水稻畝產(chǎn)千公斤品種產(chǎn)量潛力分析

朱德峰 楊從黨 向鏡 陳惠哲 張玉屏 陳葉平 王岳鈞 王亞梁 張義凱

（1 中國水稻研究所，杭州310006；2 云南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所，昆明650201；3 浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，杭州310020）

近幾十年來，我國水稻生產(chǎn)技術(shù)進步及政策支持，調(diào)動了稻農(nóng)種糧的積極性，水稻面積、單產(chǎn)和總產(chǎn)取得很大的提高。1949 年到2018 年，水稻種植面積增加了17%，單產(chǎn)提高了2.72 倍，總產(chǎn)增長了3.36 倍，而同期我國人口僅增長1.58 倍。水稻的增產(chǎn)為保障國家糧食安全以及稻農(nóng)增收做出了重要貢獻。

水稻總產(chǎn)提高的主要驅(qū)動因子是單產(chǎn)的持續(xù)提高，單產(chǎn)的提高來自科技創(chuàng)新。我國在20 世紀50 年代經(jīng)歷矮稈品種選育及栽培技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)高稈品種更新為矮稈品種，開啟了綠色革命，帶動水稻單產(chǎn)第一次大面積提升。20 世紀70 年代，雜交稻選育成功及配套生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，進一步提高了水稻單產(chǎn)水平[1]。近年高產(chǎn)秈型雜交稻及秈粳型雜交稻的選育、栽培技術(shù)創(chuàng)新及生產(chǎn)應(yīng)用，水稻產(chǎn)量潛力提高到新水平。水稻單產(chǎn)的提高得益于高產(chǎn)品種、栽培技術(shù)創(chuàng)新及大面積高產(chǎn)創(chuàng)建。上世紀90 年代，我們首先在云南省永勝縣濤源鄉(xiāng)，選用秈型雜交稻汕優(yōu)63，多年創(chuàng)建了畝產(chǎn)千公斤的單產(chǎn)水平[2-4]。近年又在我們水稻主產(chǎn)區(qū)云南省個舊市、浙江省江山市、寧波市及湖南、江西等地選用大穗型秈型雜交稻及秈粳雜交稻，創(chuàng)建百畝示范平均畝產(chǎn)千公斤[5-13]。各地水稻高產(chǎn)示范片、攻關(guān)田創(chuàng)建為大面積水稻增產(chǎn)及水稻生產(chǎn)水平提升提供了新模式、方法和技術(shù)，也給水稻高產(chǎn)育種和栽培提供了新的思路。

水稻多年、多地、多品種出現(xiàn)畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量表明我國的水稻品種、栽培技術(shù)水平邁上新臺階。實現(xiàn)水稻畝產(chǎn)千公斤需要良種良法和良田的配套。我國生產(chǎn)中大面積推廣的水稻品種上千個，但當前水稻畝產(chǎn)千公斤所用品種只有那么幾個。雖然，水稻畝產(chǎn)千公斤在多地實現(xiàn)，但是水稻畝產(chǎn)千公斤的品種增產(chǎn)途徑還不清晰。本文分析了各地水稻畝產(chǎn)千公斤品種的產(chǎn)量潛力、實現(xiàn)途徑及其特點，以期為水稻高產(chǎn)品種選育、栽培及高產(chǎn)創(chuàng)建提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

選用我國主要稻區(qū)大面積推廣應(yīng)用，并在生產(chǎn)中取得畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量的雜交稻組合作為參試品種：秈型雜交稻汕優(yōu)63 和湘兩優(yōu)900，秈粳型雜交稻甬優(yōu)12和甬優(yōu)1540。

1.2 區(qū)試產(chǎn)量

區(qū)試產(chǎn)量（區(qū)試田）來自品種審定中2 年區(qū)試產(chǎn)量及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。

1.3 品種畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量

水稻品種畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量（噸糧田）數(shù)據(jù)來自主要稻區(qū)多年種植高產(chǎn)攻關(guān)田及百畝示范片測產(chǎn)驗收結(jié)果，且產(chǎn)量達到畝產(chǎn)千公斤。1995—1997 年在云南省永勝縣濤源鄉(xiāng)種植汕優(yōu)63，試驗田畝產(chǎn)超千公斤；2016—2019 年在云南省個舊市百畝示范片種植超優(yōu)千號（湘兩優(yōu)900）平均畝產(chǎn)超千公斤；2016—2019 年在浙江省江山市百畝示范片種植甬優(yōu)12 平均畝產(chǎn)超公斤；2019 年在湖南省隆回縣等地種植甬優(yōu)1540，示范田平均畝產(chǎn)超千公斤。

圖1 水稻品種區(qū)試與噸糧田產(chǎn)量比較

表1 水稻品種區(qū)試與噸糧田穎花數(shù)及穗質(zhì)量比較

表2 水稻品種噸糧田產(chǎn)量較區(qū)試產(chǎn)量增產(chǎn)的貢獻率（%）

2 結(jié)果與分析

2.1 品種增產(chǎn)潛力

各地資料分析表明，汕優(yōu)63、湘兩優(yōu)900（超優(yōu)千號）、甬優(yōu)12 及甬優(yōu)1540 畝產(chǎn)噸糧田產(chǎn)量較品種區(qū)試產(chǎn)量分別提高123.8%、74.2%、82.3%和61.2%（圖1）。汕優(yōu)63、湘兩優(yōu)900、甬優(yōu)12 及甬優(yōu)1540 畝產(chǎn)噸良田每m2穗數(shù)較區(qū)試分別提高40.8%、18.1%、7.7%和5.3%，實粒數(shù)分別提高35.0%、28.9%、44.8%和41.1%，千粒重分別提高0.3%、6.4%、0.9%和2.2%。4 個品種畝產(chǎn)噸糧田產(chǎn)量比區(qū)試產(chǎn)量平均提高85.4%，其中有效穗數(shù)、實粒數(shù)和千粒重分別平均提高18.0%、37.5%和2.4%。水稻品種噸糧田產(chǎn)量提高主要是由于實粒數(shù)和有效穗數(shù)的提高，而千粒重相對穩(wěn)定。單位面積有效穗數(shù)提高對增產(chǎn)的貢獻品種類型間存在較大差異，秈型雜交稻增穗增產(chǎn)的效應(yīng)大于秈粳雜交稻，秈粳雜交稻增產(chǎn)主要依靠實粒數(shù)來提高。

2.2 增產(chǎn)因子

水稻產(chǎn)量的高低由單位面積有效穗數(shù)和單穗粒質(zhì)量決定，而單穗粒質(zhì)量由每穗實粒數(shù)及千粒重決定。水稻品種噸糧田與區(qū)試每m2穎花數(shù)（總粒數(shù)）和單穗粒質(zhì)量分析表明，噸糧田穎花數(shù)和單穗粒質(zhì)量均較區(qū)試提高。4 個品種平均每m2穎花數(shù)噸糧田與區(qū)試分別為71 314 個和51 650 個，噸糧田較區(qū)試提高38.1%；單穗粒質(zhì)量分別為6.2 g 和4.4 g，噸糧田較區(qū)試提高41.3%（表1）。

水稻品種噸糧田與區(qū)試比較的增產(chǎn)因子分析表明，4 個品種平均增穗增產(chǎn)貢獻30%，增穗粒重增產(chǎn)貢獻70%（表2）。然而，不同類型品種增產(chǎn)途徑存在差異，穗型相對較小的汕優(yōu)63，增穗增產(chǎn)與增穗粒重增產(chǎn)各占50%左右；穗型較大的湘兩優(yōu)900 增穗增產(chǎn)和增穗粒重增產(chǎn)分別貢獻35%和65%；而大穗型品種秈粳雜交稻，增穗增產(chǎn)和增穗粒重增產(chǎn)的貢獻分別為15%和85%。綜上所述，增穗粒重是實現(xiàn)畝產(chǎn)噸糧的主要途徑，穗型較大的品種更具有超高產(chǎn)的潛力。前人研究同樣表明，水稻超高產(chǎn)的關(guān)鍵是生育中后期生長量大，穗粒重提高[14-15]。

2.3 水稻品種畝產(chǎn)噸糧的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特點

水稻畝產(chǎn)噸糧的高產(chǎn)試驗和示范表明，提高單位面積庫容量是實現(xiàn)畝產(chǎn)噸糧的基礎(chǔ)。不同品種畝產(chǎn)噸糧田每m2穎花數(shù)較區(qū)試平均提高38.1%，單穗粒質(zhì)量平均提高41.3%（表1）。秈型雜交稻畝產(chǎn)噸糧需要每m2穎花數(shù)在58 000～72 000 個之間，單穗粒質(zhì)量在4.1～7.0 g 之間。秈粳雜交稻畝產(chǎn)噸糧需要每m2穎花數(shù)在78 000～80 000 個之間，單穗粒質(zhì)量在6.0～7.8 g 之間。水稻畝產(chǎn)噸糧田在充足的庫容量基礎(chǔ)上，穎花結(jié)實率及籽粒充實度均較高。

3 討論

水稻大面積產(chǎn)量提高都是從小面積高產(chǎn)突破開始。近幾十年來，我國水稻單產(chǎn)從700 kg/667 m2、800 kg/667 m2、900 kg/667 m2，提高到現(xiàn)在的1 000 kg/667 m2。要實現(xiàn)水稻產(chǎn)量水平的提高，高產(chǎn)品種選育是核心，研究高產(chǎn)品種產(chǎn)量形成特性，創(chuàng)新高產(chǎn)栽培技術(shù)。近年來，畝產(chǎn)千公斤的品種數(shù)量在增加，稻區(qū)在擴大。

多年試驗和示范表明，要達到水稻畝產(chǎn)千公斤，必須選擇具有畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量潛力的品種，栽培的目標是提高穗粒重。具有畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量潛力的品種大多穗粒重較高，畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量田塊分析也表明，增穗粒重是實現(xiàn)畝產(chǎn)千公斤產(chǎn)量的途徑。因此，進一步提高水稻單產(chǎn)潛力的途徑是提高水稻穗粒重。