水稻高產(chǎn)與養(yǎng)分高效利用栽培技術(shù)及其生理基礎(chǔ)的研究

劉洪旺

1 天津市西青區(qū)水稻栽培技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

天津市西青區(qū)以雜交粳稻常優(yōu)3號和常優(yōu)5號作為基本栽培品種，專門檢驗(yàn)了水稻在當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)分高效利用栽培技術(shù)應(yīng)用效果與水稻高產(chǎn)高效生理基礎(chǔ)特性。其中在養(yǎng)分吸收與利用效率方面，當(dāng)?shù)鼐蛯?shí)現(xiàn)了水稻的高產(chǎn)高效栽培，其中水稻栽培的氮肥吸收利用率最高達(dá)到78.3%，農(nóng)學(xué)利用率也達(dá)到42.8%，這說明西青區(qū)的養(yǎng)分高效利用栽培技術(shù)是集成優(yōu)化的先進(jìn)技術(shù)，對大幅度提高當(dāng)?shù)厮井a(chǎn)量與水肥利用率都是有好處的。再看水稻的高產(chǎn)高效生理特性方面，以水稻的分蘗期為例，它在超高產(chǎn)高效栽培模式下的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶等等酶代謝活性方面與高產(chǎn)栽培差異度并不高，但這一指標(biāo)在水稻種植的抽穗期與成熟期卻有所增高，這說明西青區(qū)所采用的高產(chǎn)高效與超高產(chǎn)高效栽培技術(shù)確實(shí)有效提升了水稻根系以及地上部分的整體生理活性，也保證了地方水稻栽培的水肥高效率利用。

2 高產(chǎn)高效栽培背景下西青區(qū)水稻的養(yǎng)分高效吸收利用特性和基本生理機(jī)制

2.1 西青區(qū)水稻養(yǎng)分利用的生理機(jī)制優(yōu)化

種植水稻土壤中的氮素與施入稻田中氮素從水稻根系全部被吸收到水稻稻株體內(nèi)。這種做法能夠充分根據(jù)水稻根系的分布與營養(yǎng)需要來思考水肥的基本生活特性，并分析水稻對氮素的吸收與轉(zhuǎn)化能力。從當(dāng)?shù)厮耘嗨靖档淖屑?xì)觀察結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，其根系體積與分布密度都較為特殊，可大面積吸收氮肥且吸收能力強(qiáng)。而從水稻的根系縱向分布基本特征來看，其根系所吸收的大量氮素都在地面上轉(zhuǎn)化還原，這就說明水稻植株葉片中酶活力相當(dāng)之高，這為水稻的強(qiáng)氮吸收能力創(chuàng)造了基礎(chǔ)。從另一角度分析，這種強(qiáng)大的根系吸氮能力也提高了其水稻葉片的RuBP羧化酶含量，對促進(jìn)水稻的地上部分健康生長非常有好處。另外，大量的礦質(zhì)養(yǎng)分也為水稻體內(nèi)的營養(yǎng)吸收循環(huán)與高效循環(huán)創(chuàng)造了有利條件。

2.2 西青區(qū)水稻養(yǎng)分的吸收基本特性

按照西青區(qū)當(dāng)?shù)氐乃旧谖柿?，在地方高產(chǎn)種植條件下其水稻的磷肥養(yǎng)分吸收率大約在0.855kg/100kg，相比中產(chǎn)多出至少0.030kg。而高產(chǎn)條件下的鉀肥養(yǎng)分吸收率在2.499kg/100kg，相比中產(chǎn)高出0.321kg。根據(jù)西工作人員的研究觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厮驹诟弋a(chǎn)高效栽培技術(shù)支持下從抽穗期到成熟期的氮、磷、鉀肥養(yǎng)分吸收能力最強(qiáng)。

3 西青區(qū)水稻高產(chǎn)高效栽培技術(shù)優(yōu)化對策

結(jié)合西青區(qū)水稻的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，以及其養(yǎng)分高效吸收及優(yōu)越生理機(jī)制條件，還要進(jìn)一步思考地方水稻的超高產(chǎn)高效栽培技術(shù)途徑，以下簡單談3點(diǎn)優(yōu)化對策。

3.1 品種改良

西青區(qū)應(yīng)該考慮突破傳統(tǒng)的水稻作物育種方法，選擇抗旱、抗逆性更高、養(yǎng)分吸收高效的新水稻品種進(jìn)行栽培種植，同時(shí)改良水稻作物的生長環(huán)境。就目前來看，西青區(qū)也正在思索研究提升水稻作物產(chǎn)量潛力的新遺傳基因改良技術(shù)，以提高水稻作物產(chǎn)量潛能。新品種主要提高抗病性，并具有一定典型性，要充分利用水稻及廢水到來源中的各種基因資源，基于基因組水平提出新的分子標(biāo)記技術(shù)、雜交選育技術(shù)以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)，全面提高水稻品種的營養(yǎng)高效吸收能力與抗病能力，確保西青區(qū)水稻栽培生產(chǎn)的可持續(xù)性發(fā)展。

3.2 矮化育種

要考慮采用矮化育種技術(shù)，凸顯水稻栽培雜種優(yōu)勢，依靠生物產(chǎn)量增加水稻產(chǎn)量。目前西青區(qū)正在思考如何提高水稻農(nóng)田的單位面積作物產(chǎn)量，希望全面建立合理的農(nóng)作物栽培群體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)個(gè)體及群體的相互協(xié)調(diào)，保證像水稻群體的光合生產(chǎn)作用發(fā)揮到最大。以水稻的干物質(zhì)積累為例，它就包含了抽穗的前后兩個(gè)時(shí)期，這其中有至少70%的光合產(chǎn)物來自于抽穗后，所以當(dāng)?shù)匾蚕Ｍ盐疫@一點(diǎn)，在抽穗后盡可能提高水稻的干物質(zhì)積累量，并在光照、溫度允許的條件下主要延長水稻光合作用持續(xù)實(shí)踐以有效增加水稻結(jié)實(shí)期的光合生產(chǎn)成果，即要提高水稻在光合速率與物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)背景下的水稻營養(yǎng)物質(zhì)分配效率，使其成為水稻高產(chǎn)高質(zhì)的根本路徑。

3.3 同步水肥化供應(yīng)

西青區(qū)要做到對水稻的水肥化供應(yīng)同步，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)中對氮、磷、鉀肥的同一種施肥管理技術(shù)，而是采用國際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理技術(shù)思路，首先對稻田土壤中的磷肥與鉀肥元素進(jìn)行精確測定管理，特別是要深度研究3種肥中微量元素的來源、轉(zhuǎn)化效率、損失途徑和環(huán)境影響因素，保證做到精細(xì)化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制，確保氮、磷、鉀肥施肥管理始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。在必要時(shí)可采取相對簡單的土壤測試亦或是養(yǎng)分平衡監(jiān)控技術(shù)來做到合理有效的平衡施肥，令穩(wěn)定施肥成為當(dāng)?shù)厮靖弋a(chǎn)高效的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

另外，還有水分調(diào)控，西青區(qū)改變了傳統(tǒng)水稻的灌溉制度，從充分灌溉逐漸向節(jié)水型灌溉轉(zhuǎn)變，這主要是基于灌溉中水分脅迫對水稻的客觀影響，結(jié)合水稻的生理機(jī)制進(jìn)行合理用水生理調(diào)控。例如畦溝灌溉、間歇性濕潤灌溉、干濕交替灌溉等等都有不錯(cuò)的水分調(diào)控效果，對水稻健康生長有利。

總體來說，還要基于養(yǎng)分資源綜合管理實(shí)現(xiàn)對水稻土體土壤養(yǎng)分的有效調(diào)整管理，保證水稻農(nóng)作物的根層養(yǎng)分供應(yīng)充足，且滿足定向調(diào)控基本要求。再一點(diǎn)就是充分考慮到水稻栽培過程中其根系生長的基本發(fā)育特點(diǎn)，提高養(yǎng)分利用效率并盡可能遏制養(yǎng)分的遷移損失過程，實(shí)現(xiàn)定期定量的根層土壤環(huán)境養(yǎng)分有效供應(yīng)。

綜上所述，天津市西青區(qū)近年來在水稻高產(chǎn)高效栽培方面下足功夫，專門基于水稻作物的養(yǎng)分高效率利用栽培技術(shù)原則展開水稻超高產(chǎn)高效的栽培途徑研究與實(shí)踐，并掌握了當(dāng)?shù)厮镜幕旧砘A(chǔ)，確保了地方水稻栽培種植的經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)性提高。