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超级稻及其高产栽培技术策略样本

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超级稻及其高产栽培技术策略

水稻是全世界最重要的粮食作物, 起着保障世界粮食安全的重任。联合国粮农组织指出, 全世界有826万人依然处于饥饿和寒冷之中, 解决温饱问题依然是十分严峻的挑战, 而且预计到 发展中国家谷物缺口将从当前的1亿吨增加到1.6亿吨以上。中国是人口大国, 稻米消费大国, 粮食安全特别是稻米安全问题受到了广泛的关注。水稻超高产育种与高产栽培将是一个永恒的课题。

一、 超级稻的概念与主要特性 ( 一) 概念

超级稻是经过理想株型塑造与杂种优势利用相结合选育的单产大幅度提高、 品质优良、 抗性较强的新型水稻品种。 ( 二) 研究概况

日本于1981年开始实施”超高产水稻开发及栽培技术确立”的大型合作研究项目; 国际水稻研究所也于1989年启动了以大幅度提高产量潜力为目标的”新株型育种”项目。两项目育成一批具高产潜力的新品系, 但多数存在谷粒灌浆差、 冠层光合效率较低、 感病虫害、 品质不佳等缺点, 离生产利用还有相当的距离。在总结国内外经验和教训的基础上, 中国农业部从1996年开始组织实施”中国超级稻育种”计划。中国超级稻育种是中国水稻矮化育种和杂种优势利用的深入, 与超高产育种的区别就在于超级稻育种突出了理想株型的构建与籼粳亚种间强杂种优势利用相结合的技术路线。

由于中国幅员辽阔, 气候生态各异。各地在实施超级稻育种计划时, 因地制宜地提出了理想株型模式( 表2) 。

表2 国内有关科研单位提出的理想株型模式

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单位 沈阳农业大学 广东农科院 四川农业大学 理想株型 直立大穗型 早长根深型 稀植重穗型 主要特点 代表品种 穗型直立, 300穗/m2, 穗重约4g。 沈农265 大穗、 260穗/m2, 穗重约4.5 g。 胜泰1号 重穗, 225穗/m2, 穗重大于5g。 Ⅱ优162 湖南杂交稻中心 功能叶挺长型 中国水稻研究所 后期功能型 功能叶长, 240穗/m2, 穗重约5 g。 两优培九 青秆黄熟, 240穗/m2, 穗重约5 g。 协优9308 经多年努力, 中国超级稻, 特别是超级杂交稻育种取得了重大突破, 到 , 经过农业部认定的超级稻品种61个, 其中适合在湖北种植的20个左右。与此同时对超级稻超高产的遗传、 生理基础也进行了较为深刻的阐述, 因种栽培技术不断创新, 中国超级稻已进入大面积推广阶段。

(三) 主要特性

与普通水稻品种相比, 超级稻品种特性主要表现为穗型变大、 分蘖力较强、 株高提高、 光合能力强、 株型优化、 生产量大。

2、 穗型较大

分析表现超级稻品种总体穗型较普通水稻品种大, 籼型超级稻品种大多每穗粒数在150-200粒。超级稻增产因子分析表明超级稻比普通水稻增产主要因子是提高每穗粒数。

2、 分蘖较强

近年来超级稻品种和组合特性观察表现, 超级稻品种和组合的分蘖力较强, 低位分蘖多, 分蘖速度快。

3、 株高较高

杂交稻增产主要依靠生物产量的提高。大多数超级稻品种株高有所提高, 大多在110-130cm之间。这样叶面积密度下降, 生物产量提高, 收获指数较高。

4、 养分利用率较高

超级稻氮、 磷、 钾的生理效率较高, 据中国水稻所研究表明, 协优9308每

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百公斤籽粒产量需氮、 磷、 钾分别为1.44、 0.34和1.66公斤, 与普通水稻相比, 百公斤产量对氮、 磷、 钾的需求量分别下降29.1%、 10.5和 7.8%。

5、 光合能力强

超级稻光合能力强, 特别是生育中后期的光合潜力大, 积累的干物质多。后期普遍表现青秆黄熟, 从而能制造更多的光合产物并及时向籽粒转运而形成较高的产量。但如果后期氮素水平低易出现缺肥型早衰。

3025剑叶光合速率(umolCO2/m2.s)协优9308201510500714212835404550开花后天数协优63

上图可看出, 开花后超级稻协优9308叶片的光合速率始终较协优63强, 且在花后20天以后二者差异增大。后期协优9308叶片光合速率下降较协优63慢。 齐穗期超级稻品种与对照品种不同叶位叶片光合速率的测定结果表明, 超级稻组合上部3张叶片光合速率都高于对照( II优838) , 倒1、 倒2和倒3的的光合速率分别比对照高提高4.5%、 9.3%、 和10.0%( 表2) 。表明超级稻组合功能叶叶片质量好, 光合功能强。

表2 部分超级稻组合齐穗期叶片光合速率( 单位: μmolCO2.m-2.s-1, , 杭州)

超级稻组合 Ⅲ优98

Ⅱ优航1号 胜泰1号 D优527 Ⅱ优162 中浙优1号 超级稻平均

倒1叶 26.4+1.2 28.3+1.4 27.2+1.9 26.8+1.1 25.7+0.5 27.8+1.7 27.2+1.9

倒2叶 24.4+1.4 27.2+1.4 25.2+1.0 24.8+1.4 25.1+1.7 25.9+0.5 25.6+2.1

倒3叶 23.8+1.2 21.5+1.4 21.6+1.9 24.7+1.2 24.4+1.0 23.1+1.1 23.2+3.4

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II优838(CK) 与CK比增减(%) 25.9+2.1 4.5 23.3+0.9 9.3 21.1+3.2 10.0

二、 超级稻高产栽培技术研究概况 ( 一) 高产栽培技术的研究进展

近年超级稻的栽培在全国不同稻区也取得了突破性进展。在超级稻示范推广的同时各地根据区域生态特点结合当地主推品种特性, 集成一批超级稻超高产栽培技术。如湖南研究提出了”壮秆重穗超高产栽培法”, 即选用分蘖能力中等、 株高中等或偏矮杆(90~100cm), 大穗型(120~170粒)品种, 采用壮杆重穗栽培法, 运用”稳前攻中促后”的水肥运筹原则, 以壮杆大穗和高结实率而获得高产( 邹应斌, 1997) 。国家杂交水稻工程技术研究中心针对三熟制双季稻生长季节紧张的实际, 研究提出”高中壮”满负荷超高产栽培, 即高起点、 中群体、 壮根、 壮穗、 满负荷运转的综合配套技术体系( 马国辉, ) 。中国水稻研究因此超级稻协优9308为核心材料, 将培育壮秧、 宽行稀植、 精确施肥、 定量控蘖、 化学调节、 好气灌溉、 病虫草综合防治等技术组装配套为”后期功能型”超高产栽培( 程式华, ) , 经过改进根系生长和活力, 提高后期物质生产能力, 取得了大面积均衡高产, 而且获得较好的经济效益。江苏研究集成”超级稻精确定量超高产栽培技术体系”, 即采用偏迟熟超级稻品种, 经过”精苗稳前-控蘖攻中-大穗强后”的栽培途径实现超级稻超高产( 张洪程, ) 。安徽研究提出采用生育期适中偏长超级稻品种, 经过适当早播、 合理稀播培育壮秧增加积温; 大田早期迅速创立一个较大的叶面积指数、 促进水稻群体尽早进入光合适期, 生育中期壮秆强根、 延长有效叶面积高值期, 生育后期补充营养、 湿润灌溉增强群体活力和抗逆性、 减缓高效叶面积下降速率以补偿群体光合势的超级稻”补偿超高产栽培”的技术思路。

另外在长江流域还有超级稻强化栽培技术体系, 即以”合理稀植、 乳苗移栽、 定量控苗、 精确施肥、 好气灌溉、 病虫害综合防治”等为核心技术, 为南方的超级稻大面积示范推广提供技术支撑。东北寒地水稻在水稻超稀植技术的基础上, 选用优质超级稻, 实行宽行、 单双本超稀植, 实现持续超高产的”三

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超”栽培技术模式, 就是以选用优质超级稻品种为前提, 多蘖壮秧为基础, 宽行单双本为核心, 深施肥、 控灌水为关键, 以防止病、 虫害为保证, 以培肥地力持续高产为目标的一种综合栽培模式。 ( 二) 需要解决的问题与策略

根据超级稻的特征特性, 超级稻高产栽培中需要解决的问题: ( 1) 如何协调群体与个体、 营养生长和生殖生长、 穗数和粒数、 群体数量和质量之间的矛盾; ( 2) 要分析超级稻栽培群体各项数量状况与高产的关系, 明确超级稻栽培中各项数量指标的最适范围, 形成有利于超级稻栽培的群体质量指标; ( 3) 怎样经过栽培措施塑造理想株型和高光效群体, 形成前松后紧、 前披后挺植株形态; ( 4) 如何使栽培技术措施定量化和技术配套化。

针对上述问题, 结合近年各地超级稻超高产示范实践分析, 超级稻超高产的策略如下:

1、 以适量的群体穗数与较大的穗型协调产出足够的群体总颖花量, 并保持正常的结实率与粒重, 因种形成相应的高产结构

2、 适度稀植, 强化个体分蘖形成足量大穗, 以群体结构与株型结构的协调, 有效地提群体库容量和抗倒能力

3、 以科学的肥水管理措施调控茎蘖动态与LAI动态, 合理增加中期物质生长量, 提高后期生长量与最终生物学产量

4、 强健中期茎秆和根系,增加中、 后期养分的吸收, 保持后期高效叶面积,为群体中、 后期具有较高物质生产力提供了相应的地下部基础和壮而不衰的支撑系、 光合系。

四、 超高产栽培技术措施

根据多年的试验与示范, 超级稻高产栽培应建立以品种为前提, 壮秧为基础, 合理稀植、 精确控苗为核心、 好气灌溉, 科学施肥和综合防冶为支撑的技术体系。

(一) 因地制宜选好品种

超级稻及其高产栽培技术策略样本

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