對(duì)北方水稻超稀植栽培技術(shù)創(chuàng)建的科學(xué)解析Ⅰ
——兼論穗數(shù)增產(chǎn)與粒數(shù)增產(chǎn)

李彥利，嚴(yán)光彬，宋麗娟，賈玉敏，嚴(yán)永峰*

（1通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，吉林 梅河口 135007；2吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所，吉林 公主嶺 136100）

對(duì)北方水稻超稀植栽培技術(shù)創(chuàng)建的科學(xué)解析Ⅰ
——兼論穗數(shù)增產(chǎn)與粒數(shù)增產(chǎn)

李彥利1，嚴(yán)光彬1，宋麗娟1，賈玉敏1，嚴(yán)永峰2*

（1通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，吉林 梅河口 135007；2吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所，吉林 公主嶺 136100）

闡述了北方水稻超稀植栽培技術(shù)的研究及發(fā)展，說(shuō)明了超稀植栽培技術(shù)選擇少蘗、大穗型品種的原因，從適宜栽培密度、生態(tài)特點(diǎn)等方面開(kāi)展少蘗、大穗型品種稀植技術(shù)選擇分析，對(duì)超稀植栽培中少插基本苗進(jìn)行技術(shù)剖析，同時(shí)對(duì)超稀植栽培中減少分蘗肥、重施穗肥進(jìn)行理論解析。

北方稻區(qū)；水稻；超稀植栽培技術(shù)；科學(xué)解析

在水稻高產(chǎn)栽培中，有足夠的有效穗數(shù)是必須的前提條件。但是目前生產(chǎn)中各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)、化肥等投入達(dá)到很高后，增加有效穗數(shù)是否成為高產(chǎn)的主要因素呢？

吉林省通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，針對(duì)密植栽培中早熟品種穩(wěn)產(chǎn)而不高、晚熟品種高產(chǎn)而不穩(wěn)的實(shí)際情況，經(jīng)15年的潛心研究，創(chuàng)立了以少蘗大穗型品種、稀播早育高磷壯秧、少本帶蘗超稀植插秧和前控中補(bǔ)后重施肥為核心內(nèi)容的水稻超稀植栽培技術(shù)體系（也稱為水稻“三早”超稀植栽培技術(shù)），并于1992年由國(guó)家科委在吉林省召開(kāi)過(guò)全國(guó)現(xiàn)場(chǎng)推廣會(huì)。

超稀植栽培比普通旱育稀植省種40%，省秧田面積50%，每平方米栽插的基本苗數(shù)減少50%～60%，省育苗工50%，省插秧苗工40%～50%，省本田管理工20%～25%，提高水溫和地溫0.3℃以上，增加底葉光照強(qiáng)度0.3萬(wàn)Ix，增加透光率7.7個(gè)百分點(diǎn)，平均增產(chǎn)10%以上。吉林省一般17穴/m2以下插秧規(guī)格稱為超稀植栽培，17～25穴/m2稱為稀植，大于25穴/m2稱為密植。水稻旱育超稀植栽培技術(shù)有助于了解水稻高產(chǎn)過(guò)程中增加穗數(shù)與每穗粒數(shù)關(guān)系。為此，特供此文討論。

1 北方水稻超稀植栽培技術(shù)的研究及發(fā)展

1.1 北方水稻水育苗的主穗增產(chǎn)技術(shù)

吉林省于20世紀(jì)50年代后期開(kāi)始推廣水育苗育插秧技術(shù)，4月末水育苗，6月初開(kāi)始插秧，7月初孕穗才能安全成熟。當(dāng)時(shí)流行一句“夏至前三天插完秧可得，夏至后三天插完秧不得”的諺語(yǔ)。因此，水育秧苗插秧晚，緩苗時(shí)間又長(zhǎng)，根本沒(méi)有足夠的時(shí)間分蘗。只能選擇早熟、多蘗、小穗型品種和增加插秧密度及每穴插秧株數(shù)來(lái)保證有效穗數(shù)的主穗增產(chǎn)理論。因此，水育苗時(shí)代的密植栽培，增加有效穗數(shù)成為爭(zhēng)取高產(chǎn)的主要技術(shù)（表1）。

表1 水育苗高產(chǎn)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

然而，密植栽培單位面積移植株數(shù)多，減少前期肥量時(shí)，稻苗個(gè)體的養(yǎng)分吸收減少，難于分蘗，一般采取多施前期分蘗肥的措施；結(jié)果分蘗是增加了，但封壟過(guò)早，田間環(huán)境變劣，下部通風(fēng)透光差，節(jié)間拉長(zhǎng)出現(xiàn)倒伏，根系早衰吸養(yǎng)能力下降。為了解決封壟過(guò)早后的這些問(wèn)題，極力推薦“V”字型栽培理論。這樣形成了正三角形葉片受光姿態(tài)，劍葉變短。由于幼穗與劍葉及倒二葉同步生長(zhǎng)，劍葉變短的同時(shí)，穗也變小。前期促成的分蘗也由于后期營(yíng)養(yǎng)不足無(wú)效分蘗增加，有效穗數(shù)減少，最終既保證不了有效穗數(shù)，穗也小，達(dá)不到高產(chǎn)目的。

1.2 北方水稻旱育苗的分蘗增產(chǎn)技術(shù)

吉林省通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院從20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始著手研究旱育苗技術(shù)，到20世紀(jì)70年代初完成研究并推廣。旱育苗比水育苗播種期與插秧期提前15 d以上，秧苗素質(zhì)明顯提高，緩苗速度加快8 d，成熟期提前8 d（表2）。

表2 塑料薄膜旱育苗秧苗本田生育及產(chǎn)量

由于旱育苗與水育苗相比育苗方式、播種時(shí)間、插秧時(shí)間發(fā)生根本性變化，水稻的分蘗結(jié)構(gòu)差異很大。旱育苗的分蘗節(jié)位比水育苗提前2個(gè)節(jié)位，二次分蘗明顯增多（表3）；而且早熟品種改成晚熟品種（葉片增加3～4片），提供了更多的有效節(jié)位。旱育苗的這些特點(diǎn)，可以保證高產(chǎn)所需的分蘗數(shù)。進(jìn)入分蘗增產(chǎn)時(shí)代。

然而推廣旱育苗后繼續(xù)沿用早熟品種，促進(jìn)前期分蘗肥的技術(shù)時(shí)，可以栽培出有效穗數(shù)757.5穗/m2，但是穗粒數(shù)只有 46.6粒/穗，產(chǎn)量只有520.9kg/667m2（表4）。出現(xiàn)了早熟品種穩(wěn)產(chǎn)不高產(chǎn)，晚熟品種高產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)的怪圈。

表3 旱育苗與水育苗的分蘗規(guī)律比較 單位：個(gè)/株

表4 1975年通化市農(nóng)研所500kg/667m2產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

1.3 北方水稻超稀植栽培的粒數(shù)增產(chǎn)技術(shù)

水稻超稀植栽培空間大，每個(gè)水稻個(gè)體養(yǎng)分充足、分蘗快，使用少蘗、大穗型品種；控制前期分蘗后，重施穗肥來(lái)提高有效分蘗率，保證穗數(shù)的同時(shí)，爭(zhēng)取大穗、增加每穗粒數(shù)；重施穗肥后劍葉和倒二葉也變長(zhǎng)，形成了倒三角形長(zhǎng)相，有利于提高倒三個(gè)葉的光合能力來(lái)保證成熟度。進(jìn)入了提高有效分蘗率，粒數(shù)增產(chǎn)的時(shí)代（表5）。

表5 插秧密度與產(chǎn)量構(gòu)成

2 北方水稻超稀植栽培技術(shù)依靠粒數(shù)增產(chǎn)的科學(xué)解析

2.1 選擇少蘗、大穗型品種的原因

多蘗、小穗型品種適應(yīng)肥料的能力差，不論怎樣施肥，多蘗、小穗型品種的有效分蘗率都明顯低于少蘗、大穗型品種（表6）。

表6 不同類型品種及不同施肥方法的效應(yīng)

2.2 少蘗大穗型品種稀植技術(shù)選擇分析

2.2.1 少蘗、大穗型品種的適宜栽培密度 由于傳統(tǒng)的穗數(shù)增產(chǎn)理論影響，多數(shù)人看到少蘗、大穗型品種，自然認(rèn)為從保證穗數(shù)的角度出發(fā)，必須增加栽培密度。其實(shí)正相反，多蘗、小穗型品種稀植時(shí)，營(yíng)養(yǎng)條件好，容易發(fā)揮分蘗特性，出現(xiàn)分蘗過(guò)剩，其中第二、三次位分蘗增加過(guò)多，嚴(yán)重影響成熟度，產(chǎn)量不高（表7）；少蘗、大穗型品種超稀植的情況下，可以利用個(gè)體少、營(yíng)養(yǎng)充裕的條件適度分蘗的同時(shí)，又不至于大量增加二、三次位分蘗，這樣可以保證應(yīng)有的成熟度，并利用每穗粒數(shù)多的特點(diǎn)提高單位面積的總粒數(shù)取得高產(chǎn)。

表7 不同類型品種的適宜密度

吉林省不同年代品種區(qū)試的密度，從密植逐漸過(guò)渡到超稀植。在這種條件下，已經(jīng)通過(guò)審定的品種特性也隨之發(fā)生變化，即從密植時(shí)的多蘗、小穗型逐步變化成少蘗、大穗型（表8）。這也證明少蘗、大穗型品種適應(yīng)稀植，多蘗、小穗型品種適應(yīng)密植。

表8 吉林省品種區(qū)試不同年份移植密度與品種類型變化

2.2.2 少蘗、大穗型品種的生態(tài)特點(diǎn) 表9說(shuō)明少蘗、大穗型品種的生態(tài)特點(diǎn)：一是少蘗、大穗型品種比多蘗、小穗型品種倒三個(gè)葉的葉面積大60%～79%，葉干重重 66.5%～82.0%，說(shuō)明少蘗、大穗型品種雖然穗大，倒三葉功能葉片有能力供養(yǎng)其成熟度所需養(yǎng)分；二是少蘗、大穗型品種劍葉占整個(gè)倒三葉產(chǎn)量的一半，而多蘗、小穗型品種倒二、三葉產(chǎn)量遠(yuǎn)高于劍葉，少蘗、大穗型品種劍葉對(duì)產(chǎn)量的作用很突出，適合穗肥期施肥的特點(diǎn)；三是少蘗、大穗型品種的有效分蘗率高，成熟度好。所以，少蘗、大穗型品種是適應(yīng)超稀植高產(chǎn)栽培所需的品種類型。

表9 不同類型水稻品種的干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量比較

2.3 超稀植栽培中少插基本苗技術(shù)剖析

2.3.1 插秧株數(shù) 插秧株數(shù)每增加1株，秧苗就增加有效穗1.15個(gè)/株，但穗粒數(shù)則減少3.38粒/穗。移植株數(shù)以3株/穴為標(biāo)準(zhǔn)，增加移植株數(shù)或減少移植株數(shù)，千粒重和成熟粒率都逐漸降低（表10）。

表10 插秧株數(shù)與產(chǎn)量構(gòu)成

綜合以上不同移植株數(shù)的產(chǎn)量構(gòu)成結(jié)果：一方面移植株數(shù)多，每穗粒數(shù)和千粒重明顯降低，導(dǎo)致減少產(chǎn)量；另一方面，移植株數(shù)少，則有效穗數(shù)減少，千粒重明顯降低，導(dǎo)致減少產(chǎn)量；最終移植2～3株/穴的產(chǎn)量最高。移植株數(shù)1.0～2.6株/穴的范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨著移植株數(shù)的增加而增加；移植株數(shù)大于2.6株/穴時(shí)，產(chǎn)量隨著移植株數(shù)的增加而降低。因此，產(chǎn)量最高的插秧株數(shù)是2～3株/穴。

2.3.2 插秧密度 隨移植密度的減少，一方面雖然每穴有效穗數(shù)有所增加，但因基本秧苗數(shù)少，單位面積有效穗數(shù)還是減少；另一方面隨著移植密度的減少，生殖生長(zhǎng)期植株封壟的時(shí)間推遲，個(gè)體營(yíng)養(yǎng)條件優(yōu)越，每穗粒數(shù)大幅度增加?？偟慕Y(jié)果是隨密度的減少顯著增加每平方米總粒數(shù)。越是稀植，優(yōu)越的營(yíng)養(yǎng)條件一直影響到成熟期，導(dǎo)致提高成熟粒率和千粒重，最終減少一半密度時(shí)增加產(chǎn)量 6.8%（表11）。

表11 不同移植密度處理的產(chǎn)量構(gòu)成

2.4 超稀植栽培中減少分蘗肥、重施穗肥的理論解析

2.4.1 生育中期控氮的V—型理論的探討 日本的松島省三博士根據(jù)各生育期多施氮肥的試驗(yàn)提出了著名的V—型施肥理論，對(duì)于這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的解釋有些專家有不同的看法。

日本的橋川潮指出，松島省三博士在各生育期多施氮肥的試驗(yàn)中，供試品種為農(nóng)林25號(hào)，氮肥用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常量，每1 000m2達(dá)到16kg，常規(guī)條件下為倒伏量的情況下，植株長(zhǎng)相異常，劍葉和第二葉的合計(jì)長(zhǎng)度達(dá)到120cm（一般為70cm），成熟粒率降低到30%，以至造成減產(chǎn)。是否應(yīng)將這一結(jié)果和以穗節(jié)分化期為中心的控氮聯(lián)系起來(lái)考慮呢？

V—理論的核心是幼穗分化初期控氮，導(dǎo)致每穗粒數(shù)減少，為此，要保證高產(chǎn)所需單位面積總粒數(shù)就必然轉(zhuǎn)向增加分蘗。栽培措施中避免劍葉和第二葉變短，提高成熟度的技術(shù)并不一定只是幼穗分化期控制氮肥。僅以極端施肥的試驗(yàn)來(lái)斷定和過(guò)分渲染幼穗分化初期追肥是高產(chǎn)的主要障礙因素的結(jié)論有待于商榷。

值得關(guān)注的是松島省三博士試驗(yàn)結(jié)果中，幼穗分化初期追肥時(shí)，單位面積總粒數(shù)多于分蘗期追肥。說(shuō)明增加每穗粒數(shù)對(duì)單位面積總粒數(shù)的作用高于增加分蘗的作用。

2.4.2 分蘗肥不一定是增加穗數(shù)的必需措施 插秧初期秧苗小，底肥的量本應(yīng)可以滿足秧苗生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，主要看緩苗速度。實(shí)踐證明，施用一定量的底肥的條件下，分蘗主要靠提高秧苗素質(zhì)、增加低節(jié)位分蘗來(lái)解決，而有效穗數(shù)主要靠重施穗肥提高有效分蘗率來(lái)增加。一般重施穗肥增加有效穗數(shù)的作用遠(yuǎn)高于重施分蘗肥，表12中不施分蘗肥的處理每穴穗數(shù)最多就是一個(gè)證明。

表12 不同追肥方式對(duì)產(chǎn)量的影響

2.4.3 巧施調(diào)節(jié)肥是保證分蘗的關(guān)鍵技術(shù) 根據(jù)水稻的n－3分蘗規(guī)律，一次分蘗每節(jié)位只有1個(gè)穗，但二、三次位分蘗因水稻的生長(zhǎng)條件不同，不僅出現(xiàn)多個(gè)分蘗，而且差異很大。從每5 d水稻分蘗增減規(guī)律來(lái)看，吉林省超稀植栽培水稻從6月20日～7月5日的半個(gè)月（出穗前45～30 d）時(shí)間段的分蘗數(shù)占70%以上。因此，減少或不施分蘗肥的條件下，出穗前55～35 d，分蘗出現(xiàn)最多時(shí)間段（圖1）根據(jù)分蘗情況巧施調(diào)節(jié)肥成為控制分蘗、提高有效穗數(shù)的關(guān)鍵。

2.4.4 重施穗肥是超稀植栽培的核心措施 不同施肥量試驗(yàn)中，每增加50kg氮肥時(shí)，有效穗數(shù)增加 1.5穗/穴，穗粒數(shù)增加 20.4粒/穗（表13）。換句話說(shuō)，有效穗數(shù)增加1.5穗/穴，粒數(shù)可增加357.2粒/穴；而穗粒數(shù)增加20.4粒/穗，粒數(shù)可增加420.2粒/穴。增加每穗粒數(shù)后總粒數(shù)的增加量遠(yuǎn)高于增加穗數(shù)后總粒數(shù)的增加量。說(shuō)明增加單位面積總粒數(shù)的技術(shù)措施中，增加每穗粒數(shù)的技術(shù)措施比增加穗數(shù)更容易、更安全。因此，重施穗肥來(lái)增加每穗粒數(shù)，成為超稀植栽培的核心技術(shù)，不應(yīng)在重施分蘗肥來(lái)增加分蘗上下工夫。

表13 吉粳88施肥量試驗(yàn)產(chǎn)量構(gòu)成

［1］柳河縣六道溝農(nóng)業(yè)站.水稻機(jī)械插秧經(jīng)驗(yàn)［J］.科學(xué)種田簡(jiǎn)報(bào)，1974（6）：6－8.

［2］通化地區(qū)農(nóng)科所水稻室.1975年水稻高產(chǎn)田間試驗(yàn)總結(jié)［J］.通化農(nóng)業(yè)科技，1976（8）：10－12.

［3］通化地區(qū)農(nóng)科所水稻室.水稻塑料薄膜旱育苗秧苗試驗(yàn)總結(jié)［J］.科學(xué)種田簡(jiǎn)報(bào)，1974（3）：12－14.

［4］嚴(yán)光彬，李彥利，許哲鶴，等.北方粳稻“三早”超稀植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)研究與實(shí)踐［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008：29－30，50.

［5］陳溫福，徐正進(jìn).水稻超高產(chǎn)育種理論與方法［M］.北京：科學(xué)出版社，2007：15.

［6］李彥利，賈玉敏，孟令君，等.不同熟期不同類型水稻品種出穗后莖稈干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和葉片光合量對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)分析［J］.中國(guó)稻米，2012，18（4）：45－47.

［7］李彥利，嚴(yán)光彬，孟令君，等.栽培因素對(duì)北方粳稻產(chǎn)量及米質(zhì)的影響（Ⅳ）——插秧株數(shù)對(duì)產(chǎn)量及米質(zhì)的影響［J］.墾殖與稻作，2005（1）： 20－21.

［8］嚴(yán)光彬，李彥利，王萬(wàn)成，等.栽培因素對(duì)北方粳稻米質(zhì)的影響（Ⅲ）——移栽密度對(duì)米質(zhì)的影響［J］.墾殖與稻作，2004（1）： 15－17.

［9］（日）橋川潮著，肖連成譯.稻作基本技術(shù)［M］.通化：吉林省通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，1986：17，33.

［10］李彥利，嚴(yán)光彬，孟令君，等.不同類型水稻品種的氮肥施用量試驗(yàn)研究［J］.北方水稻，2009，39（1）：10－13.

［11］李彥利，嚴(yán)光彬，賈玉敏，等.水稻不同葉齡插秧時(shí)的分蘗生產(chǎn)力分析［J］.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，32（5）：14－16.

Analysis on the Building of Superior Thin Planting in Northern Rice--Increasing Production on Spikelet Number and Increasing Production on Grain Number

LI Yan-li1,YAN Guang-bin1,SONG Li-juan1,JIA Yu-min1,YAN Yong-feng2*
(1 Tonghua Academy of Agricultural Sciences;Tonghua Jilin 135007,China;2 Rice Research Institute,Academy of Agricultural Sciences of Jilin Province,Gongzhuling jilin 136100,China)

Research and development of superior thin planting in northern rice were expounded,it explained the reason to select the variety with few tillers and large spike,the technology of superior thin planting with few tillers and large spike variety was analysed from cultivated density and ecological characteristics,it analysed the technology of reducing basic seedling during superior thin planting,at the same time it made a theoretical analysis on reducing tillering fertilizer and increasing panicle fertilizer.

Rice planting area in north China;Rice;Technology of superior thin planting;Scientific analysis

S-1

A

1673－6737（2016）05－0054－06

2016-06-24

李彥利（1972-），男，研究員，主要從事水稻栽培及育種研究。

*通訊作者：嚴(yán)永峰（1978-），男，副所長(zhǎng)，研究員，主要從事水稻育種研究。