朱鐵忠，柯健，姚波，陳婷婷，何海兵，尤翠翠，朱德泉，武立權，2?

1安徽農(nóng)業(yè)大學，合肥 230036；2江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210095

0 引言

【研究意義】雙季稻是我國南方典型的水稻種植模式，較單季稻可實現(xiàn)周年水稻增產(chǎn)59%左右，在當前可耕地面積急劇下降的背景下，是保證我國糧食安全的重要稻作方式[1-2]。安徽沿江地區(qū)是我國雙季稻主要種植區(qū)域，年播種面積20×104hm2，但由于地處雙季稻北緣，生長季節(jié)短、溫光資源緊張[3]，早季稻倒春寒現(xiàn)象發(fā)生普遍，加之推行“早秈晚粳”品種搭配模式進一步壓縮了早稻生育進程，導致早稻產(chǎn)量一般較晚稻低1 t·hm-2以上，極大地影響了沿江地區(qū)雙季稻周年產(chǎn)量的提高[4-6]。近年來，隨著農(nóng)機農(nóng)藝技術的改進、集中育秧及專業(yè)合作社的發(fā)展，機插逐漸成為雙季稻主要的種植方式，極大地提高了種植效率、降低了勞動力成本，促進水稻高產(chǎn)群體構建，有利于水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)[7-9]。但這種方式在一定程度上較傳統(tǒng)手栽、拋栽方式縮短了水稻生育進程，尤其不利于沿江雙季稻北緣區(qū)生育期限制下的早稻產(chǎn)量提高[10-11]。因此，在適宜生育期下，選用高效利用溫光資源的機插高產(chǎn)品種是當前提高沿江雙季稻北緣區(qū)早稻產(chǎn)量的重要思路，對穩(wěn)定和發(fā)展我國雙季稻生產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】當前關于南方雙季早稻機插高產(chǎn)品種篩選及其群體特征已有大量研究[12-15]。曾勇軍等[13]認為高產(chǎn)類型早稻生育期110—115 d，穗型結構為每穗粒數(shù)100—130，千粒重27—29 g，單穗干重2.5 g以上。呂偉生等[14]和WU等[15]進一步闡明，機插高產(chǎn)類型早稻品種具有分蘗力中等、成穗率較高、全生育期特別是中后期干物質積累量大、中后期葉面積指數(shù)高和穗大粒多等基本特征。然而，隨著育種技術的飛速發(fā)展，人們對水稻產(chǎn)量水平的期望已由傳統(tǒng)的高產(chǎn)逐漸向更高產(chǎn)和超高產(chǎn)轉變，且近年來農(nóng)機農(nóng)藝農(nóng)信技術的不斷融合，也為水稻產(chǎn)量的進一步提升帶來了契機。目前，基于單季中稻的機插超高產(chǎn)群體形成機制已基本明確，且基本認為建立高光效群體、培育大穗、平衡源庫關系、穩(wěn)定結實率是機插中稻超高產(chǎn)的核心栽培技術[16-17]?！颈狙芯壳腥朦c】考慮到不同季節(jié)溫光特征和品種特性對水稻產(chǎn)量形成具有顯著的互作效應[18-19]，機插模式下雙季早稻超高產(chǎn)群體形成特征與已有的常規(guī)中稻機插超高產(chǎn)栽培方式或可能存在差異，但相關研究并不系統(tǒng)。【擬解決的關鍵問題】本研究采用前期篩選獲得的 9個早稻高產(chǎn)品種為供試材料，分析機插下不同品種的產(chǎn)量及構成、干物質積累、葉面積指數(shù)和群體光截獲的差異，系統(tǒng)研究溫光資源高效利用超高產(chǎn)品種的群體共性特征，以期為沿江雙季稻北緣區(qū)機插超高產(chǎn)早稻品種的選育與精確定量栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于 2018—2019年在安徽農(nóng)業(yè)大學郭河試驗基地（31°48′N，117°23′E）進行。試驗地土壤為砂壤土，移栽前 0—20 cm 土壤主要理化參數(shù)為全氮2.03 g·kg-1，有機質 32.36 g·kg-1，有效磷 24.80 mg·kg-1，速效鉀211.42 mg·kg-1，pH 5.11。試驗期間的氣象數(shù)據(jù)由基地安裝的小型自動氣象站（Watch Dog 2900ET，SPECTRUM，USA）提供，2年水稻生長期太陽輻射規(guī)律基本一致，2018年水稻生長期平均溫度較2019年高0.7℃（圖1）。

本試驗采用 9個高產(chǎn)抗倒伏品種為供試品種材料，包括 4個雜交秈稻品種，分別為株兩優(yōu) 2013（ZLY2013）、陸兩優(yōu) 35（LLY35）、株兩優(yōu) 829（ZLY829）、陵兩優(yōu)942（LLY942），5個常規(guī)秈稻品種，分別為浙輻203（ZF203）、洪優(yōu)早1號（HYZ1）、中嘉早17（ZJZ17）、湘早秈24號（XZX24）和中早35（ZZ35）。以上材料是由中國水稻所提供的 28個早稻品種在當?shù)胤N植，根據(jù)產(chǎn)量、抗倒伏和抗病性綜合篩選的最優(yōu)品種類型。

1.2 試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，9個品種，3次重復，共27個小區(qū)，單個小區(qū)面積75 m2（3.75 m×20 m）。所有處理施氮量為150 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶4∶2，所有處理磷、鉀施用量相同，分別為75 kg·hm-2和120 kg·hm-2，均一次性基施。分別于2018年3月28日和2019年3月25日播種，大棚軟盤旱育秧，每盤播種芽谷120 g，于2018年4月19日和2019年4月24日采用井關PZ80D-25高速插秧機機插，移栽行株距為25 cm×14 cm，常規(guī)稻每穴4—5苗，雜交稻每穴2—3苗。采用常規(guī)水分管理，返青后保持3—5 cm田面水層，夠苗期排水曬田，之后干濕交替灌溉，于成熟前一周排水自然落干。病、蟲、草害防治同當?shù)馗弋a(chǎn)管理。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生育期判定標準 參照 XU 等[12]標準結合鏡檢的辦法，以小區(qū)中80%的植株幼穗長0.5—1.0 mm為穗分化期，以50%的稻穗露出葉鞘為抽穗期，以每穗有90%籽粒黃熟，且稻穗基部青谷粒堅硬為成熟期。

1.3.2 冠層 PAR參數(shù)和葉面積指數(shù) 分別于穗分化期和抽穗期，在典型晴天的 11：00—13：00，使用SunScan冠層分析儀（Delta，USA）測定冠層光合有效輻射（photosynthetically active radiation，PAR）。將探頭置于距冠層頂部30 cm處，垂直向上測量冠層頂部入射PAR（總光截獲，PAR0），垂直向下測量冠層反射PAR（PAR1），再將探頭置于冠層底部距土壤表面 5 cm處，垂直向上測量冠層底部入射 PAR（PAR2）[20]。每次測定PAR值后，各小區(qū)根據(jù)普查莖蘗數(shù)選取代表性植株3穴，使用Li-3000型自動葉面積儀（LI-COR，USA）測定植株葉面積，并計算葉面積指數(shù)。

1.3.3 干物質積累 于穗分化期、抽穗期和成熟期，根據(jù)平均莖蘗數(shù)，各小區(qū)取代表性植株5穴。將樣品分為莖鞘、葉、穗（抽穗、成熟期），105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，測定各部分干物質重。

1.3.4 抽穗期粒葉比 粒葉比包括穎花數(shù)/葉面積、實粒數(shù)/葉面積、粒重/葉面積，其中穎花數(shù)、實粒數(shù)、粒重分別指總穎花數(shù)、總實粒數(shù)，此處葉面積指抽穗期的葉面積[21]。

1.3.5 實際產(chǎn)量和產(chǎn)量結構調查 于成熟期，各小區(qū)取代表性植株5穴考種，測定穗粒數(shù)、結實率、千粒重[22]。在每個小區(qū)中心未采樣處實割100穴，晾干后測定谷物質量和含水量，然后按含水量 13.5%折算實際產(chǎn)量。

1.4 計算方法

式中，CGR(crop growth rate）表示群體生長速率，W1和W2為前后2次測定的干物質重，t1和t2為前后2次測定的時間。

式中，IPAR（the intercepted photosynthetically active radiation，μmol·m-2·s-1）表示有效光截獲量，PAR0表示冠層頂部入射PAR，PAR1表示冠層反射PAR，PAR2表示冠層底部入射 PAR，I（the interception rate of photosynthetically active radiation，%）表示有效光截獲率，PUE（the photosynthetically active radiation use efficiency，g·MJ-1）表示光截獲利用率，TPAR（the total photosynthetically active radiation，MJ·m-2）表示某生育階段總光合輻射，DM（the dry biomass，g·m-2）表示某生育階段干物質積累量。

1.5 分析與統(tǒng)計方法

應用 Excel 2016進行數(shù)據(jù)輸入、整理，使用OriginPro 9.1進行作圖，用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果

2.1 水稻主要農(nóng)學參數(shù)的方差分析

年份間水稻實際產(chǎn)量和日產(chǎn)量差異顯著（表1），這可能與2年水稻生長季平均溫度不同有關（圖1）。品種間水稻實產(chǎn)、日產(chǎn)量、成熟期干物質積累量和抽穗期葉面積指數(shù)有顯著差異。品種對相關農(nóng)學指標的影響整體高于年份，且年份與品種對水稻主要農(nóng)學指標的影響無互作效應，因此本研究采用2年數(shù)據(jù)的平均值進行下列分析。

表1 水稻主要農(nóng)學參數(shù)的方差分析Table 1 Analysis of variance of main agronomic parameters of rice

2.2 水稻產(chǎn)量及構成因素

采用歐氏距離法對不同品種的實際產(chǎn)量進行系統(tǒng)聚類（圖 2），根據(jù)聚類結果將不同品種分為超高產(chǎn)（9.1—9.5 t·hm-2）、更高產(chǎn)（8.1—8.6 t·hm-2）和高產(chǎn)（7.6—7.8 t·hm-2）3種產(chǎn)量類型。其中超高產(chǎn)類型品種為株兩優(yōu)2013、陸兩優(yōu)35、浙輻203和株兩優(yōu)829，更高產(chǎn)類型品種為洪優(yōu)早1號、陵兩優(yōu)942和中嘉早17，高產(chǎn)類型品種為湘早秈24號和中早35。

不同產(chǎn)量類型間的水稻實際產(chǎn)量存在顯著差異（表2），與更高產(chǎn)和高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種實際產(chǎn)量分別高 12.0%和 20.8%。對產(chǎn)量構成因素進一步分析發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)量類型間的水稻有效穗數(shù)和結實率無顯著差異。與更高產(chǎn)與高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種顯著提高了每穗粒數(shù)、總穎花量和千粒重。由此可見，在保證有效穗數(shù)充足和結實率穩(wěn)定的前提下，通過提高每穗粒數(shù)來增加總穎花量，同時提高千粒重，是機插早稻品種超高產(chǎn)產(chǎn)量形成的主要原因。

表2 不同類型水稻品種產(chǎn)量及構成因素Table 2 Grain yield and its components of different yield types of rice

2.3 水稻主要生育時期和日產(chǎn)量

不同產(chǎn)量類型間的水稻生育進程無顯著差異（表3），其中移栽—穗分化期的天數(shù)為31—33 d，穗分化—抽穗期為25—28 d，抽穗—成熟期為22—25 d，移栽—成熟期的天數(shù)為81—83 d。結果表明，不同產(chǎn)量類型的水稻產(chǎn)量差異并不是由生育期造成的，而可能與生產(chǎn)效率有關。進一步比較日產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)量類型間的水稻日產(chǎn)量存在顯著差異，且表現(xiàn)超高產(chǎn)類型品種（82.4 kg·hm-2·d-1）顯著高于更高產(chǎn)（74.7 kg·hm-2·d-1）和高產(chǎn)類型品種（68.8 kg·hm-2·d-1）。與更高產(chǎn)和高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種日產(chǎn)量分別高出 10.2%和 19.8%。因此，除生育期以外，日產(chǎn)量是機插超高產(chǎn)早稻品種的重要篩選指標。

表3 水稻主要生育時期天數(shù)及日產(chǎn)量Table 3 The days of main growth duration and daily grain yield of rice

2.4 水稻干物質生產(chǎn)特性

不同產(chǎn)量類型間的水稻（階段）干物質積累量和（階段）群體生長速率具有顯著差異（表 4）。超高產(chǎn)類型品種總干物質積累量為 16.6 t·hm-2，較更高產(chǎn)和高產(chǎn)類型品種分別高出11.4%和14.5%，差異顯著，這主要是由于更高的中后期干物質階段積累。與高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種分別增加水稻穗分化—抽穗期和抽穗—成熟期階段干物質積累量 15.1%和27.1%，差異顯著；與更高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種顯著增加了水稻抽穗—成熟期階段干物質積累量 41.5%。然而值得注意的是，與更高產(chǎn)與高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種均顯著降低了水稻移栽—穗分化期階段干物質積累量。

表4 不同產(chǎn)量類型品種水稻干物質生產(chǎn)特性Table 4 Dry matter production characteristics of different yield types of rice

不同產(chǎn)量類型間的水稻群體和階段生長速率與對應的干物質積累規(guī)律基本一致，這與不同類型間無明顯差別的生育進程有關。另外，不同產(chǎn)量類型間的水稻收獲指數(shù)為46.5%—46.9%，無顯著差異，表明干物質積累是影響不同類型水稻產(chǎn)量差異的主要原因。

2.5 水稻群體光合生產(chǎn)特性

2.5.1 葉面積指數(shù)和光截獲的特征 超高產(chǎn)類型品種具有更高的穗分化期和抽穗期葉面積指數(shù)、有效光截獲量（圖 3）。與更高產(chǎn)和高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種分別提高水稻穗分化期葉面積指數(shù)9.4%和18.4%，提高抽穗期葉面積指數(shù)12.5%和7.5%。同時，超高產(chǎn)類型品種分別提高水稻穗分化期有效光截獲量0.6%和4.6%，提高抽穗期有效光截獲量12.1%和15.2%。另外，水稻穗分化期和抽穗期的葉面積指數(shù)與有效光截獲量均呈極顯著正相關關系。由此可見，超高產(chǎn)類型品種在水稻穗分化期與抽穗期具有更高的光截獲能力，與其在這2個時期較高的葉面積指數(shù)有關。

2.5.2 階段光截獲利用效率 不同產(chǎn)量類型間的水稻穗分化—抽穗期和抽穗期—成熟期階段光截獲利用率（PUE）均具有顯著差異（圖 4）。與高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種分別顯著增加了穗分化—抽穗期和抽穗—成熟期階段PUE 23.7%和39.8%；與更高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種顯著增加了水稻抽穗—成熟期階段PUE 50%。超高產(chǎn)類型品種不僅表現(xiàn)了更高的光截獲效率，同時具有更高的光截獲利用率。

2.5.3 光截獲與每穗粒數(shù)及千粒重的關系 水稻穗分化期有效光截獲量與每穗粒數(shù)，以及抽穗期有效光截獲量與千粒重，均呈顯著的正相關關系（圖 5）。因此，超高產(chǎn)類型品種最高的產(chǎn)量成因與穗分化期和抽穗期更高的有效光截獲量有關。另外，不同產(chǎn)量類型水稻的每穗粒數(shù)和千粒重對階段有效光截獲量的響應效率（方程斜率）并不一致。從每穗粒數(shù)來看，超高產(chǎn)和更高產(chǎn)類型品種具有更高的有效光截獲量響應效率；從千粒重來看，超高產(chǎn)類型品種表現(xiàn)最高的有效光截獲量響應效率。另外，上述不同產(chǎn)量類型間的水稻每穗粒數(shù)和千粒重光截獲量響應效率與其階段PUE規(guī)律基本一致。因此，在有效光截獲量對品種穗型的影響過程中，品種的光截獲利用率可能還存在一定的正向調節(jié)效應。

2.6 水稻抽穗期粒葉比

不同產(chǎn)量類型間的水稻粒葉比（穎花/葉、實粒/葉和總粒重/葉）具有顯著差異（表 5）。超高產(chǎn)類型品種的穎花/葉、實粒/葉和總粒重/葉分別為0.69 cm-2、0.52 cm-2和18.06 mg·cm-2，均顯著高于高產(chǎn)類型品種。與更高產(chǎn)類型品種相比，超高產(chǎn)類型品種顯著提高了總粒重/葉的比值。另外，水稻穗分化—成熟期PUE與總粒重/葉呈極顯著正相關關系（圖6）。由此可見，提高水稻穗分化—成熟期的光截獲利用率有利于平衡水稻源庫關系。

表5 不同產(chǎn)量類型水稻品種的抽穗期粒葉比Table 5 Grain-leaf area ratio of different types of rice at heading stage

3 討論

3.1 機插超高產(chǎn)早稻的產(chǎn)量及構成因素

鄒應斌等[23]提出高產(chǎn)雙季早稻產(chǎn)量可達8.1 t·hm-2，這與呂偉生等[14]認為早稻高產(chǎn)水平為 8.3 t·hm-2的結果基本一致。LOBELL等[24]通過對高產(chǎn)栽培條件下早晚稻產(chǎn)量潛力的評估，認為我國雙季早、晚稻的高產(chǎn)潛力相近，均約為9.5—9.8 t·hm-2。然而，沿江雙季稻北緣區(qū)由于受水稻品種和溫光資源的限制，傳統(tǒng)種植模式下早稻產(chǎn)量僅為5.5—6.4 t·hm-2左右[25]。本研究中的9個早稻品種產(chǎn)量區(qū)間為7.6—9.5 t·hm-2，通過系統(tǒng)聚類分析進一步分為 9.1—9.5 t·hm-2、8.1—8.6 t·hm-2和7.6—7.8 t·hm-23個產(chǎn)量等級，均達到了本區(qū)域高產(chǎn)水平，且第一類基本達到了文獻報道的早稻產(chǎn)量潛力。因此，我們將3類產(chǎn)量水平分別定義為超高產(chǎn)、更高產(chǎn)和高產(chǎn)水平。

研究表明，適當減少分蘗，增加成穗率，以培育結實期高光效群體；同時增加每穗粒數(shù)，擴大庫容，促進源庫平衡，是當前超高產(chǎn)栽培的基本理論[26-27]。因此，在常規(guī)中稻種植中，選用大穗型品種，配合缽苗擺栽的群體優(yōu)化栽植技術，可不斷提高產(chǎn)量水平[7,28]。然而由于早稻營養(yǎng)生長期較低的溫度限制，以及較短的生殖生長期，影響水稻分蘗發(fā)生和大穗形成，在過去很長的時期內基于“穗大粒多”的早稻超高產(chǎn)栽培理論難以實現(xiàn)。目前關于早稻高產(chǎn)栽培的理論還仍以提高有效穗數(shù)為主。WU等[15]通過比較早稻和晚稻產(chǎn)量形成差異，認為早稻產(chǎn)量顯著低于晚稻的主要原因是顯著低的有效穗數(shù)，并提出培育分蘗能力強的早稻品種是未來育種的重要發(fā)展方向。呂偉生等[11]認為機插早稻取得超高產(chǎn)的關鍵是在足穗的前提下提高每穗粒數(shù)并保證較高的結實率，提出超高產(chǎn)群體需保證有效穗數(shù)345 m-2以上。隨著超級稻理想株型構建與超高產(chǎn)育種理論的應用，從品種自身出發(fā)，選用“穗大粒多”的品種為實現(xiàn)早稻超高產(chǎn)攻關創(chuàng)造了可能。本研究中，超高產(chǎn)類型水稻平均產(chǎn)量為9.3 t·hm-2，分別較更高產(chǎn)和高產(chǎn)增產(chǎn) 12.0%和 20.8%，主要由于顯著增加了每穗粒數(shù)、總穎花量和千粒重。這與當前單季中稻和雙季晚稻超高產(chǎn)形成規(guī)律基本是一致的[16-17]，是基于品種優(yōu)化的超高產(chǎn)理論在早稻季的一次重要驗證。此外，適當提高千粒重是早稻品種獲得超高產(chǎn)的重要指標，這在通常的高產(chǎn)栽培研究中往往是較容易忽視的。

在南方亞熱帶氣候導致的水稻生育期限制條件下，日產(chǎn)量是品種溫光利用效率的重要評價指標[19,29]。因此，研究沿江雙季稻北緣區(qū)早稻品種的日產(chǎn)量特征，其意義更加突出。當前基于高日產(chǎn)量的早稻品種篩選及其群體共性特征探討已有研究[12,13]，XU 等[12]提出日產(chǎn)量為 100 kg·hm-2·d-1是中國中部地區(qū)直播短生育期雙季早稻品種的理想數(shù)值。與直播相比，機插稻的生育期可適當延長，對應允許的適宜日產(chǎn)量必然有所不同或下降。呂偉生等[14]指出高產(chǎn)機插早稻適宜日產(chǎn)量為 75.0—78.3 kg·hm-2·d-1。本研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)類型水稻品種日產(chǎn)量為 73.0—76.9 kg·hm-2·d-1，與之前研究基本一致，此外本研究進一步提出了超高產(chǎn)類型水稻品種日產(chǎn)量為 80.8—83.7 kg·hm-2·d-1。另外，本研究中超高產(chǎn)類型水稻品種的全生育期為110.7—115.3 d，是本區(qū)域“早秈晚粳”茬口銜接的早稻安全生育期[30]，因此提出的超高產(chǎn)類型水稻品種日產(chǎn)量標準具有重要的生產(chǎn)指導意義。

3.2 機插超高產(chǎn)早稻的群體形成特征

提高收獲指數(shù)和群體干物質積累量是增加水稻產(chǎn)量的主要途徑。然而，從品種角度而言，通過提高當前半矮桿品種的收獲指數(shù)來增產(chǎn)是難以實現(xiàn)的[31]，本研究中不同品種的收獲指數(shù)（46.5%—46.9%）無顯著差異，也很好地證實了這一點，這與XIONG等[32]在早稻上的研究結果基本一致。因此，增加群體干物質積累量被廣泛認為是提高水稻產(chǎn)量形成的主要方向。本研究表明，3種產(chǎn)量類型水稻成熟期的干物質積累量為超高產(chǎn)＞再高產(chǎn)＞高產(chǎn)，與產(chǎn)量規(guī)律一致。超高產(chǎn)類型品種更高的干物質積累主要是顯著增加了中后期群體生長速率，進而增加了中后期干物質積累量。然而，與之相反的是，本研究中超高產(chǎn)類型水稻品種移栽—穗分化期干物質生產(chǎn)速率和階段積累量顯著低于其他2種產(chǎn)量水平，這可能是由于該類品種較低的分蘗能力有關，其顯著低的有效穗數(shù)也很好地證明了這一點。這與楊惠杰等[33]研究的水稻超高產(chǎn)干物質積累規(guī)律基本一致。因此，本研究認為，進一步提高中后期，尤其是灌漿期的干物質積累量和群體生長速率，是機插早稻由高產(chǎn)向超高產(chǎn)攻關的主要群體形成生理機制。這與XU等[12]在直播方式上的研究結果基本一致。

唐海明[34]、童平[35]、HUANG[36]、LAZA[37]等在中稻和晚稻上研究證實水稻穗分化—抽穗期以及抽穗—成熟期階段干物質積累量分別與穗粒數(shù)以及千粒重呈顯著正相關。本研究表明，水稻穗分化期群體有效光截獲量與每穗粒數(shù)，以及抽穗期群體有效光截獲量與千粒重均呈明顯的正相關關系。因此，本研究中不同產(chǎn)量類型水稻每穗粒數(shù)和千粒重的差異，主要是由于群體有效光截獲量影響水稻對應時期干物質積累而引起的。另外，本研究表明，水稻穗分化期、抽穗期葉面積指數(shù)與群體有效光截獲量呈極顯著正相關關系，這與HOU等[20]研究結果基本一致。因此，本研究中超高產(chǎn)類型品種表現(xiàn)更高的每穗粒數(shù)和千粒重，可能是由于其更高的穗分化期和抽穗期葉面積指數(shù)，進而增加了對應階段的群體有效光截獲量，從而顯著增加了水稻中后期干物質積累。然而，除冠層的有效光截獲量以外，作物的光截獲利用率對干物質積累量同樣具有重要的影響。本研究中，不同產(chǎn)量類型間水稻中后期光截獲利用率表現(xiàn)超高產(chǎn)＞高產(chǎn)＞更高產(chǎn)。HORIE等[38]認為品種的光截獲利用率與其源庫生產(chǎn)特性有關，庫限制性品種一般不利于光截獲利用率的提高。超高產(chǎn)品種更高的中后期光截獲利用率可能是由于其更高的庫容量（穗粒數(shù)）和庫活力（千粒重）。因此，由于光截獲利用率的正向調節(jié)效應，超高產(chǎn)類型品種在單位有效光截獲量下，或表現(xiàn)更高的增產(chǎn)潛力。當前，超高產(chǎn)類型品種的穗粒數(shù)和千粒重表現(xiàn)了更高的有效光截獲響應效率，很好地證實了這一猜想。此外，我們注意到，水稻穗分化—成熟期的光截獲利用率與總粒重/葉呈極顯著正相關，這可能是由于提高了光截獲利用率，進一步提高光能向水稻穗數(shù)和千粒重的轉化效率。綜上所述，本研究認為，更高的光截獲和利用率，增加水稻穗分化—抽穗期以及抽穗—成熟期干物質生產(chǎn)能力，提高水稻穗粒數(shù)和千粒重，促進源庫平衡，是實現(xiàn)機插早稻超高產(chǎn)的重要光合生理機制。

3.3 機插超高產(chǎn)早稻品種的氮素管理探討

由于地處沿江雙季稻北緣區(qū)的特殊生產(chǎn)環(huán)境[3-6]，在早稻生產(chǎn)上為抵消營養(yǎng)生長期低溫對產(chǎn)量的損失，當?shù)剞r(nóng)戶習慣采用“重施基肥、早施攻蘗肥”的方式來提高早稻產(chǎn)量[39]。然而，這種依靠增加穗數(shù)來提高產(chǎn)量的方式，不僅增加了肥料、種子和機械投入，還帶來了一定的環(huán)境風險。本研究提出的超高產(chǎn)類型早稻品種較常規(guī)品種一定程度上降低了有效穗數(shù)的要求，在栽培技術上可適當降低基蘗肥和栽植密度，具有重要的經(jīng)濟和環(huán)境效益。但值得注意的是，與常規(guī)品種相比，本研究中超高產(chǎn)類型水稻品種需要建立更高的穗分化期和抽穗期葉面積指數(shù)，以保證中期高光效群體的構建和后期的灌漿結實。因此，改進現(xiàn)有的施肥模式，減少基蘗肥用量，適當調節(jié)穗肥氮素的施用時期和施用量，對進一步提高機插超高產(chǎn)類型水稻品種產(chǎn)量具有重要意義。

4 結論

本研究初步明確機插超高產(chǎn)早稻品種的共性群體特征為日產(chǎn)量高（80.8—83.7 kg·hm-2·d-1），較高的每穗粒數(shù)（124—132）和總穎花量（45.2×103—47.9×103m-2），千粒重大（25.8—27.0 g），更高的穗分化期和抽穗期的葉面積指數(shù)（5.6—6.0，7.1—7.3），粒葉比高。并以此篩選適合沿江雙季稻北緣機插超高產(chǎn)早稻品種4種，分別為株兩優(yōu)2013、陸兩優(yōu)35、浙輻203、株兩優(yōu)829。