水稻精确定量栽培技术要点 凌启鸿

水稻精确定量栽培技术要点凌启鸿2010年5月24日一、水稻精确定量栽培的定量原理（一）水稻精确定量栽培的科学含义“水稻要高产，技术要简化”是今后水稻栽培的方向，而目前生产上采用粗放的“傻瓜化”的栽培技术，是与高产背道而驰的。要解决技术简化与高产的矛盾，必需对技术实施科学的精确定量。水稻精确定量栽培是以“适宜的最少作业次数，在最适宜的生育时期、用最适宜的物化技术数量”，即“三适宜”上精确定量，达到“高产、优质、高效、生态、安全”的综合目标，实际上它是我国创造的一种轻简实用的数字化栽培技术，是世界水稻栽培理论与技术的一个重大的革新。（二）水稻精确栽培的定量原理1、水稻高产（增产）的基本途径：在保证获得适宜穗数的基础上，主攻大穗，提高结实率（85-90%以上）和粒重。实现这一目标，必须在适宜基本苗基础上，促进有效分蘖，在有效分蘖临界叶龄期前够苗，之后控制无效分蘖，把茎蘖成穗率提高到80-90%(粳稻)和70-80%（籼稻）。在有效控制无效分蘖基础上，通过适时适量施用穗肥，主攻大穗，可以协调足穗与大穗以及与提高结实率的矛盾，获得高产。这一高产途径，成为水稻密、肥、水调控技术定量的最主要的依据。2、用水稻叶龄模式来精确定量最少作业次数、最佳作业时间。正确应用水稻叶龄模式，必须掌握水稻有效分蘖临界叶龄期、拔节叶龄期和穗分化叶龄期这三个最关键的叶龄。（1）有效分蘖临界叶龄期的叶龄通式为：主茎伸长节间（n）5个以上、总叶龄（N）14片以上的品种，中小苗移栽时为N-n叶龄期，大苗移栽（8叶龄以上）时为N-n+1叶龄期。以四川16-17叶、5个伸长节间品种为例，17叶5个伸长节间的品种，中小苗移栽时有效分蘖临界叶龄期为17-5＝12，应用符号表示。16叶、5个伸长节间品种，中小苗移栽时有效分蘖临界叶龄期为16-5＝11，应用符号表示。高海拔地区有伸长节间数(n)4个，总叶龄（N）13叶的品种，有效分蘖临界叶龄期为N-n+1叶龄期为13-4+1＝10。应用符号表示。121110（2）拔节期（第一节间伸长）的叶龄期通式为N-n+3叶龄期，或用n-2的倒数叶龄期表示。例如17叶5个伸长节间的品种，拔节期的叶龄为17-5+3＝15；用n-2表示为5-2＝3，即倒数第3叶出生期，17叶品种的倒3叶，即15叶，用符号表示。同理，例如16叶5个伸长节间的品种，拔节期的叶龄为14叶。（3）穗分化叶龄期的叶龄通式概括为叶龄余数3.5（倒4叶后半期）—破口期，经历了穗分化的5个时期。叶龄余数3.5－3.0（倒4叶后半期）——苞分化期叶龄余数3.0－2.1（倒3叶出生）——枝梗分化期叶龄余数2.0－0.8（倒2叶到剑叶露尖）——颖花分化期叶龄余数0.8－0（剑叶抽出）——花粉母细胞形成及减数分裂期叶龄余数0－破口——花粉充实完成期15（4）将三个关键叶龄期汇成总表6个伸长节间19（18-20）叶123456789101112○131415△16171819孕穗6个伸长节间17叶品种(粳)12345678910○111213△14151617孕穗5个伸长节间17叶品种1234567891011○121314△151617孕穗5个伸长节间16叶品种12345678910○111213△141516孕穗5个伸长节间14叶品种12345678○91011△121314孕穗4个伸长节间14叶品种(粳)12345678910○1112△1314孕穗4个伸长节间13叶品种(粳)123456789○1011△1213孕穗4个伸长节间12叶品种(粳)12345678○910△1112孕穗4个伸长节间11叶品种(粳)1234567○89△1011孕穗苞分化期枝梗分化期颖花分化期花粉形成及减数分裂期花粉充实期3、高产群体若干生育的定量指标茎蘖动态最佳抽穗结实期SNN-nN-n+3倒2叶期抽穗期抽穗后20天成熟期移栽期有效分蘖临界高峰苗叶龄期拔节叶龄期计算确定达到适宜最高苗数为穗完成适宜穗数基本苗穗数苗数的1.2-1.3倍顶4顶3顶3=顶4顶4顶3顶3=顶4“黑”“黄”渐回升“黑”渐褪淡叶片含3.5%2.7%（粳）＜2.5%2.7%（粳）氮量2.5%（籼）2.5%（籼）图1高产群体生育动态指标示意图保存2片绿叶高产群体各生育期主要形态生理指标按生育进程定量汇入图1，把它作为水稻精确定量栽培技术定量的依据，由此作出的技术定量，也就保证了群体的发展符合图1的要求，能使高产频频重演。（1）茎蘖动态的叶龄模式：群体应在N-n（或N-n+1）叶龄期之初够苗，以后要及时控制无效分蘖；在拔节叶龄期（N-n+3）达高峰苗期，高峰苗为预期穂数的1.2-1.4倍（籼稻）；此后分蘖逐渐下降，至抽穗期完成穂数，此时群体中存活的无效分蘖应在5%左右。N-n叶龄期不能够苗，即使以后分蘖数猛增，仍不能保证足穗大穗。够苗过早，无效分蘖过多、封行早，成穗率低、穗小，也不易高产。例如，2009年武进农科所高产方“武育粳23”17.5叶6个伸长节间，11.2叶期达到苗数20.8万/亩，14.0叶期高峰苗数25.6万，实际成穗数20.1万。成穗率78.5%，最终50亩实产验收875.9kg/亩。（2）群体叶色“黑黄”变化的叶龄模式①在有效分蘖期（N-n以前），为促进分蘖，群体叶色必须显“黑”，叶片的含氮率在3.5%左右（3%-4%），反映在叶片间叶色的深度上是顶4叶深于顶3叶（顶4﹥顶3）。到了N-n（或N-n+1）叶龄期够苗时，叶色应开始褪淡（顶4=顶3），叶片含氮要下降为2.7%（粳稻）和2.5%（籼稻），可使无效分蘖的发生受到遏制。顶４叶顶３叶顶１叶顶２叶顶３叶顶４叶30405060708090100-5-4-3-2-101234567相对叶色差（%）分蘖发生率（%）武香粳14号武香粳9号金南风越光白稻H97-322图N-n叶期RSPAD与有效分蘖阶段分蘖发生率的关系②到了无效分蘖期至拔节期，即N-n+1（或N-n+2）叶龄期至N-n+3叶龄期，为了有效控制无效分蘖和第一节间伸长，群体叶色必须“落黄”，顶4叶要淡于顶3叶（顶4﹤顶3），叶片含氮率下降至2.5%以下，群体才能被有效控制，高峰苗少，通风透光条件好，碳素积累充足，为施氮肥攻大穗制造良好的条件。此期群体叶色若不能正常落黄，必然造成中期旺长，带来中后期生长一系列的不良后果。高产田旺长田顶4叶顶3叶顶4叶顶3叶708090100-5-4-3-2-101234567相对叶色差（%）成穗率（%）武香粳14号武香粳9号金南风越光白稻H97-32230405060708090100-5-4-3-2-101234567相对叶色差（%）分蘖发生率（%）武香粳14号武香粳9号金南风越光白稻H97-322图N-n叶期RSPAD与成穗率的关系例如，17叶6个伸长节间品种，落黄期在第12(心叶)叶期到14(心叶)叶期，具体落黄叶位是第9叶与第10叶对比—第11叶和第12叶对比。第9叶第10叶心叶12叶期心叶14叶期第12叶第11叶③到了促穗期，为了促进颖花分化攻取大穗，从倒2叶龄开始直至抽穗，叶色必须回升至显“黑”，顶4顶3叶色相等（顶4=顶3），叶片含氮率回升至2.7%（粳稻）和2.5%（籼稻）。碳氮代谢协调平衡，有利于壮杆大穗的形成。此期叶色如不能回升，则穗小、穗少（部分有效分蘖叶龄发生的分蘖，因缺肥而死亡）。此期如叶色过深（顶4﹥顶3），仍会造成茎叶徒长，结实率低，病虫害严重。茎蘖动态最佳抽穗结实期SNN-nN-n+3倒2叶期抽穗期抽穗后20天成熟期移栽期有效分蘖临界高峰苗叶龄期拔节叶龄期增加生物量500公斤左右增加生物量570公斤左右计算确定达到适宜最高苗数为穗完成适宜穗数基本苗穗数苗数的1.2-1.3倍生物量800公斤左右生物量1300公斤左右生物量850-900公斤生物量1450公斤左右LAI4左右LAI7-8左右顶4顶3顶3=顶4顶4顶3顶3=顶4“黑”“黄”渐回升“黑”渐褪淡叶片含3.5%2.7%（粳）＜2.5%2.7%（粳）氮量2.5%（籼）2.5%（籼）图1亩产700-800公斤群体发展动态形态生理指标（江苏）保存2片绿叶④抽穗后的25天左右期间，叶片仍应维持在2.7%（2.5%）的含氮率，使叶片保持旺盛的光合功能。以后下部叶片逐步衰老，至成熟期，植株仍能保持1-2片绿叶。图倒2叶期RSPAD与颖花数的关系图齐穗期RSPAD与结实率的关系50658095110125140155-2-1012345颖花数（朵/穗）相对叶色差（%）武香粳14号武香粳9号金南风越光白稻H97-3227580859095100-2-10123456结实率(%）相对叶色差(%)武香粳14号武香粳9号金南风越光白稻H97-322（3）严格掌握封行的叶龄期高产水稻籽粒产量的80-90%以上来源于抽穗后的光合产物，这个比例占得越多，籽粒产量也愈高。说明高产的获得是靠建造抽穗至成熟期的高光效群体。其关键之一是把群体的封行期控制在叶龄余数为0的孕穗期。高产田旺长田群体到了孕穗期还封不了行，说明群体过小，不能高产。但如封行过早，亦不能高产。因为过早封行，会使植株供应根系生长、茎基部节间充实和促进分蘖成穗的有机营养的中下部叶片过早被荫蔽而死，造成群体根量少，功能弱；茎充实度低；成穗率低及病害严重等不良弊端，进而限制了抽穗后群体光合生产力的提高。群体恰在孕穗期封行，一方面表明有足够的生长量，同时反应了拔节至抽穗期期间群体的透光度强，上下各叶功能正常，各部器官生长协调；到孕穗期全茎上下有与伸长节间数相等的绿叶数，能保证抽穗以后群体有较高的光合生产力。三、几项关键技术的定量方法（一）合理基本苗的确定基本苗的确定要符合恰于N-n（N-n＋1）叶龄期够苗，确保穗数，并能有效控制无效分蘖，提高成穗率的要求。据此设计了基本苗的计算公式：X(合理基本苗)＝Y（每亩适宜穗数）/ES（单株成穗数）。式中Y是当地品种的适宜穗数；ES是单株成穗数，决定于从移栽（SN）后至有效分蘖临界叶龄期（N-n或N-n+1）有几个有效分蘖叶龄数及其能产生的有效分蘖的理论值，及其分蘖发生率（r）。6个伸长节间19（18-20）叶123456789101112○131415△16171819孕穗6个伸长节间17叶品种(粳)12345678910○111213△14151617孕穗5个伸长节间17叶品种1234567891011○121314△151617孕穗5个伸长节间16叶品种12345678910○111213△141516孕穗5个伸长节间14叶品种12345678○91011△121314孕穗4个伸长节间14叶品种(粳)12345678910○1112△1314孕穗4个伸长节间13叶品种(粳)123456789○1011△1213孕穗4个伸长节间12叶品种(粳)12345678○910△1112孕穗4个伸长节间11叶品种(粳)1234567○89△1011孕穗苞分化期枝梗分化期颖花分化期花粉形成及减数分裂期花粉充实期按照叶蘖同伸规则，有效分蘖叶龄数及其相应产生的有效分蘖理论值，列入表1。如从移栽到有效分蘖临界叶龄期的有效分蘖叶龄数为5个，则从表1得知有效分蘖理论值为8个；如叶龄数为5.5个，则有效分蘖理论值应为（8+12）/2＝10个。表1本田期主茎有效分蘖叶龄数与分蘖发生理论值的关系主茎有效分蘖叶龄数12345678910一次分蘖理论数A12345678910二次分蘖理论数13610152128三次分蘖理论数141020分蘖理论总数B123581218274059C（应变比率）＝B/A1111.251.62.02.63.384.445.9注：C值可列入公式作为计算的应变参数，如(X)C的值为3时，则（3）＝3×1＝3个理论分蘖数；X值为5时，则（5）C＝5×1.6＝8个理论分蘖数；X值为7时，则（7）C＝7×2.6＝18个理论分蘖数。据江苏观察，大田分蘖发生率r值变动在0.6-0.9。其中，籼型杂交稻健壮中大苗移栽一般在0.8左右，带土抛秧0.8-0.9，小苗机插0.7-0.75；粳稻健壮中大苗移栽一般在0.7-