黃淮地區(qū)稻麥周年超高產群體特征與調控技術的研究.pdf

1、水稻和小麥是我國兩大最重要的糧食作物，實現(xiàn)水稻、小麥超高產對保證我國糧食安全具有重要意義。本文對稻麥超高產株型特征、群體指標、花后主要光合特性、需肥規(guī)律、肥水調控和超高產品質效應進行了較為系統(tǒng)的研究，主要結果如下： 1.稻麥周年超高產產量2004-2006年連續(xù)2年進行稻麥周年超高產研究，并經專家實地驗收，2年稻麥周年產量分別為21.02 t hm<'-2>和22.52 t hm<'-2>，較當?shù)氐钧溨苣昶骄a量高出37.9％和

2、40.8％。 2.稻麥超高產的株型特征對黃淮地區(qū)129個水稻品種進行聚類分析，將供試品種分為超高產、高產、中產、中低產及低產5種類型。超高產類型品種占3.1％，低產類型品種占14.7％，高產和中高產品種占82.2％。高產和超高產水稻品種多為半直立穗型、葉片挺立，具有較高的干物質生產能力、較高的結實率和較高的經濟系數(shù)。優(yōu)質米品種在高產和中高產類型中較多，在超高產和低產類型中很少。堊白米率高是超高產品種米質存在的主要問題。黃淮地區(qū)超

3、高產(>12 t hm<'-2>)中粳水稻品種的株型和產量構成指標：株高100-108 cm，全生育期150-155 d；有效穗數(shù)320-340×104 hm～，每穗總粒數(shù)160-180粒，結實率>85％，千粒重>26 g，收獲指數(shù)>0.50；穗型半直立；穗長17-18 cm，一次枝梗數(shù)12-15個，二次枝梗數(shù)30-38個；倒1、2、3葉葉長分別為26-28、35-40和32-38 cm，劍葉角度<20°。 按照產量的高低將24

4、個黃淮麥區(qū)稻茬小麥品種分成超高產、高產、中產、低產4種類型。超高產類型品種占20.8％，低產類型品種占12.5％，高產和中產品種占66.7％。高產和超高產小麥品種穗短、穗數(shù)多、株高較高、基部節(jié)間短、穗下節(jié)間長、劍葉小且挺，具有較高物質生產能力和較高的收獲指數(shù)。超高產品種全部達到優(yōu)質中強筋小麥品種標準。黃淮麥區(qū)高產、超高產(>9.0 t hm<'-2>)小麥品種的株型和產量構成指標：全生育期235 d左右；株高75 cm左右，穗下節(jié)間長2

5、8 cm以上，株高構成指數(shù)(I<,L>)>0.61：穗長7.5-8.0cm，每穗結實小穗數(shù)14-15個；劍葉長15-17 cm，寬1.3 cm，高效葉面積55-60 cm<'2>，劍葉基角<25°；有效穗數(shù)>620×10<'4> hm<'-2>，每穗實粒數(shù)>33粒，千粒重>42 g，收獲指數(shù)>0.45。 3.稻麥超高產的群體與光合特征超高產水稻(產量：10.81-11.64 t hm<'-2>)與高產水稻(產量：8.98-9.16 t

6、hm<'-2>，CK)相比，每穗穎花數(shù)多，結實率高，千粒重與CK無顯著差異；超高產水稻移栽至拔節(jié)期的莖蘗數(shù)較CK少，但分蘗成穗率較高；超高產水稻的葉面積指數(shù)、光合勢和干物質積累，生育前期較CK低，抽穗期與CK無顯著差異，抽穗后則顯著高于CK。超高產水稻各生育時期的根冠比、抽穗至成熟的根系傷流量以及粒葉比、莖鞘物質運轉率和收獲指數(shù)均顯著高于CK；超高產水稻花后葉面積指數(shù)(LAI)、劍葉葉綠素含量(SPAD)、光合速率(Pr)、PSⅡ最大光

7、化學效率(Fv/Fm)均顯著高于對照，非光化學猝滅系數(shù)(qN)顯著低于對照。提出了黃淮地區(qū)中熟粳稻超高產(>12 t hm<'-2>)群體的生育診斷指標：總穎花量>5.2×10<'4> m<'-2>，結實率>90％，千粒重>26 g；莖蘗成穗率>80％，抽穗期葉面積指數(shù)7.5-8.0，全生育期光合勢>5×10<'6> m<'2> d hm<'-2>，成熟期總干重>22 t hm<'-2>，收獲指數(shù)>0.50；抽穗期粒葉比[穎花/葉(cm

8、<'2>)]>0.58，根冠比>0.25，根系傷流量>5 g m<'-2>h<'-1>。 稻茬超高產小麥(產量：9.61-9.93 t hm<'-2>)與高產小麥(產量：7.38-7.88 t hm<'-2>，CK))相比，每穗粒數(shù)多，千粒重高，單位面積穗數(shù)與CK無顯著差異；超高產小麥抽穗前莖蘗數(shù)較CK少，但分蘗成穗率高：超高產小麥的葉面積指數(shù)、光合勢和干物質積累，生育前期較CK低，抽穗后則顯著高于CK。超高產小麥抽穗期、乳熟期

9、與蠟熟期的根冠比、根系傷流量顯著高于CK；超高產小麥粒葉比、莖鞘物質運轉率和收獲指數(shù)均高于對照；稻茬超高產小麥花后劍葉葉綠素含量(SPAD)、光合速率(Pr)、PSⅡ最大光化學效率(Fv/Fm)均顯著高于對照，非光化學猝滅系數(shù)(qN)顯著低于對照。提出了黃淮地區(qū)稻茬小麥超高產(>9 t hm<'2>)群體生育診斷指標：單位面積穗數(shù)>680×10<'4> hm<'-2>，每穗實粒數(shù)>32；千粒重>42g，莖蘗成穗率>45％；抽穗期葉面積指

10、數(shù)6.5-7.5：全生育期光合勢>7×10<'6> m<'2> d hm<'-2>；成熟期總干重>20 t hm<'-2>；抽穗期粒葉比(粒重(mg)/葉(cm<'2>))>14；根冠比>0.25：根系傷流量>7.5 g m<'-2>h<'-1>：收獲指數(shù)>0.45。 4.稻麥超高產需肥規(guī)律與對照相比，超高產水稻在有效分蘗臨界葉齡期前N的吸收量較低，拔節(jié)以后的吸N量則較高；P的吸收量在各生育期均高于對照，中后期尤為明顯；K的吸收

11、量在有效分蘗臨界葉齡期以前，超高產水稻與對照差異很小，自拔節(jié)起，前者則明顯高于后者。超高產栽培稻田N的輸入輸出基本平衡，普通高產栽培稻田表現(xiàn)為N盈余；在兩種栽培條件下P與K均表現(xiàn)為表觀虧缺，超高產栽培尤為嚴重。每生產1000 kg稻谷所吸收的N、P、K，超高產水稻分別為21.6-21.9 kg、6.7-7.2 kg和24.8-25.6 kg，對照為23.8-24.3、6.8-7.3kg和27.4-29.0 kg。 與對照相比，超

12、高產小麥越冬期N、P、K吸收量與對照無顯著差異，拔節(jié)后則顯著高于對照，中后期尤為明顯；超高產小麥N、P、K的累積量，播種至越冬無顯著差異，越冬后各生育階段普遍大于對照。每生產1000 kg小麥吸收的N、P<,2>O<5>、K<,2>O，超高產小麥分別為30.0-30.5、9.0-9.8和32.7-33.8 kg，一般高產小麥分別為34.5-36.5、10.3-10.8和36.3-38.9 kg。 5.稻麥超高產的肥水調控建立了超

13、高產水稻的實地氮肥管理模式：應用Stanford公式確定氮、磷、鉀總施肥量，依據(jù)葉色或葉片含氮量與葉綠素測定儀(SPAD)值或葉色卡(LCC)讀數(shù)的對應關系，確定主要生育期(分蘗期、穗分化期和雌雄蕊形成期)水稻需氮供氮的的SPAD和LCC臨界值，并結合品種的源庫特征，對氮肥追肥的施用期和施用量進行調節(jié)。建立了大田期超高產精確灌溉的技術模式：(1)從移栽至返青建立淺水層；(2)返青～有效分蘗臨界葉齡期前2個葉齡期(N-n-2)，進行間隙濕

14、潤灌溉，低限土壤水勢為-5～-15 kPa；(3)N-n-1葉齡期～N-n葉齡期，進行排水擱田，低限土壤水勢為-15kPa～-25 kPa，并保持1個葉齡期；(4)N-n+1葉齡期～二次枝梗分化期初，進行干濕交替灌溉，低限土壤水勢為-20～30kPa；(5)從二次枝梗分化期～出穗后10天，進行間隙濕潤灌溉，低限土壤水勢為-5～-15 kPa；(6)從抽穗后11天～抽穗后45天，進行干濕交替灌溉，低限土壤水勢為-10～-25 kPa。實地

15、氮肥管理與精確灌溉技術有顯著的增產、節(jié)肥與節(jié)水效果。 建立了超高產小麥實地氮肥管理模式：應用Stanford公式確定小麥氮、磷、鉀總施肥量，依據(jù)葉色或葉片含氮量與SPAD值讀數(shù)的對應關系，確定主要生育期(分蘗期、穗分化期)小麥需氮供氮的SPAD值或LCC臨界值。提出了稻茬小麥超高產灌溉技術：在3葉1心期施促蘗肥前視墑情(土壤水勢<-40kPa)灌水；在旗葉露尖時施?；ǚ是耙晧勄?土壤水勢<-40 kPa)灌水；在揚花期視墑情(土

16、壤水勢<-40 kPa)灌水。每畝每次灌溉水量20-25m<'3>，實地氮肥管理模式和超高產灌溉技術取得了明顯的增產、節(jié)肥和節(jié)水的效果。 6.稻麥超高產栽培的品質效應超高產栽培可以顯著降低稻米堊白度與堊白粒率，增加稻米的糙米率和整精米率，對直鏈淀粉含量和稻米RVA特征值沒有顯著影響；超高產栽培顯著提高了稻米中的蛋白質含量、總氨基酸含量、必需氨基酸含量和非必需氨基酸含量。 與普通高產栽培相比，超高產小麥栽培可以顯著增加籽粒