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水稻是人類重要的糧食作物，世界上有50％左右的人口及中國近2／3的人口以稻米為主食，提高水稻單產(chǎn)是解決糧食問題的根本出路［1］。因此，水稻高產(chǎn)研究倍受關(guān)注。近年來，有關(guān)品種特性、超高產(chǎn)形成規(guī)律、超高產(chǎn)途徑與栽培技術(shù)等方面已有大量研究。艾智勇等［2］總結(jié)了近年來超級雜交稻高產(chǎn)生理生態(tài)特性研究進(jìn)展，認(rèn)為超級雜交稻超高產(chǎn)生理基礎(chǔ)是庫容量大、物質(zhì)生產(chǎn)與積累能力強(qiáng)、光合生產(chǎn)能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)。袁小樂等［3］分析了超級早、晚稻品種的源庫關(guān)系，揭示較大的庫容量且源庫協(xié)調(diào)性較好是超級早、晚稻品種超高產(chǎn)的重要機(jī)理。潘圣剛等［4］對雜交中秈稻生長特性進(jìn)行研究，提出了雜交中秈稻超高產(chǎn)群體特征指標(biāo)值。楊建昌等［5］、李剛?cè)A等［6］分別對江蘇常規(guī)粳稻進(jìn)行研究，初步提出了常規(guī)粳稻超高產(chǎn)的特征指標(biāo)。張洪程等［7］研究了雜交粳稻13．5t／hm2超高產(chǎn)群體動(dòng)態(tài)特征及形成機(jī)制，提出了雜交粳稻13．5t／hm2超高產(chǎn)群體特征指標(biāo)值。這些研究初步明確了不同類型水稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培主攻目標(biāo)，對水稻高產(chǎn)育種和栽培具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。但是，以往的研究主要針對常規(guī)手栽方式，針對機(jī)插方式的研究相對缺乏。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移和老齡化速度的加快，水稻生產(chǎn)迫切需要發(fā)展以機(jī)插秧為主的水稻機(jī)械種植技術(shù)，以適應(yīng)稻農(nóng)對現(xiàn)代稻作技術(shù)的要求，穩(wěn)定水稻種植面積和提高水稻產(chǎn)量［8］。2010年江蘇機(jī)插秧面積70萬hm2，占水稻播種總面積的33％，已成為主要的稻作栽培方式之一。提高機(jī)插水稻質(zhì)量，對穩(wěn)定水稻單產(chǎn)具有決定性的意義。筆者對當(dāng)前江蘇中部機(jī)插稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量關(guān)系進(jìn)行了分析［9］，明確了影響大面積機(jī)插稻產(chǎn)量提高的主要限制因子。在此基礎(chǔ)上，本研究對江蘇典型機(jī)插高產(chǎn)百畝方水稻高產(chǎn)群體特性進(jìn)行分析，以期為機(jī)插水稻高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1材料與方法

1．1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2008年在江蘇武進(jìn)區(qū)鄒區(qū)、漕橋和前黃鎮(zhèn)共3個(gè)百畝連片超高產(chǎn)示范方進(jìn)行，其中鄒區(qū)供試品種為武香粳9號(hào)，漕橋和前黃為武運(yùn)粳7號(hào)。2009年對江蘇省如東縣以寧粳3號(hào)為材料的百畝連片超高產(chǎn)示范方進(jìn)行了調(diào)查。3個(gè)品種均屬早熟晚粳稻，株高95cm左右，在江蘇省沿江及蘇南地區(qū)種植，生育期150d左右，總?cè)~齡均為17～18葉，伸長節(jié)間數(shù)6個(gè)。示范區(qū)灌排條件良好，常年水稻產(chǎn)量為8～9t／hm2?；久?、株距、肥料運(yùn)籌、水分管理等按照南京農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的水稻栽培系統(tǒng)（軟件著作權(quán)號(hào)：2008SR04988）設(shè)計(jì)方案實(shí)施。方案根據(jù)品種總?cè)~齡數(shù)（N）、伸長節(jié)間數(shù)（n）、移栽秧苗素質(zhì)（移栽葉齡SN和帶蘗情況）以及目標(biāo)穗數(shù)確定基本苗為85苗／m2，采用機(jī)插方式移栽，行距為30cm，株距11．7cm，每穴3苗左右。氮肥用量180kg／hm2，并依據(jù)氮肥總量＝（目標(biāo)產(chǎn)量需氮量－基礎(chǔ)供氮量）／氮肥當(dāng)季利用率的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，氮肥運(yùn)籌按m基蘗肥∶m穗肥＝6∶4的配比設(shè)置，穗肥根據(jù)苗情適當(dāng)調(diào)整。mN：mP2O5：mK2O＝1∶0．5∶0．8左右，磷肥基施，鉀肥基肥和拔節(jié)肥各半。移栽活棵期田間保持淺水層，當(dāng)莖蘗數(shù)達(dá)目標(biāo)穗數(shù)的80％時(shí)排水曬田，以后干濕交替灌溉；移栽后7d施除草劑，及時(shí)防治病蟲害。

1．2測定項(xiàng)目及方法

2008年對這3個(gè)示范方各選取15塊田，于有效分蘗臨界葉齡期（N－n葉齡期）、拔節(jié)期（n－2葉齡期）、抽穗期、抽穗后每7d和成熟期取樣。每塊田按5點(diǎn)取樣法取5點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查莖蘗數(shù)100穴，根據(jù)全田平均數(shù)取代表性樣點(diǎn)5個(gè)，每點(diǎn)1穴。將樣品按器官分離［葉片、莖稈（包括葉鞘）、穗］，用LI－3000（LI－COR，Lincoln，NE，USA）測定葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)（LAI）。樣品于105℃下殺青30min，再于75℃下烘干至恒重，測定各器官干質(zhì)量，樣品粉碎后用凱氏定氮法測定氮積累量。成熟期按莖蘗普查的平均數(shù)取5穴進(jìn)行考種，并實(shí)割測產(chǎn)。2009年實(shí)收如東點(diǎn)所有33塊田的產(chǎn)量。同時(shí)取樣，測定雜質(zhì)和實(shí)際含水量，按14．5％水分折算實(shí)產(chǎn)。花后干物質(zhì)積累量＝成熟期總干質(zhì)量－抽穗期總干質(zhì)量；花后干物質(zhì)積累比例（花后積累占產(chǎn)量的比例）＝花后干物質(zhì)積累量／籽粒干質(zhì)量×100；100kg籽粒需氮量（kg／kg）＝成熟期氮積累量（kg／hm2）／籽粒產(chǎn)量（t／hm2）×10。

1．3統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)整理和作圖采用MicrosoftExcel進(jìn)行，方差分析用SPSS16．0完成。

2結(jié)果與分析

2．1不同示范方產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

不同示范方調(diào)查田塊產(chǎn)量頻次分布結(jié)果表明（圖1），不同示范方產(chǎn)量總體差異明顯。鄒區(qū)產(chǎn)量為8．0～9．0t／hm2，最低產(chǎn)量為8．1t／hm2，最高產(chǎn)量9．8t／hm2。漕橋和前黃示范方產(chǎn)量為8．5～11．0t／hm2。如東的寧粳3號(hào)33塊示范田呈平均產(chǎn)量為11．8t／hm2，標(biāo)準(zhǔn)差為1．04的正態(tài)分布。將各示范方調(diào)查田塊按產(chǎn)量≥7．5t／hm2、≥9．0t／hm2、≥10．5t／hm2和≥12．0t／hm2分成4個(gè)產(chǎn)量等級（表1）。結(jié)果表明，不同示范方在每1m2穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總穎花數(shù)、粒重和產(chǎn)量等指標(biāo)上差異顯著或極顯著，而結(jié)實(shí)率無明顯差異。不同產(chǎn)量等級水稻在每穗粒數(shù)、總穎花數(shù)、粒重和產(chǎn)量上差異顯著或極顯著，而每1m2穗數(shù)和結(jié)實(shí)率差異不顯著。示范方和產(chǎn)量等級對粒重表現(xiàn)極顯著互作效應(yīng)。當(dāng)穎花數(shù)≥45000／m2時(shí)，機(jī)插稻產(chǎn)量均達(dá)到10．5t／hm2以上。

2．2產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)性比較

相關(guān)分析表明（表2），產(chǎn)量與每穗粒數(shù)、總潁花數(shù)、結(jié)實(shí)率、粒重呈正相關(guān)，其中與總潁花數(shù)相關(guān)達(dá)極顯著水平，鄒區(qū)、漕橋和前黃三個(gè)示范方的表現(xiàn)一致。每1m2穗數(shù)與其他產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)不顯著或負(fù)相關(guān)。三地間略有差異，鄒區(qū)、前黃示范方每1m2穗數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)，而漕橋示范方每1m2穗數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，三地平均值表現(xiàn)為穗數(shù)與產(chǎn)量相關(guān)不顯著。表明每1m2穗數(shù)的增加，不利于其他產(chǎn)量構(gòu)成因素的提高，應(yīng)將穗數(shù)控制在合適的范圍之內(nèi)。另外，三個(gè)示范方每穗粒數(shù)與總穎花數(shù)均呈正相關(guān)，鄒區(qū)及三地平均值均達(dá)到極顯著水平。在保證每1m2穗數(shù)的前提下，挖掘機(jī)插水稻的高產(chǎn)潛力主要是通過增加每穗粒數(shù)實(shí)現(xiàn)總穎花數(shù)的提高。

2．3機(jī)插水稻示范方不同產(chǎn)量等級干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)比較

不同示范方各生育期干物質(zhì)積累、成熟期干物質(zhì)量以及花后干物質(zhì)積累比例差異不顯著。不同產(chǎn)量等級的干物質(zhì)積累在抽穗前差異不顯著，抽穗后則差異達(dá)極顯著水平，花后干物質(zhì)積累比例也達(dá)到極顯著水平，表明不同產(chǎn)量等級的干物質(zhì)積累差異主要來源于抽穗后的干物質(zhì)積累（表3）。

2．4機(jī)插水稻示范方不同產(chǎn)量等級氮素積累動(dòng)態(tài)比較

表4結(jié)果表明，不同示范方夠苗期（N－n期）氮積累量差異顯著，之后各時(shí)期氮積累量差異不顯著，最終成熟期氮積累量差異顯著。不同產(chǎn)量等級N－n期和抽穗至成熟期氮積累量差異顯著，最終成熟期總氮積累量差異極顯著。結(jié)果表明，不同產(chǎn)量水平機(jī)插水稻氮素積累差異主要在夠苗期（N－n期）和成熟期。示范方與產(chǎn)量等級間沒有互作效應(yīng)。不同示范方每100kg籽粒需氮量差異顯著，前黃示范方每100kg籽粒需氮量高于漕橋。不同產(chǎn)量等級間每100kg籽粒需氮量差異極顯著。從2個(gè)示范方分析，常規(guī)粳稻機(jī)插高產(chǎn)水稻每100kg籽粒需氮量均在2．1kg／kg左右。

3討論

3．1機(jī)插常規(guī)粳稻高產(chǎn)穗粒結(jié)構(gòu)

水稻產(chǎn)量由單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重組成。關(guān)于產(chǎn)量構(gòu)成四因子對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，研究者觀點(diǎn)差異較大。有的研究者認(rèn)為產(chǎn)量的提高在于穗數(shù)的增加［10－12］，有研究認(rèn)為產(chǎn)量的增加得益于每穗粒數(shù)的增加［13］，也有研究者認(rèn)為提高結(jié)實(shí)率能夠提高水稻產(chǎn)量［14］。另一些學(xué)者認(rèn)為高產(chǎn)水稻在單位面積有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率等方面均要有優(yōu)勢［5，15－17］。本研究結(jié)果表明，足夠的穎花量是機(jī)插水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，要達(dá)到10．5t／hm2以上的產(chǎn)量，穎花量需≥45000／m2。相對手栽方式［5］，機(jī)插稻結(jié)實(shí)率較高，但千粒重較低。高產(chǎn)條件下，穎花數(shù)的提高應(yīng)該主要通過每穗粒數(shù)的增加。促大穗與培育群體的均衡性是同步的。

3．2機(jī)插常規(guī)粳稻高產(chǎn)干物質(zhì)積累特征

水稻籽粒產(chǎn)量取決于水稻植株的光合生產(chǎn)能力以及光合產(chǎn)物的運(yùn)轉(zhuǎn)和分配能力。關(guān)于干物質(zhì)積累和分配理論，不同研究者得出的結(jié)論差異較大。Chen等［18］、張洪松［19］等認(rèn)為超高產(chǎn)品種干物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢在抽穗前。鄒應(yīng)斌等［20］則認(rèn)為水稻每個(gè)生長時(shí)期都應(yīng)有合適的比例。Ying等［21］、楊惠杰等［22－24］認(rèn)為超高產(chǎn)水稻的干物質(zhì)積累量優(yōu)勢在中后期。凌啟鴻等［25－26］、張洪程等［27］等認(rèn)為高產(chǎn)水稻的特點(diǎn)是后期的干物質(zhì)積累量高。本研究結(jié)果表明，機(jī)插高產(chǎn)水稻的干物質(zhì)積累優(yōu)勢在抽穗后。抽穗后的光合產(chǎn)物對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較大，花后干物質(zhì)積累比例在70％～80％，高于一般粳稻或超級稻的比例［18－20］，這與李剛?cè)A等［6］的研究結(jié)果一致。

3．3機(jī)插常規(guī)粳稻高產(chǎn)氮素積累特征

氮對水稻產(chǎn)量影響最大。按照水稻精確定量栽培基本原理，機(jī)插水稻精確定量施氮的一個(gè)參數(shù)是高產(chǎn)水稻的每100kg籽粒需氮量，同時(shí)根據(jù)水稻吸氮規(guī)律確定氮肥施用時(shí)期。本研究結(jié)果表明，機(jī)插高產(chǎn)水稻每100kg籽粒需氮量在2．1kg／kg左右，與常規(guī)高產(chǎn)粳稻結(jié)果基本一致［26］。氮素吸收的主要差異在夠苗期前和抽穗后。因此，機(jī)插水稻氮肥運(yùn)籌的原則是根據(jù)土壤肥力確定基蘗肥的用量，促早發(fā)夠苗，適當(dāng)增加穗肥的施用，提高后期光合產(chǎn)物積累和氮的積累。