栽培措施对水稻产量的影响

李宙炜，阳 剑，时亚文，唐启源

(湖南农业大学农学院，长沙410128)

我国作为世界上最大的产稻国， 产量占世界稻米总产的1/3。2009年我国水稻种植面积2 962.3万公顷，占全国作物种植面积的18.68%，占粮食种植面积的27.18%，水稻单产达到6 586 kg/hm2[1]。从20世纪60年代以来我国经历了两次“绿色革命”，第一次是通过半矮秆基因的利用使我国水稻平均单产跃上300 kg的台阶，第二次革命是杂种优势的利用，单产又进一步提高到接近400 kg的水平[2]。但近年来，受自然灾害及我国耕地面积的减少的影响，水稻总产量增长趋缓，人均粮食占有量呈下降趋势，对国内的粮食安全提出了严峻的考验。

对于水稻产量潜力的挖掘，从提高秧苗素质到优化栽培耕作措施，科学家们做了大量的研究工作，为水稻高产和超高产栽培的进一步研究奠定了基础。

1 秧苗素质及播期对水稻产量的影响

秧苗是水稻生长的起点，秧苗素质的高低决定了水稻生长的好坏，其指标有叶龄、分蘖数、不定根数、白根数、干重等。壮秧的培育是形成中后期高光效群体的重要基础，对水稻产量的提高有决定作用[3]。已有研究表明秧苗素质的高低与单位面积的有效穗数和水稻的产量成正相关[4]。水稻产量的提高，除了应保证秧苗素质外，还应促进稻苗早生快发，为单位面积有效穗的提高奠定基础。不同育秧方式的秧苗素质不同，对水稻产量的影响也不同。张国良等[5]通过 3种育秧方式的比较，发现旱育秧秧苗的不定根数、白根数、根鲜重和干重等均好于湿润育秧和水育秧。田秀英[6]等研究表明，旱育秧比温室两段育秧每公顷能增产稻谷 248～308 kg，比地膜育秧增产206～262 kg。另外壮秧剂的使用也影响秧苗素质，使秧苗干重增加、发根力增强、茎基增粗，抗病能力提高，增产4%～5%[7]。

播期对水稻生育时期、颖花量、籽粒充实度、千粒重、结实率和产量等产生影响。随着播期的推迟，结实粒数、千粒重会显著降低，适当早播有利于快发稳长争足穗[8]。这是因为推迟了播期，缩短了营养生长期，同时孕穗时间变短，颖花量显著减少，从而减少了籽粒形成的基数。张洪熙等认为在适当推迟播种的情况下，能安全齐穗，才是高产稳产的关键[9]。但也有研究认为，早播和晚播都不利于水稻形成高产，适宜的播期和移栽期，能促进水稻产量和品质的形成[10]。

2 种植密度对水稻产量的影响

2.1 水稻的适宜种植密度

移栽密度是影响水稻生长发育和产量的重要因素之一，适宜的种植密度是调节水稻群体结构、优化群体质量的关键。我国水稻种植密度因栽培技术水平的提高及品种特性的演变，经历了由稀到密和由密到稀的过程。前人研究表明[11]，随着移栽密度的降低，生长量前期减少，中后期显著增加，有效分蘖期与分蘖高峰期推迟，水稻产量增加。李木英[12]通过对超级双季稻研究，发现早稻陆两优 996产量随密度降低而下降，晚稻淦鑫688随密度的提高而降低，早、晚稻有效穗和干物质积累量均随密度的提高而增加，结实率和每穗粒数则相反。这说明水稻不同季别和不同品种的最适密度明显不同。黄振才[13]认为影响水稻产量的关键因素是单位面积的有效穗数，过于稀植或密植均不能获得最高单位面积有效穗，适宜的种植密度才是获得最大有效穗数和产量的基础。

2.2 不同株行距配置对水稻产量的影响

在保证一定密度的前提下，不同的株行距配置通过改变群体光照条件，进一步影响水稻产量。凌启鸿等[14]认为基本苗确定后，株行距的合理配置能显著提高水稻产量。闫川[15]用两个品种进行宽行距40 cm×10 cm、中等行距30 cm×13. 3 cm、窄行距20 cm×20 cm的对比试验，结果表明中等行距产量最高，宽行距次之，窄行距产量最低。谢立勇[16]研究认为行距越宽，水稻冠层受光条件越好。但如果行距过宽，株距过窄，即使群体光照充足，其光截获量却减少了。有研究表明在总密度保持不变下，合理加大行距、减小株距有利于高产。这是因为在适宜范围内增加水稻移栽行距、合理配置行距有利于改善群体中后期的通风透光性和冠层结构，从而获得较高的产量[17]。

3 养分管理对水稻产量的影响

养分管理作为重要的增产手段，主要是通过扩大叶面积和提高叶片的叶绿素含量，增加光合效率来实现。在各种营养中，氮素对产量的贡献最大。关于氮素吸收利用与水稻产量的研究，国内外学者开展了大量的工作[18,19]。曾勇军[20]认为施氮增加了叶片叶绿素含量以及茎、叶、穗中的氮素含量，提高叶面积指数，促进齐穗期以前特别是分蘖盛期至齐穗期的干物质生产和氮素积累，从而提高产量。

3.1 水稻产量与氮肥利用率的相关性

氮素是限制水稻生长发育和产量形成的重要养分因子。近年来，我国氮肥使用量不断增加，氮肥的大量施用并未带来理论上的产量提高，反而降低了氮肥利用率，造成严重的环境污染。如果减少氮肥施用量，氮肥利用率能提高，但产量却将降低，因此，要同时实现水稻高产和氮肥高效利用，就必须充分挖掘水稻产量潜力和提高土壤生产力，在保证水稻产量的基础上提高氮素的利用效率将是今后研究的重要方向。通过改善水稻品种对氮肥的敏感反应，选择氮素利用效率高的水稻品种，同时合理调节土壤背景氮以减低氮素损失，将提高水稻产量[21]。另外适时和适量施用氮肥，也有利用产量和氮肥利用率的提高。詹志钧[22]试验证明适量增施氮肥，不仅显著增产，且氮肥利用率也能提高。

3.2 氮、磷、钾肥的合理配施

氮、磷、钾是水稻正常生长发育所必须的三大要素，三者的合理配施，有助于水稻产量的提高，若超过最佳施肥水平，产量则下降。有研究表明，三大元素中，氮肥对水稻的增产率最高(44.1%±21.6%)，磷肥次之(6.60%±1.20%)，钾肥最低(5.60%±4.00%)[23]。杨小刚[24]研究黄泥田水稻生产的最佳施肥量为N 232.5 kg/hm2，P5O2153 kg/ hm2，K2O 177 kg/hm2，这种施肥水平下，产量可达到8 359.5kg/hm2。N、P、K不同程度地对产量产生影响，三者之间交互效应均为正值，其中，NP＞NK＞PK，施肥量与产量呈报酬递减关系，N、P、K配合施用可提高5%以上的肥料利用率。黄珍发[25]对水稻施用氮、磷、钾肥料进行田间试验，当施氮水平为189 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.40∶0.73，水稻产量达到7 024.5 kg/hm2。耿培[26]等对黔南优2058研究得出优化施肥方案为 N：216.75～263.85 kg/hm2，P2O5：92.55～118.20 kg/hm2，K2O:151.35～202.20 kg/hm2。

3.3 氮肥施用时期对水稻产量的影响

在确定适宜施氮量的前提下，合理的施氮时期对水稻产量影响重大。一般把水稻施肥时期分为前期、中期和后期，即所谓的基糵肥、穗肥和粒肥。我国水稻生产中肥料施用主要集中在前中期，即强调前期施肥的“前促、中控、后保”施肥法。也有人认为生育中期是水稻的关键时期，为了提高产量，尽量保证中期优势的发挥，即“前稳、中攻、后补”法。钟旭华[27]等认为氮肥作穗粒肥施用增产效果比基肥好，水稻吸氮量显著提高，氮肥利用率也较高。吴文革[28]等人通过氮肥运筹模式得出减少基蘖肥，提高穗肥比例可增加抽穗、成熟期的叶片含氮量，使SPAD值维持较高水平，提高齐穗后的绿叶面积和有效叶面积率，提高群体光合势，有利于促进干物质积累而提高产量和氮素吸收。国际水稻研究所的实地养分管理技术，具有省肥节本、增产增收的作用，该技术的重要特征即为氮肥后移[29]。但也有人认为穗肥不宜过高施用，穗肥过量水稻千粒重显著下降，产量也相应降低[30]。

4 水分管理对水稻产量的影响

水分既是限制水稻高产的重要因子之一，又是作物氮吸收过程中和土壤中氮转运的关键因素。我国大量灌溉稻区因灌溉不合理，引起水稻根系发育不良、病虫严重、倒伏、早衰等，严重影响产量的提高。因此如何优化水分管理及提高水分利用率以提高水稻产量是科学家们研究的热点。路兴花[31]等研究认为分蘖期和孕穗期应保持充足的土壤水分，随着土壤含水量下降分蘖渐变迟、少、慢，各生育期株高、主要功能叶叶面积降低，叶绿素含量升高，成穗率和收获指数先升高后降低，产量也降低，水稻以拔节孕穗期需水强度最高。另外，不同灌溉方式对水稻生长发育及产量的影响各不相同，邹军等[32]模拟南方丘陵地区稻田生态系统，研究淹灌、天灌、湿灌和配灌4种不同灌溉方式对产量的影响，其中早稻以淹灌产量最高，晚稻则配灌产量最高。张玉屏[33]等人通过不同灌溉方式的对比研究，表明水稻灌溉以干湿交替处理最佳，其不仅节水，还保证了一定产量，提高了水分利用率。另外有人认为施肥可以促进作物对下层土壤水分的利用，并提出了“以肥调水”的方案，以期大幅度提高作物的水分利用效率，潘圣刚[34]等人的研究也表明在干湿交替灌溉和厢沟灌溉条件下，适宜的氮肥水平，不仅可以提高氮素的农学利用率、吸收利用率和氮素积累总量，还可以提高水稻产量和大幅度提高水分利用效率。

5 尚待解决的问题

5.1 完善栽培体系，提高氮肥利用率

适宜的耕作栽培措施是水稻获得高产、稳产的前提和保障。全国各省市地理气候条件各不相同，采用单一的栽培耕作措施显然不可能，因此因地制宜，摸索出适合各地区且具有特色的栽培耕作措施，是水稻生产的当务之急。目前，我国在氮肥的使用上相对比较盲目，强调施用量的增加，而忽略其利用效率及对环境的污染。有研究认为，我国水稻的氮肥农学利用率为10.4 kg/kg，氮肥利用率为28.3%，远低于世界水平[35]。因此在保障水稻产量的基础上提高氮肥的利用效率是我们今后研究的主要方向。

5.2 加强抵御自然风险的能力

近年来，我国雨水充足，尤其是长江中下游地区，梅雨期间总降雨量、降雨日数都有较为显著增加的趋势[36]。在这种特殊的气候条件下，如果连续的降雨将导致病虫害的高频发生，这对水稻的生产极为不利，可能会带来毁灭性的后果。因此，如何在水稻生产实践中利用各种栽培手段来减少这种由自然原因而造成的损失是非常必要的。

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