黔西南地区水稻超高产原因分析
2023-10-22张发丽王荣基张恒栋何志旺张建冲
张发丽 王荣基 张恒栋 何志旺 张建冲
(黔西南州农业林业科学研究院,贵州 兴义 562400;第一作者:zfl2007717@126.com;*通信作者:1976693410@qq.com)
1 试验示范方法
试验示范于2020—2022 年在贵州省兴义市乐立村(N 25°01′01″,E 104°55′06″)进行,海拔1 168 m,沙壤土,冬闲田。2020 年试验面积1.21 hm2,参试品种甬优1540、蓉18 优2348、甬优4949 和甬优7753。2021年试验面积1.04 hm2,参试品种甬优1540、晶两优534和甬优1538。2022 年试验面积1.04 hm2,参试品种甬优1540 和天优175。供试品种区域试验表现见表1。试验地肥力情况和气候条件见表2 和表3。
表1 供试材料区试表现
表2 试验地肥力情况
表3 试验地气候条件
2 试验示范表现
由表4 可知,与区试时相比,参试品种产量在试验示范中有不同程度提高,增幅平均为314.82 kg/667 m2,其中增幅最小的是甬优7753(140.00 kg/667 m2),增幅最高的是晶两优534(545.43 kg/667 m2)。产量构成因素变化品种间表现不相同,有效穗数甬优7753 和甬优4949 减少,其他品种均增加;每穗粒数所有品种均增加,但蓉18 优2348 和天优175 这2 个千粒重较大的品种增加的数量相对较小;结实率除蓉18 优2348 降低外,其他品种均有所上升;千粒重多数品种变化较小。
表4 产量及产量构成因素
甬优1540 在试验示范中产量表现好,2020—2022年平均单产分别为1 081.80、1 123.87 和1 154.68 kg/667 m2。甬优1540 超高产在于其有效穗多(平均达18.37 万/667 m2)、每穗粒数多(平均302.9 粒)和结实率高(平均87.5%)。甬优7753、甬优4949、甬优1538与甬优1540 是同系列水稻,却未实现超高产,甬优7753 和甬优4949 是因为有效穗数不足,甬优1538 是因为每穗粒数不足。蓉18 优2348 未获得超高产主要是因为结实率偏低。天优175 未获得超高产是因为有效穗数和每穗粒数均不足。晶两优534 同样获得超高产,与甬优1540 相比,其每穗粒数虽少,但有更多的有效穗数。
3 超高产取得原因分析
3.1 温光水资源适宜
3.1.1 温度
2021 年试验播种期为4 月7 日,成熟期为9 月17日,全生育期164 d,积温3 774.13 ℃;2022 年试验播种期为4 月2 日,成熟期为9 月16 日,全生育期168 d,积温3 863.59 ℃;2 年平均积温3 818.86 ℃。苗期2 年平均积温为624.9 ℃,最高温度26.0 ℃,最低温度9.3 ℃,平均温度18.9 ℃,平均温度仅在2022 年4 月2 日低于10 ℃,时间较短,对发芽无明显影响;分蘖期2 年平均积温1 107.8 ℃,最高温度29.2 ℃,最低温度14.6 ℃,平均温度23.1 ℃;孕穗期2 年平均积温767.4 ℃,最高温度28.4 ℃,最低温度21.6 ℃,平均温度25.2 ℃;抽穗-结实期的2 年平均积温为1 183.1 ℃,最高温度28.5 ℃,最低温度19.0 ℃,平均温度24.4 ℃;花期平均温度24.8 ℃。
3.1.2 日照时数及太阳辐射
2021 年和2022 年水稻全生育期2 年平均日照时数为1 095 h,平均太阳辐射能量为2 568.58 MJ/m2,最低日太阳辐射能量为2.09 MJ/m2,最高日太阳辐射能量为28.65 MJ/m2,日平均太阳辐射能量为15.47 MJ/m2。
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3.1.3 降雨量
试验点全生育期平均降雨量2021 年为923.6 mm、2022 年为891.2 mm,2 年平均为907.4 mm,降雨量丰富,满足水稻生长发育需求。
3.2 超高产栽培措施
3.2.1 育苗和移栽
使用钵苗播种机定量播种,每667 m2用钵盘30~35 张,取大田表层土晒干,打碎过筛(筛网孔0.5 cm),土壤与有机肥(康庄先锋)以1∶1 充分混匀,每孔播3~5粒种。播种程序:播底土—播种—覆土—洒水。采用无纺布钵苗育秧技术育秧[1]。将播种好的秧盘在室外堆叠,盖上黑色塑料布,暗化处理3~5 d,期间准备秧田,秧田要求畦面宽1.2 m,沟宽40 cm、深25 cm,畦面铺细孔纱布,以防止根系窜长至底部苗床土中导致起盘时秧盘底部粘带土壤。暗化处理后秧盘并排放于畦上,注意秧盘与畦面紧贴不能悬空。摆盘后立即灌1 次平沟水,秧盘上铺置适量麦秆或竹片,再盖无纺布,盖严,四周压实,膜内温度控制在35 ℃以内。2 叶期前秧田湿润灌溉。揭膜后2 叶期每盘施用4.0 g 复合肥,3~4叶期秧田实施水分旱管。移栽前2~3 d 施用送“嫁药肥”。移栽前1 d 适度浇好起秧水,起盘时还应注意防止损伤秧苗,秧苗随起随栽。
秧苗4.5~5.0 叶龄(秧龄30 d 左右)移栽,钵苗机插设置3 个栽插密度:14 431 丛/667 m2(14 cm×33 cm)、12 627 丛/667 m2(16 cm×33 cm)和11 224 丛/667 m2(18 cm×33 cm),机插移栽后3~5 d 进行人工补苗;人工移栽采取宽窄行拉绳打点方式,每667 m2栽1.1 万丛(宽行36.7 cm,窄行23.0 cm,株距20.0 cm),或每667 m2栽1.4 万丛(宽行36.7 cm,窄行23.0 cm,株距15.8 cm),移栽前剔除无分蘖的弱苗病苗,每丛精选栽插1 钵带蘖壮秧。
3.2.2 施肥管理
在超高产栽培过程中,以周维佳等[2-3]超高产栽培技术规范为参考,逐年总结施肥措施,再根据当年田间情况看苗施肥,每年施肥措施均有不同,详见表5。
2020 年氮磷钾施用比例2.2∶1∶2.9。氮肥用量20.26 kg/667 m2,在移栽前、分蘖期、孕穗期、始穗期4 个时期施,其中基蘖肥∶穗粒肥=6.1∶3.9。磷肥用量9.40kg/667m2,作基肥一次性施。钾肥用量27.50 kg/667 m2,在移栽前、移栽后、孕穗期3 个时期施,其中基蘖肥∶穗粒肥=5.6∶4.4。始穗期和齐穗期各喷施1 次叶面肥吨田宝(0.05 kg/667 m2)和有机硅磷酸二氢钾(0.10 kg/667 m2)。
2021 年氮磷钾施用比例为1.7∶1∶2。氮肥施用量为19.35 kg/667 m2,在移栽前、分蘖期(2 次)、孕穗期、始穗期4 个时期施,其中基蘖肥∶穗粒肥=7.4∶2.6。磷肥用量11.40 kg/667 m2,作基肥一次性施。钾肥用量23.26 kg/667 m2,在移栽前和孕穗期2 个时期施,其中基蘖肥∶穗粒肥=6∶4。始穗期和齐穗期还喷施1 次叶面肥吨田宝(0.05 kg/667 m2)和有机硅磷酸二氢钾(0.10 kg/667 m2)。
2022 年氮磷钾施用比例为2∶1∶2。氮肥用量20.42 kg/667 m2,在移栽前、分蘖期、孕穗期、始穗期4 个时期施,其中基蘖肥∶穗粒肥=6.2∶3.8。磷肥用量10.40 kg/667 m2,作基肥一次性施。钾肥用量21.02 kg/667 m2,在移栽前和孕穗期2 个时期施,其中基蘖肥∶穗粒肥=5∶5。
3.2.3 田间水分管理
薄水插秧,移栽前大田整平,栽插时田间可见露泥水花,移栽后保持1~3 cm 浅水7 d,施除草剂后自然落干至湿润状态,以后保持间歇灌溉(灌浅水后自然落干至湿润状态,再灌浅水后自然落干至湿润状态),分蘖数达23 万/667 m2左右(因品种而定)开始晒田控苗,严格控制高峰苗数不超过35 万/667 m2,力争分蘖成穗率65%以上。拔节至孕穗期保持浅水层,后期保持轻度干湿交替灌溉,直到成熟前1 周断水,切忌断水过早。
4 讨论
4.1 品种对水稻高产的影响
甬优1540、甬优4949、甬优7753、甬优1538 均是籼粳交三系杂交水稻。作为亚种间杂交水稻,甬优系列品种把籼稻的生物量大、分蘖力强、穗子长等优点和粳稻的植株紧凑、着粒密、收获指数高、出米率高、耐肥等优点有机融合,适应性广、丰产性好、品质较好。目前,甬优系列在全国多个地区作为高产、超高产试验的重要品种,并取得较好的效果[4-9]。本试验中,甬优1540 最高产量达1 154.68 kg/667 m2,比区试表现增产484.88 kg/667 m2,效果明显。表明甬优系列杂交水稻高产潜力巨大。
晶两优534 是籼型两系杂交水稻,株高适中、分蘖力强、成穗率高、穗子长、结实率高,丰产性好。何连华等[10]对晶两优534 研究时产量为854.55 kg/667 m2,比区试平均产量增产290.01 kg/667 m2,主要是通过增加有效穗数和提高结实率获得高产。本试验中,晶两优534 单产水平较区试平均单产增加545.43 kg/667 m2,除有效穗数和结实率均有所提升外,每穗粒数也得到很大程度提高。
4.2 温光资源对水稻高产的影响
在水稻全生育期内,日平均温度超过10 ℃则为有效积温,积温2 000~4 500 ℃的地方适于种一季稻。本试验点2021 年全生育期164 d,积温3 774.13 ℃;2022 年全生育期168 d,积温3 863.59 ℃;2 年平均积温3 818.86 ℃,热量充足。
水稻各个生育时期对温度的需求不尽相同,苗期最低温度应保证10 ℃~12 ℃,持续低于10 ℃则会影响发芽,最高不超过43 ℃,持续高于43 ℃则会引起烧苗,适宜温度为18 ℃~33 ℃[11-12]。水稻分蘖期水温对植株影响大于气温,水温要求不低于16 ℃,不高于40 ℃,以32 ℃~34 ℃最适宜,气温要求不低于20 ℃,以23 ℃~28 ℃较适宜[13-14]。水稻孕穗期发育温度下限为18 ℃,低于18 ℃则幼穗分化停止,持续低温会导致出穗迟缓,颖花分化受抑制,穗长变短[15];高温会影响颖花分化,降低每穗粒数,最终导致减产[16]。水稻抽穗至成熟期对温度要求较高,抽穗开花期以温度25 ℃~28 ℃最为适宜,温度过高会导致花药开裂难、花粉活性低,从而降低结实率[17-18];灌浆成熟期温度过高或过低都会造成不良影响,高温会影响光合产物转运、促进叶片早衰、降低光合作用,光合产物运输及转移的最适温度为21 ℃~30 ℃[19-20];低温会导致灌浆期延迟、影响籽粒充实度[21]。本试验点在整个生育期温度适宜,无极端温度发生,不仅能满足分蘖期和抽穗-结实期对温度的需求,还能为孕穗期提供较为适宜的温度。
光照对作物生产的影响因素主要是光照时间和光照强度[22]。水稻不同生育期对光照的需求不同,改变光照度和遮光时间均能显著降低水稻产量,遮光越多产量下降越显著[23],其中分蘖期、孕穗期、抽穗期和灌浆期对光照较为敏感。分蘖期充足的光照可以促进有效穗的发生和提高成穗率,而分蘖期遮光会导致分蘖数减少、叶面积下降、株高增高和成穗率下降,从而降低产量[24-25]。孕穗期光照主要影响幼穗发育,遮光会导致颖花发育不良和谷粒充实度差,穗粒数和千粒重下降较多,最终产量降低[26]。抽穗后光合产物的转运和同化对水稻产量影响较大,抽穗期主要影响颖花的发育,遮光会降低结实率和千粒重,从而降低水稻产量[27];结实期光照主要影响水稻籽粒灌浆,遮光会导致空粒变多,籽粒充实度变差,水稻产量明显下降,与其他时期相比,结实期遮光对水稻产量的影响最为明显[28-29]。本试验点光照资源丰富,日照时数适宜,太阳辐射能量高,能为水稻生长发育提供较好的光照条件。
4.3 栽培措施对水稻高产的影响
秧苗素质高是水稻高产的基础。曾涛等[1]自2015年起就对无纺布钵苗育秧技术进行研究,经过多年多点实践证明,无纺布钵苗育秧与传统的湿润育秧相比,可大幅度提高水稻单产。本试验点采用无纺布钵苗育秧,基本苗足,秧苗无植伤,移栽时水稻返青时间减少,更有利于水稻在大田中的生长发育。
周维佳等[2-3]经过数年研究,总结出贵州水稻超高产栽培技术规范和杂交水稻强化栽培技术规范,本试验以此作为参考进行肥料运筹。2020 年提高氮肥、钾肥的施用量,提高钾肥基蘖肥所占比例,最高产达到1 081.8 kg/667 m2,增产效果虽好,但钾肥用量过多。2021 年减少氮肥、钾肥施用量,提高氮肥、钾肥基蘖肥所占比例,增加磷肥施用量,最终产量较2020 年有所提升,产量达到1 123.87 kg/667 m2。2022 年重新提高氮肥施用量,降低氮肥基蘖肥所占比例,减少磷肥、钾肥施用量,降低钾肥基蘖肥所占比例,肥料三要素比例为2∶1∶2,与大多数高产栽培肥料配比相同,最高产达到1 154.68 kg/667 m2,与2020 年肥料运筹相比,氮肥施用差异较小,钾肥施用量减少而磷肥施用量增加,最终产量提高72.88 kg/667 m2。
5 总结
贵州省兴义市万峰林街道乐立村能取得水稻超高产的原因有3 点:1)选择适宜当地种植的品种,如甬优1540,其生长繁茂、株型紧凑、分蘖力强、穗子长、每穗粒数超多、耐肥、抗倒,高产潜力巨大;2)环境条件适宜,无极端温度发生,光热资源丰富,能满足水稻生长发育需求;3)栽培措施得当,秧苗素质高,秧龄适宜,移栽密度合理,精确的肥水运筹加上病虫害合理防治。