全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016, 42(6): 886897 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家公益性行业(农业)科研专项(201303102), 农业部超级稻专项(02318802013231), 宁波市重大科技项目(2013C11001), 江
苏省重点研发项目(BE2015340), 扬州大学研究生创新培养计划项目(KYLX15_1371), 扬州大学科技创新培育基金(2015CXJ042)和基
于模型与 GIS的高邮市小麦精确管理和诊断调控技术的开发与示范推广(SXGC[2013]248)资助。
This study was supported by China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest (201303102), the Special Program of
Super Rice of the Ministry of Agriculture (02318802013231), the Great Technology Project of Ningbo City (2013C11001), the Key Projects
of Jiangsu Province (BE2015340), Innovative Training Program of Yangzhou University (KYLX15_1371), Science and Technology Innova-
tion Fund of Yangzhou University (2015CXJ042), and Precise Diagnosis and Management of Control Technology Based On Modelling and
GIS of Gaoyou City (SXGC[2013]248).
* 通讯作者(Corresponding authors): 张洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn; 戴其根, E-mail: qgdai@yzu.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: 920964110@qq.com
Received(收稿日期): 2015-11-07; Accepted(接受日期): 2016-03-14; Published online(网络出版日期): 2016-03-22.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160322.1604.008.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00886
水稻甬优 12产量 13.5 t hm–2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用
特征
韦还和 1 孟天瑶 1 李 超 1 张洪程 1,* 戴其根 1,* 马荣荣 2 王晓燕 3
杨筠文 4
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 浙江省宁波市农业科学院作物
研究所, 浙江宁波 315101; 3 浙江省宁波市种子公司, 浙江宁波 315101; 4 浙江省宁波市鄞州区农业技术服务站, 浙江宁波 315100
摘 要: 为探明甬优 12 超高产群体的磷素吸收与积累特征, 2013—2014 年, 对高产(10.5~12.0 t hm–2)、更高产
(12.0~13.5 t hm–2)、超高产( >13.5 t hm–2) 3个产量群体的磷素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明: (1)
生育期植株含磷量, 不同产量水平群体间无显著差异; 拔节期磷素吸收量呈高产群体>更高产群体>超高产群体; 而
抽穗期和成熟期磷素吸收量则呈超高产群体>更高产群体>高产群体。播种至拔节期的磷素积累量与产量呈极显著负
相关; 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素积累量与产量呈极显著正相关。(2)甬优 12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片
和穗部磷素积累量分别为 41.4、8.5和 8.9 kg hm–2, 高于更高产群体(37.9、7.6和 8.1 kg hm–2)和高产群体(32.3、6.8
和 7.0 kg hm–2)。抽穗期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与产量呈极显著正相关; 甬优 12超高产群体成熟期茎鞘、
叶片和穗部磷素积累量分别为 14.5、4.4和 62.3 kg hm–2, 高于更高产群体(13.6、3.3和 55.9 kg hm–2)和高产群体(11.2、
2.7和 48.7 kg hm–2)。成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与实产呈极显著正相关。此外, 花后茎鞘磷素转运量
亦与产量呈极显著正相关。(3)两年中, 甬优 12超高产群体磷素籽粒生产率(kg grain kg–1)和偏生产力(kg kg–1)分别为
171.5、92.7, 低于更高产(173.2、99.6)和高产群体(173.5、100.4); 超高产群体磷收获指数为 0.768, 显著高于更高产
(0.761)和高产(0.758)群体。与对照相比, 甬优 12超高产群体磷素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟
期高的特点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著负相关; 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈
极显著正相关。甬优 12超高产群体磷素利用效率较低, 在其超高产栽培管理中应重视磷素的高效利用。在本研究基
础上探讨了提高甬优 12超高产群体磷素利用效率的措施。
关键词: 甬优 12; 超高产; 群体; 磷素营养; 积累与分配
Accumulation, Distribution, and Utilization Characteristics of Phosphorus in
Yongyou 12 Yielding over 13.5 t ha–1
WEI Huan-He1, MENG Tian-Yao1, LI Chao1, ZHANG Hong-Cheng1,*, DAI Qi-Gen1,*, MA Rong-Rong2,
WANG Xiao-Yan3, and YANG Jun-Wen4
1 Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley, Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiol-
第 6期 韦还和等: 水稻甬优 12产量 13.5 t hm–2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征 887


ogy of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 2 Crop Research Institute, Ningbo Academy of Agricultural Sciences of
Zhejiang Province, Ningbo 315101, China; 3 Ningbo Seed Company of Zhejiang Province, Ningbo 315101, China; 4 Ningbo City Yinzhou District
Agricultural Technology Extension and Service, Ningbo 315100, China
Abstract: In order to determine the absorption and accumulation of phosphorus (P) in super high yielding rice population of
Yongyou 12, the field experiments were conducted with these populations of high yield (HY, 10.5–12.0 t ha–1), higher yield (HRY,
12.0–13.5 t ha–1), and super high yield (SHY, > 13.5 t ha–1) in 2013 and 2014. Results indicated that there was no significant dif-
ference in P content of plant at each growth stage among three yield groups. HY showed the highest P plant uptake while SHY the
lowest at jointing among three yield groups. Opposite trends were observed at heading and maturity stages. There existed a sig-
nificant (P<0.01) and negative correlation of the grain yield with P accumulation from sowing to jointing, while significant
(P<0.01) and positive correlations of grain yield with P accumulation from jointing to heading, and from heading to maturity. P
accumulation in the stem and sheath, leaf, and panicle at heading was 41.4, 8.5, and 8.9 kg ha–1, respectively for SHY, higher than
those for HRY (37.9, 7.6, 8.1 kg ha–1) and HY (32.3, 6.8, 7.0 kg ha–1). There existed significant (P<0.01) and positive correlations
of grain yield with P accumulation in stem and sheath, leaf, and panicle at heading. P accumulation of SHY in stem and sheath,
leaf, and panicle at maturity was 14.5, 4.4, 62.3 kg ha–1, respectively, higher than those of HRY (13.6, 3.3, 55.9 kg ha–1) and HY
(11.2, 2.7, 48.7 kg ha–1). There existed significant and positive linear correlation of grain yield with P accumulation in the stem
and sheath, leaf, and panicle at maturity and with P translocation from stem and sheath to grain after heading. When values were
averaged across two years, internal nutrient efficiency (kg grain kg–1) and partial factor productivity (kg kg–1) of SHY were 171.5
and 92.7, respectively, less than those of HRY (173.2, 99.6) and HY (173.5, 100.4). Harvest index of P of SHY was 0.768, signifi-
cantly higher than that of HRY (0.761) and HY (0.758). SHY showed lower P accumulation before jointing, while higher P accu-
mulation from jointing to heading, and from heading to maturity, when compared with check. There existed significant (P<0.01)
and negative correlation of grain yield with P accumulation from sowing to jointing, while significant (P<0.01) and positive cor-
relations of grain yield with P accumulation from jointing to heading, and heading to maturity. Relatively low P use efficiency was
observed in SHY, a great attention should be paid to improving P use efficiency. Finally, methods to improve P use efficiency of
SHY for Yongyou 12 were discussed.
Keywords: Yongyou 12; Super high yielding; Population; Phosphorus nutrient; Accumulation and distribution
磷素是水稻生长必需的三要素之一, 参与构成
植株体内生物大分子、多种重要化合物及各种生化
代谢过程, 同时可提高植株对 Fe2+、砷等重金属胁迫
的抗性[1-2]。在水稻生产上, 传统的磷肥施用习惯导
致我国农田磷素盈余现象较为普遍, 加速了水体富
营养化以及环境污染[3]。人们已就不同地区磷肥适
宜用量[4-5]、施用方式[6]等对水稻产量和品质影响进
行了较多研究, 这些研究为水稻生产上磷肥的合理
施用提供了借鉴和参考。
近些年, 随着超高产品种的选育以及栽培技术
的不断创新, 全国范围内的水稻高产( >12.0 t hm–2)记
录不断涌现, 人们就这些高产群体配套栽培技术[7-8]、
产量构成因素[9-10]等方面进行了相关研究报道。此外,
就高产群体的养分吸收特性亦有相关报道, 主要以
12.0~13.5 t hm–2的高产群体为研究对象[11-12]。甬优
12 已在生产上表现出较高的产量潜力, 连续多年在
长江中下游地区创造 13.5 t hm–2以上高产记录[13-14]。
当前就甬优 12 超高产群体(≥13.5 t hm–2)以及产量
差异群体的生长发育特征[14]、株型特征[15]等方面已
有相关研究报道。甬优 12超高产群体磷素利用效率
如何？磷素吸收利用特征是什么？产量差异群体的
磷素吸收利用特征存在哪些差异？尚缺乏系统研究
报道。为此, 本研究连续多年在甬优 12单产超 13.5
t hm–2 的丰产方上大田追踪测定 , 以更高产
(12.0~13.5 t hm–2)群体和高产(10.5~12.0 t hm–2)群体
为对照, 分析其磷素吸收、积累与分配特征及其与
稻谷产量的关系, 以期为水稻超高产和磷素高效利
用栽培管理提供理论与实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
籼粳交超级稻甬优 12, 主茎总叶数为 17叶, 伸
长节间数为 7个。
1.2 栽培管理与试验设计
于2013年和2014年在浙江省宁波市鄞州区洞桥
镇百梁桥村种粮大户许跃进田中进行甬优12超高产
攻关试验, 连片丰产方面积为6.67 hm2。土壤类型为
黄化青紫泥, pH 5.51, 含有机质38.37 g kg–1、全氮
0.16%、碱解氮82.45 mg kg–1、速效磷20.14 mg kg–1、
速效钾78.45 mg kg–1。两年中水稻生长期间的平均温
度、日照时数、降雨量见表1。
1.2.1 超高产( >13.5 t hm–2)群体的栽培管理 2
年中播种期均在 5 月中上旬, 塑料软盘育秧, 秧龄
20 d 左右, 移栽叶龄 4.1 叶左右, 平均带蘖数 0.51~

888 作 物 学 报 第 42卷

表 1 水稻生长期间平均温度、日照时数和降雨量
Table 1 Mean temperature, sunshine hours, and precipitation during rice growing seasons
温度 Temperature (℃) 日照时数 Sunshine hours (h) 降雨量 Precipitation (mm) 月份
Month 2013 2014 2013 2014 2013 2014
5月 May 22.2 21.7 192.4 139.1 73.6 144.8
6月 June 24.9 23.9 100.6 90.2 324.2 186.1
7月 July 31.5 28.5 338.3 195.3 69.3 149.9
8月 August 30.7 27.6 263.1 173.1 251.6 326.2
9月 September 25.5 25.2 223.8 165.2 32.9 53.2
10月 October 19.9 20.7 161.3 150.7 424.0 371.4
11月 November 13.8 15.4 178.3 163.9 42.6 54.7

0.62个, 栽插株行距为 30.0 cm × 26.7 cm, 每穴 2~3
个种子苗。施纯氮 330 kg hm–2, 按基蘖肥∶穗粒肥
=6∶4施用; 过磷酸钙(含 12% P2O5) 1250 kg hm–2,
按基蘖肥∶穗粒肥 = 5∶5施用; 钾肥(含 60% K2O)
750 kg hm–2, 按基蘖肥∶穗粒肥 = 4∶6施用。同时
基肥中加施 450 kg hm–2的硅肥(含 70% SiO2)。移栽
后采用湿润灌溉为主, 建立浅水层; 群体达到目标
穗数的 80%时搁田, 控制无效分蘖发生; 保持抽穗
扬花期田间 3 cm水层, 灌浆结实期间歇灌溉, 干湿
交替, 收割前 7 d断水搁田。按超高产栽培要求防治
病虫害。
1.2.2 更高产(12.0~13.5 t hm–2)群体的栽培管理
塑料软盘育秧, 秧龄20 d左右, 移栽叶龄4.1叶左
右, 栽插株行距为 30.0 cm × 26.7 cm, 每穴 2~3个种子
苗。施纯氮 300 kg hm–2, 按基蘖肥∶穗粒肥 = 6∶4施
用; 过磷酸钙(含 12% P2O5) 1050 kg hm–2, 按基蘖肥∶
穗粒肥 = 5∶5施用; 钾肥(含 60% K2O) 675 kg hm–2,
按基蘖肥∶穗粒肥 = 4∶6施用。同时基肥中加施 300
kg hm–2的硅肥(含 70% SiO2)。茎蘖数达到预期穗数的
90%左右时, 排水搁田; 保持抽穗扬花期田间 3 cm 水
层, 至成熟期实行湿润灌溉, 干湿交替, 收割前 7 d断
水搁田。按超高产栽培要求防治病虫害。
在连片超高产攻关田外选取部分甬优 12 田块
作为对照(CK), 对照田块(10.5~12.0 t hm–2)仍以塑
料软盘育秧, 秧龄 20 d 左右, 移栽叶龄 4.1 叶左右,
栽插株行距为 30.0 cm × 26.7 cm, 每穴 2~3个种子
苗。施纯氮 270 kg hm–2, 按基蘖肥∶穗粒肥 = 7∶3
施用; 过磷酸钙(含 12% P2O5) 900 kg hm–2, 全部基
施; 钾肥(含 60% K2O) 600 kg hm–2, 按基蘖肥∶穗
粒肥=5∶5 施用。当茎蘖数达到预期穗数时排水搁
田 , 拔节至成熟期实行湿润灌溉 , 干湿交替 , 按常
规高产栽培要求防治病虫害。
甬优 12不同产量关键栽培措施列于表 2。
1.3 测定项目与方法
于拔节期、抽穗期和成熟期, 从不同生长水平
群体田块各取 6 穴为 1 个样本, 将样本分成叶、茎
鞘、穗(抽穗期和成熟期), 置 105℃烘箱杀青 30 min,
以 75℃烘干至恒重, 测定干物质量。采用钒钼黄比
色法测定植株中的磷素含量。
成熟期调查每小区 100 穴, 计算有效穗数, 取
20 穴调查每穗粒数、结实率, 测定千粒重并计算理
论产量; 每小区实产收割面积 10 m2, 脱粒后晾晒,
并称重。
于成熟期, 从不同产量水平群体各取200穴, 计
算有效穗数, 取50穴考察穗部性状, 同时求得每穗
粒数和结实率; 在各代表性田块中采用五点法, 每
方20 m2, 收割稻种晾晒, 并抓取5组1000粒干种子
求千粒重。攻关田块实产由专家组测定验收。
1.4 计算方法与数据处理
某生育时期的干物重与该时期植株磷素含量乘
积为该时期磷素吸收量。某时期的磷素吸收量减去
前一个生育期的磷素吸收量为这2个生育期之间的
磷素积累量;
花后叶片磷素转运量(kg hm–2) = 抽穗期叶片磷
素吸收量成熟期叶片磷素吸收量;
花后茎鞘磷素转运量(kg hm–2) = 抽穗期茎鞘磷
素吸收量成熟期茎鞘磷素吸收量;
籽粒生产率(kg grain kg–1) = 籽粒产量/成熟期
植株磷素吸收量;
每吨籽粒磷素吸收量(kg t–1 grain) = 成熟期植
株磷素吸收量/籽粒产量;
磷素偏生产力(kg kg–1) = 籽粒产量/磷肥施用量;
磷素收获指数=成熟期籽粒磷素吸收量/成熟期
植株磷素吸收量。
运用Microsoft Excel软件录入数据, SigmaPlot软
件制图, SPSS软件统计分析。
第 6期 韦还和等: 水稻甬优 12产量 13.5 t hm–2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征 889


表 2 甬优 12不同产量群体关键栽培措施
Table 2 Key cultivation techniques in different yield groups of Yongyou 12
超高产群体 SHY (>13.5 t hm–2) 更高产群体 HRY (12.0~13.5 t hm–2) 高产群体 HY (10.5~12.0 t hm–2)
施氮量及施用比例 Nitrogen application rate and ratio
施纯氮 330 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥=6∶4施用
Nitrogen application rate is 330 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 6:4
施纯氮 300 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥 = 6∶4施用
Nitrogen application rate 300 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 6:4
施纯氮 270 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥 = 7∶3施用
Nitrogen application rate 270 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 7:3
施磷量及施用比例 Phosphorus application rate and ratio
过磷酸钙(含 12% P2O5) 1250 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥=5∶5施用
Phosphorus application rate is 1250 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 5:5
过磷酸钙(含 12% P2O5) 1050 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥 = 5∶5施用
Phosphorus application rate is 1050 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 5:5
过磷酸钙(含 12% P2O5) 900 kg hm–2
全部基施
Phosphorus application rate is 900 kg hm–2
All applied pre transplanting
施钾量及施用比例 Potassium application rate and ratio
钾肥(含 60% K2O) 750 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥=4∶6施用
Potassium application rate is 750 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 4:6
钾肥(含 60% K2O) 675 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥=4∶6施用
Potassium application rate is 675 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 4:6
钾肥(含 60% K2O) 600 kg hm–2
基蘖肥∶穗粒肥=5∶5施用
Potassium application rate is 600 kg hm–2
Ratio of basal and tiller and panicle is 5:5
施硅量 Silicon application rate
硅肥(含 70% SiO2) 450 kg hm–2
Silicon application rate is 450 kg hm–2
硅肥(含 70% SiO2) 300 kg hm–2
Silicon application rate is 300 kg hm–2
—
None
水分管理 Water management
群体达到目标穗数的 80%时搁田
抽穗扬花期田间 3 cm水层
灌浆结实期间歇灌溉, 干湿交替
Land drying until tiller developed 80%
of the target panicle, maintain 3 cm
water level during flowering, and
alternate wetting and drying irrigation.
群体达到目标穗数的 90%时搁田
抽穗扬花期田间 3 cm水层
灌浆结实期湿润灌溉, 干湿交替
Land drying until tiller developed 90%
of the target panicle, maintain 3 cm
water level during flowering, and
alternate wetting and drying irrigation.
群体达到目标穗数时搁田
灌浆结实期湿润灌溉, 干湿交替
Land drying until tiller developed
the target panicle, and alternate wetting
and drying irrigation during filling.
SHY: super high yield; HRY: higher yield; HY: high yield.

2 结果与分析
2.1 两年中甬优 12不同产量群体产量
由表 3可知, 2013年甬优 12超高产、更高产、
高产群体平均产量分别为 14.2、12.7和 10.9 t hm–2,
超高产群体产量显著高于更高产和高产群体。2014
年甬优 12超高产群体平均产量为 13.6 t hm–2 (13.5~
13.7 t hm–2), 显著高于更高产(12.4 t hm–2)和高产群
体(10.8 t hm–2)。
2.2 不同产量群体主要生育期含磷率及磷素吸
收量
2013 年和 2014 年拔节期植株含磷率呈高产群
体>更高产群体>超高产群体, 但差异不显著。2013
和 2014年抽穗期和成熟期植株含磷率均以超高产、

表 3 两年中甬优 12不同产量群体实产
Table 3 Grain yield of different yield groups of Yongyou 12 in 2013 and 2014
2013 2014
产量类型 Yield group 实产 Grain yield (t hm–2) 产量类型 Yield group 实产 Grain yield (t hm–2)
超高产 SHY 14.2 a 超高产 SHY 13.6 a
(n = 7) 13.8–14.4 (n = 4) 13.5–13.7
更高产 HRY 12.7 b 更高产 HRY 12.4 b
(n = 8) 12.4–13.3 (n = 10) 12.0–12.8
高产 HY 10.9 c 高产 HY 10.8 c
(n = 5) 10.7–11.2 (n = 6) 10.6–11.1
相同年份同一栏中标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著。
Values within the same column and the same year followed by different letters are significantly different at the 5% probability level.
SHY: super high yield; HRY: higher yield; HY: high yield.
890 作 物 学 报 第 42卷

更高产群体高于高产群体, 但差异不显著(图 1)。两
年中拔节期干物重呈高产群体>更高产群体>超高产
群体。抽穗期和成熟期干物重呈超高产群体>更高产
群体>高产群体, 差异显著(图 2)。两年中拔节期磷
素吸收量以高产群体最高, 超高产最低; 抽穗期和
成熟期呈超高产群体>更高产群体>高产群体, 差异
显著(图 3)。
2.3 不同产量群体关键生育阶段磷素积累量及
其与产量的关系
2013 年和 2014 年, 甬优 12 超高产群体磷素吸
收总量为 81.2 kg hm–2 (两年平均值), 显著高于更高
产群体(72.9 kg hm–2)和高产群体(62.6 kg hm–2)。两
年中播种至拔节期磷素积累量及磷素积累率均以高
产群体最高, 超高产群体最低; 拔节至抽穗期和抽
穗至成熟期磷素积累量和磷素积累率均呈超高产群
体>更高产群体>高产群体, 差异显著(表 4)。
如图 4 所示, 播种至拔节期磷素积累量与实产
呈极显著线性负相关 (y = 0.773x + 24.71, R2 =
0.4589**); 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量
与实产均呈极显著线性正相关, 线性方程分别为 y =
0.1853x + 5.7474, R2 = 0.8597**和 y = 0.2233x+8.1429,
R2 = 0.3820**。

图 1 甬优 12不同产量群体主要生育期含磷率
Fig. 1 P content at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014
相同年份同一生育期误差线上标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著。SHY: 超高产群体; HRY: 更高产群体; HY: 高产群体。
Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% (small) probability level at the same stage.
SHY: super high yield; HRY: higher yield; HY: high yield.

图 2 甬优 12不同产量群体主要生育期干物重
Fig. 2 Dry matter weight at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014
相同年份同一生育期误差线上标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著。SHY: 超高产群体; HRY: 更高产群体; HY: 高产群体。
Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% (small) probability level at the same stage. SHY: super high yield;
HRY: higher yield; HY: high yield.
第 6期 韦还和等: 水稻甬优 12产量 13.5 t hm–2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征 891



图 3 甬优 12不同产量群体主要生育期磷素吸收量
Fig. 3 P uptake at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014
相同年份同一生育期误差线上标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著。SHY: 超高产群体; HRY: 更高产群体; HY: 高产群体。
Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% (small) probability level at the same stage.
SHY: super high yield; HRY: higher yield; HY: high yield.

表 4 甬优 12不同产量群体关键生育阶段磷素积累量及积累率
Table 4 P uptake and P uptake rate during main growth periods in different yield groups of Yongyou 12
播种拔节期
Sowing to jointing
拔节抽穗期
Jointing to heading
抽穗成熟期
Heading to maturity 年份
Year
产量类型
Yield group
磷素吸收总量
P total uptake
(kg hm–2) 积累量
P uptake (kg hm–2)
积累率
Rate (%)
积累量
P uptake (kg hm–2)
积累率
Rate (%)
积累量
P uptake (kg hm–2)
积累率
Rate (%)
超高产 SHY (n = 7) 83.2 a 15.5 b 18.6 44.4 a 53.4 23.3 a 28.0
更高产 HRY (n = 8) 74.2 b 17.0 a 23.0 37.0 b 49.8 20.2 b 27.2
2013

高产 HY (n = 5) 64.5 c 17.7 a 27.4 29.3 c 45.4 17.5 c 27.1
超高产 SHY (n = 4) 79.2 a 15.1 c 19.0 42.6 a 53.8 21.5 a 27.1
更高产 HRY (n = 10) 71.5 b 16.8 b 23.5 36.3 b 50.7 18.4 b 25.7
2014

高产 HY (n = 6) 60.6 c 17.8 a 29.4 27.5 c 45.4 15.4 c 25.4
相同年份同一栏中标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著。
Values within the same column and the same year followed by different letters are significantly different at the 5% probability level.
SHY: super high yield; HRY: higher yield; HY: high yield.

2.4 不同产量群体各器官磷素积累、分配、转运
及其与产量的关系
2.4.1 抽穗期各器官磷素积累与分配及其与产量的
关系 两年中, 甬优 12超高产群体抽穗期茎鞘、
叶片和穗部磷素吸收量分别为 41.4、8.5 和 8.9 kg
hm–2, 高于更高产群体(37.9、7.6和 8.1 kg hm–2)和高
产群体(32.3、6.8和 7.0 kg hm–2)。抽穗期茎鞘磷素
吸收量与实产呈极显著线性正相关(y = 0.2669x +
2.4932, R2 = 0.7743**), 抽穗期叶片、穗部磷素吸收
量亦与实产呈极显著线性正相关, 线性方程分别为
y = 0.384x + 9.548, R2 = 0.1945**和 y = 1.2667x+
2.3408, R2 = 0.7571**(图 5)。
2.4.2 成熟期各器官磷素积累、分配及其与产量的
关系 两年中, 甬优 12超高产群体成熟期茎鞘、
叶片和穗部磷素吸收量分别为 14.5、4.4 和 62.3 kg
hm–2, 高于更高产群体(13.6、3.3和 55.9 kg hm–2)和
高产群体(11.2、2.7和 48.7 kg hm–2)。成熟期茎鞘、
叶片、穗部磷素吸收量均与实产呈极显著线性正相
关 , 线性方程分别为 y = 0.4878x + 6.0344, R2 =
0.5333**; y = 0.4041x + 11.087, R2 = 0.1839**和 y =
0.1621x + 3.4329, R2 = 0.6769**(图 6)。
2.4.3 花后叶片、茎鞘磷素转运量及其与产量的关系
由图 7可知, 两年中, 甬优 12超高产、更高产和
高产群体花后叶片磷素转运量分别为 4.1、4.3 和 4.0
kg hm–2, 茎鞘磷素转运量分别为 27.0、24.4和 21.1 kg
hm–2。花后叶片磷素转运量与实产未呈显著或极显著
线性正相关, 花后茎鞘磷素转运量则与实产呈极显
著线性正相关(y = 0.3817x + 3.236, R2 = 0.6902**)。
892 作 物 学 报 第 42卷


图 4 甬优 12关键生育阶段磷素积累量与产量关系
Fig. 4 Relationships between P uptake during main growth
periods and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014


图 5 抽穗期各器官磷素吸收量与产量关系
Fig. 5 Relationships between P uptake at plant organs at
heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014
第 6期 韦还和等: 水稻甬优 12产量 13.5 t hm–2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征 893



图 6 成熟期各器官磷素吸收量与产量关系
Fig. 6 Relationships between P uptake at plant organs at
maturity and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图 7 花后叶片、茎鞘磷素转运量与产量关系
Fig. 7 Relationships between P translocation in the leaf and
stem and sheath after heading and grain yield of Yongyou 12 in
2013 and 2014

2.5 不同产量群体磷素利用效率
由表 5 可知, 2013 年不同产量群体籽粒生产率
以更高产群体最高、高产群体最低, 2014 年则以高
产群体最高、超高产群体最低。2013年和 2014年, 甬
优 12超高产、更高产、高产群体磷素偏生产力分别
为 92.7、99.6和 100.4 kg kg–1(两年平均值), 超高产
群体磷素偏生产力显著低于高产群体。两年中, 甬
优 12 超高产群体磷收获指数为 0.768, 显著高于更
高产(0.761)和高产(0.758)群体。
3 讨论
3.1 甬优12超高产群体磷素吸收、积累与转运特
征及其与产量的关系
水稻群体磷素积累随生育进程呈增加趋势, 至
894 作 物 学 报 第 42卷

表 5 甬优 12不同产量群体磷素利用效率
Table 5 P use efficiency in different yield groups of Yongyou 12
年份
Year
产量类型
Yield group
籽粒生产率
INE (kg grain kg–1)
每吨籽粒磷素吸收量
PUGP (kg t–1 grain)
偏生产力
PFP (kg kg–1)
磷收获指数
HIP
2013 超高产 SHY 170.9 ab 5.86 a 94.7 b 0.770 a
(n = 7) 162.3179.5 5.496.02 91.3798.92 0.7600.797
标准差 S 7.2 0.24 2.74 0.01
变异系数 CV 4.2 4.15 2.89 1.66
更高产 HRY 172.2 a 5.84 a 100.8 a 0.762 b
(n = 8) 160.1209.2 4.786.25 96.20104.93 0.7500.790
标准差 S 15.6 0.46 3.00 0.01
变异系数 CV 9.1 7.85 2.98 1.63
高产 HY 169.0 b 5.93 a 100.9 a 0.759 b
(n = 5) 166.5175.6 5.706.29 97.95103.44 0.7490.768
标准差 S 6.6 0.24 1.97 0.01
变异系数 CV 3.9 4.00 1.95 1.16
2014 超高产 SHY 172.0 b 5.82 a 90.7 b 0.767 a
(n = 4) 164.4177.6 5.636.08 90.1491.36 0.7480.794
标准差 S 6.1 0.20 0.55 0.02
变异系数 CV 3.5 3.57 0.60 2.87
更高产 HRY 174.1 ab 5.77 ab 98.4 a 0.760 ab
(n = 10) 154.3203.1 4.926.48 95.51101.39 0.7470.788
标准差 S 13.6 0.43 2.18 0.01
变异系数 CV 7.8 7.52 2.21 1.50
高产 HY 178.1 a 5.62 b 100.0 a 0.757 b
(n = 6) 174.6181.3 5.515.73 98.56103.04 0.7470.767
标准差 S 2.9 0.09 1.60 0.01
变异系数 CV 1.6 1.61 1.61 0.86
相同年份同一栏中标以不同小写字母的值在 5%水平差异显著。
Values within the same column and the same year followed by different letters are significantly different at the 5% probability level. S:
standard deviation; CV: coefficient of variation; SHY: super high yield; HRY: higher yield; HY: high yield; INE: internal nutrient efficiency;
PUGP: P uptake in the grain per ton; PFP: partial factor productivity; HIP: harvest index of P.

成熟期达最大。李鸿伟等 [11]研究表明 , 超高产
(12.0~13.5 t hm–2)栽培下植株成熟期磷吸收量大致
为 75~80 kg hm–2。杜永等 [16]研究表明 , 超高产
(11.0~12.0 t hm–2)成熟期磷素吸收量为 79~82 kg
hm–2。潘圣刚等[12]研究表明, 超高产品种成熟期磷
素吸收量为 21.1~24.5 kg hm–2。纪洪亭等 [17]采用
Gompertz 模型拟合超级杂交稻磷素积累动态, 其成
熟期磷素吸收量为 32.3 kg hm–2。本试验条件下, 甬
优 12高产、更高产和超高产群体成熟期磷素吸收量
分别为 62.6、72.9、81.2 kg hm–2, 这与李鸿伟等[11]和
杜永等[16]的植株成熟期磷素吸收量范围较为接近 ,
而明显高于潘圣刚等[12]和纪洪亭等[17]报道的水稻成
熟期磷素吸收量, 这可能与试验品种差异有关。
当前就作物磷素吸收与积累特征及其与产量的
关系已有较多报道[11-12,17-19]。李鸿伟等[11]研究表明,
与常规高产栽培相比, 超高产栽培小麦和水稻磷素
吸收和积累均表现出拔节前较低、拔节至抽穗期、
抽穗至成熟期高的特点。潘圣刚等[12]研究表明, 与
对照相比, 超高产品种磷素吸收具有总吸收量高、
生育前期与对照差异较小、生育后期特别是幼穗分
化期至齐穗期吸收比例高的特点。李莉等[18]研究表
明, 中稻磷素积累量在分蘖至拔节期对产量贡献率
最大; 晚稻磷素积累量在抽穗至成熟期对产量贡献
率最大。纪洪亭等[17]研究表明, 超级杂交稻磷素积
累的最大速率出现在孕穗期前 8 d; 磷素快速增长期
出现在拔节期至抽穗前 7 d, 此期磷素积累量占总积
累量的 68.4%。本试验条件下, 与对照相比, 甬优 12
超高产群体磷素积累量具有拔节期较低、拔节至抽
第 6期 韦还和等: 水稻甬优 12产量 13.5 t hm–2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征 895


穗期和抽穗至成熟期积累量高的特点, 且以拔节至
抽穗期磷素积累量最高, 此期磷素积累量占总积累
量的 53.6%。此外, 播种至拔节期磷素积累量与产量
呈极显著线性负相关; 拔节至抽穗期、抽穗至成熟
期磷素积累量与产量呈极显著线性正相关。因此 ,
在甬优 12超高产栽培管理中, 应适当控制生育前期
磷素养分积累, 重点增加拔节至抽穗期、抽穗至成熟
期的磷素养分积累; 此外, 拔节至抽穗期、抽穗至成熟
期也是水稻高产磷高效协调统一的关键阶段[19]。甬优
12超高产( >13.5 t hm–2)群体播种至拔节期、拔节至
抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量和积累比例适宜
值分别为 15.1~15.5 kg hm–2、18.6%~19.0%, 42.6~
44.4 kg hm–2、53.4%~53.8%, 21.5~23.3 kg hm–2、27.1%~
28.0%, 仅供参考。
张亚洁等[20]研究表明, 抽穗期、成熟期以及抽
穗至成熟期植株磷素吸收量与稻谷产量均呈极显著
正相关。陈进红等[21]研究表明, 杂交粳稻超高产组
合抽穗期穗部磷素吸收量高于高产组合, 叶片和茎
鞘磷素吸收量则低于高产组合。王晓燕等[14]研究表明,
甬优 12 超高产群体具有花后干物质积累量多、根系
活力强等特点, 因此也增加了生育后期养分吸收量。
本试验条件下, 甬优 12 超高产抽穗期、成熟期以及
抽穗至成熟期植株磷素吸收量均显著高于对照; 抽
穗期和成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素吸收量亦高
于对照, 且均与稻谷产量呈极显著线性正相关。甬优
12 超高产群体各器官中较高的磷素吸收量有利于促
进植株自身系统构建(核酸、核蛋白和磷脂), 提高光
合生产中所需物质和能量代谢原料(糖类、脂肪、蛋
白质、ATP和 ADP), 以及提高植株抗逆性[22]。
此外, 花后叶片磷素转运量与实产未呈显著或
极显著线性正相关, 花后茎鞘磷素转运量则与实产
呈极显著线性正相关, 这说明提高花后茎鞘向籽粒
的磷素转运量而非花后叶片磷素转运量或许是协同
提高水稻产量和磷素利用效率的重要途径。水稻谷
粒中大部分为碳水化合物, 在碳水化合物的代谢中
必须先进行磷酸化作用, 而磷在叶片直接参与光合
磷酸化[23], 花后叶片向籽粒的磷素转运量过多, 势必
会影响光合作用, 进而影响稻谷产量和磷素吸收利
用。因此, 花后叶片向籽粒的磷素转运量应有适宜值,
既保证籽粒的形成, 又不影响光合作用和稻谷产量。
3.2 甬优 12 超高产群体的磷素利用效率及提高
措施
如何实现作物高产与肥料高效利用协同, 一直
是研究者们关注的热点, 水、肥资源高投入高产出
的现象在水稻生产上仍较普遍[24-25]。李鸿伟等[11]研
究表明, 通过改进栽培措施(实地氮肥管理模式和轻
干湿交替灌溉)可协同提高作物产量和磷素籽粒生
产率、偏生产力和磷收获指数。李莉等[18,23]研究表
明, 与低产群体相比, 高产群体的磷素籽粒生产效
率和磷收获指数显著提高, 且磷效率对水稻产量的
贡献率依次为磷吸收效率>利用效率>转运效率。杜
永等 [16]研究表明, 与对照高产群体相比, 迟熟中粳
超高产群体的磷素籽粒生产率和每吨籽粒磷素吸收
量均高于对照, 但差异均不显著。本试验条件下, 甬
优12超高产群体成熟期植株磷素吸收量显著高于对
照, 而甬优12超高产群体磷素籽粒生产率(kg grain
kg–1)为171.5, 低于更高产群体 (173.2)和高产群体
(173.5)。说明超高产群体磷素吸收量增多, 磷素籽粒
生产率反而降低。造成这种现象的原因可能是因为
边际效应 [20], 即随着磷肥用量的增加, 至一定程度
后, 同样吸收1 kg 磷, 生产出的稻谷产量反而减少,
这也表明甬优12超高产群体磷肥利用率较低。此外,
甬优12超高产群体磷素偏生产力也低于对照。因此,
在其超高产栽培管理中应重视磷素的高效利用。
就甬优 12超高产群体磷肥高效施用技术, 我们
提出如下两点: (1)可根据凌启鸿等[26]提出的磷肥施
用量公式, 即磷肥施用量 = (土壤速效磷最佳浓度
土壤速效磷含量)/磷肥系数 , 确定当季水稻的磷肥
施用量。在磷素肥料的选用上, 除了常规的过磷酸
钙外, 还可适当混施含磷复合肥(如磷酸二胺)和有
机无机复混肥。此外, 在磷肥施用方法上, 应摒弃过
去传统的“一头轰”即全部作基肥施用, 可适当分基
肥和穗粒肥施用。(2)良好的根系活力可促进植株对
磷素吸收[27]。本研究以及前人的研究结果[11-12,17-19]
均表明, 拔节至抽穗期和抽穗至成熟期是水稻植株
磷素积累的关键阶段, 因此应重视这两个阶段植株
的根系活力。水稻常规栽培管理中, 在拔节至抽穗
阶段会搁田, 以控制群体无效分蘖发生。在搁田管
理中, 应多次轻搁、切勿重搁, 以防对根系造成损
伤。此外, 在抽穗至成熟期的水分管理上, 可采取轻
干湿交替灌溉技术, 维持较高的根系活力、防止根
系早衰 [28-29], 促进植株对磷素吸收, 实现磷素的高
效利用。
4 结论
与对照相比, 甬优 12超高产群体磷素吸收具有
896 作 物 学 报 第 42卷

拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特
点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著线性
负相关; 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量
与产量呈极显著线性正相关。抽穗期、成熟期植株
叶片、茎鞘和穗部磷素吸收量以及花后茎鞘磷素转
运量均与产量呈极显著线性正相关。甬优 12不同产
量群体各生育期含磷率无显著差异, 不同产量群体
各生育期磷素积累量差异主要取决于其干物质积累
差异。
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