再生稻超高产结构及其调控.docx

1、再生稻超高产结构及其调控再生稻超高产结构及其调控谢华安1，李义珍1，姜照伟1，卓传营2，张上守2，郑荣和2（1 福建省农业科学院，福州 35003；2 福建省尤溪县农业局，365100）摘要：在福建省尤溪县建立再生稻良种良法超高产示范片6.7hm2，5年平均产量头季12811kghm-2，再生季7512 kghm-2。研究明确：（1）头季以每穗粒数变异最大，与产量相关最密切，次为每m2穗数，二者合计对形成超高产的贡献率达99%。达到产量1214thm-2的单位面积总粒数为每m2 4.55万粒，其穗粒结构，汕优明86为每m2 300340穗，每穗140160粒，大穗型的优航1号为每m2 2402

2、80穗，每穗180200粒。（2）再生季以每m2穗数变异最大，与产量相关最密切，次为每穗粒数，二者合计对形成超高产的贡献率达97%。达到产量78thm-2的单位面积总粒数为每m2 33.5万粒，其穗粒结构，汕优明86为每m2 560600穗，每穗5060粒，大穗型的优航1号为每m2 440580穗，每穗6080粒。（3）头季超高产的难点是如何在足穗数基础上，进一步培育大穗，突破每m2总粒数的瓶颈。主要调控技术是：早播早栽，延长本田营养生长期；壮秧密植；畦厢式种稻结合间歇性沟灌；改进施肥技术。（4）再生季超高产的关键是大力提高腋芽萌发率，形成比头季多一倍的穗数，以多穗补小穗之不足。主要调控技术是

3、：种好头季稻；提高根系后期活力；高留稻桩；重施芽苗肥。关键词：再生稻；超高产；产量结构；调控技术 我国1600多年前就有再生稻零星栽培的记述。但从上世纪80年代起，随着一批具有高再生力的杂交水稻新组合的问世，利用单季杂交稻的茎生腋芽萌发成穗又收成一季再生稻，才成为一种新的种植制度悄然崛起。1997年我国再生稻发展到75万公顷，头季单产7.5 thm-2左右，再生季平均单产2.04 thm-2。 福建省农业科学院近期育成多个强再生力的超级杂交组合，在尤溪县作再生稻栽培。6.7公顷中心示范片5年来头季平均产量超过12 thm-2，再生季平均产是达到78thm-2，由此辐射带动全县6000公顷再生稻

4、生产，头季和再生季5年平均产量分别达到9062 kghm-2和4413 kghm-2。显示了再生稻良种良法的巨大增产潜力。估计我国南方有300多万公顷稻田适宜种植再生稻。这是一个确保未来粮食安全的亟待开发的宝藏。 现将近期关于再生稻超高产结构及其调控技术的研究结果，报告如下，骥为提升大面积的生产力提供参考。作者简介：谢华安，1941年生，研究员，院长，主要从事杂交水稻育种基金项目：国家科技攻关计划子课题（2004BA520A12-2，5）1 材料与方法1.1 示范片的产量验收及产量构成调查 20002004年在示范片种植的超级杂交稻组合，先后有汕优明86、优明86和优航1号。每年在头季成熟期和

5、再生季成熟期，都组织专家对示范片按产量高中低水平抽样验收产量，每丘抽样田收割不少于67 m2，称湿谷后取1kg晒干扬净称重，计算扬净晒干率，再按含水量13.5%核算干谷量，最后按各级产量水平所占面积比率，计算出示范片的加权平均产量。验收产量同时，每丘抽样田分5点计数50丛穗数，取10丛考种。2000年还在头季调查30丘，再生季调查25丘汕优明86的不同产量水平田块的产量及其构成。方法是每丘田分5点收割2 m2稻株，计数穗数后脱粒晒干，扬净称重，另取10丛稻株考种。1.2 氮肥水平试验 2001年在尤溪县西城镇麻洋村进行。头季设6种施氮水平（每m2施N 0g，7.5g，15g，22.5g，30g

6、和37.5g），按基蘖肥与穗粒肥82分施。试验田的再生季各处理每m2统一施N17.25g。每处理3次重复，随机区组，小区面积18 m2。再生季也设6种施氮水平（每m2施N 0g，5.75g，11.5g，17.25g，23g和28.75g），按促芽肥与促苗肥82分施。试验田的头季每m2统一施N 22.5g，P2O5 15g，K2O 22.5g。每处理3次重复，随机区组，小区面积18 m2。观察记载项目及方法见参考文献4、6，其他试验设计及方法见参考文献2、3。1.3 统计方法 按以下标准化方程求算各产时构成因素对产量的通径系数（P）： P1 +r12P2+r13P3+r1nPn =r1y r21

7、P1 +P2+r23P3+r2nPn =r2y r31P1 +r32P2 +P3+r3nPn =r3y 在通径分析中，产量的总变异，等于各产量构成因素对产量的相关系数与直接通径系数乘积之和，并标准化为1： （y-）2= r1yP1+r2yP2+r3yP3+Pe2 = R2+Pe2 =1 由方程看出：r1yP1、r2yP2、r3yP3等表达了x1、x2、x3等构成因素引发产量总变异所占的份额，即贡献率。式中R2是各构成因素对产量的总决定系数（总贡献率），Pe2是机误（未知因素）对产量的作用力。2 研究结果2.1 再生稻示范片历年产量水平 从2000年起，福建省农业科学院与尤溪县农业局合作，在尤溪

8、县建立再生稻良种良法超高产示范片，经专家验收（表1），在西城镇麻洋村的6.7公顷中心示范片（2610N，11804E，海拔280m），历年头季平均每公顷产量12811kg（1223113925kg），再生季平均每公顷产量7512kg（66428394kg），5年平均每公顷两季年产量达20323kg。其中最高产量田块的产量，头季为1356514579 kghm-2，再生季为77378742 kghm-2，5年平均两季年产量达成22361 kghm-2，两次创再生季单产世界纪录（8727，8742 kghm-2）。 在周过几个千亩示范片，历年头季平均每公顷产量都超过10t，再生季平均每公顷产量都超

9、过6t，5年平均每公顷两季年产量达16.88t。其中最高产量田块的产量，达到中心示范片平均产量水平。表1 再生稻中心示范片历年产量及其构成（福建省尤溪县麻洋村）Yield and its component in main and ration rice at the center demonstration field areas for the past years (Mayang village Youxi county Fujian province)季别年份品种面积（hm2）平均产量（kghm-2）每m2穗数每穗粒数每m2总粒数结实率（%）千粒重（g）头季2000汕优明866.741

10、2423315.0144.34545593.729.52001汕优明866.7312765307.1150.74628093.829.62002优明866.9112711253.9189.14789991.729.02003优航1号6.7412231244.9191.44695792.528.62004优航1号6.7413925277.1183.25076594.828.9平均6.7712811279.6171.74800793.329.1再生季2000汕优明866.746642542.449.82701292.826.62001汕优明866.737106563.051.02871393.82

11、6.82002优明866.917596495.264.93213892.926.32003优航1号6.748394429.681.73510294.325.72004优航1号6.747821544.460.03266490.725.9平均6.777512517.961.53185192.626.32.2 再生稻各产量构成因素的变异及对形成超高产的贡献 2000年调查了汕优明86不同产量水平田块的产量及其构成，计算出各构成因素的变异及对产量的相关、通径和贡献率，结果如表2看出： 表2 再生稻各产量构成因素的变异及对产量的相关、通径和贡献率The variation of yield compon

12、ent in main and ratoon rice as well as their correlation coefficient, direct path coefficient and contribution rate to yield季别构成因素变异系数（c.v）(%)与产量的相关系数（r）对产量的通径系数(P)对产量的贡献率(rP)头季每m2穗数9.30.40610.51990.2111每穗粒数16.80.84340.93120.7854结 实 率1.5-0.15850.0827-0.0131千 粒 重2.40.07070.15680.0111再生季每m2穗数13.70.745

13、20.90530.6746每穗粒数10.10.44350.67440.2991结 实 率1.4-0.19950.0880-0.0179千 粒 重1.50.27840.13190.0367*头季N=30，R2=0.9945；再生季N=25，R2=0.9928。在头季，以每穗粒数的田块间变异度最大，与产量呈极显著正相关；每m2穗数的田块间变异度次之，与产量呈显著的正相关；结实率和千粒重比较稳定，与产量无显著的相关性。进一步计算表明，每穗粒数对产量的通径最大，对形成超高产的贡献率达78%；每m2穗数对产量的通径次大，对形成超高产的贡献率为21%；二者合计对形成超高产的贡献率高达99%。 在再生季，以

14、每m2穗数的田块间变异度最大，与产量呈极显著正相关；每穗粒数的田块间变异度次之，与产量呈显著的正相关；结实率和千粒重也比较稳定，与产量无显著的相关性。进一步计算表明，每m2穗数对产量的通径最大，对形成超高产的贡献率达67%；每穗粒数对产量的通径次大，对形成超高产的贡献率为30%；二者合计对形成超高产的贡献率高达97%。2.3再生稻的超高产结构综观上述，无论是头季还是再生季，结实率和千粒重相对比较稳定，依靠提高结实率和千粒重的增产潜力是有限的。超高产田总是穗多穗大，单位面积总粒数多；中、低产田总是穗少穗小，单位面积总粒数少。但是，头季制约产量的主要因素是每穗粒数，再生季制约产量的主要因素是每m2

15、穗数。表1、3、4显示：头季，汕优明86每公顷产量1214t的产量结构，是每m2 300340穗，每穗140160粒，每m2 4.55.0万粒，结实率9295%，千粒重2930g；大穗型的优航1号每公顷产量1214t的产量结构，是每m2 240280穗，每穗180200粒，每m24.55.0万粒，结实率9295%，千粒重28.529g。在同等产量水平中，大穗型品种所需的穗数少，每穗粒数多，但每m2总粒数相近。再生季，汕优明86每公顷产量78t的产量结构，是每m2 560600穗，每穗5060粒，每m2 33.5万粒，结实率9294%，千粒重2627g；大穗型的优航1号每公顷产量78t的产量结构

16、，是m2 440580穗，每穗6080粒，每m2 33.5万粒，结实率9094%，千粒重2525g。在同等产量水平中，大穗型品种所需的穗数少，每穗粒数多，但每m2总粒数相近。 比较两季的产量及其构成状况看到：再生季的穗数为头季的170%200%，每穗粒数为头季的1/3，产量为头季的50%60%。看来，大力提高再生分蘖萌发率，以多穗补小穗之不足，是再和生季取得超高产的关键。表3 汕优明86不同产量水平的产量结构Yield component of Shanyou86 at different yielding level季别调查田块产量（kghm-2）每m2穗数每穗粒数每m2总粒数结实率（%）千

17、粒重（g）头季813434456.8319.8152.54883393.829.5611252472.8308.6133.14107593.629.4119660463.7296.2120.53569294.429.158034425.8293.097.52856894.629.8再生季28022705.8596.153.13165393.727.166206167.6524.548.72554392.526.475664243.6479.947.42274793.526.7104860247.9442.445.21999.693.626.6表4 优航1号不同产量水平的产量结构Yield co

18、mponent of youhang1 at different yielding level季别田块户主产量（kghm-2）每m2穗数每穗粒数每m2总粒数结实率（%）千粒重（g）头季曾凡辉14579288.6186.55382493.929.0邓国扬14517276.5188.45209395.829.1严朝高14148285.3184.05249594.628.6曾凡煜13533284.4175.64994194.529.0汤祖樟13487257.6189.34876495.228.9田奇善12935270.3175.24735794.529.0再生季曾凡辉8195594.956.9338

19、5092.626.1邓国扬8285575.563.63660289.725.8严朝高6837512.057.92964590.326.0曾凡煜7872578.659.13419590.225.7汤祖樟6431462.559.72761190.725.9田奇善7761542.762.53391990.925.82.4 头季超高产调控技术 分析再生稻头季不同产量水平的产量结构趋势看出，达到每公顷产量1214t的超高产，依靠足额的穗数，培育大穗，形成巨量的每m2总粒数，即形成巨大的库容量。穗数与每穗粒数往往负相关。超高产的难点是如何在足额穗数基础上，进一步培育大穗，突破每m2总粒数的瓶颈。总结历年研

20、究结果，主要的调控技术是： 早播早栽，延长本田营养生长期 近年来采用早播（3月上旬）早栽（4月中旬）的方法，本田营养生长期由以往的30d延长至50d。这就为有效分蘖孕育大穗，提供充裕的时间打好营养生长的基础。 壮秧密植 主茎和秧田分蘖的成穗率高，穗子大。采用稀播和多效唑调控的方法，培育出每株带34个茎蘖的壮秧，加上适当密植，每m2栽植30株100个茎蘖，就为超高产提供较多份额（占预期穗数的30%40%）的可长成大穗的茎蘖。 畦厢式种稻，结合间歇性沟灌 水稻地上下部保持着形态与机能上的综合平衡，建立超高产群体必须培育形态发达、机能高而持久的根系2。推行畦厢式种稻结合间歇性沟灌，使耕层土壤保持湿润

21、透气状态，可为培育强大根系创造良好的土壤环境。具体方法是：稻田耙平后按幅距1.8m开沟，沟深20cm，沟宽30cm，畦宽1.5m，畦上种稻，畦沟灌水。移栽后2025d的有效分蘖期内，灌浅水淹畦，茎蘖数达到预期穗数的80%开始排水烤田，烤至畦面足踏有印而不陷为止，随后进行间歇性沟灌，每次灌半沟水，渗干后露田2、3d再灌半沟水，只在抽穗开花期灌淹畦浅水。 改进施肥技术 改变偏施N、P肥和前重式施肥的习惯。按每生产100kg稻谷施N 2kg、P 0.5kg、K 1.8kg控制总施肥量。P肥作基肥，K肥作接力肥和穗肥分施。N肥按33121的比率，作基肥、促蘖肥（移栽后57d施）、接力肥（烤田后施）、穗

22、肥（枝梗分化期施）、粒肥（剑叶露尖期施）分施。表5显示，采用以上施肥技术，水稻前期早发稳长，移栽后30d的叶面积指数（LAI）控制在3左右，避免茎蘖间剧烈竞争，达到优生优育；中期则形成大而姿态直立的冠层叶片，齐穗期LAI达89；后期不早衰，成熟期尚有3片绿叶。从而中、后期有较大的光合势和较高的光合生产率，群体生长率（CGR）达2527 gm-2d-1，积累了高额的干物质。表5 再生稻超高产群体的N素吸收和光合生产N absorption and photo-production of super high-yielding population in main and ratoon rice季

23、别生育阶段持续日数(d)积N量(gm-2)吸N速率(mgm-2d-1)平均LAI光合势(m2d m-2)NAR(gm-2d-1)CGR(gm-2d-1)W(gm-2)头季移栽分蘖末304.99166.31.5747.13.195.01150.3分蘖末颖花分化3210.39324.75.68181.83.6720.86667.4颖花分化齐穗218.60409.58.84185.63.1127.49577.3齐穗成熟326.54204.47.86251.53.1925.10803.3合 计11530.52265.45.79666.03.3019.122198.3再生季头季收割齐穗316.32203

24、.91.7554.311.2419.67609.9齐穗成熟311.5148.72.5980.37.1218.43571.4合 计627.83126.32.17134.68.7819.051181.3*LAI叶面积指数；NAR净同化率；CGR群体生长率；W干物质净积累量。2.5 再生季超高产调控技术 再生分蘖多无独立根系，在头季成熟期即已进入一、二次枝梗分化，先天不足，难于长成大穗。大力提高再生分蘖萌发率，以多穗补小穗之不足，是再生季取得超高产的关键。如表4 所示，在头季每公顷产量1214t基础上，提高再生分蘖萌发率，形成比头季多一倍的穗数，再生季就有望达到78t。主要的调控技术是： 种好头季稻

25、 据定田观察（表4），再生季穗数是头季穗数的1.82.1倍，再生季产量是头季产量的50%60%。种好头季稻，培育足额的穗数和健壮的稻株，可为萌发比头季穗数多一倍的再生分蘖穗，提供足额而粗壮的母茎。 增强根系后期活力 除少数贴近地表的倒6 节位的分蘖有少量根系外，再生分蘖依赖头季残留的根系吸收水养分，合成根源激素和多种氨基酸，再生分蘖成穗数与头季成熟期和再生季齐穗期的根系活力，呈极显著正相关。增强根系后期活力的主要措施，一是做好畦沟清淤，坚持间歇性沟灌，不断向耕层土壤导入新鲜氧气；二是提高再生分蘖萌发和生长期间的N素营养水平。 高留稻桩 籼稻具有顶芽生理优势。除剑叶节无腋芽发育外，倒2、倒3节位

26、的腋芽萌发率最高，构成总穗数的70%80%。因而，头季收割必须高留稻桩，以保留倒2节位优势芽，也保留较多份额的稻桩贮藏性物质，日后源源输往再生分蘖，促进再生分蘖的萌发和生长。适宜的留桩高度为倒2节间的中部，约为4050cm。 重施芽苗肥 最佳经济效益的芽苗肥施用量为每公顷施N 180kg，其中的80%在头季齐穗后20d当腋芽开始萌发时，作促芽肥施用，20%在头季收割后13d当腋芽旺盛伸长时，作促苗肥施用。表6显示：在不施N区，有限的营养首先被顶部优势芽夺取，倒2、3节位分蘖穗占总穗数的87%。但随施N水平的提高，顶端生理优势对中下部腋芽萌发的抑制作用逐渐减弱，萌发成穗数逐渐增加。如施N 23

27、gm-2的处理比空白对照处理，倒2、3节位的分蘖穗数只增加了17%，而倒4、5、6节位的分蘖穗数却增加260%，从而使再生穗数增加49%，产量提高了60%。表6 氮素芽苗肥施用量对各节位分蘖穗数及产量的影响Effect of N application rates to promote buds and tillers on ratoon spikes of different node and yield 施N量（gm-2）每m2各节位分蘖成穗数稻谷产量（kghm-2）倒2倒3倒4倒5倒6合计01651603015537546075.75170165601510420531511.50190

28、180902520505574117.252001891004530564597823.00200180954540560625328.7520518095402054060663 结论与讨论 （1）在再生稻头季的产量构成因素中，以每穗粒数的田块间变异度最大，与产量呈极显著正相关，对产量的通径系数最高，对形成超高产的贡献率达78%；每m2穗数的田块间变异度次之，与产量呈显著的正相关，对产量的通径系数次高，对形成超高产的贡献率为21%。穗数和每穗粒数二者合计对形成超高产的贡献率高达99%。结实率和千粒重比较稳定，与产量无显著的相关性。头季产量达到1214thm-2的单位面积总粒数为每m2 4.55.0万粒，其穗粒结构，汕优明86为每m2 300340穗，每穗140160粒；大穗型的优航1号为每m2 240280穗，每穗180200粒。结实率都为9295%，千粒重28.529.5g。众多研究表明1，5结实率和千粒重比较稳定，依靠提高结实率和千粒重的增产潜力是有限的，提高单产必须依靠增加单位面积总粒数，即扩大库容量。然而增加单位面积总粒数，靠主攻穗数，还是靠主攻每穗粒数，尚有不同看法。分析多份研究资料，似乎看到这样一种趋势：从中低产到高产，增加穗数的贡献大