全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(11): 20162027 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD16B03), 超级稻配套栽培技术开发与集成(农业部专项), 江苏省科技支撑计划项
目(BE2012301，BE2013394), 江苏省农业科技自主创新基金(CX[12]1003.9), 扬州大学“新世纪人才工程”和江苏省研究生科研创新
计划项目(KYLX_1353)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: yajiehu@163.com
Received(收稿日期): 2014-03-11; Accepted(接受日期): 2014-09-16; Published online(网络出版日期): 2014-10-08.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20141008.1000.011.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.02016
籼粳杂交稻甬优 2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨
胡雅杰 1 朱大伟 1 钱海军 1 曹伟伟 1 邢志鹏 1 张洪程 1,* 周有炎 2
陈厚存 3 汪洪洋 4 戴其根 1 霍中洋 1 许 轲 1 魏海燕 1 郭保卫 1
1 扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 2 江苏省兴化市农业
局, 江苏兴化 225700; 3 江苏省海安县作物栽培技术指导站, 江苏海安 226600; 4 江苏省东海县作物栽培技术指导站, 江苏东海
222300
摘 要: 选用大穗型籼粳杂交稻甬优2640, 以国家粮食丰产科技工程实施基地江苏东海、兴化和海安6.4、6.8和
7.3 hm2连片超高产攻关方为依托, 对籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体(13.5 t hm–2左右)和高产群体(12.0 t hm–2左右)
系统比较研究, 旨在阐明秸秆还田条件下钵苗机插水稻超高产产量构成及其群体特征。结果表明, 与高产群体相比,
籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体表现穗型大、粒数多和群体颖花量高, 有效穗数、结实率和千粒重相当; 群体茎蘖数
生育前期稳步增长, 有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数, 拔节期高峰苗数量少, 拔节之后缓慢消减, 最终成穗率高; 群
体叶面积指数有效分蘖临界叶龄期和拔节期较小, 孕穗期达最大值(8.5左右), 此后平稳减少, 成熟期仍保持3.5以上;
群体干物质积累量有效分蘖临界叶龄期和拔节期相当, 拔节后积累较快, 孕穗期、抽穗期和成熟期显著或极显著增高,
且生育中、后期干物质积累比例高; 群体氮素积累、群体光合势、群体生长率和净同化率表现为“前小, 中高, 后强”。
说明水稻钵苗机插超高产群体生育中、后期具有较强的光合物质生产力和较高的氮素积累量。本文还探讨了秸秆还
田条件下水稻钵苗机插超高产栽培关键技术。
关键词: 钵苗机插; 籼粳杂交稻; 超高产; 产量构成; 群体特征
Some Characteristics of Mechanically Transplanted Pot Seedlings in Super
High Yielding Population of Indica-Japonica Hybrid Rice Yongyou 2640
HU Ya-Jie1, ZHU Da-Wei1, QIAN Hai-Jun1, CAO Wei-Wei1, XING Zhi-Peng1, ZHANG Hong-Cheng1,*,
ZHOU You-Yan2, CHEN Hou-Cun3, WANG Hong-Yang4, DAI Qi-Gen1, HUO Zhong-Yang1, XU Ke1, WEI
Hai-Yan1, and GUO Bao-Wei1
1 Innovation Center of Rice Cultivation Technology in the Yangtze Valley, Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology
of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 2 Agriculture Bureau of Xinghua County, Jiangsu Province, Xinghua 225700,
China; 3 Crop Cultural Station, Hai’an County, Hai’an 226600, China; 4 Crop Cultural Station of Donghai County, Donghai 222300, China
Abstract: In order to identify the characteristics of super high yielding population and its yield formation in mechanically trans-
planted pot seedlings of rice with wheat straw return, we selected a large panicle type indica-japonica hybrid rice Yongyou 2640
as material in Donghai, Xinghua and Hai’an, and analyzed grain yield and its components and characteristics of its super high
yielding population (SHY 13.5 t ha–1) and high yielding population (HY 12.0 t ha–1). The results showed that, compared with HY,
SHY had more total population spikelets owing to its very significantly increased spikelets per panicle. There were no differences
in effective panicle, percentage of filled grain and 1000-grain weight between SHY and HY treatments. SHY showed fewer tillers
at the early growth stage, achieved expected number of stem and tiller at the critical leaf age for productive tiller, and had lower
number of peak tiller at the jointing stage. Then, the number of population stems and tillers began to decrease slowly after jointing.
At maturity, the percentage of productive tiller in SHY was higher than that in HY. The leaf area index of SHY was lower than that
第 11期 胡雅杰等: 籼粳杂交稻甬优 2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨 2017


of HY at the critical leaf age for productive tiller and the jointing stage, the max leaf area index was about 8.5 at booting, which
decreased stably after booting, and with the value above 3.5 at maturity. The dry matter accumulation of SHY was comparable to
that of HY at the critical leaf age for productive tiller and at the jointing stage, increased greater after jointing, and was higher at
booting, heading and maturity than that of HY. The ratio of total biomass accumulation was higher in SHY than in HY at the mid-
dle and late growth stage. The nitrogen accumulation, photosynthetic potential, crop growth rate and net assimilation rate were
smaller at the early stage and higher at the middle and late stages in SHY. Therefore, SHY has greater photosynthate production
and higher nitrogen accumulation than HY at the middle and late growth stage. In this study, we also discussed the key cultivation
techniques for super-high-yielding production of pot seedling mechanical transplanting rice with wheat straw return.
Keywords: Pot seedling mechanical transplanting; Indica-japonica hybrid rice; Super high yield; Yield formation; Characteristic
of population
水稻是人类重要粮食作物之一, 为全球 1/2 人
口及中国 2/3人口提供食物营养[1-2]。至 2050年, 全
球人口将增加至 90 亿[3]。如何提高水稻产量, 保障
人类粮食安全一直是农业领域研究重点[4-7]。由于受
耕地资源约束, 大幅度提高水稻单产成为增加水稻
总产量重要途径[8]。因此, 水稻超高产栽培和育种研
究备受关注。20 世纪 80 年代初日本首先提出水稻
超高产概念, 并实施“超高产水稻开发及栽培技术的
确定”的研究项目, 旨在 15年内育成水稻单产增加
50%的品种[9]。1989年国际水稻研究所开展水稻新株
型超高产育种 , 计划至 2005 年培育出水稻单产达
13~15 t hm–2的超高产品种[10]。1996年中国农业部启
动“超级稻选育及栽培技术”研究项目, 更是推动了我
国水稻超高产研究与应用[11]。前人已从品种类型[12-15]、
栽培方式[16]或途径[17-18]进行了大量水稻超高产研究,
取得了重要进展。在北方寒地地区, 利用直立大穗
超级粳稻品种, 水稻超高产水平达 12~13 t hm–2 [19]。
在长江中下游地区的湖南和江苏, 选用超级杂交稻
Y两优 8188和杂交粳稻甬优 8号, 实现了 6.67 hm2连
片水稻超高产攻关方平均单产突破 13.5 t hm–2 [20-21]。
现有文献报道水稻超高产实绩均在人工栽插条件下
实现, 而在机械移栽条件下未见报道 6.67 hm2连片
水稻超高产, 且机插水稻超高产形成及其群体特征
更缺乏系统研究。随着农村经济社会快速发展和城
市化进程加快, 农村剩余劳动力大量向第二、第三
产业转移, 势必要加快发展农业机械化, 特别是水
稻种植机械化[22]。2014年中央一号文件也特别指出
加快推进大田作物全程机械化, 主攻机插秧等薄弱
环节。近年来, 我国机插稻迅速发展, 推广面积不断
扩大, 2000年全国机插稻面积不足 2%, 至 2011年推
广面积已达 20%以上, 水稻机插已成为我国稻作发
展的重要方向[23]。
2011年以来, 本课题组联合多家单位开展钵苗
机插水稻高产或超高产攻关试验研究和示范推广 ,
钵苗机插水稻是采用常州亚美柯机械设备有限公司
生产的钵苗乘坐式高速插秧机, 将钵育壮秧按一定
的行距和株距均匀地、无植伤地移植于大田的先进
栽培技术。经多地多年试验实践证明[24], 钵苗机插
水稻具有秧龄弹性大、秧苗素质高、无植伤、无缓
苗期和分蘖早生快发等优势, 较盘式毯状小苗机插
水稻增产8.1%~11.2%。本研究依托国家粮食丰产科
技工程, 在江苏东海、兴化和海安进行连片钵苗机
插水稻超高产攻关试验, 系统比较研究了水稻钵苗
机插超高产群体(13.5 t hm–2左右)和高产群体(12.0 t
hm–2左右)的产量及其构成、群体茎蘖动态、叶面积
指数、光合势、干物质积累、群体生长率和净同化
率, 阐明了钵苗机插水稻超高产形成特征和群体生
长特性, 以期为水稻钵苗机插技术推广和建立稳定
机插水稻超高产栽培技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试品种与试验地点
供试品种(组合)为大穗型籼粳杂交稻甬优 2640,
每穗粒数 250粒左右, 主茎总叶片数(N)为 15叶, 伸
长节间数(n)为 6个, 全生育期 155 d左右, 由浙江省
宁波市农业科学院提供。
2012—2013年在江苏省东海县平明镇(34°28′N,
118°57′E)、兴化市钓鱼镇(33°05′N, 119°58′E)和海安
县大公镇(32°36′N, 120°31′E)进行钵苗机插水稻超
高产攻关试验 , 攻关方面积分别为6.4、6.8和7.3
hm2。东海试验地前茬为小麦(产量约6.5 t hm–2), 土
壤类型为沙浆黑土, 含有机质18.51 g kg–1、全氮1.43
g kg–1、碱解氮90.21 mg kg–1、速效磷14.56 mg kg–1、
速效钾56.85 mg kg–1; 兴化试验地前茬为小麦(产量
约7.0 t hm–2), 土壤类型勤泥土, 含有机质23.87 g
kg–1、全氮1.71 g kg–1、速效磷13.2 mg kg–1、速效钾
108.8 mg kg–1; 海安试验田前茬为小麦(产量约6.7 t
hm–2), 土壤质地为沙壤土, 含全氮1.6 g kg–1、碱解氮
87.2 mg kg–1、速效磷30.1 mg kg–1、速效钾84.6 mg
2018 作 物 学 报 第 40卷

kg–1。上述东海、兴化和海安试验田土壤养分含量为
2年数据均值。
1.2 试验设计
2012年和 2013年在东海于 5月 23日和 5月 25
日采用钵苗机插配套钵盘培育壮秧, 6 月 25 日和 6
月 26日机插; 在兴化于 5月 20日和 5月 23日播种,
6 月 20 日和 6 月 24 日机插; 在海安于 5 月 11 日和
5月 12日播种, 6月 14日和 6月 16日机插。钵苗机
插每孔播种子 2~3 粒, 于钵苗一叶一心喷施 15%多
效唑进行化控, 机插行株距为 33 cm × 14 cm。栽插
时每孔苗 2 株以上 , 单株带蘖 0.3~0.6 个 , 叶龄
4.5~5.8叶。
将小麦秸秆机械粉碎后全量还田 (麦秸秆量
5800~6300 kg hm–2), 总施纯氮 300~320 kg hm–2, 基
蘖肥∶穗肥=6.5∶3.5, 其中基肥∶分蘖肥=6∶4, 穗
肥于倒四叶和倒三叶分 2 次等量施用; N∶P2O5∶
K2O=1.0∶0.5∶0.8, 磷肥全作基肥一次施用, 钾肥
分 2次施用, 其中基肥和促花肥(倒四叶)各占 50%。
另外翻耕前施用菜籽饼 0.75 t hm–2, 抽穗灌浆期喷
施有效硅溶液(SiO2 含量>25%)。机插时薄水移栽活
棵, 分蘖期稳定地浅水层灌溉; 在有效分蘖临界叶
龄的前一个叶龄(Nn1), 茎蘖数达到预期穗数的
80%时, 开始排水搁田, 轻搁、多搁; 拔节至成熟期
湿润灌溉, 干干湿湿; 收获前 5~7 d断水。按当地大
面积生产统一实施病虫草害防治。
2012 年和 2013 年在东海、兴化和海安超高产
攻关方分别选取 15、20、18 和 15、18、18 块田作
为观察取样点, 根据上述田块成熟期实产划分产量
类型, 将产量≥12.75 t hm–2和<12.75 t hm–2定为超
高产群体和高产群体。
1.3 测定内容与方法
1.3.1 茎蘖动态 机插后观察各取样块田, 设置
对角线 3 个点, 每点定 20 穴作为观察样本, 于有效
分蘖临界叶龄期(Nn)、拔节期、孕穗期、抽穗期和
成熟期调查记载一次茎蘖动态。
1.3.2 干物质和叶面积 分别于有效分蘖临界叶
龄期(Nn)、拔节期、孕穗期、抽穗期和成熟期, 按
小区茎蘖数的平均数取代表性植株 5穴, 105℃下杀
青 30 min, 80℃下烘干至恒重, 测定各器官干物质重,
并采用比重法测定叶面积。在抽穗期测定叶面积时,
将叶面积分为总叶面积(所有茎蘖的叶面积)、有效叶
面积(有效茎蘖的叶面积)和高效叶面积(有效茎蘖顶
三叶的叶面积)。
1.3.3 计产 成熟期采用每块田五点法普查 150
穴, 计算有效穗数, 并根据平均成穗数取 5 穴调查
每穗粒数、结实率, 测定千粒重, 计算理论产量, 并
实收核产。
1.4 数据计算与统计分析
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; 粒叶比
(cm–2) = 总颖花数/孕穗期叶面积; 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
定的叶面积指数, t1和t2为前后2次测定的时间; 叶面
积衰减率(LAI d–1) = (LAI2–LAI1)/(t2–t1)式中, 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; 群体生长率(g m–2 d–1) = (W2–W1)/(t2–t1)
式中, W1和W2为前后2次测定的干物质重, t1和t2为
前后2次测定的时间 ; 净同化率 (g m–2 d–1) = [(ln
LAI2–ln LAI1) / (LAI2–LAI1)]×[(W2–W1)/(t2–t1)]式中,
LAI1和LAI2为前后2次测定的叶面积指数, W1和W2
为前后2次测定的干物质重, t1和t2为前后2次测定的
时间。
采用 Microsoft Excel 2003数据录入和计算, 运
用 SPSS软件统计分析。
2 结果与分析
2.1 产量及其构成
方差分析(表 1)表明, 产量类型间和地点间差异
达极显著和显著水平, 而年度间和年度、地点、产
量类型任两因素间或三因素间互作效应差异未达显
著水平。2012 年和 2013 年钵苗机插水稻超高产群
体实收产量达 12.97~13.85 t hm–2 和 13.10~14.26 t
hm–2, 较高产群体分别高出 13.02%~15.21%和
13.31%~15.10%, 差异达极显著水平(表2)。从群体颖
花量来看, 两年钵苗机插水稻超高产群体极显著高
于高产群体, 分别高出 10.07%~13.74%和 11.42%~
14.77%。进一步从产量构成因素来看, 穗数除 2012
年在东海和海安之外 , 超高产群体高于高产群体 ,
差异不显著; 两年钵苗机插水稻超高产群体每穗粒
数显著或极显著高于高产群体, 分别高出 11.09%~
14.50%和 8.39%~12.58%; 而结实率和千粒重, 两产
量类型群体互有高低, 差异不显著。
2.2 群体茎蘖动态特征
图 1 表明, 有效分蘖临界叶龄期, 不同产量类
型群体达到预期穗数, 超高产群体茎蘖数低于高产
群体, 差异不显著; 不同产量类型群体均于拔节期
第 11期 胡雅杰等: 籼粳杂交稻甬优 2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨 2019


达高峰苗, 两年超高产群体拔节期茎蘖数较高产群
体分别低 4.47%~8.21%和 4.87%~6.16%, 差异显著
或极显著; 拔节之后, 两产量类型群体茎蘖数开始
减少 , 但超高产群体消减缓慢; 抽穗期 , 不同产量
类型群体茎蘖数基本稳定, 数量相当; 成熟期最终
有效茎蘖数除 2012年东海和海安之外, 超高产群体
高于高产群体, 可能是由于 2012年东海和海安高产
群体拔节期茎蘖数过多造成。但钵苗机插水稻超高
产群体最终成穗率达 75%以上, 极显著高于高产群
体(表 3)。

表 1 产量及其构成因素在年度、地点和产量类型间的方差分析
Table 1 Variances analysis of yield and its component with different years, sites and yield types
变异来源
Source of variation
自由度
df
产量
Yield
穗数
Panicle
每穗粒数
Spikelets per
panicle
群体颖花量
Total spikelets
结实率
Percentage of
filled grain
千粒重
1000-grain
weight
年度 Year (Y) 1 ns ns ns ns ns ns
地点 Site (S) 2 * ns ** ns * ns
产量类型 Yield type (T) 1 ** ns * * ns ns
年度×地点 Y×S 2 ns ns ns ** ns *
年度×产量类型 Y×T 1 ns ns ns ns ns ns
地点×产量类型 S×T 2 ns ns ns ** ns *
年度×地点×产量类型 Y×S×T 2 ns ns ns ns ns ns
**表示在 0.01水平上差异显著, *表示在 0.05水平上差异显著, ns表示差异不显著。
** indicates significant difference at P = 0.01, * indicates significant difference at P = 0.05, ns: not significant.

图 1 不同产量类型钵苗机插水稻茎蘖动态
Fig. 1 Dynamic of stem and tiller of pot seedling mechanical rice with different yield types
CLPT: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; B: 孕穗期; H: 抽穗期; M: 成熟期。SHY: 超高产; HY: 高产。图柱上标以不同大小写字母表
示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
CLPT: critical leaf age for productive tiller; J: jointing ; B: booting; H: heading; M: maturity. SHY: super high yield; HY: high yield. Bars
superscripted by different capital and lowercase are significantly different between yield types with the same year and location at 0.01 and
0.05 probability levels, respectively.

2.3 群体叶面积指数和光合势
由图 2 可知, 叶面积指数在有效分蘖临界叶龄期
两类群体相当, 差异不显著; 拔节期, 超高产群体显
著低于高产群体; 孕穗期两产量类型群体均达最大值,
且超高产群体(8.41~8.56)显著或极显著大于高产群体
(7.81~8.05); 孕穗之后, 超高产群体平稳消减, 且随着
生育期推迟, 两类群体差异增大; 成熟期, 超高产群
体保持在 3.50以上, 极显著高于高产群体。
2020 作 物 学 报 第 40卷

表 2 不同产量类型钵苗机插水稻产量及其构成因素
Table 2 Yield and its components of pot seedling mechanical rice with different yield types
地点
Location
产量类型
Yield type
穗数
Panicle
(×104 hm–2)
每穗粒数
Spikelets per
panicle
群体颖花量
Total spikelets
(×108 hm–2 )
结实率
Percentage of
filled grain
(%)
千粒重
1000-grain
weight
(g)
理论产量
Theoretical
yield
(t hm–2 )
实产
Actual yield
(t hm–2 )
2012
SHY 平均 Mean (n=11) 219.30 a 260.53 Aa 5.71 Aa 91.31 a 25.20 a 13.15 Aa 12.97 Aa东海
Donghai 标准差 SD 6.21 17.86 0.42 1.29 0.31 0.50 0.31
变异系数 CV (%) 2.83 6.86 7.35 1.41 1.23 3.80 2.39
HY 平均 Mean (n=4) 224.70 a 227.54 Bb 5.11 Bb 91.07 a 25.30 a 11.78 Bb 11.48 Bb
标准差 SD 7.30 20.49 0.39 1.11 0.32 0.31 0.36
变异系数 CV (%) 3.25 9.01 7.63 1.22 1.26 2.63 3.14
SHY 平均 Mean (n=13) 235.80 a 260.56 Aa 6.14 Aa 91.25 a 25.21 a 14.13 Aa 13.85 Aa兴化
Xinghua 标准差 SD 7.64 17.59 0.38 1.52 0.28 0.38 0.42
变异系数 CV (%) 3.24 6.75 6.19 1.67 1.11 2.69 3.03
HY 平均 Mean (n=7) 230.33 a 234.55 Bb 5.40 Bb 91.54 a 25.21 a 12.46 Bb 12.21 Bb
标准差 SD 8.97 17.32 0.52 1.45 0.36 0.55 0.62
变异系数 CV (%) 3.89 7.38 9.63 1.58 1.43 4.41 5.08
SHY 平均 Mean (n=11) 217.95 a 274.82 Aa 5.99 Aa 90.49 a 25.12 a 13.61 Aa 13.40 Aa海安
Hai’an 标准差 SD 7.51 20.42 0.40 1.12 0.51 0.50 0.46
变异系数 CV (%) 3.45 7.43 6.68 1.24 2.03 3.67 3.43
HY 平均 Mean (n=7) 221.63 a 245.53 Bb 5.44 Bb 88.65 a 24.70 a 11.91 Bb 11.63 Bb
标准差 SD 8.69 20.92 0.44 1.03 0.36 0.49 0.52
变异系数 CV (%) 3.92 8.52 8.09 1.16 1.46 4.11 4.47
2013
SHY 平均 Mean (n=10) 222.00 a 263.10 Aa 5.84 Aa 91.10 a 25.10 a 13.36 Aa 13.10 Aa东海
Donghai 标准差 SD 7.68 20.36 0.46 2.36 0.26 0.48 0.53
变异系数 CV (%) 3.46 7.74 7.88 2.59 1.04 3.59 4.05
HY 平均 Mean (n=5) 219.75 a 233.70 Bb 5.14 Bb 91.10 a 25.15 a 11.77 Bb 11.56 Bb
标准差 SD 8.25 18.56 0.34 1.56 0.32 0.56 0.49
变异系数 CV (%) 3.75 7.94 6.62 1.71 1.27 4.76 4.24
SHY 平均 Mean (n=12) 244.58 a 264.65 Aa 6.47 Aa 90.45 a 24.80 a 14.52 Aa 14.26 Aa兴化
Xinghua 标准差 SD 7.56 17.56 0.39 1.21 0.26 0.42 0.35
变异系数 CV (%) 3.09 6.64 6.03 1.34 1.05 2.89 2.45
HY 平均 Mean(n=6) 237.75 a 237.17 Ab 5.64 Bb 90.65 a 24.80 a 12.68 Bb 12.39 Bb
标准差 SD 6.84 19.24 0.41 1.35 0.28 0.59 0.33
变异系数 CV (%) 2.88 8.11 7.27 1.49 1.13 4.65 2.66
SHY 平均 Mean (n=13) 220.50 a 273.80 Aa 6.04 Aa 89.10 a 24.95 a 13.42 Aa 13.26 Aa海安
Hai’an 标准差 SD 5.69 23.15 0.38 1.64 0.35 0.35 0.51
变异系数 CV (%) 2.58 8.46 6.29 1.84 1.40 2.61 3.85
HY 平均 Mean (n=5) 214.50 a 252.60 Ab 5.42 Bb 88.55 a 24.60 a 11.80 Bb 11.61 Bb
标准差 SD 6.84 24.54 0.42 1.24 0.36 0.61 0.48
变异系数 CV (%) 3.19 9.71 7.75 1.40 1.46 5.17 4.13
SHY: 超高产; HY: 高产。数值后大小写字母表示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
SHY: super high yield; HY: high yield. Values followed by different capital and lowercase are significantly different between yield
types with the same year and location at 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

第 11期 胡雅杰等: 籼粳杂交稻甬优 2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨 2021


表 3 不同产量类型钵苗机插水稻抽穗期叶面积组成和成穗率
Table 3 Leaf area index and leaf area component at heading and percentage of productive tiller of pot seedling mechanical rice with
different yield types
地点
Location
产量类型
Yield type
有效叶面积率
Leaf area rate of
productive tillers
(%)
高效叶面积率
Leaf area rate of flag leaf
to the 3rd leaf from top of
productive tillers (%)
粒叶比
Spikelet per cm2
leaf area
(spikelet cm–2)
叶面积衰减率
Decreasing rate
of leaf area
(LAI d–1)
成穗率
percentage of
productive tiller
(%)
2012
东海 SHY 95.64 Aa 74.85 Aa 0.715 Aa 0.0732 Ab 76.60 Aa
Donghai HY 92.34 Bb 68.49 Bb 0.695 Bb 0.0747 Aa 71.56 Bb
兴化 SHY 96.45 Aa 75.84 Aa 0.756 Aa 0.0795 Ab 75.70 Aa
Xinghua HY 94.42 Ab 70.21 Bb 0.724 Bb 0.0807 Aa 70.23 Bb
海安 SHY 95.49 Aa 74.12 Aa 0.742 Aa 0.0744 Ab 75.05 Aa
Hai’an HY 92.54 Bb 69.14 Bb 0.731 Ab 0.0761Aa 69.89 Bb
2013
东海 SHY 95.48 Aa 75.84 Aa 0.706 Aa 0.0731 Ab 76.23 Aa
Donghai HY 91.54 Bb 68.97 Bb 0.686 Bb 0.0747 Aa 71.13 Bb
兴化 SHY 96.12 Aa 75.02 Aa 0.785 Aa 0.0820 Ab 76.03 Aa
Xinghua HY 94.21 Ab 70.11 Bb 0.747 Bb 0.0833 Aa 70.75 Bb
海安 SHY 95.78 Aa 74.86 Aa 0.742 Aa 0.0775 Ab 76.23 Aa
Hai’an HY 91.02 Bb 69.86 Bb 0.734 Ab 0.0790 Aa 70.25 Bb
SHY: 超高产; HY: 高产。数值后大小写字母表示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
SHY: super high yield; HY: high yield. Values followed by different capital and lowercase are significantly different between yield
types with the same year and location at 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

图 2 不同产量类型钵苗机插水稻叶面积指数动态
Fig. 2 Dynamic of leaf area index of pot seedling mechanical rice with different yield types
CLPT: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; B: 孕穗期; H: 抽穗期; M: 成熟期。SHY: 超高产; HY: 高产。图柱上标以不同大小写字母表
示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
CLPT: critical leaf age for productive tiller; J: jointing; B: booting; H: heading; M: maturity. SHY: super high yield; HY: high yield. Bars
superscripted by different capital and lowercase are significantly different between yield types with the same year and location at 0.01 and
0.05 probability levels, respectively.
2022 作 物 学 报 第 40卷

由表 4 可知, 光合势在播种至有效分蘖临界叶
龄期和有效分蘖临界叶龄期至拔节期, 钵苗机插水
稻超高产群体显著低于高产群体; 拔节期至抽穗期
超高产群体高于高产群体, 但差异不显著; 抽穗期
至成熟期 , 超高产群体较高产群体高出 9.41%~
12.63%, 差异达极显著。2年超高产群体总光合势平
均为 633.97×104 m2 d hm–2, 极显著高于高产群体(平
均为 605.47×104 m2 d hm–2)。

表 4 不同产量类型钵苗机插水稻光合势
Table 4 Photosynthetic potential of pot seedling mechanical rice with different yield types (×104 m2 d hm–2)
地点
Location
产量类型
Yield type
播种至有效分蘖
临界叶龄期
Sowing–CLPT
有效分蘖临界叶龄
期至拔节期
CLPT–Jointing
拔节至抽穗期
Jointing–Heading
抽穗至成熟期
Heading–Maturity
总光合势
Total photosynthetic
potential
2012
SHY 52.32 Ab 47.18 Ab 193.44 a 343.38 Aa 636.32 Aa 东海
Donghai HY 55.44 Aa 50.48 Aa 189.60 a 308.28 Bb 603.79 Bb
SHY 59.36 Ab 51.36 Ab 196.64 a 325.88 Aa 633.24 Aa 兴化
Xinghua HY 62.81 Aa 55.20 Aa 192.80 a 291.50 Bb 602.31 Bb
SHY 59.48 Ab 53.58 Ab 168.56 a 338.91 Aa 616.17 Aa 海安
Hai’an HY 63.45 Aa 57.89 Aa 166.75 a 307.12 Bb 595.21 Bb
2013
SHY 55.20 Ab 47.46 Ab 186.55 a 342.45 Aa 631.65 Aa 东海
Donghai HY 59.05 Aa 51.38 Aa 185.23 a 313.00 Bb 608.64 Bb
SHY 60.84 Ab 54.83 Ab 210.12 a 329.73 Aa 655.51 Aa 兴化
Xinghua HY 63.18 Aa 59.50 Aa 207.23 a 293.15 Bb 623.06 Bb
SHY 57.02 Ab 59.31 Ab 170.38 a 344.22 Aa 630.92 Aa 海安
Hai’an HY 60.84 Aa 65.08 Aa 168.28 a 305.62 Bb 599.82 Bb
SHY: 超高产; HY: 高产; CLPT: 有效分蘖临界叶龄期。数值后大小写字母表示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
SHY: super high yield; HY: high yield; CLPT: critical leaf age for productive tiller. Values followed by different capital and lowercase
are significantly different between yield types with the same year and location at 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

2.4 群体干物质积累动态
由图 3 可知 , 有效分蘖临界叶龄期和拔节期,
钵苗机插水稻超高产群体干物质积累量相当于高产
群体; 孕穗期及孕穗之后则显著或极显著高于高产
群体, 且随着生育期推迟而差异变大。成熟期, 2012
和 2013 年钵苗机插水稻超高产群体干物质积累量
较高产群体分别增加 11.60%~13.05%和 11.12%~
14.05%, 差异达极显著。
2.5 阶段物质积累及其比例
由表 5 可知, 播种至有效分蘖临界叶龄期, 超
高产群体干物质积累量相当于高产群体, 其积累比
例低于高产群体 ; 有效分蘖临界叶龄期至拔节期 ,
超高产群体干物质积累量低于高产群体, 差异不显
著, 其积累比例亦低; 拔节至抽穗期和抽穗至成熟
期, 超高产群体干物质积累量显著或极显著高于高
产群体, 其积累比例亦高。
2.6 抽穗期叶面积组成
抽穗期叶面积组成及其配置直接关系到水稻群
体质量优劣, 影响叶片光合作用和物质积累。由表 3
可知, 2年钵苗机插水稻超高产群体有效叶面积率、
高效叶面积率和粒叶比平均分别为 95.83%、75.09%
和 0.741, 显著或极显著高于高产群体(平均分别为
92.68%、69.46%和 0.719), 抽穗后叶面积衰减率
(0.0766)显著低于高产群体(0.0781)。说明钵苗机插
水稻超高产群体具有优良的群体冠层结构, 即较高
的有效叶面积率、高效叶面积率、群体粒叶比, 利
于促进超高产群体安全生长。
2.7 群体生长率和净同化率
群体生长率反映干物质的日生产量, 是描述群
体光合物质积累速率的重要指标。由表 6 可知, 播
种至拔节期, 钵苗机插水稻群体生长率超高产群体
相当于高产群体, 差异不显著; 拔节至抽穗期和抽
穗至成熟期, 钵苗机插水稻群体生长率超高产群体
极显著高于高产群体。
净同化率是指单位叶面积单位时间内干物质积
累量, 是白天光合物质生产量与夜间呼吸消耗量的
差值。净同化率变化规律类似于群体生长率(表6),
播种至拔节期, 钵苗机插水稻超高产群体与高产群
第 11期 胡雅杰等: 籼粳杂交稻甬优 2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨 2023



图 3 不同产量类型钵苗机插水稻群体干物质积累
Fig. 3 Dry matter accumulation of pot seedling mechanical rice with different yield types
CLPT: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; B: 孕穗期; H: 抽穗期; M: 成熟期。SHY: 超高产; HY: 高产。图柱上标以不同大小写字母表
示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
CLPT: critical leaf age for productive tiller; J: jointing; B: booting; H: heading; M: maturity. SHY: super high yield; HY: high yield. Bars
superscripted by different capital and lowercase are significantly different between yield types with the same year and location at 0.01 and
0.05 probability levels, respectively.

表 5 不同产量类型钵苗机插水稻阶段物质积累及其比例
Table 5 Growth period dry matter accumulation and its rate of pot seedling mechanical rice with different yield types
播种至有效分蘖临界叶龄期
Sowing–CLPT
有效分蘖临界叶龄期至拔节期
CLPT–Jointing
拔节至抽穗期
Jointing–Heading
抽穗至成熟期
Heading–Maturity 地点
Location
产量类型
Yield type DMA
(t hm–2)
RT
(%)
DMA
(t hm–2)
RT
(%)
DMA
(t hm–2)
RT
(%)
DMA
(t hm–2)
RT
(%)
2012
SHY 1.97 a 9.17 2.38 a 11.08 8.35 Aa 38.87 8.78 Aa 40.88 东海
Donghai HY 1.88 a 9.76 2.58 a 13.42 7.41 Ab 38.55 7.35 Bb 38.27
SHY 2.12 a 9.40 2.40 a 10.61 8.65 Aa 38.31 9.42 Aa 41.68 兴化
Xinghua HY 2.08 a 10.41 2.53 a 12.67 7.46 Bb 37.31 7.92 Bb 39.61
SHY 2.04 a 9.35 2.07 a 9.49 8.67 Aa 39.74 9.03 Aa 41.41 海安
Hai’an HY 1.96 a 10.02 2.31 a 11.80 7.49 Bb 38.34 7.78 Bb 39.84
2013
SHY 1.87 a 8.54 2.29 a 10.49 8.59 Aa 39.34 9.10 Aa 41.64 东海
Donghai HY 1.88 a 9.54 2.44 a 12.43 7.50 Ab 38.14 7.84 Bb 39.89
SHY 2.18 a 9.33 2.49 a 10.65 9.05 Aa 38.66 9.69 Aa 41.36 兴化
Xinghua HY 2.11 a 10.28 2.63 a 12.79 7.48 Bb 36.45 8.31 Bb 40.48
SHY 1.98 a 9.15 2.22 a 10.26 8.73 Aa 40.33 8.71 Aa 40.26 海安
Hai’an HY 1.89 a 9.73 2.44 a 12.59 7.65 Bb 39.45 7.42 Bb 38.24
SHY: 超高产; HY: 高产; CLPT: 有效分蘖临界叶龄期; DMA: 干物质积累量; RT: 比例。数值后大小写字母表示同年同地产量
类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
SHY: super high yield; HY: high yield; CLPT: critical leaf age for productive tiller; DMA: dry matter accumulation; RT: ratio to total.
Values followed by different capital and lowercase are significantly different between yield types with the same year and location at 0.01 and
0.05 probability levels, respectively.

2024 作 物 学 报 第 40卷

表 6 不同产量类型钵苗机插水稻群体生长率和净同化率
Table 6 Crop growth rate and net assimilation rate of pot seedling mechanical rice with different yield types
群体生长率 Crop growth rate (g m2 d–1) 净同化率 Net assimilation rate (g m2 d–1) 地点
Location
产量类型
Yield type 播种至拔节期
Sowing–Jointing
拔节至抽穗期
Jointing–Heading
抽穗至成熟期
Heading–Maturity
播种至拔节期
Sowing–Jointing
拔节至抽穗期
Jointing–Heading
抽穗至成熟期
Heading–Maturity
2012
SHY 6.90 a 26.09 Aa 15.13 Aa 2.40 a 4.63 Aa 2.78 Aa 东海
Donghai HY 7.07 a 23.14 Bb 13.37 Bb 2.41 a 4.03 Ab 2.57 Bb
SHY 6.55 a 27.03 Aa 17.11 Aa 2.23 a 4.59 Aa 3.00 Aa 兴化
Xinghua HY 6.68 a 23.29 Bb 14.38 Bb 2.21 a 3.89 Bb 2.85 Ab
SHY 5.78 a 30.40 Aa 15.17 Aa 1.98 a 5.23 Aa 2.91 Aa 海安
Hai’an HY 6.00 a 26.74 Bb 13.19 Bb 2.03 a 4.61 Bb 2.64 Bb
2013
SHY 6.49 a 27.23 Aa 14.90 Aa 2.23 a 4.72 Aa 2.72 Aa 东海
Donghai HY 6.75 a 24.17 Bb 13.39 Bb 2.29 a 4.11 Bb 2.60 Ab
SHY 6.49 a 26.70 Aa 17.60 Aa 2.19 a 4.52 Aa 3.18 Aa 兴化
Xinghua HY 6.62 a 22.88 Bb 14.78 Bb 2.16 a 3.72 Bb 2.90 Bb
SHY 5.98 a 30.99 Aa 15.02 Aa 2.02 a 5.26 Aa 2.86 Aa 海安
Hai’an HY 6.03 a 27.48 Bb 13.33 Bb 2.03 a 4.72 Bb 2.67 Bb
SHY: 超高产; HY: 高产。数值后大小写字母表示同年同地产量类型间在 0.01和 0.05水平上差异显著。
SHY: super high yield; HY: high yield. Values followed by different capital and lowercase are significantly different between yield
types with the same year and location at 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

体相当, 差异不显著; 拔节至抽穗期和抽穗至成熟
期则超高产群体显著或极显著高于高产群体。说明
钵苗机插水稻超高产群体生育中后期具有较强的光
合物质生产力。
2.8 群体氮素积累
由图 4可知, 2012年和 2013年超高产群体钵苗
机插水稻氮素积累量在成熟期较高产群体分别高出
12.87%~15.23%和 14.49%~17.44%, 播种期至有效
分蘖临界叶龄期略高于高产群体, 有效分蘖临界叶
龄期至拔节期较高产群体减少 12.22%~18.75%, 拔
节期至抽穗期和抽穗期至成熟期高于高产群体, 分
别高出 22.92%~39.61%和 34.24%~40.14%。说明钵
苗机插水稻超高产群体生育中后期具有较强氮素积
累能力, 利于群体生长和籽粒灌浆充实, 是超高产
群体形成的重要生理基础。
3 讨论
3.1 关于水稻钵苗机插超高产形成特征
水稻产量由单位面积群体颖花量(单位面积穗
数×每穗粒数)、结实率和千粒重所决定。如何提高

图 4 不同产量类型钵苗机插水稻群体氮素积累
Fig. 4 Nitrogen accumulation of pot seedling mechanical rice with different yield types
S: 播种期; CLPT: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; H: 抽穗期; M: 成熟期。SHY: 超高产; HY: 高产。
S: sowing; CLPT: critical leaf age for productive tiller; J: jointing; H: heading; M: maturity. SHY: super high yield; HY: high yield.
第 11期 胡雅杰等: 籼粳杂交稻甬优 2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨 2025


群体颖花量, 是水稻高产或超高产的关键。前人研
究认为增加穗数或每穗粒数或两者均提高水稻群体
颖花量[25-27], 穗数和每穗粒数呈负相关关系[28-29]。
杨建昌等[30]通过粳型水稻超高产与高产的比较, 认
为超高产粳型水稻穗数略增、每穗粒数多和结实率
高, 总颖花数的提高主要是每穗粒数的增加。韦还
和等[27]研究认为籼粳杂交稻超高产群体形成在于依
靠穗数和每穗粒数协同增加以提高群体颖花量。张
洪程等[31]和吴桂成等[32]研究指出水稻超高产在于足
量穗数与较大穗型协调产出较高群体颖花量。因此,
实现水稻超高产关键在于产量构成因素在高水平上
协调发展。
本研究结果表明籼粳杂交稻钵苗机插超高产群
体较高产群体每穗粒数极显著增加, 群体颖花量提
高10.07%~14.77%。进一步相关分析表明, 不同产量
类型群体水稻产量与群体颖花量(r=0.945**)呈极显
著正相关。而潘圣刚等[33]研究认为超高产水稻穗数
多, 结实率高, 千粒重大。本研究中籼粳杂交稻甬优
2640超高产群体穗型大、粒数多、结实率高、千粒
重小, 但超高产群体穗数、结实率和千粒重与高产
群体相当, 差异不显著。这可能是由于品种或栽培
方式等因素造成。说明籼粳杂交稻钵苗机插超高产
形成在于足量穗数基础上, 培育大穗, 增加每穗粒
数, 扩大群体库容量, 并保持正常的结实率和千粒
重。本研究仅针对大穗型籼粳杂交稻品种, 其他穗
型或类型品种钵苗机插水稻超高产产量形成特征还
有待进一步研究。
3.2 关于水稻钵苗机插超高产群体特征
水稻群体特征反映水稻群体数量变化与群体质
量优劣, 主要包括群体茎蘖动态、叶面积指数、光
合势和干物质积累等指标变化。前人针对水稻超高
产群体特征研究进行了较多报道。张洪程等[20]通过
对杂交粳稻13.5 t hm–2超高产群体动态特征研究,
认为超高产群体有效分蘖期分蘖较快, 够苗后迅速
转为平稳增长, 至拔节期高峰苗相对较小, 拔节至
抽穗期群体消亡相对平缓, 抽穗期达预期穗数; 群
体叶面积指数、光合势和干物质重方面表现为拔节
期前生长量略小, 中期的生长量高, 后期物质生产
能力强。杨建昌等[30]研究指出超高产水稻生育前期
茎蘖数较少, 但分蘖成穗率较高; 叶面积指数、光合
势和干物质积累表现为生育前期较低, 抽穗期数量
相当, 抽穗后显著提高。李刚华等[34]研究提出常规
粳型超级稻超高产群体抽穗期具有适宜叶面积指数
和较好株型, 抽穗后群体生长率高, 生育后期干物
质积累占籽粒产量70%~80%。本研究结果表明, 与
高产群体相比, 籼粳杂交稻钵苗机插超高产群体有
效分蘖临界叶龄期茎蘖数相当, 拔节期较低, 拔节
之后群体茎蘖数缓慢消减, 最终成穗率较高; 叶面
积指数有效分蘖临界叶龄期和拔节期较低, 孕穗期
达最大值(8.5左右), 孕穗之后平缓减少, 成熟期保
持3.5以上; 有效分蘖临界叶龄期和拔节期干物质积
累量相当, 孕穗期和抽穗期干物质积累显著或极显
著提高, 最终成熟期干物质积累量高; 群体光合势、
群体生长率和净同化率生育前期较小, 中、后期较
高; 氮素积累量拔节前较小, 拔节至抽穗期和抽穗
至成熟期积累量高。
3.3 关于水稻钵苗机插超高产关键栽培技术
钵苗机插是实现机插稻超高产的重要途径。如
何在大面积生产中稳定实现钵苗机插水稻超高产 ,
就必须围绕超高产群体形成特征, 协调产量构成因
素、群体与个体、源与库在高水平上得到统一, 严
格量化栽培管理各个环节。首先要选择生育期适宜
和壮秆大穗品种。本研究中钵苗机插水稻配合大穗
型杂交稻品种, 充分发挥两者优势, 挖掘品种产量
潜力。二是培育钵苗带蘖壮秧。钵盘育秧利于培育
钵苗带蘖壮秧, 钵苗壮秧是大田早发争足穗和壮秆
促大穗的基础, 也直接影响钵苗插秧机栽插质量。
三是确保群体基本苗。基本苗是水稻群体的起点 ,
是建立高光效和高质量群体的关键技术环节。本研
究钵苗机插行株距 33 cm×14 cm, 每穴 2~3苗, 由于
秸秆全量还田, 影响钵苗机插质量, 需要栽后人工
适当补苗, 确保基本苗 4.5×105 hm2以上。四是精确
定量施肥以利水稻群体与个体协调生长和塑造高质
量超高产群体。本研究在秸秆全量还田条件下钵苗
机插水稻施氮 300~320 kg hm–2, 基蘖肥∶穗肥
=6.5∶3.5, 适当提高基蘖肥比例, 利于形成超高产
群体足量穗数和较大的穗型。五是水浆定量管理。
钵苗机插薄水移栽, 活棵后灌浅水, 适当露田透气,
若发现土壤浑浊冒泡, 需日灌夜排, 清除秸秆腐烂
产生的有害物质, 有效分蘖临界叶龄期前一个叶龄,
群体茎蘖数达 80%时晒田, 拔节后采取“水-湿-干”
交替灌溉。
4 结论
与高产群体相比, 籼粳杂交稻钵苗机插超高产
群体产量形成特征为穗数适宜, 每穗粒数多, 群体
2026 作 物 学 报 第 40卷

颖花量高, 结实率和千粒重正常; 超高产群体特征
为有效分蘖临界叶龄期达到预期穗数, 拔节期高峰
苗数量少 , 此后缓慢消减 , 最终成穗率高; 叶面积
指数、光合势、干物质积累量、氮素积累量生育前
期较低, 中、后期较高, 特别是生育中、后期光合生
产力强。
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