全 文 :Vol131 ,No14
pp1 493 - 497 Apr1 ,2005作 物 学 报ACTA AGRONOMICA SINICA第 31 卷 第 4 期2005 年 4 月 493~497 页
冬水田杂交中稻组合类型对强化栽培的适应性
徐富贤1 熊 洪1 , 3 朱永川1 郑家奎1 曾循明2 万绪奎2 唐荣华3
杨大金4 周远清5 Ξ
(1 四川省农业科学院水稻高粱研究所 ,四川泸州 646000 ;2 泸县农业局 ,四川泸县 646100 ;3 富顺县农业局 ,四川富顺 643200 ;4 泸州市农业局 ,四
川泸州 646000 ;5 荣县农业局 ,四川荣县 643100)
摘 要 : 以 18 个杂交中稻组合为材料 ,进行强化栽培和传统栽培试验 ,研究了组合类型与强化栽培的关系。结果表明 ,
强化栽培和传统栽培的稻谷产量差数与组合的每穗粒数呈极显著负相关。小穗型组合在强化栽培条件下 ,虽然有效穗
数有所下降 ,但着粒数大幅度提高 ,总颖花量增加 ,最终比传统栽培增产 ;与此相反 ,大穗型组合在强化栽培条件下 ,因分
蘖力较弱 ,有效穗较传统栽培明显下降 ,结实率也大幅度下降 ,尽管着粒数增加较多但仍减产。传统栽培条件下着粒数
不超过 170 粒的中小穗型组合可作为强化栽培参考的品种指标。强化栽培的增产作用与土壤肥力有关 ,在上、中等肥力
下 ,强化栽培比传统栽培显著或极显著增产 ,下等肥力田两种栽培方式间产量差异不显著。
关键词 : 冬水田 ;杂交中稻 ;品种类型 ;强化栽培
中图分类号 : S359 ;S5111048
Adaptation of Mid2season Hybrid Rice to the Intensive Cultivate System in Winter
Water2logged Field
XU Fu2Xian1 , XIONG Hong1 , 3 , ZHU Yong2Chuan1 , ZHENG Jia2Kui1 , ZENG Xun2Ming2 , WAN Xu2Kui2 , TANG Rong2
Hua3 , YANG Da2Jin4 , ZHOU Yuan2Qing5
(1 Rice and Sorghum Institute , Sichuan Academy of Agricultural Sciences ,Luzhou 646000 , Sichuan ;2 Luxian County Bureau of Agriculture ,Luxian 646100 , Sichuan ;
3 Fushun County Bureau of Agriculture , Fushun 643200 , Sichuan ; 4 Luzhou Municipal Bureau of Agriculture ,Luzhou 646000 , Sichuan ; 5 Rongxian County Bureau of
Agriculture , Rongxian 643100 , Sichuan , China)
Abstract : Grain yield and yield components of 18 rice hybrids were evaluated under the system of intensification ( ICS) and
traditional cultivation (CK) 1 The effect of ICS on increasing yield was very significantly as compared with CK1 There were
negatively correlated between the yield difference of ICS to CK and the grains per panicle of hybrids1 The yield of hybrids
with smaller panicle was increased under ICS because their grains per panicle and total number of spikelets increased1 The
hybrids with bigger panicle under ICS ,however ,showed negative yield effect owing to largely decline in effective panicle and
seed set percentage1 A suggestible criterion is that the hybrids with grains per panicle less than 170 in CK may be suitable
to ICS1 The relationship between soil fertility level and ICS effect was also discussed1
Key words :Winter waterlogged fields ; Mid2season hybrid rice ; Type of variety ; System of rice intensification
水稻强化栽培体系 (system of rice intensification)
是 20 世纪 80 年代由 Henri de Laulanie 神父在马达加
斯加 (Madagascar) 提出的一种新的栽培方法[1 ] 。在
马达加斯加应用多年获得了很好的增产效果 ,近年
在其他国家试验也显示较大的增产潜力[1 ] ;2001 年
以来 ,我国也掀起水稻强化栽培的研究[2 ] 。强化栽
培的特点是超高产、超稀植、省工、省种 ,但并非任何
生态稻区都适宜推广。现有冬水田 135 万 hm2 的四
川盆地推广应用强化栽培 ,有些技术措施难以保证
实施 ,如其核心技术要求 2 叶左右移栽且全生育期
不建立水层 ,而该区早春寒潮频繁易死苗且以蓄水
功能而存在的冬水田放干后无水源保证。因此 ,根Ξ基金项目 : 农业部农业结构调整重大技术研究专项 (2003201201B) 、四川省青年基金 (03ZQ0262070)和四川省水稻攻关后补助和泸州市农业
科技资助项目。
作者简介 :徐富贤 (1965 - ) ,男 ,四川泸县人 ,研究员 ,主要从事水稻栽培、生理、生态研究。3 通讯作者 :熊洪。E2mail : xiongH57 @1631com
Received(收稿日期) :2004201205 ,Accepted(接受日期) :20042042061
据强化栽培原理 ,因地制宜地加以改进 ,形成适宜于
冬水田生态条件下的杂交中稻高产栽培技术新体
系 ,将对四川盆地乃至全国高产、高效农业的发展 ,
均具十分重要的意义。
通过前期的试验研究 ,已初步建立稻谷产量比
传统高产栽培 (对照) 增产 5 %~10 %并具省种、省
工、减轻纹枯病严重度等优点的冬水田改良强化栽
培技术 ,每公顷增收节支高达 1 250 元以上[3 ] 。该
技术能节省大量劳动力和种子 ,经济效益十分显著 ,
深受广大稻农欢迎。然而 ,是否不同水稻品种 (组
合)都适合这种以超稀植为主体的强化栽培技术 ,目
前尚未见报道。本文研究杂交中稻品种 (组合)间库
源结构、穗部性状及其与强化栽培条件下增产效果
的关系 ,以期为水稻强化栽培的品种选择和发展高
产栽培技术提供理论依据。
1 材料和方法
111 杂交中稻适宜强化栽培的组合类型试验
在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸州永寿
基点的冬水田进行 ,稻田土质均匀 ,中等肥力。试验
处理以外的肥、水、保等栽培管理与大田生产相同。
18 个杂交中稻组合 (表 1) 于 3 月 10 日播种 ,地
膜水育中苗秧。分别进行强化栽培 (施纯氮 195 kg·
hm - 2 ,4 叶左右移栽 ,栽秧 9 万穴·hm - 2 , 每穴 1
株) [3 ]和传统栽培 (施纯氮 150 kg·hm - 2 ,5 叶左右移
栽 ,栽 2215 万穴·hm - 2 ,每穴 2 株) 2 组试验。小区面
积均为 1314 m2 ,4 次重复 ,顺序排列。齐穗期各组
合 ,每重复按其小区平均有效茎数取样 3 穴 ,以干物
重法考查叶粒比 (mgΠ粒) ,成熟期收小区实产 ,并按
常规考查产量构成因素。
表 1 强化栽培与传统栽培的产量比较
Table 1 The comparison of grain yield between system of rice intensification( SRI) and traditional cultivation( CK)
组 合
Hybrid
强化栽培 SRI
(kgΠhm2) 传统栽培 CK(kgΠhm2) 差异 Difference(kgΠhm2) t
冈优 602 Gangyou 602 8 74615 8 45215 29410 2102ns
Ⅱ优 4176 Ⅱyou 4176 8 77510 8 62810 14710 1189ns
Ⅱ优 7 号 Ⅱyou 7 9 06910 8 29015 77815 5192 3 3
D 优 602 D you 602 8 57710 8 75110 - 17410 - 2117ns
D 优 162 D you 162 8 57215 8 40010 17215 1187ns
金优 725 Jinyou 725 8 34415 8 77615 - 43210
- 3184 3
K18Π725 8 70010 8 79115 - 9115
- 0195ns
D62ΠR102 6 10015 6 76810 - 66715 - 6185 3 3
Ⅱ优 602 Ⅱyou 602 9 17410 8 66515 50815 3130 3
冈优 1577 Gangyou 1577 7 87915 8 25415 - 37610
- 3167 3
冈优 725 Gangyou 725 8 13715 8 76115 - 62410
- 6139 3 3
Ⅱ232AΠ2041 8 54110 8 07310 46810 3155 3
Ⅱ优多 57 Ⅱyouduo57 8 59915 8 35015 24910 1125ns
冈优 151 Gangyou 151 7 89310 8 48215 - 58915
- 5111 3
汕优 63 Shanyou 63 7 85110 8 14015 - 28915
- 1154ns
冈优 22 Gangyou 22 8 16010 8 61910 - 45910 - 3183 3
D 优 527 D you 527 8 81515 8 73610 7915 0181ns
Ⅱ优 725 Ⅱyou 725 8 25715 9 16810 - 91015
- 11193 3 3
注 : 3 和 3 3 分别表示 0105 和 0101 水平上显著 ,ns 表示不显著 ,下同。
Note : 3 and 3 3 stand for significant at the 0105 and 0101 levels ,respectively ,ns stands for no significant at 0105 level1 The same below1
112 强化栽培大田对比试验
分别在泸县、富顺、荣县、长宁 4 个县各选上、
中、下肥力的冬水田 1 块 ,以小穗型组合 Ⅱ优 7 号为
材料 ,按前试验栽培技术进行强化栽培与传统栽培
的同田对比试验。试验处理大区面积 13314 m2 ,2 次重复。成熟期收大区测产。2 结果与分析211 18 个组合在两种栽培方式下的产量表现 经方差分析 ,组合间和栽培方式间的产量差异
494 作 物 学 报 第 31 卷
均达极显著水平 ,但两种栽培方式下的产量随组合
而有不同。根据强化栽培与传统栽培各 4 次重复产
量数据成对比较的 t 检验结果 (表 1) ,18 个组合中
强化栽培比传统栽培显著或极显著增产的有 3 个组
合 ( Ⅱ优 7 号、Ⅱ优 602、Ⅱ232AΠ2041) ,显著或极显
著减产的有 7 个组合 (金优 725、D62ΠR102、冈优
1577、冈优 725、冈优 151、冈优 22、Ⅱ优 725) ,其余 8
个组合 2 种栽培方式间的产量差异不显著。相关分
析发现 ,18 个组合在强化栽培和传统栽培下的产量
差数与各自的每穗粒数间呈极显著负相关 ,分别为
r = - 0190 和 - 0189 ( n = 18) ,表明着粒数偏少的组
合更适宜强化栽培。本试验中 3 个增产组合均为小
穗型组合 ,其强化栽培和传统栽培的平均粒数分别
为 18117 和 14911 ;减产的 7 个组合均为大穗型组
合 ,其强化栽培和传统栽培的平均粒数分别为
243164 和 19610 ;产量差异不显著的 8 个组合 ,强化 栽培和传统栽培的平均粒数分别为 191124 和167111。212 小穗型组合更适宜强化栽培的因素分析21211 两种栽培方式下有关产量性状的变异 两种栽培方式下 18 个杂交组合的叶粒比与有关产量性状均存在显著或极显著差异 ,各性状的极小值、极大值、平均值和变异系数列于表 2。该表说明 18个组合在强化栽培条件下的叶粒比、有效穗数均比传统栽培减少 ,每穗粒数比传统栽培增加 ,总颖花量和千粒重组合间表现较不一致。但偏相关分析表明 ,这 6 个性状中仅有总颖花量 ( X2 )和结实率 ( X5 ) 和产量的偏相关系数达到显著或极显著水平 (表 3) ,说明这 2 个性状是决定组合间产量变异的关键因子。据此 ,要使强化栽培获得高产 ,必须增加总颖花量和结实率。
表 2 18 个杂交组合在两种栽培方式下的叶粒比和产量分量性状的极小值、极大值、平均值和变异系数
Table 2 Minimum, maximum, mean and CV of leaf grain ratio and yield component traits for 18 rice hybrids under two cultivation modes
栽培方式
Cultivation
mode
项目
Item
叶粒比
Leaf grain
ratio
(mgΠgrain) 总颖花量Total No1of spikelets( ×104Πm2) 有效穗Effectivepanicles( ×104Πhm2) 着粒数(粒Π穗)GrainsΠpanicle 结实率Seed setrate( %) 千粒重1 0002grainweight(g) 产量Yield(kgΠhm2)
SRI 最小值 Min 5131 21685 14818 175119 51171 24123 6 10015
最大值 Max 8104 41347 21118 270171 93175 31118 9 17410
平均值 Mean 6164 3166 179163 210103 82189 28149 8 34319
CV ( %) 13133 4161 9150 14134 12152 11111 8117
组合间 F 3162 3 3 1196 3 4137 3 3 3105 3 3 6143 3 3 2182 3 3 12148 3 3
CK 最小值 Min 5145 31016 18610 143179 70172 24193 6 76810
最大值 Max 8121 41396 22519 209133 94146 31119 9 16810
平均值 Mean 7104 31654 20818 175135 87111 28181 8 45015
CV ( %) 12174 11119 5123 11159 6141 7199 5192
组合间 F 1198 3 2135 3 3 6170 3 3 8156 3 3 2161 3 3 1187 3 21131 3 3
差异 最小值 Min - 0189 - 11460 - 4109 16106 - 19101 - 1112 - 91015
Difference 最大值 Max - 0106 01549 - 0189 73149 2145 0174 77815
平均值 Mean - 0140 01007 - 2100 34168 - 4122 - 0126 - 16219
CV ( %) - 5179 59153 - 40169 43105 - 129186 - 19917 - 27719
组合间 F 1172 3 4188 3 3 3163 3 10104 3 3 12138 3 3 7144 3 3 15143 3 3
表 3 产量和有关产量性状的偏相关的显著性测验
Table 3 Partial correlations and significance test for grain yield( Y) and traits related to the yield( X)
偏相关项目
Item
偏相关系数
Partial correlation coefficient
t 值
t value
显著水平
Significant level
叶粒比和产量 X1 and Y - 01331 0 1116 01267
总颖花量和产量 X2 and Y 01655 6 2188 3 01014
有效穗和产量 X3 and Y - 01327 3 1115 01273
每穗粒数和产量 X4 and Y - 01463 4 1173 01108
结实率和产量 X5 and Y 01694 8 3120 3 3 01008
千粒重和产量 X6 and Y 01176 2 0159 01564
594 第 4 期 徐富贤等 :冬水田杂交中稻组合类型对强化栽培的适应性
21212 小穗型组合强化栽培的增产原因 18 个
参试组合中 ,3 个 SRI显著增产的小穗型组合和 7 个
SRI显著减产的大穗型组合的产量性状比较列于表
4。从表可见 ,小穗型组合强化栽培的有效穗数比传
统栽培减少了 1018 % ,每穗粒数增加了 2119 % ,结 实率和千粒重差异极小 ,最终增产 7101 %。而大穗型组合强化栽培的有效穗数比传统栽培大幅下降了16129 % ,每穗粒数增加了 2413 % ,结实率明显降低了 913 % ,千粒重略有降低 ,最终减产 619 %。
表 4 两种栽培方式下 3 个增产组合与 7 个减产组合产量性状比较(平均值)
Table 4 Comparison of traits related to grain yield between hybrids with increased and
decreased yield under system of rice intensification( SRI) and traditional cultivation( CK)
项目
Item
穗型
Panicle
type
栽培方式
Cultivation mode
有效穗
Effective
panicles
( ×104Πhm2) 着粒数(粒Π穗)SpikeletΠpanicles 结实率Seed setrate( %) 千粒重1 0002grainweight(g) 产量Yield(kgΠhm2)
增产组合 小穗型 SRI 19015 18117 9012 3012 8 92810
Hybrid with Small2panicle CK 21316 14911 8919 3013 8 34310
increased yield type SRIΠCK( %) 8912 12119 10013 9917 107101
减产组合 大穗型 SRI 16719 24316 7318 2710 7 82412
Hybrid with Big2panicle CK 20019 19610 8114 2718 8 40413
decreased yield type SRIΠCK( %) 83171 12413 9017 9713 93110
上述结果表明 ,小穗型组合在强化栽培条件下 ,
虽然有效穗数有所下降 ,但因每穗粒数大幅度提高
以致总颖花量增加 ,结实率又较稳定 ,最终表现为比
传统栽培增产。与此相反 ,大穗型组合在强化栽培
条件下 ,因分蘖力较弱 ,有效穗较传统栽培的下降 ,
结实率较传统栽培显著降低 ,尽管每穗粒数大幅度
增加 ,也不能弥补因有效穗和结实率显著下降导致
的减产。这可能就是小穗型组合更适宜强化栽培的
原因所在。
213 强化栽培的大区对比试验结果
从以大面积推广的中、小穗型杂交中稻组合 Ⅱ
优 7 号 (着粒数 160 粒左右) 为材料 ,在 4 个县开展
的强化栽培与传统栽培同田对比试验结果 (表 5) 看
出 ,上等和中等两种肥力田的强化栽培比传统栽培
的增产效果达显著或极显著水平 ,下等肥力田有所
减产 ,但差异不显著。进一步证实冬水田杂交中稻
强化栽培使用小穗型组合是可行的。
214 预测适宜强化栽培小穗型杂交组合
上述研究表明 ,小穗型杂交中稻组合更适宜冬
水田的强化栽培 ,但穗型小到何种程度为宜呢 ? 根
据 18 个组合在传统栽培下的每穗粒数 ( x)和强化栽
培对传统栽培的产量差数 ( y ,表 1) ,可得线性回归
方程 y^ = 3 513120 - 201641 x ,其决定系数 R2 = 0179。
理论上当 y^ = 0 时 ,强化栽培不再增产。因而解得
适宜于强化栽培组合的每穗粒数 x ≤3 513Π201641
≈170 粒 ,即传统栽培条件下的每穗粒数不超过 170
粒的组合 ,在强化栽培条件下的产量可望大于或等
于传统栽培。
表 5 小穗型组合Ⅱ优 7 号强化栽培与传统栽培同田对比试验的增产效果
Table 5 Effect of system of rice intensification( SRI) compared with traditional cultivation( CK) in same field for hybrid Ⅱyou 7
肥力水平
Fertility
level
栽培方式
Cultivation
mode
各试验点实收稻谷产量
Grain yield (kgΠhm2)
富顺
Fushun
泸县
Luxian
荣县
Rongxian
长宁
Changning
平均
Mean
增产率
Increase
ratio
( %)
t
上等 SRI 8 49310 8 94010 8 85710 8 28410 8 64315 6166 13176 3 3
High CK 7 89610 8 50810 8 32710 7 68515 8 10411
中等 SRI 7 99610 8 86510 8 26910 7 35510 8 12113 5137 4196 3
Middle CK 7 63810 8 54510 7 95415 6 69310 7 70716
下等 SRI 7 51010 7 98010 8 18215 6 58610 7 56416 - 1133 - 0182ns
Low CK 7 77010 8 19010 7 91315 6 79310 7 66616
694 作 物 学 报 第 31 卷
3 讨论
近年来 ,很多水稻科研单位都在进行水稻强化
栽培技术体系的试验示范工作[1 ,3 ,5~7 ] ,但其增产效
果有较大差异。徐富贤等 ( 2003 ) [3 ] 、钟海明等
(2003) [5 ] 、许凤英等 (2003) [6 ] 、马均等 (2002) [7 ] 的研
究表明 ,强化栽培有不同程度的增产效果 ;但国际水
稻所等单位则认为水稻强化栽培明显减产 (2003 年
4 月在海南三亚召开的全国作物栽培学术会议上的
报告) 。这可能与试验所在地的土壤、生态条件和使
用的水稻品种 (组合)不同有关。在 Ranomafana 国家
公园附近 ,传统栽培的灌溉水稻产量仅 2 t·hm - 2 左
右 ,而采用强化栽培 ,过去 5 年的平均产量是 8 t·
hm - 2以上 ,是传统栽培法的 4 倍 ,增产效果十分显
著[1 ] ;本试验强化栽培的增产幅度远比前者低。分
析其原因 ,一是在 Ranomafana 国家公园附近的传统
栽培法属粗放种植 ,生产水平极低 ,而强化栽培则为
高度精耕细作 ,其产量自然大幅度提高。二是本试
验所在地的水稻传统栽培水平已经较高 ,单产已达
8 t·hm - 2以上 ,加之川南冬水田地区的生态条件所
限 ,不允许放水早栽和浅栽 ,也不能放水晒田 ,限制
了其高产潜力的发挥。尽管如此 ,冬水田杂交中稻
采用强化栽培仍具有高产、省种、省工、矮化植株、减
轻纹枯病严重度等优点 ,经济效益十分显著[3 ,5 ] ,有
推广价值。
关于水稻强化栽培的品种适应性问题 ,国内外
尚无系统的研究报道。马均等 (2002) 以 12 个杂交
中稻组合为材料进行强化栽培 ,根据组合间产量表
现 ,认为强化栽培以选择穗型中等偏大、分蘖力中等
偏上的组合为宜[7 ] 。但该试验没有用常规栽培法作
对照。钟海明等 (2003) 以超优 143 和萍两优 143 两
个组合为材料 ,从强化栽培与传统栽培的同田对比
试验的秧苗长势长相看出 ,杂交水稻必须具备两个
最基本的特征才能发挥强化栽培的增产潜力 ,一是
分蘖力中等偏上 ;二是株型不宜太紧[5 ] 。本试验发
现强化栽培的增产效果与组合的着粒数关系密切 ,
每穗粒数偏少的组合更适宜强化栽培 ,生产上以选
择传统栽培条件下的着粒数不超过 170 粒的中小穗
型组合为宜。其原因是小穗型组合在强化栽培 (超
稀植)条件下 ,虽然有效穗数仍有所下降 ,但着粒数
大幅度提高 ,总颖花量增加 ,结实率较稳定 ,最终比
传统栽培增产。与此相反 ,大穗型组合在强化栽培
(超稀植)条件下 ,因分蘖力较小穗型组合弱 ,有效穗
较传统栽培明显下降 ,结实率因库源矛盾加剧也较
传统栽培大幅度下降 ,尽管着粒数增加较多 ,但不能
弥补因有效穗和结实率显著下降而导致的减产。本
研究还表明 ,强化栽培的增产效果与土壤肥力有关 ,
上、中等肥力田的强化栽培比传统栽培的增产效果
达显著或极显著水平 ,下等肥力田有所减产 ,但差异
不显著。这启示下等肥力田通过适当增加施肥量而
达到增产目的 ,尚待进一步研究。
References
[1 ] Yuan L2P(袁隆平) 1 The system of rice intensification1 Hybrid Rice (杂
交水稻) ,2001 ,16 (4) :1 - 3(in Chinese)
[2 ] Peng J2M(彭既明) ,Luo R2L (罗润良) 1The international conference on
the system of rice intensification held at Sanya ,Hainan1 Hybrid Rice (杂
交水稻) ,2002 ,17 (3) :59 (in Chinese)
[ 3 ] Xu F2X(徐富贤) ,Zheng J2K(郑家奎) ,Zhu Y2C(朱永川) ,Wang G2X
(王贵雄) 1 Effects of the cultivation by super transplanting of small
seedlings on the growth of medium hybrid rice in winter waterlogged
fields1 Hybrid Rice (杂交水稻) ,2003 ,18 (3) :40 - 43(in Chinese)
[4 ] Ming D2X(明道绪) 1 Path Analysis (通径分析) 1Ya’an : Publishing
House of Journal of Sichuan Agricultural University ,1990 , (8) :39 - 92
(in Chinese)
[5 ] Zhong H2M (钟海明) , Huang A2M (黄爱明) ,Liu J2P (刘建萍) 1
Analysis on the yield2increasing effect and economic benefits of the system
of rice intensification (SRI) in hybrid rice1 Hybrid Rice (杂交水稻) ,
2003 ,18 (4) :45 - 46(in Chinese)
[6 ] Xu F2Y (许凤英 ) , Ma J (马均 ) , Wang H2Z (王贺正 ) 1 The
characteristics of roots and their ration to the formation of grain yield
under the cultivation by system of rice intensification1 Hybrid Rice (杂交
水稻) ,2003 ,18 (4) :61 - 65(in Chinese)
[7 ] Ma J (马均) ,Tao S2S(陶诗顺) , Tian Y2H(田彦华) 1 A preliminary
report of the experiment on the system of rice intensification1 Hybrid Rice
(杂交水稻) 2002 ,17 (5) :42 - 44(in Chinese)
794 第 4 期 徐富贤等 :冬水田杂交中稻组合类型对强化栽培的适应性