全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(4): 678−690 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家“十二五”科技支撑计划重大项目(2011BAD16B03), 超级稻配套栽培技术开发与集成(农业部专项), 国家公益性行业(农
业)科研专项(201303102)和江苏省农业科技自主创新基金项目(CX[10]129)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 张洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn, Tel: 0514-87979220
第一作者联系方式: E-mail: xuke@yzu.edu.cn
Received(收稿日期): 2013-07-19; Accepted(接受日期): 2013-12-11; Published online(网络出版日期): 2014-02-17.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20140217.1013.001.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.00678
双季杂交晚粳稻超高产形成特征
许 轲 1 张 军 1 花 劲 1 张洪程 1,* 周培建 2 程飞虎 2 黄大山 2
陈忠平 2 陈国梁 3 戴其根 1 霍中洋 1 魏海燕 1 高 辉 1
1 扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 2江西省农业技术推广总站, 江
西南昌 330046; 3 江西省上高县农业局, 江西上高 336400
摘 要: 本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征, 阐明双季杂交晚粳稻
超高产形成规律。以江西省上高县 6.77 hm2连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托, 选用杂交粳稻甬优 8 号为
材料, 对中产(8.25~9.75 t hm–2)、高产(9.75~10.50 t hm–2)和超高产(>10.50 t hm–2) 3个产量水平群体的产量构成及群体
特征进行系统比较研究。结果表明, 与中产、高产水平群体相比, 超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量
多(50 000×104 hm−2以上)的显著特点, 但结实率和千粒重略低, 差异不显著; 群体茎蘖动态上, 群体起点较高, 可及
时够苗; 够苗后增长平缓, 高峰苗数量较少、下降平缓, 成穗率高(78.0%左右)。群体叶面积指数前期增长较缓, 最大
值出现在孕穗期, 为 8.0左右, 此后下降缓慢, 成熟期仍保持 3.5以上; 群体光合势生育前期较小, 中、后期较大, 抽
穗至成熟期光合势为 300×104 m2 d hm−2以上, 总光合势为 560×104 m2 d hm−2以上。拔节前干物质量积累速度较慢, 拔
节后积累速度较快, 至抽穗期群体干物质量为 10.5 t hm−2左右, 抽穗后积累量亦高, 成熟期干物质量达 19.0 t hm−2左
右, 后期茎鞘物质转运率大于 14.0%。超高产群体根量多、活力较强; 植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高, 氮素
利用率 40%以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征, 我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。
关键词: 双季杂交晚粳稻; 超高产; 群体特征; 氮素吸收利用
Yield Components and Population Characteristics of Super-High-Yielding Late
Japonica Hybrid Rice in Double-Cropping Rice Area
XU Ke1, ZHANG Jun1, HUA Jin1, ZHANG Hong-Cheng1,*, ZHOU Pei-Jian2, CHENG Fei-Hu2, HUANG
Da-Shan1, CHEN Zhong-Ping2, CHEN Guo-Liang3, DAI Qi-Gen1, HUO Zhong-Yang1, WEI Hai-Yan1, and
GAO Hui1
1 Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Valley, Ministry of Agriculture / Jiangsu Province Key Laboratory of Crop Genetics
and Physiology, Yangzhou 225009, China; 2 Jiangxi Agricultural Technology Extension Station, Nanchang 330046, China; 3 Bureau of Agriculture of
Shanggao County of Jiangxi Province, Shanggao 336400, China
Abstract: This study investigated the formation rule of super-high-yielding late japonica hybrid rice in the double-cropping rice
area. Using Yongyou 8 as material in Shanggao of Jiangxi Province, we analyzed grain yield and its components and the popula-
tion characteristics in three types of populations (medium yield: 8.25–9.75 t ha–1, high yield: 9.75–10.50 t ha–1; super high yield:
>10.50 t ha–1). Results showed that super-high-yielding population had more panicle and spikelets per panicle than medium and
high yielding population. There was no significant difference in filled-grain percentage and 1000-grain weight among the three
populations. Super-high-yielding population exhibited more tillers at the transplanting stage and achieved expected number of
stems and tillers on time, maximum number of stems and tillers at jointing stage. Then, the number of population stems and tillers
began to decrease stably, achieving an expected number again. At last, ratio of productive tillers to total tillers of super-
high-yielding population was about 78.0%, which was higher than that of medium and high yielding population. The leaf area
第 4期 许 轲等: 双季杂交晚粳稻超高产形成特征 679


index of super-high-yielding population was lower than that of medium and high yielding population at the early growth stage,
with the maximum leaf area index of about 8.0 at booting, and stably decreasing to above 3.5 at maturity. The photosynthetic po-
tential of super-high-yielding population was smaller at early stage and larger at middle and late stages, as compared with the
medium and high yielding populations, which was above 300 × 104 m2 d ha–1 from heading to maturity, and above 675 × 104 m2 d
ha–1 in total. The dry matter accumulation of super-high-yielding population was smaller before jointing, increased faster after
jointing, and reached about 10.5 t ha–1 at heading and 19.0 t ha–1 at maturity, which was significantly higher than that of medium
and high yielding populations. Its translocation ratio of output was above 14.0%. In the super-high-yielding population the weight
of dry matter of root, root-shoot ratio at each growth stage, root bleedings, N content, N uptaking, and utilization were greater than
those of the medium and high yielding populations. Based on the results of this study, we discussed the regulation approaches and
key cultivation techniques for raising the super-high-yielding population.
Keywords: Late japonica hybrid rice in double-cropping rice area; Super-high-yielding; Population characteristics; Nitro-
gen uptaking and utilization
中国是世界上最大的水稻生产国和稻米消费国,
北方单季稻区传统种植的水稻品种以粳稻类型为主,
南方双季稻区以籼稻类型为主。随着经济的快速发
展和人民生活水平的提高, 品质优、口感好的粳米
深受大众喜爱, 人们对粳米的需求量日益增长; 特
别是近年来, 南方“籼米改粳米”趋势明显, 已成为
较大的粳米消费区[1-3]。我国粳稻种植面积占全国水
稻总面积不足30%, 研究者提出了利用南方双季稻
区充足的温光资源进行“籼稻改粳稻”, 以提高粳稻
的总产量[4-5]。如何充分挖掘作物品种的遗传潜力和
配套建立高产栽培技术, 一直是农业研究的难点和
重点[6-7], 因此, 针对性研究双季晚粳稻超高产形成
特征, 发展粳稻生产, 对我国南方“籼稻改粳稻”工
程的实施显得十分迫切和重要, 对保障粮食安全、
促进社会稳定具有重要意义。众多研究者们已经较
系统研究了南方稻区籼稻高产特征与配套的栽培技
术, 并提出了多项高产栽培技术模式[8-12]。但目前粳
稻超高产的相关研究主要集中在单季稻区。在粳稻
超高产研究上, 凌启鸿[13]提出了群体质量栽培理论
与技术, 杨建昌等[14]在江苏淮北明确了常规中熟粳稻
产量11.0 t hm–2以上的群体生育特性, 李刚华等[15]在
苏中地区研明了粳型超级稻超高产群体特征及其对
氮素的响应, 吴桂成等[16]阐明了粳型超级稻产量构
成因素协同规律及超高产特征, 张洪程等[17]系统研
究了长江中下游杂交粳稻13.5 t hm–2超高产群体动
态特征及其形成机制, 并提出了水稻“精苗稳前、控
蘖优中、大穗强后”超高产定量化栽培模式[18]。徐正
进等[19]综合评述了北方粳稻超高产育种理论与实践,
讨论了与粳稻超高产有关的生理与遗传基础问题 ,
为粳稻超高产栽培提供了重要途径, 寒地水稻三超
栽培技术在东北粳稻区得到了较大面积的推广应
用 [20]。同时, 各稻区在高产栽培模式的指导下, 创
造了一系列的超高产纪录。综合表明, 目前粳稻超
高产栽培研究仅局限于单季稻地区, 或仅针对双季
稻地区的一季粳稻(中稻)[21-22], 尚未见系统阐明双
季晚粳稻超高产形成特征方面的研究报道。本研究
以江西省上高县双季杂交晚粳6.77 hm2连片高产攻
关方为对象, 根据土壤地力、群体起点、田间肥水
情况等 , 追踪调查代表性田块 , 划定出中产
(8.25~9.75 t hm–2)、高产(9.75~10.50 t hm–2)和超高产
(>10.50 t hm–2) 3个产量等级群体, 研究它们的产量
及其构成、群体茎蘖动态、叶面积和光合势动态、
粒叶比、干物质生产积累与转运、根系活性和氮素
吸收利用等若干特征, 提出双季杂交晚粳稻超高产
群体质量指标, 以期为双季杂交晚粳稻超高产栽培
与育种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与栽培概况
试验材料杂交粳稻甬优 8 号, 主茎总叶片数(N)
15~16 叶, 伸长节间数(n) 5~6 个, 全生育期 150~
155 d。2011—2012年, 种植于江西省上高县泗溪镇
曾家村(115°09′E, 28°31′N), 设置双季晚粳稻高产精
确定量栽培攻关试验方, 2年分别连片 7.2 hm2 和
7.8 hm2。试验田前茬为早籼稻, 晚稻季后茬为空闲
田或种植绿肥作物紫云英。土壤类型为沙壤土, 地
力中上等(前茬早稻产量为 6.23~7.45 t hm–2), 土壤
含有机质 20.75~24.02 g kg–1、速效氮 70.59~78.24 mg
kg–1 、 速 效 磷 26.65~32.13 mg kg–1 、 速 效 钾
62.89~70.46 mg kg–1。6月 20日播种, 湿润育秧, 7
月 20日移栽, 行株距为 26.4 cm×13.2 cm, 每穴 3~4
粒种子苗。
氮肥施用总量为纯氮0.270 t hm–2, 基肥∶分蘖
肥∶穗肥为4∶3∶3, 分蘖肥于移栽后7 d一次性施
用, 穗肥于倒四叶、倒二叶抽出时分2次等量施入。
氮∶磷∶钾比例为1.0∶0.5∶0.5。磷肥一次性基施,
680 作 物 学 报 第 40卷

钾肥分别于耕翻前、拔节期等量施入。移栽至有效
分蘖期, 田面保持3 cm水层; 群体80%够苗后自然
断水搁田, 搁田至土壤沉实后, 每次灌入3 cm水层,
待田间丰产沟(沟深15 cm)不见水时复灌, 周而复始
直至成熟前1周。按粳稻超高产栽培措施统一进行其
他管理措施。
同时在试验田中进行小面积的不同品种杂交晚
粳稻连片超高产攻关田试验。根据前茬早稻产量和
2010年预备试验结果分别在10块田田头作埂预留
20 m2左右小区不施用氮肥, 作为对照处理。
1.2 测定内容与方法
1.2.1 茎蘖动态测定 选择代表性田块, 定点 20
穴作为一个观察点, 每块田 3个观察点。在移栽期、
有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、乳熟期(抽
穗后 20 d)和成熟期观察茎蘖数消长动态。
1.2.2 干物质及叶面积测定 于有效分蘖临界叶
龄期、拔节期、抽穗期、乳熟期(抽穗后 20 d)、蜡熟
期(抽穗后 35 d)、成熟期(收获前 1 d), 从各类型田块
取 10穴为 1个样本, 将植株样本分解为绿叶、枯叶、
茎、鞘和穗(抽穗以后), 测定叶面积和干物质重。在
抽穗期采用长×宽×0.75 法测定叶面积, 包括总茎蘖
叶面积(总叶面积)、有效茎蘖叶面积(有效叶面积)和
有效茎蘖顶三叶叶面积(高效叶面积)。每次测定重复
3次。
1.2.3 根干重和伤流液测定 于拔节期、抽穗期、
成熟期, 三类型产量等级每块田以 5 穴为 1 个样本,
重复 3 次, 剪去地上部分后以每穴根茬为中心, 挖
取根土块(长 30 cm、宽 10 cm、高 20 cm), 置 40目
尼龙网袋中, 用流水冲洗, 将根烘干后称重。在抽穗
期、乳熟期和蜡熟期, 选择各产量等级平均茎蘖数
的植株进行测定; 每一田块以 5穴为 1个样本, 重复
3次, 于 18:00在各茎距离地面 12 cm处剪去地上部
分植株(取样前排干田间水层), 将预先称重的脱脂
棉放于茎剪口处, 套上伤流管, 第 2 天 8:00 取回带
有伤流液的脱脂棉球并称重, 计算伤流液量。
1.2.4 产量测定 水稻收获前不同产量水平群体
每一田块取 5 点, 每点取样 50 穴, 测定单位面积穗
数, 并将稻穗装进塑料窗纱口袋内, 风干后, 脱粒、
去除杂质(不包括空瘪粒), 求出 50 穴总粒数和每穗
粒数 ; 采用水漂法去除空瘪粒 , 求取结实率 ; 以
1000 粒实粒样本(风干种子)称重, 重复 3 次(误差不
超过 0.05 g)求取千粒重。成熟期各田块割取一定面
积测定实际产量, 每块田 5点, 每点 20 m2。在连片
高产示范方中选择代表性田块验收实际产量, 其中
3块田由专家组进行实际产量验收。
1.2.5 计算与统计方法
光合势(×104 m2 d hm–2)=1/2(L1＋L2)×(t2－ t1),
式中, L1和L2为前后2次测定的叶面积(m2 hm–2), t1和
t2为前后2次测定的时间(d);
有效叶面积率(%)=有效LAI/最大LAI×100;
高效叶面积率(%)=高效LAI/最大LAI×100;
颖花/叶(cm2)=总颖花数/孕穗期叶面积;
实粒/叶(cm2)=总实粒数/孕穗期叶面积;
粒重(mg)/叶(cm2)=籽粒产量/孕穗期叶面积;
群体生长率=(W2−W1)/(t2−t1), 式中, W1和W2为
2次测定的干物质量, t1和t2为2次测定的时间(d);
净同化率 (g m–2 d–1)=[ln (LAI2)−ln (LAI1)]/
(LAI2−LAI1)×(W2−W1)/(t2−t1), LAI1和LAI2为前后2
次测定的叶面积指数, t1和t2为前后2次测定的时间
(d), W1和W2为前后2次测定的植株干物质量(g);
表观输出率(%)=(抽穗期单茎茎鞘重−成熟期单
茎茎鞘重)/抽穗期单茎茎鞘重×100;
最大输出率 (%)=(抽穗期单茎茎鞘重−齐穗后
15 d单茎茎鞘重)/抽穗期单茎茎鞘重×100;
颖花(或实粒或粒重)根流量=茎秆伤流量(抽穗
至蜡熟期平均值)/颖花数(或实粒数或粒重);
氮肥当季利用率(%)=(施氮区植株总吸氮量−空
白区植株总吸氮量)/总施氮量×100;
氮肥生理利用率 (%)=(施氮区产量−空白区产
量)/(施氮区植株总吸氮量−空白区植株总吸氮量);
氮肥农学效率=(施氮区产量−空白区产量)/总施
氮量;
氮肥表观生产力=籽粒产量/总施氮量;
运用Microsoft Excel软件进行数据计算与作图;
运用DPS进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 产量及其构成因素
甬优8号2年3个产量水平(中产、高产、超高产)
群体平均实际产量分别为9.34、10.59和10.98 t hm–2,
超高产较高产增加3.77%, 高产较中产增加13.37%,
差异显著或极显著(表1)。从产量构成因素分析, 3个
产量水平群体颖花量 (×104 hm–2)平均值分别为
41 330.93、46 921.55和50 101.43, 超高产较高产、
高产较中产分别增加6.79%和13.52%, 差异均极显
著; 平均结实率分别为86.54%、86.26%、85.95%, 超
第 4期 许 轲等: 双季杂交晚粳稻超高产形成特征 681


高产较高产、高产较中产分别减少0.36%和0.32%,
不同产量等级间差异不显著; 千粒重分别为26.69、
26.66和26.24 g, 不同产量等级间差异不显著。从总颖
花量构成的两个因素来看, 两年超高产较高产穗数
平均增加1.24%、每穗粒数平均增加5.16%, 高产田的
穗数较中产田增加8.95%, 每穗粒数增加4.95%。
综上分析可知, 双季晚粳稻从中产到高产水平
需显著增加单位面积穗数和穗粒数, 保持较高的结
实率和千粒重, 从高产向超高产水平发展, 适当增
加穗数, 主攻大穗, 并保持较高的结实率和千粒重。
综合两年研究结果表明, 双季晚粳稻超高产群体的
适宜产量构成应以足量穗数与较大穗型协调产出足
量的群体颖花量(50 000×104 hm–2 以上), 同时保持
较高的结实率(86.0%左右)和千粒重(26 g左右)。

表 1 不同产量水平杂交晚粳稻产量及其构成
Table 1 Grain yield and its components of late japonica hybrid rice under different yield levels
类型
Type
总穗数
Total number
of panicles
(×104 hm–2)
每穗粒数
Spikelets per
panicle
总颖花量
Total number of
spikelets
(×104 hm–2)
结实率
Filled-grain
percentage (%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
理论产量
Theoretic yield
(t hm–2)
实际产量
Actual yield
(t hm–2)
2011
平均 Mean (n=9) 244.35 Bc 168.17 Cc 41094.00 Cc 86.62 Aa 26.68 Aa 9.51 Cc 9.28 Cc
标准差 SD 0.64 6.71 202.97 0.25 0.21 27.92 25.13
中产
MY
变异系数 CV (%) 3.90 3.99 7.41 0.29 0.77 4.40 4.06
平均 Mean (n=7) 266.10 Ab 176.09 Bb 46553.55 Bb 86.32 Aa 26.64 Aa 10.78 Bb 10.55 Bb
标准差 SD 0.15 1.09 71.51 0.35 0.13 6.97 9.37
变异系数 CV (%) 0.85 0.62 2.30 0.41 0.48 0.97 1.33
高产
HY
较中产 CMY±(%) 8.91 4.71 13.28 –0.35 –0.15 13.29 13.62
平均 Mean (n=5) 269.85 Aa 185.23 Aa 49988.55 Aa 85.91 Aa 26.25 Aa 11.27 Aa 10.92 Aa
标准差 SD 0.08 3.82 62.31 0.15 0.05 12.55 11.33
变异系数 CV (%) 0.43 2.06 1.87 0.18 0.20 1.68 1.56
超高产
SHY
较高产 CHY±(%) 1.40 5.19 7.38 –0.47 –2.20 3.82 3.58
2012
平均 Mean (n=7) 247.05 Bc 168.30 Cc 41567.85 Cc 86.45 Aa 26.70 Aa 9.59 Cc 9.39 Cc
标准差 SD 0.44 4.83 51.77 0.32 0.13 11.39 10.31
中产
MY
变异系数 CV (%) 2.69 2.87 1.87 0.37 0.50 1.78 1.65
平均 Mean (n=7) 269.25 Ab 175.61 Bb 47289.15 Bb 86.19 Aa 26.67 Aa 10.87 Bb 10.62 Bb
标准差 SD 0.10 2.46 42.06 0.08 0.12 9.78 10.08
变异系数 CV (%) 0.58 1.40 1.33 0.10 0.44 1.35 1.42
高产
HY
较中产 CMY±(%) 9.03 4.34 13.76 –0.29 –0.11 13.31 13.11
平均 Mean (n=6) 272.10 Aa 184.56 Aa 50214.30 Aa 85.98 Aa 26.23 Aa 11.33 Aa 11.04 Aa
标准差 SD 0.09 2.40 58.22 0.30 0.10 13.70 9.55
变异系数 CV (%) 0.47 1.30 1.74 0.35 0.40 1.81 1.30
超高产
SHY
较高产 CHY±(%) 1.03 5.10 6.19 –0.25 –1.63 4.20 3.95
同一年内同列不同字母表示分别在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield; SD: standard deviation; CV: coefficient of variation; CMY: compare with
medium yield; CHY: compare with high yield. Means followed by different letters are significantly different at the 0.05 (lowercases) and 0.01
(capitals) probability levels.

2.2 不同产量水平杂交晚粳稻群体发展特征
2.2.1 群体茎蘖动态 由图 1 可见, 与中产和高
产田相比, 超高产田移栽期生长前期茎蘖数增长缓
慢, 有效分蘖临界叶龄期(N–n)、拔节期、抽穗期、
乳熟期群体茎蘖均较低, 直至成熟期略高于高产田,
极显著高于中产田。超高产田移栽期茎蘖数约为最
终成穗数的 46%, 中产和高产田分别约为最终穗数
的44%和42%, 超高产群体生育前期增长速度较高产
和中产群体慢, 至有效分蘖临界叶龄期(N–n)不同产
量等级群体均达到预期穗数; 各群体均于拔节期达
682 作 物 学 报 第 40卷

到高峰苗数, 超高产田茎蘖数约为成熟期穗数的 1.2
倍, 高产田为 1.3倍, 中产田为 1.4倍左右; 此后超高
产群体平稳下降, 抽穗期穗数等于或略多于成熟期
穗数; 分蘖成穗率超高产田为 77.12%~78.14%, 高产
田为 74.14%~75.05%, 中产田仅为 66.26%~68.11%。
2.2.2 叶面积指数与光合势动态 不同产量等级
水稻群体叶面积指数动态与各生育期茎蘖动态趋势
相似(图 2)。与中产和高产群体相比, 超高产群体叶
面积指数(LAI)在移栽期较高(差异不显著), 之后中
产和高产田群体叶面积增长速度较快, 叶面积指数
高, 直至拔节期均高于超高产田。不同产量等级水
稻最大 LAI 均出现于孕穗期 , 其中超高产田
(8.02~8.04)群体极显著或显著高于中产 (7.06~7.11)
和高产田(7.49~7.83); 此后 , 超高产田群体叶面积
下降略缓于中产和高产田(图 2), 至成熟期超高产田
群体 LAI仍保持 3.5以上。

图 1 不同产量水平杂交晚粳稻不同生育时期的茎蘖数
Fig. 1 Number of stems and tillers of late japonica hybrid rice at each growth period (×104 hm–2)
MY: 中产; HY: 高产; SHY: 超高产; T: 移栽期; N–n: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; H: 抽穗期; MK: 乳熟期; M: 成熟期。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield; T: transplanting stage; N–n: critical leaf-age for productive tillers;
J: jointing; H: heading; MK: milky stage; M: maturity.

图 2 不同产量水平杂交晚粳稻不同生育时期叶面积指数
Fig. 2 Leaf area index of late japonica hybrid rice at each growth period
缩写同图 1。B: 孕穗期; W: 蜡熟期。
Abbreviations are the same as given in Figure 1. B: booting; W: waxy stage.

两年不同产量水平杂交晚粳稻的光合势(单位
土地面积绿叶面积与光合时间乘积)与叶面积变化
趋势基本一致(图 3)。在移栽至有效分蘖临界叶龄期
和有效分蘖临界叶龄期至拔节期 2个生育阶段, 超
高产群体光合势略小于高产群体, 显著小于中产群
体; 在拔节至抽穗期、抽穗至乳熟期、乳熟至蜡熟
期和蜡熟至成熟期 4个生育阶段, 超高产和高产群
体的光合势均显著高于中产群体。超高产群体不同
生育期的光合势(×104 m2 d hm–2): 移栽至有效分蘖
临界叶龄期(N–n)为 40左右, (N–n)至拔节期为 60左
第 4期 许 轲等: 双季杂交晚粳稻超高产形成特征 683


右, 拔节期至抽穗期为 160 左右, 抽穗期至乳熟期
为 130左右, 乳熟期至蜡熟期为 100左右, 蜡熟期至
成熟期为 70 左右; 全生育期总光合势>560; 其中抽
穗至成熟期的光合势 2 年平均为 304.94, 占总光合
势的 54%左右, 显著或极显著高于高产(占总光合势
的 50%)和中产(占总光合势的 48%)群体。
2.2.3 群体干物质生产与运转特征
(1) 群体干物质积累 对 2 年不同产量水平
水稻群体不同生育期干物质积累动态分析可知(图
4), 在有效分蘖临界叶龄期(N–n)和拔节期, 超高产
田与高产田干物质积累量差异较小, 略低于中产田;
此后, 不同生育时期三类产量水平间干物质积累量
差异显著, 且呈超高产>高产>中产的趋势。超高产
群体干物质积累量(t hm–2), (N–n)叶龄期为 1.6左右,
拔节期为 3.5 左右, 抽穗期为 10.5 左右, 乳熟期为
14.5左右, 蜡熟期为 15.5左右, 成熟期为 19.0左右。
收获指数, 超高产田为 0.490, 略高于高产田(0.480),
显著高于中产田(0.460)。
(2) 抽穗期叶面积组成与粒叶比 表 2 表明,
超高产田群体抽穗期有效叶面积率、高效叶面积率
及粒叶比均显著高于高产和中产水平, 2年超高产群
体的有效叶面积率和高效叶面积率平均分别为
94.40%、73.72%, 粒叶比[颖花/叶(cm2)、实粒/叶
(cm2)、粒重(mg)/叶(cm2)]平均分别为 0.634、0.545、

图 3 不同产量水平杂交晚粳稻不同生育阶段光合势
Fig. 3 Photosynthetic potential of late japonica hybrid rice at each growth stage (×104 m2 d hm–2)
MY: 中产; HY: 高产; SHY: 超高产; T: 移栽期; N–n: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; H: 抽穗期; MK: 乳熟期;
W: 蜡熟期; M: 成熟期.
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield; T: transplanting stage; N–n: critical leaf-age for productive tillers; J: jointing;
H: heading; MK: milky stage; W: waxy stage; M: maturity.

图 4 不同产量水平杂交晚粳稻不同生育时期干物质积累量
Fig. 4 Dry matter accumulation of late japonica hybrid rice at each growth period
MY: 中产; HY: 高产; SHY: 超高产; N–n: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; H: 抽穗期; MK: 乳熟期; W: 蜡熟期; M: 成熟期。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield; N–n: critical leaf-age for productive tillers; J: jointing; H: heading; MK: milky
stage; W: waxy stage; M: maturity.
684 作 物 学 报 第 40卷

表 2 不同产量水平杂交晚粳稻群体抽穗期干物质积累量、叶面积组成与粒叶比
Table 2 Dry matter accumulation, components of leaf area, and grain-leaf ratio in heading under different yield levels
粒叶比 Grain-leaf ratio
类型
Type
干物质积累量
Dry matter weight
(t hm–2)
叶面积
指数
Leaf area
index
有效叶面积率
Ratio of leaf area
of productive
tillers (%)
高效叶面积率
Ratio of leaf area
for top three
leaves
(%)
颖花/叶
Spikelets per
leaf area
(cm2)
实粒/叶
Filled grains
per leaf area
(cm2)
粒重/叶
Grain weight
(mg) per leaf
area (cm2)
2011
中产 MY (n=9) 10.31 Ac 7.43 Bb 84.62 Bb 62.13 Bb 0.553 Cc 0.479 Bc 12.77 Bc
高产 HY (n=7) 10.48 Ab 7.76 Aa 91.23 Aa 71.25 Aa 0.600 Bb 0.521 Ab 13.88 Ab
超高产 SHY (n=5) 10.63 Aa 7.89 Aa 93.17 Aa 73.34 Aa 0.633 Cc 0.544 Aa 14.17 Aa
2012
中产 MY (n=9) 10.37 Ac 7.52 Bb 85.37 Bb 63.61 Bb 0.552 Aa 0.478 Bc 12.76 Bc
高产 HY (n=7) 10.61 Ab 7.84 Aa 92.16 Aa 72.05 Aa 0.603 Bb 0.520 Ab 13.86 Ab
超高产 SHY (n=5) 10.69 Aa 7.91 Aa 95.63 Aa 74.11 Aa 0.635 Cc 0.546 Aa 14.31 Aa
MY: 中产; HY: 高产; SHY: 超高产。同一年内同列不同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield. Values followed by different letters of the same year are significantly dif-
ferent at the 0.05 (lowercases) and 0.01 (capitals) probability levels.

14.24, 有效叶面积率和高效叶面积率及粒叶比均显
著高于高产群体 (平均分别为 91.70%、 71.65%;
0.601、0.521、13.87), 极显著高于中产群体(平均分
别为 84.99%、62.87%; 0.552、0.478、1277)。可见, 超
高产群体具有更大、更厚的冠层结构(超高产群体抽
穗期干物质量较高产群体高 1.65%, 高产群体较中
产群体高 1.42%); 同时, 超高产水平优良的群体结
构, 即较高的有效叶面积率、高效叶面积率、群体
粒叶比, 可促进超高产群体安全生长。
(3) 抽穗后期光合物质生产与转运特征 分
析 2年各群体抽穗期至成熟期光合物质生产表明(表
3), 超高产群体净积累量平均为 8.47 t hm–2, 占产量
平均为 77.59%, 显著高于高产群体(积累量为 8.12 t
hm–2, 占产量平均为 76.66%), 极显著高于中产群体
(积累量为 6.58 t hm–2, 占产量平均为 70.49%), 说明
超高产群体籽粒产量主要来源于抽穗后较高的群体
光合物质生产与积累量。超高产群体抽穗后群体生
长率(g m–2 d–1)、光合势(×104 m2 d hm–2)和净同化率
(g m–2 d–1) 2年分别平均为 11.43、304.94、2.614, 均
极显著高于高产和中产群体, 说明超高产群体后期
(抽穗期至成熟期)具有高效的光合能力。超高产群体
单茎茎鞘最大输出率与最大输出物质转运率 2 年平
均分别为 33.84%和 14.50%, 极显著高于高产和中产
水平群体(表 3), 成熟期茎鞘表观输出率(2年平均为
15.66%)显著小于后两者。可见, 超高产水平群体抽
穗前积累的茎鞘物质的运转能力和抽穗后群体光合
能力强; 同时, 更高效的光合能力使超高产群体具
有较强的二次物质生产与积累能力, 最终表观输出
率最低, 茎鞘充实更好, 有利于增强超高产群体抗
倒伏能力。
2.2.4 群体根系特征 根干重是根系生长状况的
集中体现, 反映了根系发达程度。2年不同产量等级
晚粳稻单茎根干重动态, 随生育进程呈先增加后降
低趋势, 根冠比呈降低趋势(表 4)。超高产水平群体
的根重和根冠比均显著或极显著高于高产和中产水
平群体。2 年超高产田晚粳稻单茎根干重(g)、根冠
比平均值, 拔节期分别为 0.262 和 0.290, 抽穗期分
别为 0.374和 0.133, 成熟期分别为 0.195和 0.095。
各群体晚粳稻颖花根流量[mg 颖花–1 h–1、mg 实粒–1
h–1和 mg 粒重(g)–1 h–1]均是超高产水平显著高于高
产水平, 高产水平极显著高于中产水平, 2年超高产
水平群体颖花根流量[mg 颖花–1 h–1、mg 实粒–1 h–1
和 mg 粒重(g)–1 h–1]平均值分别为 2.318、2.470 和
13.888, 表明灌浆充实期超高产水平群体根系活力
旺盛, 利于群体安全成熟。
2.3 群体氮素吸收与利用特征
2.3.1 主要生育时期植株含氮率和吸氮量 由
表 5 可见, 不同产量等级晚粳稻植株含氮率随生育
期推进逐渐降低 , 拔节期最高 , 成熟期最低 ; 不同
产量等级高低关系在不同生育期表现不一致, 拔节
期超高产水平显著低于高产, 高产水平极显著低于
中产, 抽穗期、成熟期超高产水平显著高于高产水
平, 高产水平极显著高于中产水平; 超高产水平植
株含氮率 2 年平均分别为, 拔节期 1.73%、抽穗期
第 4期 许 轲等: 双季杂交晚粳稻超高产形成特征 685


1.61%、成熟期 1.33%。不同产量等级植株吸氮量
随生育进程呈增加趋势 , 成熟期达到最大值。不同
产量等级间 , 拔节期超高产水平植株吸氮量低于
高产 , 差异显著 ; 高产水平低于中产水平 , 差异
不显著 ; 抽穗期和成熟期超高产水平显著或极显
著高于高产水平 , 高产水平显著或极显著高于中
产水平。超高产群体主要生育时期植株吸氮量 2 年
平均分别为, 拔节期 0.056 t hm–2、抽穗期 0.171 t hm–2、
成熟期 0.220 t hm–2。
2.3.2 氮肥利用效率 由表 6 可见, 不同产量水
平双季晚粳稻百千克籽粒需氮量均是超高产水平最
高, 10.5 t hm–2以上产量等级的百千克籽粒需氮量为
2.0 kg左右; 超高产水平的氮肥当季利用率、生理利
用率、氮肥农学利用率及氮肥表观生产力均最高, 2
年平均分别为 41.45%、44.01%、18.24和 40.67, 显
著或极显著高于高产水平 (平均分别为 39.02%、
42.71%、17.06 和 39.19)和中产水平 (平均分别为
38.01%、37.67%、14.32和 34.57)。

表 3 不同产量水平杂交晚粳稻群体抽穗后光合物质生产特征
Table 3 Production of dry matter of late japonica hybrid rice after heading under different yield levels
抽穗–成熟期干物质积累
Dry matter weight at H–M
单茎茎鞘输出率
Output ratio per stem and sheath
类型
Type
积累量
Accumulation
(t hm–2)
Ratio
(%)
群体生长率
Crop
growth rate
(g m–2 d–1)
净同化率
Net assimi-
lation rate
(g m–2 d–1)
光合势
Photosynthetic
potential
(×104 m2 d hm–2)
最大输出率
Maximum
output ratio (%)
表观输出率
Apparent
output ratio (%)
茎鞘最大输出
物质转运率
Translocation
ratio of maxi-
mum output (%)
2011
中产 MY (n=9) 6.60 Bc 71.06 Cc 9.12 Cc 1.832 Cc 250.00 Cc 29.47 Cc 18.26 Cc 11.27 Cc
高产 HY (n=7) 8.11 Ab 76.85 Bb 10.29 Bb 2.031 Bb 278.56 Bb 32.16 Bb 17.62 Bb 12.13 Bb
超高产 SHY (n=5) 8.44 Aa 77.24 Aa 11.17 Aa 2.496 Aa 298.34 Aa 33.72 Aa 15.78 Aa 14.39 Aa
2012
中产 MY (n=7) 6.56 Bc 69.91 Cc 9.28 Cc 1.912 Cc 260.05 Cc 29.64 Cc 18.19 Cc 11.42 Cc
高产 HY (n=7) 8.12 Aa 76.46 Bb 10.34 Bb 2.127 Bb 289.21 Bb 32.24 Bb 17.44 Bb 12.39 Bb
超高产 SHY (n=6) 8.49 Aa 77.93 Aa 11.68 Aa 2.732 Aa 311.53 Aa 33.95 Aa 15.54 Aa 14.61 Aa
H: 抽穗期; M: 成熟期。MY: 中产; HY: 高产; SHY: 超高产。同一年内同列不同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield. H: heading; M: maturity. Values followed by different letters of the same
year are significantly different at the 0.05 (lowercases) and 0.01 (capitals) probability levels.

表 4 不同产量水平杂交晚粳稻根系干重及根冠比特征
Table 4 Dry weight of root and root-shoot ratio of late japonica hybrid rice at each growth period under different yield levels
拔节期 Jointing 抽穗期 Heading 成熟期 Maturity
类型
Type
单茎根重
DWR
(g plant–1)
根冠比
RSR
单茎根重
DWR
(g plant–1)
根冠比
RSR
单茎根重
DWR
(g plant–1)
根冠比
RSR
颖花根流量
Bleeding sap
per spikelet
(mg h–1)
实粒根流量
Bleeding sap
per filled grain
(mg h–1)
粒重根流量
Bleeding sap per
unit grain weight
(mg g–1 h–1)
2011
中产 MY (n=9) 0.183 Cc 0.207 Bb 0.341 Bc 0.103 Bc 0.167 Bc 0.067 Bc 1.718 Bc 1.975 Bb 9.072 Bc
高产 HY (n=7) 0.225 Bb 0.264 ABa 0.367 Ab 0.125 Ab 0.185 Ab 0.083 Ab 1.973 ABb 2.262 ABa 11.152 Bb
超高产 SHY (n=5) 0.253 Aa 0.283 Aa 0.373 Aa 0.132 Aa 0.192 Aa 0.094 Aa 2.259 Aa 2.428 Aa 13.639 Aa
2012
中产 MY (n=7) 0.186 Cc 0.214 Bc 0.352 Bc 0.107 Bc 0.174 Bc 0.067 Bc 1.757 Bc 1.982 Bb 9.156 Cc
高产 HY (n=7) 0.246 Bb 0.272 Ab 0.368 Ab 0.129 Ab 0.188 Ab 0.086 Ab 2.039 ABb 2.311 ABa 11.323 Bb
超高产 SHY (n=6) 0.271 Aa 0.296 Aa 0.374 Aa 0.134 Aa 0.197 Aa 0.096 Aa 2.376 Aa 2.511 Aa 14.137 Aa
同一年内同列不同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield. DWR: dry weight of root; RSR: root-shoot ratio. Values followed by dif-
ferent letters are significantly different at the 0.05 (lowercases) and 0.01 (capitals) probability levels.


686 作 物 学 报 第 40卷

表 5 不同产量水平杂交晚粳稻主要生育时期植株含氮率和氮积累量特征
Table 5 N content and uptaking in plant of late japonica hybrid rice at main growth period under different yield levels
含氮率 N content (%) 氮积累量 N accumulation (t hm–2) 类型
Type 拔节期
Jointing
抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
拔节期
Jointing
抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
2011
中产 MY (n=9) 2.02 Aa 1.27 Bc 1.00 Cc 0.069 Aa 0.131 Bc 0.169 Cc
高产 HY (n=7) 1.86 Bb 1.47 Ab 1.04 Bb 0.061 Aa 0.154 Ab 0.197 Bb
超高产 SHY (n=5) 1.72 Bc 1.59 Aa 1.18 Aa 0.055 Ab 0.169 Aa 0.216 Aa
2012
中产 MY (n=7) 2.04 Aa 1.33 Bc 0.93 Cc 0.070 Aa 0.138 Bc 0.172 Cc
高产 HY (n=7) 1.93 Bb 1.48 Ab 1.22 Bb 0.064 Aa 0.156 Ab 0.196 Bb
超高产 SHY (n=6) 1.74 Bc 1.62 Aa 1.47 Aa 0.057 Ab 0.173 Aa 0.223 Aa
同一年内同列不同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
MY: medium yield; HY: high yield; SHY: super-high yield. Values followed by different letters of the same year are significantly dif-
ferent at the 0.05 (lowercases) and 0.01 (capitals) probability levels.

表 6 不同产量水平杂交晚粳稻氮肥利用效率
Table 6 N use efficiency of late japonica hybrid rice under different yield levels
类型
Type
氮肥当季利用率
NUE (%)
氮肥生理利用率
PE (%)
氮肥农学利用率
AE
氮肥表观生产力
AYN
100 kg 籽粒需氮量
NRG (kg)
2011
中产 MY (n=9) 37.43 Bb 37.83 Bb 14.16 Bb 34.38 Bb 1.82 Ab
高产 HY (n=7) 37.77 Bb 42.78 Aa 16.95 ABa 39.06 Aa 1.87 Ab
超高产 SHY (n=5) 40.93 Aa 44.20 Aa 18.09 Aa 40.46 Aa 1.98 Aa
2012
中产 MY (n=7) 38.58 Bc 37.50 Bb 14.47 Bb 34.76 Bb 1.83 Ab
高产 HY (n=7) 40.27 ABb 42.64 Aa 17.17 Bb 39.32 Aa 1.85 Ab
超高产 SHY (n=6) 41.97 Aa 43.82 Aa 18.39 Aa 40.87 Aa 2.02 Aa
2011年中产、高产、超高产田对照区产量分别为 5.46、5.97、6.04 t hm–2, 土壤供氮量分别为 0.068、0.090、0.106 t hm–2; 2012
年中产、高产、超高产田对照区产量分别为 5.48、5.98、6.07 t hm–2, 土壤供氮量分别为 0.068、0.087、0.109 t hm–2。同一年内同列不
同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
In control plots (without nitrogen application) of medium, high, super-high yielding field, grain yield were 5.46, 5.97, 6.04 t hm–2 in
2011 and 5.48, 5.98, 6.07 t hm–2 in 2012, and nitrogen rates supplied from soil were 0.068, 0.090, 0.106 t hm–2 in 2011 and 0.068, 0.087,
0.109 t hm–2 in 2012, respectively. Values followed by different letters of the same year are significantly different at the 0.05 (lowercases)
and 0.01 (capitals) probability levels. NUE: apparent nitrogen use efficiency; PE: physiological efficiency; AE: agronomic efficiency; AYN:
apparent yield of nitrogen. NRG: nitrogen requirement for 100 kg grains.

2.4 双季杂交晚粳稻其他品种超高产形成特征
2011—2012 年, 在江西上高县进行不同双季杂
交晚粳稻品种超高产连片攻关试验(表 7), 每一品种
种植面积 0.067 hm2以上, 结果表明超高产产量构成
与甬优 8 号有较大相似性 ; 双季杂交晚粳稻产量
10.5 t hm–2以上的群体颖花量均为 50 000×104 hm–2
以上, 结实率 86.0%左右, 千粒重 26 g左右。
对不同品种杂交晚粳稻群体特征及养分吸收利
用特性分析发现(表 8), 不同品种杂交晚粳稻具有与
甬优 8 号类似特性。超高产群体茎蘖成穗率 78%以
上, 其中 2011年甬优 7号成穗率高达 80% (表 8); 超
高产群体成熟期总生物量均在 19.0 t hm–2以上, 收
获指数 0.490以上, 颖花/叶(cm2)为 0.700左右, 氮素
当季利用率 40%以上。另外, 不同品种杂交晚粳稻
的根重及活力(数据未列)等其他特征与甬优 8 号有
一定相似性, 在此不赘述。
第 4期 许 轲等: 双季杂交晚粳稻超高产形成特征 687


表 7 不同品种杂交晚粳稻超高产攻关方产量及构成
Table 7 Grain yield and its components of different cultivars of late japonica rice in demonstration fields
年份
Year
品种
Cultivar
田块数
No. of
plots
穗数
No. of
panicles
(×104 hm–2)
每穗粒数
Grains per
panicle
总颖花量
No. of total
spikelets
(×104 hm–2)
结实率
Filled-grain
percentage
(%)
千粒重
1000-grain
weight
(g)
理论产量
Theoretic
yield
(t hm–2)
实际产量
Actual yield
(t hm–2)
2011 甬优 7号 Yongyou 7 3 280.95 Aa 178.26 Bb 50082.15 Bb 86.06 Aa 25.75 Aa 11.10 Aab 10.87 ABab
2012 甬优 538 Yongyou 538 5 259.20 Bb 191.52 ABa 49641.98 Cc 86.05 Aa 25.68 Aa 10.97 Ab 10.81 ABb
甬优 2640 Yongyou 2640 5 260.10 Bb 201.46 Aa 52399.75 Aa 85.36 Bb 25.33 Ab 11.33 Aa 11.08 Aa
品种间不同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
Values followed by different letters are significantly different at the 0.05 (lowercases) and 0.01 (capitals) probability levels.

表 8 不同品种杂交晚粳稻超高产攻关方群体特征及氮素利用率
Table 8 Population characteristics and N utilization of different cultivars late japonica rice in demonstration fields
年份
Year
品种
Cultivar
田块数
No. of
plots
成穗率
Ratio of productive
tillers to total tillers
(%)
总生物量
Total dry matter
accumulation
(t hm–2)
收获指数
Harvest
index
颖花/叶
Spikelets per
cm2 leaf area
氮肥当季
利用率
Nitrogen use
efficiency (%)
2011 甬优 7号 Yongyou 7 3 80.05 Aa 19.05 Bb 0.501 ABa 0.657 Bc 40.84 ABbc
2012 甬优 538 Yongyou 538 5 78.64 Bb 19.84 Aa 0.497 ABa 0.702 Ab 40.05 Bc
甬优 2640 Yongyou 2640 5 78.52 Bb 19.93 Aa 0.503 Aa 0.727 Aa 41.87 Aa
品种间不同字母分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著性。
Values followed by different letters are significantly different at the 0.05 (lowercases) and 0.01 (capitals) probability levels.

3 讨论
3.1 双季杂交晚粳稻超高产产量形成特征
水稻产量由库容(由有效穗数和每穗粒数组成)
和充实度(结实率和千粒重)两部分构成。水稻超高产
实现关键在于如何稳定实现产量构成因素在较高水
平上的协同发展[23]。前人较一致认为“以足量大穗形
成高群体颖花量”是水稻超高产产量形成的一条重
要途径[14,16,24-25]。本试验结果表明, 在南方双季稻区
不同产量水平杂交晚粳稻高产实现的途径有所不同,
产量水平由中产到高产, 主要依靠提高有效穗数并
适当增大穗型; 产量由高产到超高产水平, 需在适
量增加穗数的同时主攻大穗来提高群体颖花量。表
面上看与单季粳稻和双季晚籼稻超高产产量形成规
律一致, 实质上有较大区别。本研究中甬优8号结实
率和千粒重较在单季稻区种植均有所降低, 原因是
引种至双季稻区作为晚稻种植后全生育期大大缩短,
籽粒的灌浆充实不及单季稻区。若进一步挖掘其高
产潜力, 应从扩大库容着手, 同时与稳定的结实率、
千粒重协同发展。南方双季晚稻较同期单季稻区气
候有“高温、高湿、温差小”的特点, 单位面积所容纳
的穗数有限(粳稻群体茎蘖数多, 易感染纹枯病和稻
曲病, 同时群体过大易贪青晚熟), 仅依靠增穗扩库
容不符合客观实际, 因此, 实现双季杂交晚粳稻较
大库容关键在于稳定或适当增加单位面积穗数, 同
时主攻大穗, 提高群体“安全库容”[16]。双季杂交晚
粳稻超高产群体保持稳定的结实率和千粒重难度较
大, 种植双季晚粳稻的各个环节必须更加精确, 实
现超高产群体颖花量和较高的结实率、千粒重协同
发展。本文仅针对大穗型杂交粳稻品种甬优8号, 其
它类型粳稻品种产量形成特征还有待进一步研究。
3.2 双季杂交晚粳稻超高产群体形成特征
双季晚粳稻超高产群体起点较高, 茎蘖增长速
度慢, 在有效分蘖临界叶龄期及时够苗, 且高峰苗
数量小, 后期(抽穗至成熟期)群体茎蘖数消亡较平
缓, 抽穗期达预期穗数, 成穗率较高(78%以上)。虽
然双季晚粳稻和单季粳稻超高产群体均是同一生育
时期够苗, 但双季晚粳稻群体茎蘖数更需要依靠主
茎数(群体起点高), 单季稻主要依靠分蘖数(群体起
点低), 因双季晚粳稻全生育期较单季粳稻明显缩短,
其中缩短较多的是营养生长期[26], 分蘖的发生主要
在该生育时期, 因此双季晚粳稻超高产田基本苗高
于单季粳稻。另外, 双季晚粳稻超高产田茎蘖增长
速度小于单季粳稻, 分析其原因可能是双季晚粳稻
秧苗移栽大田后 , 田间温度较高 , 茎蘖发生受阻 ;
生育中期和后期的茎蘖动态与单季稻区超高产田变
化趋势相似[16]。
与双季晚粳稻中产和高产群体相比, 超高产群
688 作 物 学 报 第 40卷

体叶面积指数、光合势和干物质重方面表现为, 拔
节期前生长量小, 中期生长量明显提高, 抽穗至成
熟期物质生产能力较强(叶面积、光合势和干物质量
均高)。源、库、流特征表现为粒叶比高、物质运转
率高、收获指数高; 根系特征表现为根量大(抽穗期
至成熟期单茎根重及根冠比均高)、根系活性强(根系
伤流量大); 氮素吸收利用特征表现为吸收能力强 ,
积累量大(抽穗期至成熟期, 群体植株含氮率和含氮
量均显著或极显著高于中产和高产水平群体), 氮素
当季利用率高(40%以上)。与单季粳稻和双季籼稻超
高产群体质量特征[14-15,17,27-28]相比有一定相似性, 但
双季晚粳稻超高产具有自身特征, 例如, 群体物质生
产方面, 双季晚粳稻生育前期物质积累量较少, 产量
更多来自于生育中后期的物质生产, 这正是双季晚
粳稻高产优势所在, 即双季稻区晚稻季充足的温光资
源使晚粳稻生育后期具有更强的物质生产能力[26]。因
此, 应依据双季晚粳稻群体特征适时调整栽培策略。
3.3 双季杂交晚粳稻 10.5 t hm–2以上超高产群体
指标
本课题组已连续多年在江西不同纬度地区开展
“籼改粳”研究, 晚粳稻较当地晚籼稻表现出较大产
量优势, 2011—2012年上高县 6.77 hm2连片示范方
平均实际产量均超过了 9.75 t hm–2 (江西省农业厅组
织专家进行田间实际产量测定), 较当地晚籼稻高
15%以上(江西省农业厅组织对当地晚籼稻田间实际
产量测定, 最高产为 8.25 t hm–2左右), 达到超高产
水平 [26]; 同时 , 最高产田块实际产量甚至超过了
10.5 t hm–2 (2011、2012年甬优 8号最高产量分别为
10.8 t hm–2和 10.9 t hm–2)。可见, 杂交晚粳稻在当地
种植的产量潜力较大, 9.75 t hm–2是推广晚粳稻的产
量起点。为此, 依托本研究, 单独分析 10.5 t hm–2以
上超高产田块, 提出双季杂交晚粳稻 10.5 t hm–2以
上超高产群体指标(表 9), 供双季晚粳稻超高产栽培
和育种参考。

表 9 双季杂交晚粳稻 10.5 t hm–2以上超高产群体指标
Table 9 Population indexes of super high-yielding (>10.5 t hm–2) late japonica hybrid rice in double-cropping rice area
项目
Item
适宜数量值
Optimum value
群体颖花量 Population spikelets (×104 hm−2) >50000
结实率 Filled-grain percentage (%) ~86.0
千粒重 1000-grain weight (g) ~26
分蘖成穗率 Ratio of productive tillers to total tillers (%) ~78.0
孕穗期叶面积指数 Leaf area index at booting ~8.0
成熟期叶面积指数 Leaf area index at maturity ≥3.5
抽穗至成熟期光合势 Leaf area duration from heading to maturity (×104 m2 d hm−2) >300
总光合势 Total photosynthetic potential (×104 m2 d hm−2) >560
抽穗期干物重 Dry matter weight at heading (t hm−2) ~10.5
成熟期干物重 Dry matter weight at maturity (t hm−2) ~19.0
收获指数 Harvest index >0.490
有效叶面积率 Ratio of leaf area of productive tillers (%) ≥94.0
高效叶面积率 Ratio of leaf area for top three leaves of productive tillers (%) ≥74.0
粒叶比 Grain-leaf ratio (No. of spikelets per cm2 leaf area) ≥0.633
茎鞘物质运转率 Translocation ratio of matter from stems and sheaths (%) ≥14.0
抽穗期根冠比 Root-shoot ratio at heading ≥0.133
颖花根流量 Spikelet-root bleeding sap (mg m−2 h−1) ≥2.259

3.4 双季杂交晚粳稻超高产调控途径及关键栽
培技术的探讨
进行超高产栽培时, 要达到上述群体指标, 应以
超高产群体形成特征为依据, 采取综合栽培措施, 限
于文章篇幅, 在此列出几项关键栽培技术供探讨。
(1)选择生育期适宜、穗型较大的粳稻稻品种。
双季晚粳稻营养生长期较单季稻区大大缩短, 粳稻
品种有效分蘖叶位减少, 应选择生育期适宜且穗型
大、灌浆速率快的粳稻品种。
(2)延长育秧时间, 培育壮秧。通过延长秧苗生
长期, 向前延伸双季晚粳稻营养生长期, 培育叶蘖
同伸壮秧(移栽时分蘖2个以上), 充分挖掘晚粳稻超
第 4期 许 轲等: 双季杂交晚粳稻超高产形成特征 689


高产潜力。
(3)建立较大群体起点。双季晚粳稻营养生长期
短, 靠分蘖争取足穗较为困难。一方面可培育带蘖
壮秧, 另一方面可适当增加基本苗, 依据基本苗公
式精确群体起点。
(4)精确肥水管理。根据晚粳稻产量目标采用斯
坦福方程精确计算施氮量。同时, 双季晚粳稻氮肥
运筹与单季粳稻有一定差别, 依靠前期重施基蘖肥,
促使晚粳稻群体茎蘖早发快发, 及时够苗, 最终达
到足穗; 近年专题试验研究认为氮肥运筹应以7︰3
较为适宜(相关研究将另文阐述)。双季晚粳稻水分管
理除参照单季粳稻超高产方案外, 还应区别于当地
晚籼稻品种类型, 粳稻后期需水量大, 需根据后期
群体状况进行水分精确管理。
4 结论
与中产和高产水平群体相比, 双季杂交晚粳稻
超高产群体产量构成特征为穗数足、穗型大、结实
率和千粒重正常 ; 群体茎蘖动态特征为群体起点
高、及时够苗和够苗后及时转入平缓增长, 高峰苗
数量小、后期群体下降平缓、至抽穗期具有适宜穗
数; 群体质量特征为光合势、粒叶比、物质运转率、
收获指数高, 根系发达、活力强, 氮素吸收多、利用
率高。
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