基于超高产水稻肥料空白试验的667 m2吨粮栽培技术

孙永飞，潘秋祥，梁尹明，张伟金，陈金焕，章文斌，陈锋，陈银根

(新昌县农业农村局，浙江 新昌 312500)

水稻一季667 m2产吨粮，是农业科技人员多年来的追求[1-5]，可到2012年才由品种甬优12在687 m2面积上首次实现[3]，在5年之后的2018年由品种春优927再次在690 m2面积上实现。为什么可遇不可求，看来主要是尚未形成真正的可重演的高产技术[6-10]。作者早年试验研究发现，肥料空白对照水稻的结实率、千粒重、谷草比、抽穗后吸氮量等处于或接近各处理的首位，进而提出了对中高肥力土壤不施肥水稻生理生态作全面深入研究，以重新认识现有稻作技术，推进技术进步的建议[11]。故针对每667 m2产量吨粮技术现状，特开展试验并结合已有实践进行分析，今将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

田间试验于2018年在新昌县羽林街道新中岭脚的河谷盆地进行。地理位置29°33′36.875″N、120°55′44.292″E，海拔44 m。田块面积842.3 m2(30.3 m×27.8 m)。前茬冬闲。土壤为泥质田兼培泥砂田，犁底层下砂砾含量较高，耕作层厚18 cm 左右，pH 5.65,土壤含有机质37.71 g·kg-1,碱解氮113.9 mg·kg-1，有效磷4.2 mg·kg-1，速效钾117.5 mg·kg-1，水溶性总盐0.75 g·kg-1,阳离子交换量17.37 cmol·kg-1。土壤肥力在当地为中等水平。

试验选用的水稻品种为甬优12、浙优18、春优927、甬优1540、甬优9号、湘两优900、Y两优900、中浙优8号等8个超高产品种。其中甬优12、浙优18、春优927是浙江省内曾达吨粮的籼粳杂交水稻[3,10,12-13]；甬优9号、甬优1540、中浙优8号为或曾为浙江省单季稻区试对照品种；Y两优 900、湘两优900为湖南杂交水稻中心选育的国家第4～5期超级稻[13-14]。

1.2 处理设计

试验以品种为处理，采用随机区组排列，小区面积21 m2(1.75 m×12.0 m)，重复4次。四周设保护行。试验未施用任何肥料。

5月14日咪鲜胺浸种消毒。16日手播于装有育苗基质的机插秧硬盘，播种量40 g·盘-1，叠盘暗发芽后于17日摆放到秧田。6月1日4.1叶龄期移栽，行株距35 cm×19 cm，667 m2栽1.0万丛，双本插。6月2日施杀螺剂防福寿螺；6月7日施苄黄隆并耘田防杂草；6月19日用康宽、吡蚜酮治虫；8月14日用康宽、吡蚜酮、井冈霉素治虫防病。独立沟渠进水，移栽至7月11日田间维持水层，7月12—20日搁田，之后保持干干湿湿至成熟。

1.3 观察记载

每品种固定20丛调查分蘖动态。每小区查30丛确定最高苗、有效穗。拔节叶龄期、抽穗期、成熟期每小区各取2丛(每品种8丛)考查干物质重、抽穗期叶面积(干重法，取倒3叶中段15 cm 测单位叶面积干重)、每穗总粒、结实率、千粒重，植株送浙江省农业科学院分析氮磷钾含量。成熟期按小区实割实称，去杂后实测含水量，折算成14.5%标准水分的稻谷产量。

2 结果与分析

2.1 产量

表1表明，8个品种667 m2平均产量为519.9 kg。甬优12、浙优18、春优927等3品种最高，接近550 kg，除甬优9号外，比另外4个品种增产均达极显著水平。Y两优900、湘两优900 产量潜力没有发挥，可能说明其不适宜当地高产栽培。

表1 8 个超高产水稻品种无肥试验产量及其穗粒结构表现

注:同列数据后无相同的大写字母，表示品种间差异达极显著水平。

试验中籼粳偏粳型杂交水稻产量高于籼型杂交水稻的情况，与当地面上生产基本一致；与在区试中各品种的产量相比较，试验产量平均为区试产量的8.4成，即667 m2低99 kg。其中甬优12仅低18.0 kg，甬优1540 低 173.6 kg，中浙优8号反而高10.1 kg。

从试验产量最高的3个品种均是当地最高产量达吨粮品种的情况看，可用肥料空白试验筛选吨粮攻关品种，可减少因施肥产生的误差。

2.2 穗粒结构

甬优12等3品种产量高，主要是因为每穗总粒数特多，而结实率、千粒重品种间差异相对较小。本试验667 m2平均有效穗数8.3万、每穗总粒数298.6粒、结实率90.8%、千粒重 25.9 g。与相应区试数据的平均数相比较，有效穗数只有59.7%，而每穗总粒数、结实率、千粒重，平均分别增16.3%、10.8百分点和1.6 g。

试验说明，中高肥力土壤高产栽培的重点，在确保穗形及充实度稳定不变的前提下，仍然要放在增加有效穗上。甬优12等3个品种，只要穗数在不施肥处理的基础上接近翻一番，就可能实现吨粮。作者曾提出甬优12吨粮的有效穗数理想指标是667 m213.5万左右[4-5]。

2.3 分蘖动态及成穗率

表2表明，在试验条件下，8个品种的分蘖基本上都能正常产生，最高苗数均超过本品种区试穗数，667 m2平均17.94万，比区试穗数667 m2平均13.9万高28.8%；有效分蘖临界叶龄期(6月22日)667 m2平均苗数13.84万，也达到区试13.9万的穗数苗要求。本试验的问题是成穗率极低，与有相对应的区试数平均相比较，低18百分点，如甬优12只有31.2%，春优927只有38.5%。

凌启鸿等[15-16]提出，在稳定穗数前提下将提高成穗率作为水稻高产更高产的突破口。若以本试验最高苗667 m2平均17.94万作为基数，将成穗率提高到80%，则667 m214.35万已超过区试13.9万的正常高产穗数。

显然试验穗数严重偏少，主要不是总分蘖不足，也不是有效分蘖临界叶龄期分蘖不足，当然也不是分蘖期养分供应不足，而主要是最高苗前后分蘖开始退化时养分供应严重不足，以致有效分蘖临界叶龄期前的分蘖也退化造成。从试验数据看，甬优12等3个品种，只要有效分蘖临界叶龄期苗数能基本成穗，最终成穗率达到60%～80%，穗数就能满足吨粮要求。因此，中高肥力土壤超高产及吨粮栽培攻关要非常注重分蘖开始退化前后而不是分

表2 8 个超高产水稻品种无肥试验分蘖动态与成穗率表现

注：—表示缺数据。

蘖期的肥水供应。

2.4 叶面积及粒叶比

表3表明，试验水稻叶片光合效能非常高，抽穗期叶面积指数平均3.27，667 m2产量即达519.9 kg；粒叶比包括颖花叶比、实粒叶比、粒重叶比三者也分别高达1.13、1.02和22.5 mg·cm-2。与原江苏农学院[17]1983年常规栽培观察的8个品种抽穗期叶面积指数平均6.56，667 m2产量581.6 kg，粒叶比分别为0.59、0.51和13.3 mg·cm-2等数值相比较，叶面积减少50.2%，而产量仅减10.6%，粒叶比则分别增加91.5%、100%、69.2%。本试验水稻成熟期单茎活叶数平均有3.4张，没有明显的早衰现象。本试验水稻的粒叶比非常高，均能以较小叶面积取得较高产量，可认为是从根本上控制了营养生长过旺的结果。作者以前研究认为，营养生长过旺是华南华中稻作区水稻超高产障碍因子、限制因子[18-20]。

表3 8 个超高产水稻品种无肥试验叶面积、粒叶比及成熟期活叶数表现

试验中有吨粮潜力的甬优12等3个品种的粒重叶比平均高达24.2 mg·cm-2。以该值直接推算，则抽穗期叶面积指数只要6.2，就可达吨粮。因此认为，应用该3品种进行吨粮栽培攻关的抽穗期叶面积指数指标在8以下就可以。以前从667 m2产量800～900 kg 高产田实测叶面积来确定吨粮田叶面积指数要达10左右[4-5]应该是错误的，误导了近几年的吨粮栽培攻关。

2.5 干物质重

表4表明，试验水稻667 m2平均干物质重，拔节叶龄期为132.5 kg，抽穗期为627.9 kg，成熟期为958.6 kg。拔节叶龄期、抽穗期干物质重分别占成熟期的13.8%和65.5%。

邹应斌等[21]认为，高产水稻干物质生产的比例顺调，表现为拔节期占成熟期干重的20%～25%，孕穗期约占 50%，齐穗期约占 70%，比例

表4 8个超高产水稻品种无肥试验667 m2

过高或过低均不利于产量形成。显然按此说法，本试验拔节叶龄期干重明显偏低。但钟旭华等[22]的模拟研究表明，随着穗分化始期干重的增加，成穗率直线下降，两者呈极显著负相关。而在穗数稳定前提下，提高成穗率是水稻高产更高产的关键。本试验平均有效分蘖临界叶龄期苗数已达穗数苗要求，最高苗远超正常高产穗数。说明拔节叶龄期667 m2干物质132.5 kg，已能满足高产要求。

本试验甬优12等3个品种，667 m2平均干物质重拔节叶龄期为136.1 kg，抽穗期为716 kg，成熟期为1 030.8 kg，与作者[4-5]原来提出的吨粮栽培指标230、1 100、1 900 kg相比较，则原来提出的拔节期指标明显偏高，要控制在 150 kg左右，抽穗期、成熟期指标仍按原要求。本试验甬优12等3个品种的有效穗只有7.3万，抽穗期干物质重为716 kg，如有效穗数按要求达到13.5万，则抽穗期干物质重能上升到1 100 kg。

2.6 植株含氮量

表5表明，试验水稻植株含氮率在拔节期平均为1.46%，抽穗期为0.64%，成熟期为0.59%；甬优12等3个品种分别为1.44%、0.57%、0.55%。与667 m2产量800 kg高产水稻要求有效分蘖期植株含氮率约3%、有效分蘖期末约2.5%、无效分蘖期约2.0%、拔节期约1.7%、抽穗期约1.5%、成熟期在1.0%以上[23]，相差甚远。但本试验分蘖期的低含氮率并没有影响高产要求的分蘖数，只是拔节期的低含氮率造成了分蘖的严重退化，使有效分蘖临界叶龄期前的分蘖也不能成穗。而抽穗期0.64%、成熟期0.59% 如此之低的含氮率也并没有造成穗形变小、结实率降低、千粒重减少，说明还有值得深入探讨的地方。较低的含氮率，提高水稻对病虫及大风等抗逆性至少是有利的，减少肥料对降低能源消耗及肥药面源污染也是有意义的。

表5 8 个超高产水稻品种无肥试验各生育期植株含氮率及氮素吸收积累量

因此，中高肥力土壤用甬优12等3个品种进行吨粮栽培攻关时，特别要将氮肥补充在分蘖开始产生有效、无效两极分化略前的时候，使拔节期前后的含氮率提高到1.7%左右；抽穗期含氮率目前可暂时按上述667 m2800 kg高产水稻要求，使其在1.5%左右，成熟期则要求降到1%以下。

2.7 氮素吸收积累量

如表5所示，水稻平均氮吸收总量667 m2为5.51 kg，其中拔节叶龄期前吸收1.93 kg，拔节叶龄期至抽穗期2.05 kg，抽穗后1.53 kg；甬优12等3个品种氮吸收总量5.71 kg，前中后期分别吸收1.96、2.11和1.64 kg。

与1993年扬州试验[23]，667 m2产量水平500 kg，吸氮总量为8.85 kg，其中前期3.54 kg，中期3.36 kg，后期1.95 kg，及产量水平达800 kg，吸氮总量为18.04 kg，其中前期 5.32 kg，中期9.17 kg，后期3.55 kg相比较，说明前期吸氮增加会提高吸氮总量，但不会增加产量，前期吸氮增加，只能增加无效分蘖，增加与成穗率呈负相关的干物质重；而大幅度增加中期吸氮量可明显提高产量。因此，在中高肥力土壤用甬优12等3个品种进行吨粮攻关时，要将拔节期前的667 m2吸氮总量控制在2.5 kg左右，而将抽穗期的吸氮总量提高到16 kg左右。当地种植甬优12等品种的拔节期基本处在梅雨季向伏旱季过渡的气候条件下，在前期严格控氮的基础上，拔节期后孕穗期前大量补充氮素应该不会产生大的副作用。

3 小结与讨论

试验结果表明，在中高肥力土壤条件下，可利用肥料空白试验筛选确定当地超高产达吨粮品种。此结果与作者2010年试验空白处理产量甬优12较大幅度高于杂交中籼Y两优3218和常规晚粳秀水134相一致[4]；也与张建民等的无肥试验结果相一致[18]。可认为超高产品种产量高，主要是因为其土壤基础肥力的产量高。试验水稻具有产量不低，667 m2平均达519.9 kg，分蘖不少，拔节期干物质重、含氮量、氮积累不过量，叶面积不过大，粒叶比高，穗形大，结实率高，千粒重重等特点。有效穗数少，是因为成穗率低；成穗率低是由于拔节期前后分蘖开始退化时水稻含氮率低。只要解决拔节期前后及拔节孕穗期含氮率过低问题，产量就可能成倍增长。结合作者早年的水稻生育前期少氮栽培[24]、超高产株型栽培研究成果[25]及近年吨粮栽培实践，提出选用偏粳型超大穗强耐肥抗倒营养生长不易过旺[5,19]，在当地生态条件下产量有吨粮潜力品种；选择和培育667 m2基础产量在667 kg以上，光照充足、水肥气热高水平供应协调的肥沃水稻土[26-27]或耕地质量等级GB/T 33469—2016中国国家标准一等田；采取以控制营养生长过旺，缩小茎生基叶为突破口的超高产株型栽培[11,19,24-25]的“三足鼎立”的一季产量达吨粮技术。强调拔节前严格控氮,拔节前后开始看天(光照强度)看苗(苗数及含氮率) 及时用氮平稳促进,并提出吨粮栽培群体有关生育控制指标：拔节期、抽穗期、成熟期的叶面积指数分别为1.5～2、8、5左右，667 m2干物质重150、1 100、1 900 kg左右，植株含氮率1.7%、≤1.5%、≤1.0%，667 m2吸氮总量2.5 kg、≤16 kg、≤19 kg，供实践验证。

本试验研究表明，在中高肥力土壤上，基于肥料空白试验的水稻超高产研究方法将是可行的。对于水稻优质抗倒、抗逆，减少肥药面源污染等，也会有意义。