吃水果真能美白么:水稻精确定量栽培技术要点

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来源:浙江省农业厅农作物管理局     发布时间:2009-06-01
水稻精确定量栽培技术要点
凌启鸿
浙江省水稻精确定量栽培技术培训班
杭州 2009-05-18
全文在此下载:水稻精确定量栽培技术要点(凌启鸿杭州090518).doc
一、水稻精确定量栽培在提高单产、确保粮食安全中的独特作用
(一)在当前主攻水稻单产中,精确定量栽培技术的普及推广能发挥重要作用
地少人众,人地矛盾日益尖锐的中国,解决粮食安全最主要、最可靠的出路是主攻单产。而1997年全国水稻平均单产424公斤至2006年只有425公斤,10年单产徘徊不前,是影响我国稻米安全的主要障碍。主攻单产要靠三方面条件:一是农田水利和物质技术条件的改善;二是潜力更大的良种;三是增产适用栽培技术的集成和普及推广。
大量事实证明,目前良种、化肥、农药等物质条件都不是限制单产提高的主要因素,而许多先进适用的栽培技术得不到普及推广是影响单产提高的主要因素。
农业部的调查指出,相同的品种、不同的栽培技术,产量差异可高达30%以上。普及推广先进适用栽培技术,可以把多种外在资源因素和品种的内在特性实现最佳配合,充分发挥良种、土肥、植保、农机等成果的综合增产作用,大幅度提高单产,在粮食安全中发挥主导的、综合的作用
(二)发挥栽培技术的显著增产作用,必须把工作重点放在对已有的、成熟的增产效益最显著的先进适用技术的选择和推广上。水稻精确定量栽培技术已显示了它的这种显著作用。
为适应农村劳力大批进城的新形势,水稻栽培技术必须“轻简化”。但过于简化粗放的技术,不能增产。这种轻简不高产技术大量扩展时期,也正是我国水稻单产长期徘徊的时期,我们应当面对这一严峻的现实。
但与此同时,我们在江苏研究形成“水稻精确定量栽培技术”,从2005年开始,在云南、贵州、河南、江西、广西、四川、安徽、辽宁、黑龙江等省和当地农业行政、科研、院校和农垦合作,在籼、粳稻,单、双季稻,手插、抛栽和机插栽培上引进并进行了大面积示范,在相同的品种和施肥水平下,均比当地现行栽培方法能增产10%以上,高的可达20-30%,并收到省种、省水、省肥、省工的综合作用。在农业部开展的万亩连片高产创建活动中,应用精确定量栽培的产量达标率很高,得到了农业部领导的重视,列入重点推广。
(三)正确理解水稻精确定量栽培的科学含义和实践意义
不能把水稻精确定量栽培误解为“复杂、费时、费工”的精耕细作栽培,恰恰相反,它以最必需、最少的作业次数,在最适宜的生育时期、用最适宜的技术定量化强度来管理水稻,达到“高产、优质、高效、生态、安全”的综合目标,实际上它是一种精确定量的、高产、省工、节本的合理的轻简栽培技术。
二、水稻高产形成原理与生育指标定量
(一)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,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。
(二)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:
(1)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17叶6个伸长节间的品种为例,中小苗移栽时有效分蘖临界叶龄期为17-6=11,应用符号11表示。大苗移栽里为17-6+1=12。
(2)伸长节间数(n)4个以下,总叶龄(N)13以下的品种,有效分蘖临界叶龄期为N-n+1叶龄期。以11叶、4个伸长节间的品种为例,11-4+1=⑧。
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6个伸长节间的品种上,拔节期的叶龄为17-6+3=14;用n-2表示为6-2=4,即倒数第4叶出生期,17叶品种的倒4叶,即14叶,用14符号表示。
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
4、将三个关键叶龄期汇成总表:以5个伸长节间17叶品种和4个伸长节间11叶的品种为例
6个伸长节间
17叶品种
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
孕穗
5个伸长节间
17叶品种
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
孕穗
4个伸长节间
11叶品种
1
2
3
4
5
6
7

9
10
11
孕穗














花 粉 形 成 及 减 数 分 裂 期







5、高产群体若干生育的定量指标
江苏将亩产700-800公斤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1.2-1.3倍(粳稻)和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。
(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。
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。
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。
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。
群体叶色黑黄变化叶龄节奏的规律是很严格的,扰乱了这个规律就不能高产。是精确定量栽培必须掌握的原理和诊断指标。
(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。
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,上下各期功能正常,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(每穗适宜穗数)/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)。
按照叶蘖同伸规则,有效分蘖叶龄数和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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
一次分蘖理论数A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
二次分蘖理论数
1
3
6
10
15
21
28
三次分蘖理论数
1
4
10
20
分蘖理论总数B
1
2
3
5
8
12
18
27
40
59
C(应变比率)=B/A
1
1
1
1.25
1.6
2.0
2.6
3.38
4.44
5.9
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。
1、小苗移栽基本苗的计算
小苗移栽有塑盘穴播带土移栽(或抛秧)和机插等形式,移栽叶龄小(3叶1心~4叶1心),一般不带分蘖,单株成穗数决定于本田期的有效分蘖叶龄数及其分蘖发生率。
(1)小苗移栽基本苗计算公式
基本公式仍是X=Y/ES
ES=1(主茎)+(N-n-SN-bn-a)Cr
代入基本公式:
X=Y/[1+(N-n-SN-bn-a)Cr]
式中SN为移栽叶龄,bn为移栽至始蘖的间隔叶龄,a值为在N-n叶龄前够苗的叶龄调节值,在0.5-1之间多数为1。
(2)塑盘穴播带土移栽的基本苗计算
移栽大田后,一般没有缓苗期,bn=0,有效分蘖发生率r值很高,一般可高达0.8-0.9。
2008年扬大农学院在江西奉新县双季早稻高产创建方,用公式计算基本苗,取得了省种增产的效果。设计基本苗时,确定早稻的产量指标500-550公斤,品种的总叶龄11,伸长节间数4个;籼型稻易够苗,a值取0.5;适宜穗数为每亩22万,抛栽叶龄4(3叶1心)。基本计算为:
X=22/[1+(11-4+1-4-0.5)C×0.9]
=22/[1+(3.5)C×0.9]
=22/(1+4×0.9)
=22/4.6
=4.78(万)
盘育每穴2.5苗左右,抛1.92穴即可。实抛2万穴,实现了在8叶期够苗,每亩22万穗左右和亩产500-550公斤的目标要求,茎蘖成穗率由以往的60%左右提高到70%以上。
(3)小苗机插的基本苗计算实例
机插小苗由于秧苗密度大,基部1、2、3三个叶位的分蘖芽发育受到抑制,在3叶期(2叶1心)移栽时,2、3叶位尚能分蘖,bn=1,而在4叶期移栽,下部三叶位分蘖全部休眠缺位,要到7/0叶期才分蘖,bn=2。
2005年扬大农学院在姜堰市在小麦茬上进行机插稻高产试验,品种武粳3号,N=16,n=5,SN为4,秧龄20天移栽时,分蘖发生率取0.75,要求提前1个叶位够苗(机插稻的一般规律);适宜穗数为26万,适宜基本苗为:
X=26/[1+(16-5-4-2-1)C×0.75]
=26/[1+(4)C×0.75]
=26/(1+3.75)
=5.45(万)
机插规格30cm×13.3cm,每亩1.67万穴,每穴取苗3.3株(3-4苗)。如秧龄延长至25天,分蘖发生率下降为0.6左右,经公式计算,基本苗应加大为6.5万。相同的机插规格,每穴取苗调为3.89(4苗)。
2、直播稻基本苗公式
(1)直播稻基本苗计算公式
X=Y/[1+(N﹣n﹣bn﹣a)C r]
上式中没有SN这一参数。bn是指始蘖叶龄减1(如5叶期始蘖,bn=5-1=4)。水稻在直播条件下,由于大田苗期营养条件不足,直播苗一般要到5叶以后才开始分蘖,bn值取4,具有普遍意义。直播稻的够苗叶龄,和机插小苗一样,一般要较N﹣n提前一个叶龄,a值取1。这样直播稻的单株成穗数ES=1+(N﹣n﹣4﹣1)C r。
(2)适宜播量剖析
设一个中粳稻品种(N=16,n=5),高产适宜穗数为24万。直播的适宜基本苗数应为:
X=24/[1+(16﹣5﹣4﹣1)C r]=24/[1+(6)C r]
=24/(1+6×2×r)
设分蘖发生率r分别为0.6、0.7、0.8、0.9等,则每亩基本苗分别为:2.93、2.55、2.26和2.03万。
设该品种千粒重为28克,发芽率90%,大田成苗率为80%,则每亩的播量分别为:1.14、1.0、0.88和0.79公斤。
每亩播如此少量的种子,而且要播得很均匀,是很困难的。目前的条播机最低只能播4kg/亩,是精量的4~5倍;人工播种都在8kg左右(6~10kg)/亩,是计划精量的8~10倍。如此高的播量,如此大的群体,限制了产量的提高,也限制了直播稻的发展。根本的出路是研制精量播种机。目前要尽可能把人工播量降下来。
2、中大苗移栽的基本苗计算
(1)计算公式
中大苗移栽后的单株成穗数包括主茎和秧田分蘖移入本田后其本身成穗与它们产生的有效分蘖穗。
①主茎移栽后在大田的有效分蘖叶龄数为N-n-SN-1(植伤缺位)-a,其发生有效分蘖的理论值为(N-n-SN-1-a)C。
②秧田分蘖中3叶以上的大蘖(t1)在本田期的有效分蘖发生数可视同主茎,为:t1(N-n-SN-1-a)C。如此,主茎和3叶以上蘖在本田期的有效分蘖理论值为(1+t1)(N-n-SN-1-a)C。
③秧田分蘖中2叶以下小蘖(t2),移栽后易死亡,若存活下来,二次有效分蘖发生的数量很少,一般不予计算,因此它们的实际成穗数决定于存活率(r2),即t2r2。
④中大苗本田期的单株实际成穗数为:
ES=(1+t1)+[(1+t1)(N-n-SN-(1-a)Cr1) ]+t2r2
=(1+t1)[(1+(N-n-SN-(1-a)Cr1]+t2r2
⑤中大苗基本苗计算公式为:
X=y/(1+t1)[1+(N-n-SN-1-a)Cr1]+t2r2
必须指出,在大苗移栽时,往往利用N-n-1叶龄期的动摇分蘖成穗,调节值a为(-a)。
(2)中大苗公式计算的实例
①中苗移栽实例
2008年,楚雄市在苍岭镇搞高产创建100亩核心方,楚雄市农业局采用公式计算对基本苗作了重大改革。应用品种为楚粳29,适宜穗数每亩24万,目标产量800公斤。该品种15叶,5个伸长节间。移栽时为6叶龄(5叶1心),秧苗为叶蘖同伸壮秧,带3叶蘖1个,2叶以下小蘖2个。根据秧苗素质,把分蘖发生率设计为0.8,小蘖存活率为0.5,预期在10叶末够苗,a值为0.经计算,每亩基本苗为:
X=24/(1+1)[1+(15-5-6-1-0)C×0.8+2×0.5]
=24/2[1+(3)C×0.8+1]
=24/2+2×3×0.8+1
=24/7.8
=3.07(万)
即单株可成穗7.8个,每亩3.07万基本苗,可以满足每亩24万穗的要求。栽插用宽行窄株距,9寸×4寸,每亩1.67万穴(实插1.6万穴),每穴2苗,每亩3.2万苗,理论值可成穗24.96万。
在上述基本苗基础上,配合以合理的肥水管理,实现了于10叶末够苗,每亩24万穗的预期目标,茎蘖成穗率高达85%左右。经验收,平均亩产达826.7公斤,比当地习惯栽插密度的对比田要高出176公斤,增产27%。
②大苗移栽应用实例
长秧龄大苗移栽(8叶龄以上),本田期有效分蘖叶位少,进而因单株成穗少,群体穗数不足而减产。应用公式计算基本苗,可以保证足穗,大苗也能高产。
2007年宿迁市用Ⅱ优084进行高产栽培试验,目标产量700公斤。该品种总叶龄17,伸长节间数5个,高产的适宜穗数18万。移栽叶龄8叶,秧苗带3叶以上大蘖2个,2叶以上小蘖1个,达不到叶蘖同伸壮秧的要求,故r1值取0.6,r2值取0.5;期望于有效分蘖临界叶龄期后1个叶龄(13叶)中期够苗,a取-0.5。合理基本苗应为:
X=18/{(1+2)[1+(17-5-8-1-(-0.5)C×0.6]+1×0.5}=1.68万。
行株距为30cm×13.3cm(将原来的20cm缩小),每穴1苗,保证1.68万株;或扩大行距,保证习惯的株距,采用33.3cm×20cm的规格,每穴插2本。可以省工,保证足穗。结果每亩穗数由以往的15万左右提高到18万左右,实现了700公斤/666.7m2的目标。
(二)施肥的合理定量
施肥的合理定量要解决在获得一定稻谷产量条件下的氮、磷、钾肥料的适宜用量,分次施用的适宜时间和适宜分配比例等三个主要问题。
1、关于三要适宜总量的确定。
首先要明确三者的合理配比,以往的研究已经明确。高产水稻对氮、磷、钾的吸收比例一般为1:0.45:1-1.2,常作为施肥比例的参数。但不同土壤的氮、磷、钾有效供应量不同,实际施用比例应有不同。农业部推荐用测土配方试验(包括“3414”法)来确定当地的三要素施用的合理比例。
因为三要素中,磷、钾施用数量对产量影响的差异,远不如氮素明显。因此可通过确定氮素的适宜用量后,再按三要素合理比例,确定磷钾的适宜用量。
2、关于氮肥施用的定量
(1)适宜总量的确定
用斯坦福(standford)的差值法公式,氮肥的施用总量应为:
N(公斤/亩)=
① 目标产量的需N量可用高产水稻每百公斤产量的需N量求得。各地高产田百公斤需氮量是不同的,因此应对当地的高产田实际吸氮量进行测定。
作者等将近年来测定和搜得的几个省的高产田百公斤稻谷需N量的资料做了比较(表2)。发现各省的差异,有一定的规律。例如同为籼稻中,双季稻的百公斤稻谷需N量高于单季稻;同为单季籼稻稻,从江苏到云贵高原,随海拔升高百公斤稻谷需N量有逐渐减少的趋势;在粳稻上,也表现出这一趋势。百公斤籽粒需N量最低的是高纬度的吉林、黑龙江稻区。其原因有待研究明确。
但这种趋势,也给我们以有用的参数。例如,2008年我们和四川农大合作在郫县进行杂交籼稻亩产800公斤攻关试验,由于缺乏当地高产田百公斤产量的实际资料,引用安徽(1.85)和云贵高原(1.75)的资料,估计一个需N值(1.8)作为计算参数,获得了成功(将于后述)。当然更正确的应积累当地的实际资料。
表2  几个省份高产田百公斤稻谷需N量比较
省份
粳稻
籼稻
亩产(公斤)
百公斤稻谷需N(公斤)
亩产(公斤)
百公斤稻谷需N(公斤)
江苏
600
700-900
800
2.0(1.9-2.1)
2.1(2.0-2.2)
1.95(杂交粳稻)
700以上
1.9左右
安徽
700以上
1.85
河南
750
1.9左右
贵州
750
1.75(1.7-1.8)
云南
800以上
1.85(1.8-1.9)
800-1287
1.75(1.7-1.8)
江西
500以上
2.0左右(双早)
2.0左右(双晚)
广西
(桂林)
500以上
1.9(双早)
1.8(双晚)
吉林
700
1.5
黑龙江
700
1.4-1.5
②土壤的供N量,可用不施氮空白的稻谷产量(基础产量)及其百公斤稻谷的需N量求的。各地测土配方施肥试验可以为当地的土壤供N量的确定提供参考。
随着基础产量的上升,百公斤稻谷的需N量亦因之上升,土壤的供N量亦相应递增(表3)。在同一个地点,这种变化关系是有一定规律的。因此可以用基础产量估算出该方田的土壤供N量的近似值,应用起来较为方便。各地的测土配方施肥工作,找出基础产量和土壤供N量之间的关系是极为重要的。
表3  不同土类基础产量与百公斤稻谷需N量和土壤供N量关系
地点
基础产量(kg/亩)
360
380
400
420
440
460
480
500
昆山
百公斤稻谷需N(kg)
1.58
1.62
1.65
1.69
1.72
1.74
1.76
粘土
土壤供氮(kg/亩)
6.01
6.48
6.95
7.42
7.89
8.35
8.82
泰兴
百公斤稻谷需N(kg)
1.45
1.48
1.50
1.52
1.53
1.54
高砂土
土壤供氮(kg/亩)
5.22
5.60
6.00
6.37
6.72
7.07
注:表中数据是常规粳稻试验结果的回归值;地点:江苏省;测定时间:2001-2002;取样点:昆山26、泰兴18。
③关于氮肥的当季利用率,受影响的因素很多。但我们的研究明确,在同一个地点,只要注意氮肥不要过多、施肥方法上防止逸失,合理调整基蘖肥和穗肥的比例,实行合理的“前氮后移”,完全有把握把氮肥的当季利用率提高到40-45%,甚至更高,达到节肥高效高产的目的。
根据作者等在江苏、河南、贵州、云南、江西、广西、安徽、辽宁、黑龙江等省设置的N素化肥基蘖肥与穗肥不同比例(8:2,7:3,6:4,5:5,4:6,3:7)的数十组专题试验,5个伸长节间的品种均以基蘖肥与穗肥比例6:4-5:5的产量最高(通常以5.5:4.5作为通用比例),N肥的当季利用率可高达40-45%。4个伸长节间的双季稻和东北短生育期品种,以7:3-6:4的产量最高(以6.5:3.5作为通用比例),N肥的当季利用率高达40-46%。故把N肥当季利用率42.5%左右(40%-45%)作为确定适宜施N总量的计算参数。
(2)施N定量计算应用实例
2002年在江苏10个县进行亩产600、650、700公斤精确定量施肥和习惯施肥作比较试验,百公斤籽粒需氮量设2.1公斤,用当地土壤监测点土壤供氮资料,肥料当季利用率40%。试验结果表明,每亩施氮量较习惯施肥的减少4.0-6.0公斤,亩产达到600、650和700公斤的目标,比习惯施氮的增产6.6-8.3%,肥料当季利用率(39.6-41.2%)比习惯施肥的(28.1-31.0%)提高了10.1-11.5个百分点。
表4  12个精确施氮试验资料汇总分析表
目标产量
测定项目
精确施肥
习惯施肥
700kg/亩
8个点
施氮量(kg/亩)
18.62(16.8-20.87)
24.58(21.8-26.9)
实产(kg/亩)
697.63(688-715.3)
654.62(611-693)
100公斤稻谷需氮量(kg)
2.09(1.95-2.2 )
2.31(2.2-2.38)
肥料利用率(%)
41.17(37.5-43.8)
31.02(27.36-35.4)
650 kg/亩
3个点
施氮量(kg/亩)
17.5(15.98-18.8)
21.95(21.3-23.0)
实产(kg/亩)
648.7(642-670)
604.0(556-636)
100公斤稻谷需氮量(kg)
2.03(1.99-2.22)
2.16(1.96-2.30)
肥料利用率(%)
40.17(38.32-42.25)
28.79(25.3-33.0)
600 kg/亩
1个点
施氮量(kg/亩)
16.8
20.8
实产(kg/亩)
607.0
560.4
100公斤稻谷需氮量(kg)
2.07
2.16
肥料利用率(%)
39.61
28.1
2006-2008年在云南永胜涛源籼稻、楚雄单季粳稻、四川郫县单季籼稻及江西奉新、宜春、赣州双季稻的高产栽培上应用精确定量施肥都也取得成功。
2006年南农大在云南永胜涛源作杂交稻籼协优107高产(1300kg/666.7m2)攻关试验。根据2005年在当地亩产1150公斤高产田已经获得的资料,百公斤稻谷需N量为1.75公斤,1300公斤总吸N量为22.8公斤;基础产量一般为700公斤,百公斤需N量为1.43公斤,土壤供N10公斤,N肥当季利用率设为42.5%。则每亩施N总量为:
X=(22.8-10)/0.425=29.41公斤。
实际按施N30公斤执行。前后比例5:5,基蘖肥和穗肥各15公斤。同时配合以磷钾和精确定量栽培的综合技术。最后亩产1287公斤,基本实现了目标。成熟期测定结果,群体吸N23公斤,N素当季利用率44.43%,均和设计十分吻合。
此外,在单季稻地区大苗(8叶龄以上)移栽时,因秧苗本身有1—2公斤氮素带入大田,因此应在基蘖肥的施用量中减去这个数值。
再如,塑盘穴播带土苗移栽时,重施送嫁肥,可以显著节省分蘖肥的用量,南京农大研究,每秧盘施8克尿素,相当于大田分蘖肥4倍(32克)的肥效,可以根据每亩用秧盘数,计算出送嫁肥总量,再按4倍减去分蘖肥用量。
3、“前氮后移”的增产原理
实施化肥前氮后移氮,基蘖肥和穗肥的施用比例,由以往的10:0~8:2调整为5.5:4.5(6:4~5:5)和6.5:3.5(7:3~6:4),是精确定量施N的一个极为重要的定量指标。是由以往迟效的农家肥为主转变为以速效化肥为主情况下产生的重大施肥改革。其增产原理简述如下:
(1)基肥分蘖肥主要为有效分蘖发生提供养分需要,当有效分蘖临界叶龄够苗后,土壤供N应减弱,促使群体叶色落“黄”,有效地控制无效分蘖,有效控制叶片伸长,推迟封行,改善拔节至抽穗期群体中下部叶片的受光条件,提高成穗率,地下地上部均衡发育,为长穗期攻取大穗创造良好条件。
如果基蘖肥的N肥比例过大,到了无效分蘖期叶色不能正常落“黄”,造成中期的旺长,封行大为提前,中、下部叶片严重荫蔽,高产群体被破坏,将带来成穗率骤降,根、茎发育不良,病害严重等一系列不良后果。基蘖肥N素吸收利用率低,一般只有20%左右,施用越多,利用率越低,适当减少施用比例,可以提高N肥当季利用率。
(2)穗肥的作用。在中期落黄的基础上施用穗肥,不仅能显著促进大穗的形成,而且可促进动摇分蘖成穗,保证足穗;穗肥的单位生产效率是最高的,是水稻一生中最高效的施肥期,适当提高穗肥施用比例,是夺取高产的关键增产措施。
(3)前N后移必须有合理的比例。
5个伸长节间的品种,拔节以前的吸N量只占一生的30%左右,长穗期占50%左右,因而穗肥的比例可以提高到45%左右(40%—50%) 。
4个伸长节间的品种,拔节前吸N量已达一生的50%,故穗肥的比例只能提高到35%左右(30%—40%)。
(4)前N后移是具有普遍意义的增产技术。各地设置的前氮后移与当地习惯施肥对比试验,在相同施氮水平下,均可取得穗数稳定、成穗率高,穗型明显增大的的显著增产效果。
2006年贵州在4个地区,设置6:4与8:2对比试验34对(施N12-14kg/亩),均以前N后移的产量高,增产13.69~23.17%。
2006年云南在不同地区设置5:5对8:2的对比试验5个,前N后移的平均增产10%以上(2.1-19.3%)。
双季稻地区:2005-2006在江西赣州的试验,前N后移(7:3)的比“一炮轰”(10:0)的在早、晚季稻上分别增产14.05%和16.62%。2007年在宜春试验,早稻前N后移(7:3)的比10:0的增产17%。
东北农大在4个伸长节间粳稻品种上进行前后施N比例6.5:3.5对10:0的对比试验有26个点次,结果前N后移的成穗率平均提高了12.3个百分点,产量增加了10%以上,肥料当季利用率提高了38.5-133.4%。
(5)施有机基肥时,氮化肥前后比例的调整。
①扬州大学农学院定位试验结果,在麦秸秆全量还田时,应将氮化肥5.5:4.5的比例调整为7:3,以增加基肥速效氮,弥补分蘖期秸秆腐烂和稻苗争氮。秸秆分解后释放氮,主要供穗肥之用。
②贵州农科院研究,亩产750kg单季稻施氮化肥16kg,前后比例为5:5。在亩施牛粪1500kg(贵州普遍习惯)。作基肥时(含N5kg左右),施化肥氮11kg,化学N前后比例仍为5:5,各5.5公斤。总N量仍为16kg,但前后的总比例为6.6:3.4。
4、合理施N技术
(1)基蘖肥的施用
①基蘖肥的比例
基肥一般应占基蘖肥总量的70-80%,分蘖肥20-30%,以减少N素损失。
机栽小苗移栽后吸肥能力低,基肥占基蘖肥总量的20-30%为宜,70-80%集中在新根发生后做分蘖肥用。
②施用时间
基肥在整地时施入土中,部分用做面肥。分蘖肥在秧苗长出新根后及早施用,一般在移栽后1个叶龄施用,小苗机插的在移栽后长出第2、第3叶龄时分1或2次集中施用。分蘖肥一般只施用1次,切忌在分蘖中后期施肥,以免导致无效分蘖期旺长,群体不能正常落“黄”。如遇分蘖后期群体不足,宁可通过穗肥补救,也不能在分蘖后期补肥。
(2)穗肥精确施用与调节
①群体苗情正常
有效分蘖临界叶龄期(N-n或N-n+1)够苗后叶色开始褪淡落黄,可按原设计的穗肥总量,分促花肥(倒4叶露尖)、保花肥(倒2叶露尖)两次施用。促花肥占穗肥总量的60-70%,保花肥占30-40%。
4个伸长节间的品种,穗肥以倒3叶露尖1次施用为宜。
施用穗肥,田间不宜保持水层,以湿润或浅水为好,施后第2天,肥料即被土壤吸收,再灌浅水层,有利提高肥效。
②群体不足,或叶色落黄较早
在N-n(4个节间品种N-n+1)叶龄期不够苗,或群体落黄早,出现在N-n叶龄期(或N-n+1叶龄期)。
5个伸长节间的品种应提早在倒5叶露尖开始施穗肥,并于倒4叶,倒2叶分三次施用,氮肥数量比原计划增加10%左右,三次的比例为3:4:3。
4个伸长节间的品种,遇此情况,可提前在倒4叶施用穗肥,倒2叶施保花肥;施穗肥总量可增加5-10%,促花、保花肥的比例以7:3为宜。
③群体过大,叶色过深
如N-n叶龄期以后顶4叶>顶3叶,穗肥一定要推迟到群体叶色落黄后才能施用,只要施一次,数量要减少。
(三)精确灌溉技术
1、活棵分蘖阶段
(1)中大苗移栽的,移入大田后需要水层护理。浅水勤灌。
(2)小苗移栽的,移栽后的水分管理应以通氧促根为主。在南方稻区,机插稻一般不宜建立水层,宜采用湿润灌溉方式,待长出一个叶龄发根活棵后,断水露田,进一步促进发根,待长出第二片叶时,才采用浅水层结合断水露田的方式。
穴盘育苗抛秧的发根力强,移栽后阴天可不上水,晴天上薄水。2-3日后断水落干促进扎根,活棵后浅水勤灌。
2、控制无效分蘖的搁田技术
(1)精确确定搁田时间
控制无效分蘖的发生,必须在它发生前2个叶龄提早搁田。例如欲控制N-n+1叶位无效分蘖的发生,必须提前在N-n-1叶龄期当群体苗数达到预期穗数的80%左右时断水搁田。土壤产生水分亏缺的搁田效应在N-n叶龄期,但对够苗没有影响,被控制的是N-n+1叶位对水分最敏感的分蘖芽,便最受到抑制,在N-n+1叶龄时不能发生。搁田效应持续两个叶龄,同时也使N-n+2叶龄无效分蘖也被抑制。
(2)搁田的标准
土壤的形态以板实、有裂缝行走不陷脚为度;稻株形态以叶色落黄为主要指标,在基蘖肥用量合理时,往往搁田一、二次即可达到目的。
在多雨地区,搁田常需排水,但在少雨地区,可通过计划灌水来实施,灌一次水,待进入N-n-1叶龄时,田间恰好断水。
3、长穗期浅湿交替的灌水技术
水稻长穗期(枝梗分化期到抽穗)既是地上部生长最旺盛、生理需水最最旺盛的时期;又是水稻一生中根系生长发展的高峰期。既要有足够的灌水量满足稻株生长的需要,又要满足土壤通气对根系生长的需要。浅湿交替的灌溉技术,一方面满足了水稻生理需水的要求,同时促进了根系的生长和代谢活力,增加了根系中细胞分裂素的合成,从而促进了大穗的形成。
浅湿交替灌溉方法:长穗期田间经常处于无水层状态,灌2-3㎝水,待水落干后数日(3-5日),再灌2-3㎝,如此周而复始,形成浅水层与湿润交替的灌溉方式。这种灌溉方式能使土壤板实而不软浮,有利于防止倒伏。
4、结实期采用浅湿交替的灌溉方式,能显著提高根系的活力和稻株的光合功能,提高结实率和粒重(和长期灌水的比较)。
(四)其他增产技术
除了上述肥水三项关键技术的精确定量外,精确定量栽培还必须有其他栽培技术的配合,应予强调。主要有:
1、确定当地最佳抽穗结实期和品种的播种期
提高抽穗至成熟期的群体光合生产力,必须把结实期安排最佳的温光生态条件下,籼粳稻抽穗结实期对最佳温度有指标要求,当地符合最佳温度指标要求的日期称最佳抽穗结实期,并由此确定品种的最佳播期。
2、培育壮秧
6叶期带有3个分蘖的1株壮秧和三株无蘖的独苗,产生的穗数往往是相同的,但壮秧的穗大,生产力远远超过三株弱苗的总和。因此培育壮秧是一项增产措施,更是高产的基础。
培育壮秧的目标是移栽后根系爆发力强,缓苗期短,分蘖能按叶蘖同伸规则及早发生。
壮秧的形态指标是适龄叶蘖同伸,移栽时主茎保持4片以上绿叶(3叶小苗除外),无病虫害。
培育壮秧有系统技术要求。不论是移栽稻、机插稻或塑盘穴播育苗,降低秧田播量、合理确定播种量都是培育壮秧的首要环节。在肥床旱育上,群众接受了旱育可以加大播量,而没有重视苗床培肥,管理粗放,苗体瘦黄,也是普遍现象,应注意改进。
3、提高移栽质量
(1)浅插(入土2-3cm)是保证早发的又一决定性条件,即使是壮秧,栽深了同样不能按时分蘖。在人工栽插和机插稻上,深插是一个普遍的问题,应引起重视。
造成深插有多种原因。在手工栽插上有出手重的问题。但不论手工还是机插,改进整地技术,使移栽前土壤沉实,浮土层较浅(1寸以内)就为浅插创造了重要的土壤条件,再配合以浅(薄)水,和出手轻、控制深度,就能做到浅插。
(2)提高抛栽质量。一是要保证秧苗基部入土(0.5-1cm),这是提高分蘖成穗率,防止倒伏的重要条件。要求表层土比较浮软。二是要分植定苗,先稀后补,保证分布均匀。
4、扩大行距,宽行窄株
合理基本苗确定后,配以合理的行株距规格也是重要的增产措施。在手插稻地区,不少地方仍沿用方形密植规格(6寸×5寸或6寸×6寸),封行过早,不利于建立结构合理的高光效群体。
南京农大农学院(2005)在单季中粳稻上(表5)和扬州大学农学院在双季早晚稻上(表6)研究的结果都证明在亩穴数相同的情况下,适当扩大行距、缩小株距,均收到增加亩穗数,促进大穗,并有利提高结实率和粒重的显著增产作用。
表5 不同行株距和肥料运筹对产量及其结构的影响
基蘖肥与穗肥比例
行×株距
(cm×cm)
有效穗
(万/666.7m2)
粒数
结实率
(%)
千粒重
(g)
理论亩产
(Kg)
亩实产
(Kg)
6:4
40×10
30×13.3
20×20
20.4Ab
21.0Aa
19.3Bc
127Aa
130Aa
127Aa
85.2Bb
87.4Aa
86.7ABa
27.5Aab
28.4Aa
27.1Ab
605Bb
678Aa
562Cc
536Bb
590Aa
517Bc
4:6
40×10
30×13.3
20×20
19.8Aab
20.2Aa
19.1Ab
130Aa
136Aa
128Aa
86.5Ab
88.4Aa
87.1Aab
27.9Aab
28.8Aa
27.2Ab
621Bb
699Aa
579Cc
607Aa
614Aa
571Bb
注:品种为武运粳7号
表6 栽插规格对双季稻产量及其构成的影响(江西赣州2005)
行株距
(cm×cm)
亩穗数
(万)
穗粒数
(粒/穗)
亩颖花数
(万)
千粒重
(g)
结实率
(%)
理论亩产
(Kg)
亩实产
(Kg)
早稻
20.0×16.5
23.3×14.3
26.7×12.5
18.67
20.26
21.38
112.08
116.35
122.72
2092.5
2357.3
2623.8
27.02
27.26
27.42
64
65
66
365.9
417.7
474.8
359.1
412.7
464.0
晚稻
2.00×16.5
23.3×14.3
26.7×12.5
19.31
20.23
21.79
119.84
120.63
129.29
2314.1
2452.4
2753.6
27.6
28.3
28.3
68
66
64
433.01
456.72
495.09
410.87
434.86
471.75
5、推行浅层耕作,创造田面平整,上虚下实,有利于提高移栽质量和改善水肥管理的土壤生境条件。
(1)要改革以往靠释放土地养分供苗期生长的传统深耕晒垄习惯。这一方法,耕整地耗能大,平地难,耗时长,泡垡水用量大,底土不易沉实,容易造成深栽,应予革除。
(2)推行浅旋耕(10cm左右)耕作法,通过板茬上水浅旋耕,不仅可以大量节省泡垡水,而且带水旋耕可以弥合土壤缝隙,有利于保水;浅旋耕可把基肥入土,土肥相融;浅旋耕使土层在原地整细,减少平田难度;旋耕耙平后,沉实1-2天,待田水淀清后,土层可以达到上虚下实的要求,虚土层在1寸以内,机插不陷机,手插容易触及实土,为浅插创造了良好的土壤条件。因此,浅旋耕耕作是综合效果最好稻田整地方法,应予提倡推广。
(3)少免耕的含义,不如浅层耕作确切。
四、如何开展水稻精确定量栽培技术推广的几点认识
(一)各级领导的重视和支持是最重要的组织保证,栽培技术推广是政府行政行为,各地先进栽培技术推广面积的不断扩大,都是通过组织层层发动、层层示范,把关键技术作为生产任务布置来推动的。不能希望全靠农民自发行为。
(二)充分发挥基层农技推广体系同志的积极主动精神,是保证技术落实到千家万户最基本有效的办法。
掌握应用精确定量栽培的原理和方法,要有一定的科技知识基础。现有留在农村的老弱劳动力是很难直接掌握的。但是有中学或中专以上文化基础的基层农技员和种田大户,经过短期培训和1-2年的田间实践,是很容易掌握的。他们掌握以后可以把经过定量的各项技术指标和数量要求,做成简明的种植方案(明白纸),农民按方案操作,配合以现场指导,就能增产。和测土配方施肥的推广一样,农民不会测土配方,但可按农技站(土肥站)提供的配方要求施肥,落实到农户。
所以,看一个栽培技术是否先进适用,具有推广意义,首先是增产增益,第二是基层农技员是否容易掌握,而不是农民是否直接掌握。精确定量栽培技术,必须通过技术服务体系有效地推广到大面积生产上去,这是我国农技推广最基本最有效的途径。
(三)对栽培技术员的培训必须有基本的要求
精确定量栽培技术,以最简单明确的方法宣传到农户中去,如何月何日做什么农活,到达什么规格质量。但农技员的培训不能就事论事,必须懂得为什么这样定量,这就必须培训掌握三方面的基本内容:
一是水稻叶龄模式。水稻精确定量栽培,几乎每一个技术定量,都离不开水稻叶龄模式。
二是水稻高产群体的建成是什么样的?就是在适宜穂数的基础上主攻大穗,提高抽穗后结实期的群体光合生产力。第一步必须争取在有效分蘖临界叶龄期通过个体分蘖够苗;第二步要及时控制落“黄”控制无效分蘖和防止中期旺长,把封行期控制在孕穗期。在此基础上第三步通过穗肥攻取大穗,并提高结实期的群体光合生产力。
三是掌握了解基本苗定量、施N定量、精确灌溉的定量的原理和方法,以及他们对构建高产群体作用和意义。同样也要对适期播种、壮秧、浅插、扩行、土壤表层耕作等增产作用进行理解和掌握。他们对这些原理理解得越深,技术定量更正确,技术方案更简明,农民越好掌握。
(四)推广示范有一个由点到面的过程。这几年各地的实践,由几十亩到百亩、千亩直至万亩连片创高产,一般经历了3-4年时间。这个过程从培养技术骨干到形成宏大技术队伍,从积累少量参数到形成对大面积具有广泛指导作用的精确定量栽培处方。经历了这个过程后,以后的发展速度就快了。
(五)技术方案精确和近似的不同要求。攻关核心示范方,各项技术定量必须精确。但到了大面积上,只能按当地一定范围的平均参数值进行近似值定量。如施N定量可根据当地土壤供N的平均值定量,如有可能可按高、中、低三类定量、分类指导。又如基本苗计算,以当地一般的秧苗素质确定大面积的适宜基本苗数(近似值)。如有可能,可按好、中、差三类计算定量。并通过农业技术行政系统,把方案(明白纸)发放到村、组和农民,通过培训讲解形成技术指标要求的氛围,结合定期田间会诊,落实到田间。
(六)推广技术可以综合和分项结合。在高产创建中,核心示范方应该是各项定量技术配套的。但大面积上,也可选择几项对当地大面积增产起决定作用的重点推广,如前N后移,可以增产几十公斤,前N后移后扩大行距,缩小株距的增产作用显著,又可增产几十公斤。再如在秧田播量大的地区抓落谷稀培育壮秧,深栽地区抓浅插,基本苗过多过少地区推广计算合理基本苗。每项单项技术,都能使每亩增产20-30公斤以上。
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