宁夏水稻增产潜力的探讨
2016-09-16宁夏灵武种子公司宁夏751400
杨 顺(宁夏灵武种子公司,宁夏 751400)
宁夏水稻增产潜力的探讨
杨 顺
(宁夏灵武种子公司,宁夏 751400)
宁夏水稻生产的自然环境有利条件是:生长季节平均气温高,昼夜温差大,日照时数光合辐射总量优越等。不利因素是生长前期(4—5月)后期(8—9月)常受低温、寒流、霜冻影响。只有利用现代科技在水稻种植过程中扬长避短,看天、看地、看苗,因势制宜的采取相应措施适应变化才能夺取优质、高产,保稻农增产增收。
直播;插秧; 良种质量;适时育插;合理稀植;经济系数
宁夏有2000多年水稻生产历史,1980年以来单季稻667 m2产量一直居全国之冠,1985年宁夏稻区平均667 m2产量561 kg,以后连续7年保持在550 kg以上,1991年6.05万hm2水稻平均617 kg·(667 m2)-1[1]。30多年过去了,宁夏的水稻单产仍在在560 kg上下排徊。2014年全区7.81万hm2水稻平均528.2 kg·(667 m2)-1,2015 年7.43万hm2水稻平均540.8 kg·(667 m2)-1。而且宁夏地区各地产量呈两极分化,如2009年全区7.80万hm2水稻平均单产550.03 kg· (667 m2)-1,而同年宁夏的820 hm2的攻关田平均单产897.2 kg·(667 m2)-1,最高达933.8 kg· (667 m2)-1[2]。2014年灵武市全市9 233.3 hm2水稻平均540.8 kg·(667 m2)-1,而全市共完成水稻高产创建田4 800 hm2(农业部的示范片3个共2 633 hm2,自治区级示范片733 hm2,市级的2个共1433 hm2)平均696.3 kg·(667 m2)-1。米质方面也是如此,“宁粳43”在多种优质稻品种评比鉴定中比日本世界级的顶级优质稻“越光 ”还好。同期宁夏有多地稻农的稻谷因出米率,整精米率低而卖不出去。
无论从历史的,现实的资料看宁夏提高水稻单产潜力是很大的。
1 宁夏水稻生产的自然环境
宁夏的水稻生产,是在宁夏的气候地理环境下通过稻种的生长,发育,成熟,把太阳的辐射能量转化为干物质输送到稻谷。气候的要素包括:光,温,水,风等,在大田生产中是人不能控制的自变因素。我们能做的是探索其变化规律,利用现代科技手段,在种植过程中因地制宜,因时制宜,因苗制宜,动态的采取措施(不生搬硬套的用一种模式指导生产),适应变化夺取优质、高产、稳产的成果,促年年丰收,块块(田)增产。保稻农增产增收。
1.1“光”
光的年际变化对水稻影响不太大,在水稻生长季节,宁夏日照总时数1 200~1 600 h,日照百分率65%~70%,光合辐射总量125.4~167.2 kJ·cm-2,日光辐射919.6~1 170.4 J·cm-2,这些条件在单季稻区全国最优。
表1 国内代表区与银川太阳辐射比较表
以太阳辐射总量和北京等地比较见表1。银川的年太阳辐射146 kJ·cm-2,比华北平原多10kJ·cm-2,比江南多30 kJ·cm-2。丰富的光能资源如果水,温,肥等条件得到满足,就会发挥巨大的生产潜力,如用光能利用率表达式计算如下:
N= (1000×M×H)÷(666.7×104×Q÷2 )×100
式中 :N为光能利用率; M为667 m2的生物学产量;H为转化1 g干物质所需的太阳能(4.25 kJ·g-1);Q为水稻生长期(4月下旬—9月)太阳总辐射(82 865.6 J·cm-2);生理辐射取0.5;水稻经济系数取0.5。
按上式计算光能利用率和产量关系如表2。
表2 宁夏不同光能利用率与亩产量
从表2看光能利用率每增加0.01%可增稻谷32.25 kg·(667 m2)-1,现宁夏地区平均单产560 kg·(667 m2)-1的光能利用率为1.73%。最高单产933.8 kg·(667 m2)-1的光能利用率为2.89%。据我国学者尤斯玉认为2%的光能利用率是全国普遍实现的指标,5.1%的利用率是目前生产技术水平可以达到的指标[3]。袁隆平在“梦想靠科学实现”一文中讲“理论上水稻的光合作用地表太阳能的利用率可达到5%”。在宁夏如实现5%的光能利用率,其生物学产量可达3 225 kg·(667 m2)-1,如以50%经济系数算亩产可达1 612.5 kg·(667 m2)-1。但在宁夏气温条件下50%的经济系数很难达到。在宁夏历史上出现过有极高的生物学产量,也有遇灌浆期低温而大减产事例。
1.2“水”
宁夏年降雨量200 mm左右,但有黄河水可灌,对稻作影响不大。
1.3“风”
在水稻生长季内很少灾害性大风。
1.4“温度”年际变化大
水稻生长前期(4—5月)后期(8—9月)常受到低温、寒流影响。短时的极端低温造成减产。因此“温度”是宁夏水稻高产的瓶颈,增产的关键。灌区霜冻的年际变化:初霜初日,平均在10月的3—11日。晚霜终日,平均在4月29日—5月 2日。年平均无霜期152~162 d。日平均气温稳定通过10℃的年际变化为:初期4月16—20日(大田育苗下种需参考的因子),终期10月5—8日(成熟期必需考虑),总天数170~176 d,积温3 200~3 500 ℃。水稻生长季节平均气温为18~22 ℃,昼夜温差11~16 ℃是全国最大的[5]。
2 宁夏水稻高产栽培措施
2.1全面推广插秧压缩直播面积
提高育秧,插秧的水平,大力推广工厂化育苗,机械化插秧。
宁夏水稻的高产记录和大面积科技示范点都是插秧稻,各种直播水稻虽也有大面积丰产的,但受年际气候变化影响较大,无法躲过宁夏每3~4年必然出现的水稻生长前期和后期的低温年。直播比插秧要少300~500 ℃积温。在灵武崇兴用富源4号稻种插秧的农户丰年650 kg· (667 m2)-1,直播的550 kg·(667 m2)-1。遇低温年插秧仍有600 kg·(667 m2)-1收获,而直播的很少能超400 kg·(667 m2)-1的产量,而且出米率特低。2014年灵武全市直播稻平均单产629.2 kg·(667 m2)-1。而插秧稻平均单产727 kg· (667 m2)-1。2015年灵武市直播种植的3 100 hm2高产示范片加权平均单产662.28 kg·(667 m2)-1(其中有农业部的866.7 hm2的高产示范片平均单产为655.3 kg·(667 m2)-1;而插秧种植的1 566.7 hm2示范片加权平均单产767.06 kg·(667 m2)-1(其中有农业部的800 hm2示范田平均单产756.2 kg· (667 m2)-1)。而2015年灵武全市11 000 hm2水稻平均单产是675.2 kg·(667 m2)-1。这完全证明在宁夏即使用全套的、最新的直播种植技术来提高单产的作用很有限。30多年来的事实证明最先进的水稻直播种植技术有时能创高产,但很难保证年年稳产。因此,提高宁夏水稻单产的首要措施是;大力的、切实的推广工厂化育秧(避过早期低温)。机械化插秧(保最佳时段的5月10日~5月20日之间)。宁夏稻区的国营农场大多采用直播,目前虽也有很好的经济效益,但从保高产、稳产看,还是用插秧种植更可靠。同是北方稻区的黑龙江垦区的农场,现都采用机械插秧栽培,2013年黑龙江垦区红卫农场38 667 hm2水稻平均680 kg·(667 m2)-1措施是:100%集中育秧,高性能插秧机插秧。2014年黑龙江七星农场水稻丰产片平均766.89 kg·(667 m2)-1主要措施有钵形毯式育苗机插。
2.2确保优质良种的供给
2.2.1宁夏水稻品种现状
适宜宁夏种植的优质、高产、稳产水稻品种,必备的品性是 (1)生育期: 8月10日前出穗(立秋左右出穗),9月20日前成熟,(秋分前成熟)。据有关资料显示:宁夏一般品种停止灌浆的温度下限为13 ℃,宁夏稳定通过此界限以保证率85%计算,是9月20日。4月10—25日之间育秧,秧龄25~35 d(工厂化大棚育秧可提前到4月初就可开始),5月10日前后插秧,5月25日前结束(返青的临界温度是11~13 ℃适宜温度为15 ℃以上,这个温度在银川、吴中等地是在5月11日后。在中卫等地是在5月18日以后)。以此推算生育期最长160 d,最宜150~155 d。直播稻的生育期以140天为宜。(2)在抗逆性上:要能耐低温,耐盐碱,后期灌浆快。(3)在抗病性上,必需高抗稻瘟病。生产上有优良品种尚需优质种子,优质种子的含义不只是净度,发芽率,更主要的是内在品质,例如纯度、是否有原品种的优良种性及不带有病菌。种子的内在品质,只能依靠收获前的田间检查。而市场销售的稻种,标签是由生产单位签发,有些大经营公司也能签。种子管理部门管理并不十分严格,造成有些标有原种,一级种的商品种子名不符实。建议良种育创单位和良种繁育、生产单位,应切实做好所推良种的保纯复壮工作。以保证广大稻农都能用上优质稻种。对在“种子”上,以科技之名忽悠农民,制假,造假者政府应严惩不贷。
宁夏水稻的当家品种,基本上都是常规杂交方法育出,优良种性有数量的变化,少有质的飞跃,特别是抗病性。从宁粳9号以来,通过审定品种众多,大田生产使用的品种繁杂,这种现状没有带来增产,带来的是品种的多、乱、杂。
宁夏历史上推广的良种如京引39、秋光、宁粳9号、宁粳16号,到近几年推广的富源4号、宁粳28、43等,在审定时多是优质、高产、抗病的。随着种植世代的增加,面积的扩大,病菌生理小种的变化,水稻品种一般从外地引进的如京引39,富源4号经7~9 a,本地育的如宁粳16,宁粳43经3~5 a就渐渐的失去抗性。糙米率,精米率也会大幅减低。宁粳16审定时是中抗稻瘟病耐肥抗倒,糙米率83.8%,精米率72.8%,整精米率59%。推广后在加工企业了解其整精米率只有42%~52%。宁粳43审定资料介绍糙米率81.2%,整精米率78.8%,耐肥抗倒伏,耐低温,抗稻瘟病和白叶枯病。2010年宁夏稻区共种植1.2万hm2,3 a扩大到1.88万hm2,2013年收获时宁夏日报曾报导优质品种宁粳43,吉粳105易感稻瘟病其穗茎瘟发生严重,发病面积大。在灵武农技中心2013年植保工作总结中明确提出:“推广优质高产抗病性较好的宁粳44,45等新品种,淘汰压缩抗病性差的宁粳43号老品种。在一个地方没有永恒的良种,因此我们除了做好良种的提纯复壮延长良种的服务年限外,无论外地引进或自行培育每3~5 a需要拿出新的主推品种。
2.2.2改进与建议
提倡生产单位生产不带病菌的稻种。宁夏冬季严寒,很多病虫害都无法在土地和秸秆中越冬。宁夏水稻上的稻瘟病、恶苗病、白叶枯病、干尖线虫病、胡麻叶班病等种子带菌是第一传染源。近几年来宁夏为害加剧的恶苗病,干尖线虫病都是种子带菌造成的,严格种子消毒可以减少为害。这两种病水稻收获前田间症状明显,种子繁育单位应结合田间去杂时,拔除病株及四周稻株,保证所繁种子不带这类病菌。
明确种子质量负责制。育种单位虚报品种特性造成减产由育种单位负责。不按种子法审定品种审定委员会应负责。生产或经营不达标种子的其生产或经营单位负责,同时当地的种子管理部门,农业执法大队负联带责任。
种子“异地优势”的利用 。同品种、同等级的种子在生产中,外地产的种子比本地产的种子产量要高,这里称“异地优势”。笔者最初发现用永宁产的小麦种和灵武当地产的相同麦种比较,结果永宁产的麦种比本地麦种产量高5%左右。以后用永宁产的京引39和灵武良繁场产的京引39稻种作生产比较,结果是永宁的京引39产量高。近20多年来笔者应当地农户要求曾从北京,天津,沈阳营口,铁岭等地的科研单位或种子公司引进水稻品种,均表现良好,生育期150~155 d之间,当年都获得好收成(其中面积较大的品种有;秀优57,京优6号,秋光,铁8467,铁粳5号,铁粳7号,辽盐9,辽盐12等)。1999年曾用当地产的铁粳5 号和当年从铁岭引进的铁粳5号作比较试验,结果本地的铁粳5号折合727 kg·(667 m2)-1,而来自铁岭的铁粳5号为794,8 kg·(667 m2)-1。为此建议在同一品种同一种子等级的条件下异地引种,灵武可以依次从平罗、贺兰、永宁等地调进种子。像富源4号等从外地引来的品种,可直接从东北原产地调生产用种。
2.3采用宁夏特色的“旱育稀植”措施
2.3.1两种旱育稀植密度的比较
20世纪90代推广黑龙江的旱育稀植经验制定的主要措施有(下称甲方案):用开闭式小弓棚育秧, 秧田播种量150~200 kg·(667 m2)-1。播期4月10—20日。 插秧期5月10—25日。插秧密度;行株为30 cm×10 cm、23 cm×10 cm 或20 cm×12 cm,每穴5~6苗。 每667 m2插2.5~2.8万穴。苗数12.5万~17万。争取收获穗数37万~42万穗·(667 m2)-1。 进入21世纪提出的是(下称乙方案):用开闭式小弓棚育秧, 秧田播量110~160 kg·(667 m2)-1,播期4月1—10日, 插秧期5月1—10日。 行穴距30 cm×13 cm,每穴2~3苗。现对以上两个措施作如下评比:(1)育秧措施只是手段,培育壮秧才是目的,乙方案提出的4月1—10日前下种,5月1—10日前插到本田,在宁夏年际出现低温冷害的频率很高,不利于培育壮秧和插后返青。甲方案提出的育插日期,适应气候规律,实践证明是正确的。(2)“密植”或“稀植”只是名字上的不同,关键是具体插秧密度要合理,黑龙江旱育稀植经验中稀植标准有三条:A插秧后穴与穴之间根不互相穿插。B生育后期叶片不封行。C成熟时穗搭行。这里B条是对密的要求。C条是对稀的要求。(3)在密度上甲方案的,24 cm×10 cm 或18 cm×12 cm的行穴距每穴5~6苗,经生产实践证明是符合宁夏的。举实例如下:1990年用宁粳9号作密度试验处理的行穴距分别为30 cm×10 cm、26 cm×10 cm、23 cm×10 cm、20 cm×10 cm,每穴5~6苗,结果23 cm×10 cm的产量最高,每667 m2产量778.5 kg,其次是26 cm×10 cm的 753.7 kg·(667 m2)-1。 20世纪众多的水稻专家如王德,马骥,苏焕兰,王兴盛等[4-5]在对宁夏的水稻“旱育稀植”栽培模式的试验研究和发表的论著中对20 cm×12cm,每穴3~5苗或5~6苗的措施都是肯定的。2007年前宁夏所有正规的品种比较试验,规定的行穴距是23.3 cm×10 cm,每穴3~5苗 或5~8 苗,参试品种中产量很多在700 kg·(667 m2)-1以上,产量在800公斤以上的品种也不少。
2.3.2“旱育稀植”中的亩穗数与穗粒数关系
现在密度要求是;行穴距30 cm×10 cm 、30 cm×12 cm、33.3 cm×10 cm,每穴2~3苗(2.2,1.9,1.6万穴·(667 m2)-1),基本苗3.2万~6.6万。这种密度,每667 m2穗数较少,靠穗大、粒多夺高产,水稻的产量是由亩穗数、穗实粒数、粒重三者构成,其中的粒重基本上是由品种特性决定,受种植密度的影响很小 ,而亩穗数与穗粒数,在产量的构成中穗多与穗大是一对相互联系,相互制约的矛盾,见表3。
表3 收获穗数和产量关系测算表
从表3看700 kg·(667 m2)-1可以以25万穗,每穗112粒获得,也可以以40万穗,每穗70粒获得。前者,一般是30 cm以上的行距, 密度2万穴左右,靠4万左右的基本苗穗大,粒多夺高产;后者,一般是26 cm×10 cm或20 cm× 12 cm, 2.5万穴·(667 m2)-1,基本苗在12万以上,是靠穗多,中等的穗粒数获高产。 采用少苗、大穗、多粒夺高产的办法,在生产过程中对各项措施都要求很高。如 (1)同样规范的育苗措施受气候,设备,人的操作水平的影响,不一定都能育出理想的壮苗来,有高素质秧,每穴2~3苗是可行的,而秧苗不达标每穴5~6苗才合理。没有理想的壮苗,少苗就有问题。(2)浅插。农谚说“宁叫水上漂,不要插到腰”。规范的浅插标准是2 cm。但生产中常受土质,田的平整程度,插秧人的技能,插秧机的性能等影响很难全面做到。有好壮秧,细致的浅插,用京引39品种,插单株(大田生产很难采用)也可获得800 kg·(667 m2)-1。(3)穴距。无论人插,机插,规定的行距无论是20,26,33 cm都可以做到,但穴距中间漏插,漂秧,深插等现象在所难免,如未能及时补苗,12 cm穴距对产量就有较大的影响。30 cm以上宽行很难插够基本苗。(4)现提倡的“稀植”实际是宽行密植,行距从原来的23,26 cm扩大到30,33 cm,穴距还是原来的10~12 cm。因为禾本科作物叶子是向行间发展,所以株距密一些地上部分相互影响不大;但分蘖期根系在20 cm土层横展根群呈椭园形,到生育后期靠近土表上位根(浮根)呈水平生长,在穴距10 cm情况下到分蘖未期穴间根系已相互纠结,而行间却仍有空隙。2006年笔者曾以23 cm×10 cm,26 cm×10 cm,30 cm×10 cm,20 cm×12 cm,4种密度作对比试验,结果20 cm×12 cm的产量最高817.9 kg· (667 m2)-1。因此合理稀植不能只从地上部份考虑而扩大行距,“根”的因素不应忽视,还要从宁夏的光、温、地力、机械化程度、品种等多因素综合出发。30 cm的行距已是最大的,10 cm的穴距已是最小的。人工插以20 cm×12 cm 或23 cm×10 cm每穴4~6苗为宜,机插30 cm×10 cm能改为26 cm×10 cm更好。
2.3.3“旱育稀植”中稻谷的源(能送到种子的灌浆物质)、库(能容纳灌浆物质的籽粒)、流(从源到库的过程)的关系
在宁夏水稻构建产量700~800 kg·(667 m2)-1稻谷产量的源与库是不难的。难的是要在抽穗后40 d左右时间内(一般品种停止灌浆的临界温度是13 ℃,以85%保证率计算成熟期是9月20日,宁夏水稻安全抽穗期是8月10日前)把源内贮存的灌浆物质送到库(种子)内。在南方有灌浆期长的优势,大穗大粒的品种是夺高产的主力。大穗品种其灌浆期较长,结实率较低,子粒饱满度也不一致。低温对水稻的灌浆是十分不利的,因此在这种情况下,运转速度就成为关键的产量限制因素[7]。由表3可知,同样的750 kg·(667 m2)-1,用40万穗,每穗75个饱粒,这等于在40 d的灌浆期内,每667 m2有40万条通道,每条通道运送1.875 g灌浆物质到种子;如以30万穗,每穗100个饱粒算,30万条通道,每条通道需运送2.5克灌浆物质到种子才能达标。因而在宁夏千粒重在25克左右的品种,亩收获35~40 万穗,穗粒数保持在70 粒以上是比较容易取得高产、稳产的。在栽培技术上,获取35~40 万收获穗的措施,比每穗争取100个结实粒要容易些。
2.4稻田中耕
21世纪来宁夏的水稻裁培措施中只谈防病,化学除草,稻田中耕除草已被遗忘。稻田中耕,能促根系生长,保地上的茎叶和地下的根均衡发展,人工除草有很实在的中耕促根作用,宁夏农谚有“稻耗九,饿死狗”(除9次草,出米率高,糠少)的说法,在稻田封行前后,要进行“大草拔一拔,小草踏一踏”的中耕除草作业,现在26 cm以上的宽行,有便于中耕促根的好处,清康熙年间就有插秧宜稀可入耘耙的资料记载,上世纪推广宽行密植时曾引进过耘耙等稻田中耕除草工具,对增产有促进作用。随着26 cm以上宽行的推广,中耕措施应列入机械化内容。
2.5开发中低产田的增产潜力
宁夏8万多hm2稻田中属2~3类等级的中低产田仍占很大比例。近几年宁夏各地的科技高产示范点,有很大的投入也取得了很大成绩,但对中低产田的改造投入较少。袁隆平院士曾说:“良种是核心,良法是手段,良田是基楚”。科技示范点一般都是选在好田,创高产没有良田作基础是不行的。如要总体的提高宁夏的水稻产量,近期中低产田需要因地制宜应用裁培技术取得相对的高产、稳产。长远的得从改良土壤着手先使土地提升到良田行列。再用高标准的技术措施夺更高的产量。
2.6看天,看地,看苗,动态的协调处理各单项技术措施的联动互补作用
2.6.1看天
现代科学技术的发展,可以较正确的发布中长期气象预报,历史上宁夏每3~4 a常出现一个低温年。在栽培的技术措施上,常温年应充分利用光温资源争取高产;在低温年更应大力推广工厂化育秧,旱育稀播,延长秧龄避过低温,再组织人力、机械,突击适时的插秧。品种上选中早熟品种。插秧密度得从每穴3~4苗增加到5~6苗,其它在水、肥、防病等措施都得从促早熟上着手。近十年来宁夏遇到的低温年不少,但只要措施得当仍可有灾无害的获得高产。2006年吴忠市在气候条件不好,水稻有效分蘖量不足,灌浆期低温等不利情况下高产示范区示范户获得平均741.9 kg·(667 m2)-1的高产,辐射户平均达到674 kg·(667 m2)-1,当地当年平均单产547.65 kg·(667 m2)-1。2014年宁夏全区水稻大减产全区7.43万hm2水稻平均单产只有540.8 kg·(667 m2)-1。但各地高产示范田仍是丰收的,如农业部在灵武崇兴镇的万亩示范片平均实产728.6 kg·(667 m2)-1。
2.6.2看 地
在插秧密度上:(1)肥田靠发,廋亩靠插;(2)充分利用边际效应。每块地都有田边地角的边行优势宁夏老农常在田埂竖向两边各插行距为10 cm左右的秧苗1~2行,在离横向埂0.5~0.7米的区域不规则的插些苗,这些高密度的边行一般都能有正常的收获。
在灌水方面,水稻插后到返青必需浅水护苗,不能大水淹苗,农谚说:“黄秧搁一搁到老不发棵”。宁夏是靠人工灌溉种稻的,返青期晴天多、蒸发量大,一般实行轮灌制度,渠梢灌尾,漏水沙地,及一些特别不保水的田执行浅水护苗有难度。得采用折中办法:(1)在盐碱不严重的地段在排水灌尾打坝蓄水淌田;(2)衡量短期大水淹苗和缺水对稻生长的利弊,或淌大水;(3)在淌水困难,保水不易的沙土地(如中宁、中卫的一些地段)采用直播更好。另外,大力全面推广测土配方施肥。
2.6.3看 苗
水稻生产过程各种单项措施都会在苗上反映出来,同样的措施在不同的年份,不同的地点,会有不同的反映。苗的生长发育是动态的,采用各种措施的目的,是保苗有丰产的长相,收更多的稻谷。因而对苗的株高,叶色,叶面积系数等长相应探索制定一个指标,利用单项技术的互补互控作用加以调节。
2.7提高水稻单产要把增产措施落实到实处
粮食生产是个“知易行难”的事业,提高宁夏的水稻单产,不只是制定一套增产措施的问题。更关键的是如何把增产措施落实到生产实践中去。很多技术措施的落实得靠相关政策的扶持和保驾。如改直播为插秧,是增产好措施,但有的地方稻农因插秧比直播的投资大增产却减收,而不用插秧措施。有些增产措施的推广是需一定条件的如工厂化大棚育秧需要有规模的投资,需要适宜的规模化经营。生产力的发展要和生产关系协调,实现农业的现代化,一靠政策、二靠科技、三靠投入。一项也不能少。
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S511.019
A
1002-0659(2016)04-0041-06
2016-03-07
杨顺(1936-),男,高级农艺师,主要从事农业技术推广工作。E-mail:yangsun@126.com