第四节高产水稻栽培的基本条件及田间诊断技术
一、高产水稻栽培的基本条件
(一)高产田的土壤肥力特征
不同的高产田由于各种自然条件与生产条件的影响,它们各有其特殊性。但就各地的高产田来看,一般具有如下共同特点:
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耕层深厚熟化耕作层深约 15—21cm,结构良好,犁底层紧密适中,具有适当的保水性能和渗透性能,一般灌 9cm 左右的水层可维持 5—7 天;犁底层下有水分和空气协调的斑纹层。地下水位低,通常在 60cm 以下。
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土壤质地好土壤不过沙也不过粘,农民称为“三沙七泥”或“四沙六泥”,有团聚体,耕性良好,干耕湿耕均省力;土干时不成大块,容易耙碎, 灌水后不淀浆板结,疏松而不稀烂;排水落干不开大裂缝,复水后裂缝易合拢。
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营养元素丰富一般有机质含量在 2%以上,土壤全氮含量在 0.15%以上,矿质养分丰富,每 0.067ha 有效磷在 5kg、速效钾在 15kg 以上。土壤酸碱度接近中性(pH6.0—7.5)。保肥与供肥性能好,肥力稳而长,既不晚发, 又不坐蔸。
上述这些特点都是相对的,不能理解为只有完全具备上述特点,才能获得水稻高产。随着科学的发展,人们认识水稻高产与土壤培肥的规律愈深刻, 从而不断提高水稻产量与肥力水平,高产水稻土田的特性也将不断改变和发展。
(二)高产水稻的需肥规律
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水稻吸收养分的一般情况水稻必需的营养元素有几十种,但从提高产量与土壤供给情况来看,主要是氮、磷、钾三要素。以下就这三种元素来讨论。
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杂交稻对氮、磷、钾的吸收量据湖南省的测定,南优二号每 0.067ha 产 500kg 稻谷需要氮 10.45kg、磷(P2O5)4.01kg、钾 19.39kg;常规稻需要氮 12kg、磷(P2O5)6.25kg、钾(K2O)15.5kg。氮、磷、钾比例约为 2∶1∶ 3。这些数字在不同条件下,有时偏高,有时偏低,这可能与品种类型和土壤肥力的高低不同有关。近年来广西各地出现大面积双季稻每 0.067ha 产量超吨粮的区域,其本田施肥量,大致是每 0.067ha 两造共需施纯氮 20—25kg、磷酸(P2O5)10—15kg、氧化钾(K2O)16—20kg。这个施肥量实际是超过了水稻的吸收量,这与肥料利用率不高有关。
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杂交稻不同生育期对养分的吸收量杂交水稻在不同生育期对养分的吸收是不同的,从早稻来看各时期对氮、磷、钾的吸收量也不同(表 1-1)。
表 1-1 早稻各生育期养分的相对吸收量(%)
生育时期 |
各生育期吸收量占总量的% |
各生育阶段干物质形成量占总量% |
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氮 |
磷 |
钾 |
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返青期 |
3.29 |
1.01 |
1.45 |
0.88 |
返青—分蘖期 |
35.81 |
24.69 |
25.80 |
12.32 |
分蘖—拔节期 |
14.40 |
23.40 |
28.60 |
12.70 |
拔节—孕穗期 |
35.60 |
11.60 |
26.70 |
20.30 |
孕穗—抽穗期 |
9.50 |
31.60 |
10.60 |
15.90 |
抽穗—成熟期 |
1.10 |
7.70 |
6.80 |
37.90 |
(中国科学院南京土壤研究所)
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自返青至拔节期各种养分都迅速吸收,各达吸收总量的 50%左右, 拔节后对各种养分的吸收速度则有所不同。
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氮素以返青后至分蘖期和拔节至孕穗期这两个阶段的吸收强度为最大,分别达总量的 35.81%和 35.60%;磷酸则以孕穗至抽穗阶段吸收最多, 其次是返青至分蘖和分蘖至拔节阶段;钾素在返青至分蘖、分蘖至拔节、拔节至孕穗的各阶段吸收量大致均匀,都在 25%—28%之间。
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抽穗以后氮、磷、钾的积累达总量的 90%以上,这表明水稻灌浆期所需的养分,特别是氮素,主要是在抽穗以前就吸收贮存在稻体内,到抽穗灌浆期才将贮存的养分运输到谷粒中去。
从水稻一生对氮、磷、钾的吸收量来看,总的趋势是每生产 50kg 稻谷, 需从土壤中取走 1kg 左右的氮,磷酸(P2O5)的吸收量约为氮的一半,而氧化钾的吸收数量则比氮多 40%—50%。可见,单产越高,从土壤中取走的养分就越多,如不补充,或只补充一、二种,则土壤养分将逐渐减少,或失去平衡,影响产量的提高。
- 杂交水稻的施肥量杂交稻所吸收的肥料来源于两个部分:一部分由土壤本身提供,另一部分是当季施入的肥料。
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土壤养分的供给土壤的供肥能力即地力,它可以通过化验的方法来测定,也可以用不施肥的产量来表示。土壤本身供给养分的数量,主要决定于贮蓄量与有效状态。江河冲积土或湖积区的稻田,其有机质含量高,土壤可耕性好,有效态养分较高,这类土壤可供给水稻吸收的养分数量则多;有些山区稻田潜在肥力虽高,但分解转化慢,有效养分较少,供给养分的能力不高;一些红壤丘陵区特别是新开稻田,潜在肥力与有效养分都较低,能供给的养分则更少。根据在生产实践中的观察和肥料对比试验情况,一般推算土壤本身约可供给水稻生产所需养分的 1/2—2/3,不过这种供应情况在不同地区与不同生产水平下差异颇大。在具体衡量某一地区土壤肥力状况时,要根据当地土壤性质、施肥水平与产量的关系,还要进行必要的土壤分析与试验,从而比较确切地掌握土壤肥力水平。
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肥料利用率当季施用的肥料并不完全为水稻吸收利用,有些流失了,有些残存在土壤中,当季利用多少就是“肥料的利用率”。一般来说, 化学肥料比有机肥料利用率高;同是有机肥料,碳、氮比值较大的(即含碳素多的)利用率低,经沤制腐熟的有机肥比未腐熟的有机肥料利用率高;各
种农家肥单独施用肥效低,而将有机肥作基肥与化肥作追肥配合施用,就能显著提高有机肥的利用率。据湖南省农科院的试验,在每 0.067ha 施 6kg 纯氮的情况下,测得早稻对硫酸铵的利用率为 38.6%,绿肥为 38.2%,猪粪为17.03%,牛粪为 10.6%。这就是说施了 6kg 纯氮的硫酸铵与绿肥,当季早稻吸收 2kg 多,牛粪只有 0.6kg。至于磷的利用率,据用同位素测定结果, 过磷酸钙的利用率约在 20%—40%之间。
- 施肥量的计算根据计划产量需要吸收的肥料,一般可按生产 50kg 稻谷需纯氮 1kg 折算,土壤供给的肥料和当季肥料利用率(据四川省农科院测定杂交水稻当季氮肥利用率约 30%—40%的比率),按下面公式进行估算。
施肥量 =
计划产量需吸收的肥料 − 土壤供给的肥料肥料利用率
例如,一块稻田计划生产 500kg 稻谷,地力产量(即不施肥的产量)为350kg,扣除地力产量,施肥需要生产 150kg,就需要施 3kg 纯氮(按生产 50kg 稻谷需纯氮 1kg 折算),按氮肥的利用率 30%—40%计算,大致需要施 7.5
—10kg 纯氮。然后再根据各种氮肥的含氮量进行折算,确定各种氮肥的施用数量。磷酸(P2O5)的施用量约为纯氮的一半,氧化钾(K2O)的数量则比纯氮多 40%—50%。
- 基肥与追肥的配比从水稻吸收养分累积的趋势看,拔节期以前将吸收总量的 60%—80%以上,从移栽到拔节早晚稻一般是一个月左右,这段时期水稻增长营养器官、发生分蘖,为水稻高产奠定基础的时期,所以在水稻生长的早期必须提供大量的营养元素。从土壤养分供应情况看,早稻生育前期气温低,肥料分解慢,在施用绿肥或农家肥作基肥的情况下,前期土壤养分较难满足早稻早生快发的要求;进入生育后期因气温较高,肥料分解快,如基肥与追肥用量充足和分配恰当,则后期不会发生缺肥现象。晚稻前期气温高,后期气温低,土壤肥料的供应是前多后少,因此,在一般情况下,晚稻生育后期往往容易发生脱肥现象。再从肥料性质来看,有机肥料大都是绿肥、猪牛栏粪、土杂肥,这些肥料的特点是分解慢,肥效长,营养元素种类多, 而每种元素含量较低。为提高肥效,应在插秧前整地时施下,与土壤充分拌均,使肥土相融,以利于肥效的提高。
从上述分析情况来看,施足基肥是保证水稻高产的重要条件。因早、晚稻生育期间的气温不同,吸收养分的趋势也不一样,早稻在分蘖盛期前比晚稻吸收累积量要多,所以早稻基肥约占总用肥量的 80%,晚稻约为 70%—80
%,追肥占总用肥量 30%—20%。基肥与追肥的比例并不是一成不变的,应根据选用的杂交组合、土壤肥力状况及气温的不同灵活掌握。如栽培早稻早熟品种,因生育期短,要求早发,而广西早春气温低,肥料分解慢,这就需要加大基肥用量,配合早施追肥;而栽培中稻,因生育期长,为防止后期脱肥,追肥比重要适当加大,基肥比重可适当减少,比例为 6∶4,即基肥占 60
%,追肥占 40%。总之,基肥与追肥是相互关联的,基肥施的多,追肥可少施;反之,基肥施的少,追肥可多施。
(三)杂交水稻高产的合理灌溉
水是水稻的“命”,又是水稻的“病”。合理灌溉既能满足水稻生理需水,又能满足水稻生态需水,使水稻的长势长相朝着高产方向发展。
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插秧至返青期因禾苗根系受到损伤,吸水能力弱,容易失水凋萎,这时以保持浅水层为宜,以利秧苗成活。
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返青至分蘖期实行浅水灌溉,可提高水温和泥温,增大昼夜温差变幅, 增加土壤氧气和有效养分,为水稻分蘖创造良好的环境条件,促进分蘖早发。
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幼穗发育期为抑制无效分蘖,防止徒长,改善土壤环境条件,控制病虫害的发生,一般应进行排水晒田。晒田应掌握两个原则,一是时间,早熟品种插后 25 天左右,中熟品种插后 28 天左右,迟熟品种插后 32 天左右开始晒田;另一个是苗数,当田间苗数(含主茎和分蘖)达到计划要求的穗数时, 如计划要求达到 18—20 万穗,苗数已达到 18—20 万时,即开始排水晒田。
晒田程度要根据苗情、土质和前期施肥多少因地制宜,区别对待。苗多而旺、土质粘、肥料足的可适当重晒;苗少而弱、土质沙、肥料少的可轻晒或不晒。一般晒到白根上翻,叶色褪淡,总苗数控制后即复水。晒田时间最长不宜超过幼穗的枝梗分化期,否则每穗着粒数将减少。
- 抽穗结实期抽穗开花期,是水稻对水分反应敏感的时期,要求田间保持一定水层,以利抽穗开花。如这时稻田缺水干旱,则花粉和雌蕊柱头易受旱枯萎或抽穗困难,形成所谓“锁口旱”,穗子基部的颖花不能抽出,包在叶鞘内不能正常开花授粉,形成空壳。
谷粒灌浆时,为促进稻株的光合作用,并使茎秆和叶鞘中贮藏的有机养料能顺利地向谷粒中运输,这时还应供应水分,但宜采用干干湿湿的灌溉方法,这对提高根系活力和防止病虫害有利。杂交稻两个灌浆高峰期比较明显, 一个稻穗上的强势花与弱势花开花时间相差不大,但受精的弱势花要等强势花灌浆充实后才开始灌浆,两者相差 10 天以上,如果脱水过早,弱势花就会
因水分不足而不能充实,并成为秕粒。杂交早稻一般要到收割前 5 天左右才能排干水。
(四)高产水稻的群体结构与合理密植
- 合理密植是创造高产群体结构的基础在杂交水稻高产栽培中,创造高产群体结构是一个极为重要的问题。什么是群体结构呢?通常讲的单株就是个体,单株集中成片种在田里就组成了群体。群体结构就是指组成群体的个体,以及它们的叶片、茎秆、根系在空间的排列状况。过密的田,株间荫蔽, 脚叶早黄,单株细弱;过稀的田,对土地和光能的利用率低,群体结构不合理。群体与个体是互相作用的。个体发展(单株生长壮大和数目增多),会使群体变大;群体发展了又会反过来影响个体的生长。合理的群体结构就是协调这对矛盾,使个体与群体得到协调的发展。
从插秧到收割,水稻的群体结构在不断地发生变化,秧苗插到本田后群体就形成了。因此,合理密植是群体结构的基础,是变化的起点。随着分蘖的不断增加,个体数目增多,群体逐渐变大,到田间总苗数达到最高时,群体还不是最大,因为稻株还比较小。拔节后植株茎叶迅速生长,到齐穗时, 群体最大。从拔节到抽穗群体与个体矛盾逐步加剧;抽穗后个体生长逐渐停止,群体与个体的矛盾逐步缓和。水稻要获得高产,就必须使每个生长阶段和群体结构比较合理,群体与个体协调发展,群体大小适合,个体生长健壮。
- 因地制宜地掌握杂交水稻种植密度
- 总结各地多年来生产实践经验,杂交早稻组合,分蘖能力较强的, 如威优 49、威优 98、威优 48 等,每 0.067ha 要插足 8 万基本苗;分蘖力弱的组合,如威优 35 等,每 0.067ha 要插足 10 万基本苗,一些每穗粒数较少
的组合,如威优 1126 等,每 0.067ha 基本苗应在 10 万以上。杂交中稻每0.067ha 基本苗以 7—10 万为宜。杂交晚稻每 0.067ha 基本苗以 8—12 万为宜。早、中、晚稻在一定基本苗范围内,既能在单位面积上比较可靠的达到25—30 万这个合适的最高苗数,获得高产所要求的 18—20 万有效穗,又有利于充分发挥分蘖优势,增加穗数组成中分蘖穗的比重,改善穗部经济性状, 达到穗数与粒数的相对统一,保证每穗结实 120—130 粒,从而达到每0.067ha 产稻谷 500kg 以上的高产水平。
- 密植方式密植方式是调节群体结构的一个有效手段。杂交水稻分蘖能力强,稻株较高大,采用少秧适当密植的插秧方式,能较好地协调群体与个体的矛盾,既有利于达到一定穗数的要求,又有利于发挥大穗的优势。当前杂交早稻一般以 20cm×13cm,23cm ×13cm,20cm×17cm 规格的较多,也有 23cm×10cm、27cm×10cm 的。杂交中稻一般每 0.067ha 插 1.5—2 万蔸, 每蔸插 5—6 苗左右,株行距一般采用 17cm×27cm。杂交晚稻每 0.067ha 插基本苗 8—10 万,株行距一般采用 13cm×17cm、17cm×20cm、17cm×23cm 等的规格,各地都采用宽行窄株的栽插方式,这样有利于通风透光,协调个体与群体的发育,解决密植与高产的矛盾。