4增加2.0%，比處理5增加7.0%(表2)。成熟期有效穗處理5最多，比處理4增4.5%，比處理3增9.6%。處理3、4、5由于最高苗數(shù)多，莖蘗成穗率反而低于處理1、2。

表2 不同處理甬優(yōu)12的莖蘗動態(tài)

2.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素特征

從2020年試驗結(jié)果(表3)分析，處理1植株高、結(jié)實率高、千粒重重，產(chǎn)量也最高；處理4產(chǎn)量居第二位，每穗實粒數(shù)多；處理5產(chǎn)量居第四位，群體穎花量和庫容量高。從2021年試驗結(jié)果分析，處理5植株高，處理3有效穗多、結(jié)實率高，處理4每穗粒數(shù)多、群體穎花量高，處理1、5千粒重最重；產(chǎn)量處理3最高，其次為處理4，第三為處理5，處理1因試驗田塊地勢偏低等原因，產(chǎn)量最低。從2 a的情況對比分析，2021年甬優(yōu)12各處理植株增高、穗長縮短、有效穗增加、每穗粒數(shù)減少、結(jié)實率提高、千粒重增加。

表3 不同處理甬優(yōu)12的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

3 討論

3.1 株高與甬優(yōu)12產(chǎn)量的關(guān)系

韋還和等[2]研究表明，甬優(yōu)12超高產(chǎn)(產(chǎn)量>13.5 t·hm-2)，群體植株高大，莖稈粗壯，株高達(dá)143.5 cm。本試驗中甬優(yōu)12生物學(xué)產(chǎn)量隨株高的增高而增加，植株增高，產(chǎn)量潛力進(jìn)一步提升，這與韋還和等[2]的研究結(jié)果一致，增加植株高度是今后進(jìn)一步提升水稻產(chǎn)量潛力的可行途徑。2020年試驗處理1株高144.0 cm，2021年試驗處理1～5株高144.0～151.0 cm。筆者認(rèn)為，生物學(xué)產(chǎn)量是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的基礎(chǔ)，穗部產(chǎn)量需要依靠強(qiáng)壯的莖稈支撐，同時生物學(xué)產(chǎn)量要與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量相匹配。2020年試驗穗大與2021年試驗千粒重重，都需要穗下部植株莖稈的支撐。陳溫福等[3]認(rèn)為，產(chǎn)量與穗粒數(shù)呈顯著的正相關(guān)，但與生物產(chǎn)量的關(guān)系更密切。要進(jìn)一步提高單產(chǎn)實現(xiàn)超高產(chǎn)，必須增加其物質(zhì)基礎(chǔ)即生物產(chǎn)量，并且株型更加理想。馮榮坤[4]也認(rèn)為，提高水稻產(chǎn)量需提高株高，以此提高生物學(xué)產(chǎn)量。

3.2 氮肥用量與甬優(yōu)12超15 t·hm-2產(chǎn)量及構(gòu)成因素的關(guān)系

在較高的氮肥用量(≥329.70 kg·hm-2)下，甬優(yōu)12表現(xiàn)出超高產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)，從2021年試驗產(chǎn)量超15 t·hm-2的處理分析，有效穗≥208.35萬·hm-2，每穗總粒數(shù)≥317.50粒，每穗實粒數(shù)≥280.13粒，結(jié)實率≥85.26%，千粒重≥25.0 g，在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，以有效穗和千粒重對產(chǎn)量的作用突出，這與2020年試驗處理1的情況有所不同，處理1是以大穗和高結(jié)實率實現(xiàn)高產(chǎn)。

筆者認(rèn)為，在較高的氮肥用量下，有利于甬優(yōu)12構(gòu)建更高產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)。2020年試驗，處理1～3株高、有效穗、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率和產(chǎn)量呈現(xiàn)遞減的趨勢，與化學(xué)純氮的用量減少一致。增加每穗粒數(shù)是擴(kuò)大庫容量和提高產(chǎn)量潛力的重要基礎(chǔ)，這與孟天瑤等[5]的研究結(jié)果一致。促進(jìn)大穗形成、提高結(jié)實率在獲得氮肥群體最高生產(chǎn)力中相關(guān)性更高，這與韋還和等[2]研究認(rèn)為“增加每穗粒數(shù)是實現(xiàn)擴(kuò)庫的可靠途徑”基本一致。而2021年的試驗結(jié)果有所不同，相比2020年，有效穗和千粒重對擴(kuò)大庫容量的相關(guān)性高。2 a中每穗粒數(shù)波動較大可能與氣候變化有關(guān)，2020年7月平均氣溫為31.3 ℃，9、10月平均氣溫分別為23.8和18.7 ℃；2021年7月平均氣溫為29.4 ℃，9、10月平均氣溫分別為26.8和20.0 ℃，中后期氣溫偏高。2020年7月日雨量均值12.8 mm，2021年7月受臺風(fēng)影響，日雨量均值34.2 mm，差異較大。筆者認(rèn)為，這也可能和甬優(yōu)12自身的協(xié)調(diào)有關(guān)，前期穗數(shù)較多，穗形變小，后期粒重增加；前期穗數(shù)較少，穗形增大，后期粒重減少。前提是要有充足的氮肥供應(yīng)，甬優(yōu)12具備一定的營養(yǎng)生長量(物質(zhì)基礎(chǔ))。根據(jù)韋還和等[2]研究結(jié)果，大幅度增加群體穎花量是實現(xiàn)超高產(chǎn)的前提，擴(kuò)大群體穎花量可以通過增加穗數(shù)、每穗粒數(shù)或兩者皆增加的途徑來實現(xiàn)。本試驗結(jié)果表明，增加穗數(shù)或增加粒數(shù)都可以實現(xiàn)擴(kuò)大群體穎花量，但從最終的產(chǎn)量表現(xiàn)來看，增加穗數(shù)和千粒重更有利于高產(chǎn)，這與秦葉波等[6]研究結(jié)果一致。

劉榮杰[7]研究認(rèn)為，當(dāng)施氮量為300 kg·hm-2時，甬優(yōu)12產(chǎn)量達(dá)最高，為14.32 t·hm-2，之后產(chǎn)量不再隨施氮量的增加而增加，這與本試驗結(jié)果不一致，本試驗施氮量為329.70～345.60 kg·hm-2時，甬優(yōu)12產(chǎn)量突破了15 t·hm-2；從田間表現(xiàn)看，后期谷粒轉(zhuǎn)色正常，沒有出現(xiàn)貪青現(xiàn)象，表明仍具有增產(chǎn)潛力；當(dāng)然這與試驗地點(diǎn)的土壤、氣候等環(huán)境條件不同也有關(guān)系。在本地區(qū)，施氮量>345.60 kg·hm-2時的甬優(yōu)12產(chǎn)量表現(xiàn)，以及甬優(yōu)12單產(chǎn)超15 t·hm-2的生理生態(tài)特征有待進(jìn)一步的試驗與研究。

3.3 氮肥運(yùn)籌與甬優(yōu)12產(chǎn)量的關(guān)系

占才水等[8]研究表明，甬優(yōu)12在施足有機(jī)肥的前提下，施用化學(xué)純氮305.3 kg·hm-2，基肥∶蘗肥∶穗肥71.7∶11.3∶17.0，產(chǎn)量可達(dá)15.25 t·hm-2。與我們的試驗結(jié)果對比分析，化學(xué)氮肥基肥∶蘗肥∶穗肥65∶17∶18、62∶25∶13和62∶21∶17均能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)量超15 t·hm-2，增加基肥、分蘗肥氮肥用量，同時適當(dāng)調(diào)整基肥、分蘗肥氮肥比例，均有利于水稻超高產(chǎn)。從2021年試驗莖蘗動態(tài)來看，處理4增加了分蘗肥用量后，分蘗速率加快，穗數(shù)增加，有利于分蘗成穗和大穗的形成。甬優(yōu)12在較高用氮量下，宜增加前期氮肥用量即增加基肥、蘗肥比例，減少穗肥比例，基蘗肥∶穗肥82∶18、87∶13和83∶17都是可行的。

3.4 其他相關(guān)栽培技術(shù)措施

3.4.1 栽培方式

從2021年試驗結(jié)果來看，處理3、4手插田塊與處理5機(jī)插田塊比較，機(jī)插田的基本苗數(shù)多，莖蘗數(shù)多，有效穗多，群體穎花量和庫容量更大，但結(jié)實率低于手插田塊。從高產(chǎn)攻關(guān)的角度出發(fā)，單本手插更有利于控苗和攻大穗，與筆者以前的研究結(jié)果一致[9]，但從面上生產(chǎn)的角度考慮，機(jī)插也是可行的。

3.4.2 有機(jī)肥、磷鉀肥搭配及穗肥施用

本試驗2020年施用了商品有機(jī)肥或菜籽餅，2021年小麥翻耕作綠肥，并施用商品有機(jī)肥，有機(jī)肥、無機(jī)肥結(jié)合，再配套相應(yīng)的磷鉀肥，N∶P2O5∶K2O 1∶0.6∶0.9可行。2021年雖然出現(xiàn)倒伏，但以天氣影響因素為主，有機(jī)肥和氮、磷、鉀肥協(xié)同發(fā)揮了作用。小麥作綠肥的作用還有待進(jìn)一步考證。穗肥的施用時間在幼穗分化3期至4期，穗肥施用過早，上三葉和劍葉生長過于旺盛，不利于物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)。據(jù)周奶弟等[10]研究，上三葉長度和寬度均隨著氮肥用量和穗肥所占比例的提高而增加，劍葉長度與寬度與產(chǎn)量呈正相關(guān)。但筆者認(rèn)為，過早和過遲施用穗肥均不利于后期籽粒增重，過早，營養(yǎng)生長過旺；過遲，生長量過小，發(fā)揮不了物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)作用，按照2021年試驗施用時間和用量是合理可行的。具體的測量數(shù)據(jù)有待再次試驗考證。

3.4.3 培育壯秧

2020年每個秧盤播量為75 g，2021年減少到30 g，秧苗素質(zhì)好，但也存在弱苗現(xiàn)象，2021年單本手工插種后查苗，處理1～3存在苗蘗數(shù)多少不均現(xiàn)象，個別苗分蘗慢且分蘗少。

3.4.4 擱田控苗

夠苗后開始擱田，2021年6月29日開始排水?dāng)R田，到施用穗肥前，除了降雨，不再灌水，一直擱田，直到田面開裂，田面硬實，達(dá)到控制無效分蘗和減少小穗的效果。

3.4.5 精準(zhǔn)防治稻曲病等病蟲害

2020年試驗因沒有在關(guān)鍵時期防治稻曲病，導(dǎo)致稻曲病發(fā)生嚴(yán)重，影響產(chǎn)量；2021年在甬優(yōu)12劍葉和倒二葉葉枕平時(2021年8月24日，幼穗分化第六期)第一次防治稻曲病，10 d后(9月4日，抽穗期)防治第二次，防治效果較好，沒有發(fā)生稻曲病。對稻縱卷葉螟、稻飛虱等蟲害加強(qiáng)調(diào)查監(jiān)測，在低于防治指標(biāo)時即用藥防治，防止危害發(fā)生。

3.4.6 不施用除草劑

甬優(yōu)12移栽后采用了人工除草，田埂上鋪黑膜防草，生長期不施用除草劑，避免了除草劑對水稻生長的影響。

4 小結(jié)

在化學(xué)氮肥用量達(dá)到329.70 kg·hm-2或344.85 kg·hm-2時，提高基蘗肥比例，配套其他高產(chǎn)栽培技術(shù)措施，甬優(yōu)12表現(xiàn)分蘗早發(fā)，莖稈粗壯，分蘗數(shù)多，有效穗數(shù)多，后期結(jié)實率高，千粒重重，產(chǎn)量最高達(dá)16.212 t·hm-2。結(jié)合2 a的試驗結(jié)果，甬優(yōu)12實現(xiàn)單產(chǎn)超15 t·hm-2的技術(shù)途徑是：前期促進(jìn)分蘗，保證足夠的有效穗；中期擱田控苗，控制無效分蘗，保證大穗形成；后期穩(wěn)健增粒重，即前期保證有一定的生物產(chǎn)量作基礎(chǔ)，“前促、中控、后穩(wěn)”，后期才能有較大的庫容量和產(chǎn)量。