氮肥调控运筹实现甬优12超15 t·hm-2的性状特征与技术途径

方文英， 陈佳麒， 沈兴连， 莫红华， 刘海威， 纪国成

(1.杭州市余杭区农业技术推广中心,浙江 杭州 311100； 2.杭州余杭益民农业生产服务专业合作社,浙江 杭州 311107；3.浙江省农业技术推广中心,浙江 杭州 310020)

水稻是我国主要的粮食作物，有65%的人口以稻米为主食[1]。要把饭碗牢牢端在自己手上，提高水稻单产，增加粮食总产量，是确保我国粮食安全的最主要措施之一。因此，水稻高产、超高产栽培无论在现在还是未来都具有重要意义。近年来，我国超级稻品种产量记录屡被刷新，以超级稻甬优12为例，最高产量已逾15 t·hm-2。甬优12是宁波市农业科学研究院、宁波市种子有限公司、上虞市舜达种子有限责任公司合作育成的籼粳交偏粳型杂交水稻新组合，2010年通过浙江省农作物品种审定委员会审定(审定编号：浙审稻2010015)，2011年被农业农村部认定为超级稻品种。杭州市余杭区从2011年开始引进种植甬优12，至2019年累计示范推广面积达2.2万hm2；通过高产栽培与技术攻关，单产不断创造、刷新余杭区水稻单产历史记录，攻关田最高产量达14.123 t·hm-2；为了进一步探索研究甬优12在余杭区等浙北地区产量实现超15 t·hm-2的可能性和技术途径，2020—2021年在浙江省农技推广中心专家指导下，杭州市余杭区农业技术推广中心在仁和街道东风村进行了甬优12超高产栽培与技术攻关，通过氮肥调控运筹等技术措施实现了高产，取得了较好成效，2020年最高单产达14.694 t·hm-2，2021年最高单产达16.212 t·hm-2。本文总结分析甬优12在较高氮肥用量下的产量和性状特征，讨论实现产量超15 t·hm-2的技术途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料与栽培管理

试验在余杭区仁和街道东风村进行，供试水稻品种为甬优12。试验田块土壤肥力中等，其中：水稻田土壤pH 5.88，有机质38.9 g·kg-1，全氮2.14 g·kg-1，有效磷40.5 mg·kg-1，速效钾80 mg·kg-1；蔬菜地土壤pH 6.61，有机质24.2 g·kg-1，全氮1.25 g·kg-1，有效磷62.84 mg·kg-1，速效钾165 mg·kg-1。

供试商品有机肥含有机质45%、N 5%、P2O55%、K2O 5%，45%复合肥含N 15%、P2O515%、K2O 15%，尿素含N 46%，氯化钾含K2O 60%，叶面肥“真打粮”含游离氨基酸≥100 g·L-1。秧盘规格30 cm×60 cm。

1.1.1 2020年试验

2020年试验设5个处理：处理1为水稻田，化学纯氮用量328.95 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有机肥4 800 kg·hm-2、45%复合肥1 425 kg·hm-2，分蘖肥施尿素121.5 kg·hm-2，穗肥施尿素129 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2；处理2为水稻田，化学纯氮用量312.15 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有机肥4 800 kg·hm-2、45%复合肥1 350 kg·hm-2，分蘖肥施尿素115.5 kg·hm-2，穗肥施尿素123 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2；处理3为水稻田，化学纯氮用量306.00 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶穗肥65∶17∶18，基肥施商品有机肥4 800 kg·hm-2、45%复合肥1 275 kg·hm-2，分蘖肥施尿素109.5 kg·hm-2，穗肥施尿素115.5 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2；处理4为蔬菜地(上一年种植蔬菜)，化学纯氮用量131.25 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶穗肥0∶53∶47，基肥施菜籽饼4 500 kg·hm-2，分蘖肥施尿素109.5 kg·hm-2，穗肥施45%复合肥300 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2；处理5为水稻田，作为对照，化学纯氮用量296.25 kg·hm-2，基肥∶分蘖肥∶穗肥31∶58∶11，基肥施45%复合肥600 kg·hm-2，分蘖肥第一次施尿素225 kg·hm-2，第二次施尿素150 kg·hm-2，穗肥施45%复合肥225 kg·hm-2。不同处理化学养分投入量和化学氮肥运筹详见表1。每个处理面积800 m2。

表1 不同处理养分投入量及氮肥运筹

2020年5月13日播种，秧盘基质育秧，处理1～4每个秧盘播种量50 g，处理5每盘播种量75 g。处理1～4为手插，6月1日移栽，处理5为机插，6月3日移栽。插种密度均为30 cm×20 cm，手插每丛1本，机插2～3本。处理1～4有机肥于4月30日施入，5月28日施基肥，6月6日施分蘖肥，7月28日施穗肥，9月9日施叶面肥“真打粮”1 500 mL·hm-2。处理5于5月30日施基肥，6月5日第一次追肥，6月26日第二次追肥，7月30日施穗肥，9月9日施叶面肥“真打粮”1 500 mL·hm-2。6月5日灌浅水，6月6日施分蘖肥。处理1～4于7月3日开沟排水、搁田，7月27日灌水，7月28日施穗肥。处理5于7月8日开始搁田。各处理8月至10月底干湿交替，11月13日收割。及时做好病虫害防治工作。

1.1.2 2021年试验

2021年试验(水稻田)设5个处理：处理1～3化学纯氮用量329.70 kg·hm-2，基肥∶蘖肥∶穗肥65∶17∶18；处理4化学纯氮用量345.60 kg·hm-2，基肥∶蘖肥∶穗肥62∶25∶13；处理5化学纯氮用量344.85 kg·hm-2，基肥∶蘖肥∶穗肥62∶21∶17。

5月10日浸种，5月12日播种，处理1～4每个秧盘播种量30 g，处理5每盘播种量75 g。4月3日小麦翻耕作绿肥，4月17日各处理施用商品有机肥4 200 kg·hm-2，翻耕深施。6月2日各处理施45%复合肥1 425 kg·hm-2作基肥。6月3日插种，处理1～4手插，处理5机插，手插单本，机插3本，插种密度均为30 cm×20 cm。6月5日下午灌浅水，6月8日上午施分蘖肥，处理1～3施尿素123 kg·hm-2，处理4施尿素189 kg·hm-2，处理5施尿素156 kg·hm-2。6月10日补苗，6月15日人工除草。6月29日开沟排水开始搁田，6月30日至8月6日除天下雨外，没有灌水，基本处于搁田状态。8月7日上午灌水，下午施穗肥，处理1～3施尿素129 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2，处理4施尿素97.5 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2，处理5施尿素129 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2。做好稻纵卷叶螟、纹枯病、稻曲病等病虫害防治工作。试验各处理9月1日始穗，9月6日齐穗，10月16日出现部分倒伏，11月9日实割测产。每个处理面积800 m2。

1.2 测定项目

2020年10月30日取样考查有效穗和穗部性状，11月13日实割计产。2021年移栽后调查分蘖动态，10月29日取样考查有效穗和穗部性状，11月9日实割计产。

2 结果与分析

2.1 茎蘖动态特征

2021年试验移栽后，处理5机插田由于基本苗数多，茎蘖数最多；在处理1～4手插秧中，处理4分蘖快，且分蘖数多，其次为处理3，最高苗达331.65万·hm-2，比处理4增加2.0%，比处理5增加7.0%(表2)。成熟期有效穗处理5最多，比处理4增4.5%，比处理3增9.6%。处理3、4、5由于最高苗数多，茎蘖成穗率反而低于处理1、2。

表2 不同处理甬优12的茎蘖动态

2.2 产量及其构成因素特征

从2020年试验结果(表3)分析，处理1植株高、结实率高、千粒重重，产量也最高；处理4产量居第二位，每穗实粒数多；处理5产量居第四位，群体颖花量和库容量高。从2021年试验结果分析，处理5植株高，处理3有效穗多、结实率高，处理4每穗粒数多、群体颖花量高，处理1、5千粒重最重；产量处理3最高，其次为处理4，第三为处理5，处理1因试验田块地势偏低等原因，产量最低。从2 a的情况对比分析，2021年甬优12各处理植株增高、穗长缩短、有效穗增加、每穗粒数减少、结实率提高、千粒重增加。

表3 不同处理甬优12的产量及其构成因素

3 讨论

3.1 株高与甬优12产量的关系

韦还和等[2]研究表明，甬优12超高产(产量>13.5 t·hm-2)，群体植株高大，茎秆粗壮，株高达143.5 cm。本试验中甬优12生物学产量随株高的增高而增加，植株增高，产量潜力进一步提升，这与韦还和等[2]的研究结果一致，增加植株高度是今后进一步提升水稻产量潜力的可行途径。2020年试验处理1株高144.0 cm，2021年试验处理1～5株高144.0～151.0 cm。笔者认为，生物学产量是经济产量的基础，穗部产量需要依靠强壮的茎秆支撑，同时生物学产量要与经济产量相匹配。2020年试验穗大与2021年试验千粒重重，都需要穗下部植株茎秆的支撑。陈温福等[3]认为，产量与穗粒数呈显著的正相关，但与生物产量的关系更密切。要进一步提高单产实现超高产，必须增加其物质基础即生物产量，并且株型更加理想。冯荣坤[4]也认为，提高水稻产量需提高株高，以此提高生物学产量。

3.2 氮肥用量与甬优12超15 t·hm-2产量及构成因素的关系

在较高的氮肥用量(≥329.70 kg·hm-2)下，甬优12表现出超高产的群体结构，从2021年试验产量超15 t·hm-2的处理分析，有效穗≥208.35万·hm-2，每穗总粒数≥317.50粒，每穗实粒数≥280.13粒，结实率≥85.26%，千粒重≥25.0 g，在产量构成因素中，以有效穗和千粒重对产量的作用突出，这与2020年试验处理1的情况有所不同，处理1是以大穗和高结实率实现高产。

笔者认为，在较高的氮肥用量下，有利于甬优12构建更高产的群体结构。2020年试验，处理1～3株高、有效穗、每穗总粒数、结实率和产量呈现递减的趋势，与化学纯氮的用量减少一致。增加每穗粒数是扩大库容量和提高产量潜力的重要基础，这与孟天瑶等[5]的研究结果一致。促进大穗形成、提高结实率在获得氮肥群体最高生产力中相关性更高，这与韦还和等[2]研究认为“增加每穗粒数是实现扩库的可靠途径”基本一致。而2021年的试验结果有所不同，相比2020年，有效穗和千粒重对扩大库容量的相关性高。2 a中每穗粒数波动较大可能与气候变化有关，2020年7月平均气温为31.3 ℃，9、10月平均气温分别为23.8和18.7 ℃；2021年7月平均气温为29.4 ℃，9、10月平均气温分别为26.8和20.0 ℃，中后期气温偏高。2020年7月日雨量均值12.8 mm，2021年7月受台风影响，日雨量均值34.2 mm，差异较大。笔者认为，这也可能和甬优12自身的协调有关，前期穗数较多，穗形变小，后期粒重增加；前期穗数较少，穗形增大，后期粒重减少。前提是要有充足的氮肥供应，甬优12具备一定的营养生长量(物质基础)。根据韦还和等[2]研究结果，大幅度增加群体颖花量是实现超高产的前提，扩大群体颖花量可以通过增加穗数、每穗粒数或两者皆增加的途径来实现。本试验结果表明，增加穗数或增加粒数都可以实现扩大群体颖花量，但从最终的产量表现来看，增加穗数和千粒重更有利于高产，这与秦叶波等[6]研究结果一致。

刘荣杰[7]研究认为，当施氮量为300 kg·hm-2时，甬优12产量达最高，为14.32 t·hm-2，之后产量不再随施氮量的增加而增加，这与本试验结果不一致，本试验施氮量为329.70～345.60 kg·hm-2时，甬优12产量突破了15 t·hm-2；从田间表现看，后期谷粒转色正常，没有出现贪青现象，表明仍具有增产潜力；当然这与试验地点的土壤、气候等环境条件不同也有关系。在本地区，施氮量>345.60 kg·hm-2时的甬优12产量表现，以及甬优12单产超15 t·hm-2的生理生态特征有待进一步的试验与研究。

3.3 氮肥运筹与甬优12产量的关系

占才水等[8]研究表明，甬优12在施足有机肥的前提下，施用化学纯氮305.3 kg·hm-2，基肥∶蘖肥∶穗肥71.7∶11.3∶17.0，产量可达15.25 t·hm-2。与我们的试验结果对比分析，化学氮肥基肥∶蘖肥∶穗肥65∶17∶18、62∶25∶13和62∶21∶17均能够实现产量超15 t·hm-2，增加基肥、分蘖肥氮肥用量，同时适当调整基肥、分蘖肥氮肥比例，均有利于水稻超高产。从2021年试验茎蘖动态来看，处理4增加了分蘖肥用量后，分蘖速率加快，穗数增加，有利于分蘖成穗和大穗的形成。甬优12在较高用氮量下，宜增加前期氮肥用量即增加基肥、蘖肥比例，减少穗肥比例，基蘖肥∶穗肥82∶18、87∶13和83∶17都是可行的。

3.4 其他相关栽培技术措施

3.4.1 栽培方式

从2021年试验结果来看，处理3、4手插田块与处理5机插田块比较，机插田的基本苗数多，茎蘖数多，有效穗多，群体颖花量和库容量更大，但结实率低于手插田块。从高产攻关的角度出发，单本手插更有利于控苗和攻大穗，与笔者以前的研究结果一致[9]，但从面上生产的角度考虑，机插也是可行的。

3.4.2 有机肥、磷钾肥搭配及穗肥施用

本试验2020年施用了商品有机肥或菜籽饼，2021年小麦翻耕作绿肥，并施用商品有机肥，有机肥、无机肥结合，再配套相应的磷钾肥，N∶P2O5∶K2O 1∶0.6∶0.9可行。2021年虽然出现倒伏，但以天气影响因素为主，有机肥和氮、磷、钾肥协同发挥了作用。小麦作绿肥的作用还有待进一步考证。穗肥的施用时间在幼穗分化3期至4期，穗肥施用过早，上三叶和剑叶生长过于旺盛，不利于物质向籽粒转运。据周奶弟等[10]研究，上三叶长度和宽度均随着氮肥用量和穗肥所占比例的提高而增加，剑叶长度与宽度与产量呈正相关。但笔者认为，过早和过迟施用穗肥均不利于后期籽粒增重，过早，营养生长过旺；过迟，生长量过小，发挥不了物质转运作用，按照2021年试验施用时间和用量是合理可行的。具体的测量数据有待再次试验考证。

3.4.3 培育壮秧

2020年每个秧盘播量为75 g，2021年减少到30 g，秧苗素质好，但也存在弱苗现象，2021年单本手工插种后查苗，处理1～3存在苗蘖数多少不均现象，个别苗分蘖慢且分蘖少。

3.4.4 搁田控苗

够苗后开始搁田，2021年6月29日开始排水搁田，到施用穗肥前，除了降雨，不再灌水，一直搁田，直到田面开裂，田面硬实，达到控制无效分蘖和减少小穗的效果。

3.4.5 精准防治稻曲病等病虫害

2020年试验因没有在关键时期防治稻曲病，导致稻曲病发生严重，影响产量；2021年在甬优12剑叶和倒二叶叶枕平时(2021年8月24日，幼穗分化第六期)第一次防治稻曲病，10 d后(9月4日，抽穗期)防治第二次，防治效果较好，没有发生稻曲病。对稻纵卷叶螟、稻飞虱等虫害加强调查监测，在低于防治指标时即用药防治，防止危害发生。

3.4.6 不施用除草剂

甬优12移栽后采用了人工除草，田埂上铺黑膜防草，生长期不施用除草剂，避免了除草剂对水稻生长的影响。

4 小结

在化学氮肥用量达到329.70 kg·hm-2或344.85 kg·hm-2时，提高基蘖肥比例，配套其他高产栽培技术措施，甬优12表现分蘖早发，茎秆粗壮，分蘖数多，有效穗数多，后期结实率高，千粒重重，产量最高达16.212 t·hm-2。结合2 a的试验结果，甬优12实现单产超15 t·hm-2的技术途径是：前期促进分蘖，保证足够的有效穗；中期搁田控苗，控制无效分蘖，保证大穗形成；后期稳健增粒重，即前期保证有一定的生物产量作基础，“前促、中控、后稳”，后期才能有较大的库容量和产量。