李彥利，嚴光彬，宋麗娟，賈玉敏，嚴永峰*

（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，嚴光彬1，宋麗娟1，賈玉敏1，嚴永峰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)特點等方面開展少蘗、大穗型品種稀植技術(shù)選擇分析，對超稀植栽培中少插基本苗進行技術(shù)剖析，同時對超稀植栽培中減少分蘗肥、重施穗肥進行理論解析。

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)中各項科學(xué)技術(shù)、化肥等投入達到很高后，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70年代中期開始，針對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年由國家科委在吉林省召開過全國現(xiàn)場推廣會。

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，增加底葉光照強度0.3萬Ix，增加透光率7.7個百分點，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50年代后期開始推廣水育苗育插秧技術(shù)，4月末水育苗，6月初開始插秧，7月初孕穗才能安全成熟。當(dāng)時流行一句“夏至前三天插完秧可得，夏至后三天插完秧不得”的諺語。因此，水育秧苗插秧晚，緩苗時間又長，根本沒有足夠的時間分蘗。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)來保證有效穗數(shù)的主穗增產(chǎn)理論。因此，水育苗時代的密植栽培，增加有效穗數(shù)成為爭取高產(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，稻苗個體的養(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，但封壟過早，田間環(huán)境變劣，下部通風(fēng)透光差，節(jié)間拉長出現(xiàn)倒伏，根系早衰吸養(yǎng)能力下降。為了解決封壟過早后的這些問題，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，劍葉變短的同時，穗也變小。前期促成的分蘗也由于后期營養(yǎng)不足無效分蘗增加，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60年代中期開始著手研究旱育苗技術(shù)，到20世紀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、播種時間、插秧時間發(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，可以保證高產(chǎn)所需的分蘗數(shù)。進入分蘗增產(chǎn)時代。

然而推廣旱育苗后繼續(xù)沿用早熟品種，促進前期分蘗肥的技術(shù)時，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/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，每個水稻個體養(yǎng)分充足、分蘗快，使用少蘗、大穗型品種；控制前期分蘗后，重施穗肥來提高有效分蘗率，保證穗數(shù)的同時，爭取大穗、增加每穗粒數(shù)；重施穗肥后劍葉和倒二葉也變長，形成了倒三角形長相，有利于提高倒三個葉的光合能力來保證成熟度。進入了提高有效分蘗率，粒數(shù)增產(chǎn)的時代（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，自然認為從保證穗數(shù)的角度出發(fā)，必須增加栽培密度。其實正相反，多蘗、小穗型品種稀植時，營養(yǎng)條件好，容易發(fā)揮分蘗特性，出現(xiàn)分蘗過剩，其中第二、三次位分蘗增加過多，嚴重影響成熟度，產(chǎn)量不高（表7）；少蘗、大穗型品種超稀植的情況下，可以利用個體少、營養(yǎng)充裕的條件適度分蘗的同時，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，從密植逐漸過渡到超稀植。在這種條件下，已經(jīng)通過審定的品種特性也隨之發(fā)生變化，即從密植時的多蘗、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 表9說明少蘗、大穗型品種的生態(tài)特點：一是少蘗、大穗型品種比多蘗、小穗型品種倒三個葉的葉面積大60%～79%，葉干重重 66.5%～82.0%，說明少蘗、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)量遠高于劍葉，少蘗、大穗型品種劍葉對產(chǎn)量的作用很突出，適合穗肥期施肥的特點；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/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，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，生殖生長期植株封壟的時間推遲，個體營養(yǎng)條件優(yōu)越，每穗粒數(shù)大幅度增加。總的結(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提出了著名的V—型施肥理論，對于這個試驗結(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中，供試品種為農(nóng)林25號，氮肥用量遠遠超過常量，每1 000m2達到16kg，常規(guī)條件下為倒伏量的情況下，植株長相異常，劍葉和第二葉的合計長度達到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來斷定和過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結(jié)果中，幼穗分化初期追肥時，單位面積總粒數(shù)多于分蘗期追肥。說明增加每穗粒數(shù)對單位面積總粒數(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)可以滿足秧苗生長所需養(yǎng)分，主要看緩苗速度。實踐證明，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)位分蘗來解決，而有效穗數(shù)主要靠重施穗肥提高有效分蘗率來增加。一般重施穗肥增加有效穗數(shù)的作用遠高于重施分蘗肥，表12中不施分蘗肥的處理每穴穗數(shù)最多就是一個證明。

表12 不同追肥方式對產(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個穗，但二、三次位分蘗因水稻的生長條件不同，不僅出現(xiàn)多個分蘗，而且差異很大。從每5 d水稻分蘗增減規(guī)律來看，吉林省超稀植栽培水稻從6月20日～7月5日的半個月（出穗前45～30 d）時間段的分蘗數(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 不同施肥量試驗中，每增加50kg氮肥時，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，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)的增加量遠高于增加穗數(shù)后總粒數(shù)的增加量。說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)在重施分蘗肥來增加分蘗上下工夫。

表13 吉粳88施肥量試驗產(chǎn)量構(gòu)成

［1］柳河縣六道溝農(nóng)業(yè)站.水稻機械插秧經(jīng)驗［J］.科學(xué)種田簡報，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總結(jié)［J］.科學(xué)種田簡報，1974（3）：12－14.

［4］嚴光彬，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)研究與實踐［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008：29－30，50.

［5］陳溫福，徐正進.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產(chǎn)量的貢獻分析［J］.中國稻米，2012，18（4）：45－47.

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

［8］嚴光彬，李彥利，王萬成，等.栽培因素對北方粳稻米質(zhì)的影響（Ⅲ）——移栽密度對米質(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，嚴光彬，孟令君，等.不同類型水稻品種的氮肥施用量試驗研究［J］.北方水稻，2009，39（1）：10－13.

［11］李彥利，嚴光彬，賈玉敏，等.水稻不同葉齡插秧時的分蘗生產(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：嚴永峰（1978-），男，副所長，研究員，主要從事水稻育種研究。