水稻精确定量栽培技术培训资料

***水稻精确定量栽培技术培训资料精确定量轻简栽培是作物生产现代化的发展方向凌启鸿张洪程丁艳锋一、时代发展对作物生产提出了“精确定量轻简栽培”的必然要求（一）作物要高产、技术要简化是农民的迫切要求，也是栽培技术发展的自身追求。技术简化必须符合作物高产的生育规律和高产群体结构的数量和质量要求，作物才能高产、优质、高效，只有精确定量的简化技术才能达到这一要求。不科学的过于简化是不符合高产、优质形成要求的粗放技术，会降低单产与品质。（二）作物精确定量轻简栽培，就是根据作物生育和高产形成规律，用最少的作业次数、在最适宜的生育时期、用最适宜的投入数量，达到“高产、优质、高效、生态、安全”的综合效果，是科学的、精确定量的简化栽培技术。把精确定量栽培说成是“复杂繁琐”的技术，是一种误解。（三）要做到用最少作业次数、在最适作业时间和作最适量投入，就必须建立科学、系统的作物高产群体的生长诊断原理和确切指标、措施定量的原理和计算方法，使栽培理论具有普遍的指导意义和广泛的适用性。这就对栽培科学的发展提出了更高的要求。（四）作物精确定量轻简栽培是根据我国生产实际研究形成的中国特色的栽培科学技术，在世界上是独树一帜的，它克服了西方作物产量理论研究和栽培技术分离的缺点。西方作物科学主要是从作物生理、源库关系等理论方面深入研究，比较缺乏研究作物高产群体生育指标的定量问题的成果；在技术措施研究上，一般不深究栽培技术增产的作用原理和科学定量问题。因而不能产生具有普遍指导意义的作物高产定量栽培的理论与技术体系。且由于作物区域化、栽培制度和方法比较简单划一，应用多因子复合试验和电脑运算就能确定本区域的最佳技术组合。而我国的精确定量轻简栽培研究了作物高产群体生育各阶段的形态生理指标和栽培措施的作用原理与技术定量的方法，并把两者结合起来，使之成为具有普遍指导意义，具有广泛适应性的栽培科学技术体系，这是西方的研究所不能比拟***的。（五）我国已自主创新形成了具有中国特色的作物精确定量轻简栽培的原理和技术体系。水稻精确定量轻简栽培最为系统，已达到了具有普遍指导和广泛适用的程度，只要进一步组织各地进行开发应用研究，明确各地精确定量轻简栽培的生育诊断指标和关键技术的计算参数值，便能更大面积推广应用。其他作物（如小麦、玉米、油菜、棉花等），也都参考了水稻的研究思路和方法，初步形成了精确定量轻简栽培的理论框架，积累了一些诊断指标和技术定量计算方法。只要领导重视，立项组织联合研究，也可能在短时期内形成各个作物精确定量轻简栽培较系统而完善的原理和技术体系。（六）各地的作物种植方式和栽培技术在不断向轻简化的方向发展变化，但衡量一个轻简化技术是否先进合理，一是看产量和效益，二是看技术措施是否符合“最少、最适时、最适量”三个基本定量要求。农业新技术的研究应用（如化调、一次行控释肥料等）、信息化管理等现代化技术的研发，都必须回答作业最少、最适时、最适量三个基本定量要求。因此精确定量轻简栽培的原理可以为新技术的研发提供有益的参考。二、高产群体生育各时期诊断指标的定量（一）作物叶龄模式是确定作业实施最适时期的主要诊断指标，亦是确定必需的最少作业措施和适宜数量的重要依据根据作物主茎出叶与其他各部器官（根、茎、叶、分蘖（分枝）、穗（花））的分化、生长的同步、同伸关系，可以用主茎出叶的叶龄诊断（或预测）各部器官（特别是未外露器官）的生长状况，来指导调控措施应用的适宜时间（叶龄）的诊断方法，并由此建立了以“叶龄模式”为基础的栽培新体系。最早在水稻上发现并建立了“水稻叶龄模式”（《中国农业科学》1983,1:9-18），而后建立了“小麦叶龄模式”（《农业十项推广技术》1988）和“玉米叶龄模式”（鞠章网1988,《作物群体质量》,上海科技出版社,2000）。这三个禾本科作物明确了三个最关键的叶龄期：即有效分蘖临界（可靠）叶龄期（玉米为壮苗叶龄期），拔节叶龄期和穗分化叶龄期，为促进有效分蘖（或壮苗），控制无效分蘖和拔节，促进穗分化等调控技术的应用，提供了正确的叶龄依据。***以后建立了“棉花叶龄模式”（《棉花叶龄模式栽培》,江苏科技出版社，1987）。依据叶龄模式规律，可以诊断（或预测）打顶前主茎叶龄期（主茎顶端平展叶）的各部器官的分化和生长状况，为正确计算每亩适宜株数和按叶龄制定促控技术提供科学依据。在油菜上揭示了长柄叶、短柄叶）和无柄叶三组叶片的2：1：1的数量比例关系及其与壮苗、花芽分化、抽薹、一次和二次分枝发育以及角果生长的同步和因果关系，为确定合理的基本苗和按叶龄确定促控技术提供了科学依据。近年来，国内在香蕉、西瓜等园艺作物栽培上，也用叶龄指导施肥和栽培，取得显著增产效果，表明了用叶龄诊断在不少作物上具有实用价值。作物叶龄模式揭示了叶龄进程与各部器官建成的基本规律，它以简易的形态诊断方法为精确定量栽培奠定坚实的生物学基础，是我国对世界作物栽培科学发展作出的创新贡献。实践证明，栽培技术真正能简化而高产，能达到应用的次数最少、时间和数量最适宜，离开了作物叶龄模式的指导与应用是绝不可能做到的。（二）作物高产群体各阶段生育指标的定量1、总的原理作物生育各阶段的生长指标是以构建结实期（开花至成熟期）高光效群体为总目标的（《作物群体质量》,上海科技出版社,2000）。结实期高光效群体的核心形态指标为适宜的叶面积指数(LAI)和硕大的总库容（品种器官），同时配合以发达的根和茎系，起扩“库”和强“源”作用。生产实践很难直接用LAI作为田间诊断指标，但扩库和增加LAI常联系在一起，故可用总库容指标和群体平均单茎叶片的存活状况作为结实期定型群体库源协调和各部器官协调的诊断指标。同时按叶龄模式确定各阶段的群体生长指标。2、高产群体指标的定量如下（以水稻为例）：（1）结实期高光效群体地上部形态指标①每亩适宜的穗数，基本上决定了适宜LAI。②在适穗（适当LAI）条件下主攻大穗，扩大总颖花量（亩产700公斤以上的亩总颖花量在3000万以上），必须调整茎生各叶长度，叶长序数应为倒数2、3、1、4、5。③改善群体透光，增强各叶功能：a封行期必须控制在孕穗期－抽穗期达到；b抽穗期无效分蘖残存数降低到总茎蘖数的5%以下；c抽穗期各有效茎有和伸长节间数相等的绿叶数；抽穗后20天左右，基部叶片保持绿色；***成熟期能保持2片左右功能叶。这是在足穗大穗条件下防止倒状、提高结实率和粒重的形态指标。④无病虫害。（2）各生育阶段的生育指标水稻从移栽（或播种）至抽穗期按叶龄模式明显分为四段（图1）：①有效分蘖叶龄期（N-n）及时够苗，群体叶色显“黑”；②无效分蘖始期（N-n+1）至拔节叶龄期（N-n+3），群体叶色要“落黄”，控制无效分蘖的发生，把茎蘖成穗率提高到70%-90%，行日期推迟到孕穗-抽穗期；③促穗期（枝梗分化至抽穗），叶色回升显二“黑”，形成大穗和完成穗数，并保证在孕穗至抽穗期封行，建成LAI适宜且库大的高光效群体。④结实期，单茎绿叶数平衡消减，提高结实率和粒重。图1高产水稻群体发展各阶段形态生理指标定量通式各地可以根据品种的主茎总叶数（N）、伸长节间数（n）、亩适宜穗数和各叶龄期的到达日期，将通式图中的SN、N-n、N-n+3、倒2叶期、抽穗期等具体量化为实际叶龄值和日期，以及各叶龄值时具体的茎蘖数和叶色指标值。***3、小麦、玉米、棉花、油菜等作物，在江苏都已通过高产栽培研究，形成了江苏的高产群体定量诊断指标：（1）高产群体“源库”的适宜数量和空间结构的定量指标。（2）各生育期阶段的生育指标。各作物都可以分为4个时期：①壮苗期（小麦为有效分蘖期）；②中期“落黄”稳长期（小麦为返青-拔节期，玉米为拔节至果穗分化开始，油菜为抽薹期，棉花为现蕾期到始花期）；③营养生长和生殖生长两旺期（小麦为拔节-抽穗期，玉米为果穗分化-吐丝期，油菜为始花-终花期，棉花为始铃-盛铃期）；④结实期（小麦、玉米为抽穗（吐丝）-成熟期，油菜为终花-成熟期，棉花为始絮-终絮）。各生育阶段都有具体的形态和叶龄值，群体生长各项适宜的数量诊断指标和反映碳氮代谢协同水平的叶色诊断指标（《作物群体质量》2000，上海科技出版社）。三、栽培技术的定量作物精确定量轻简栽培的技术关键是决定作业的最少次数、适宜时间和数量的技术定量等问题，主要涉及作物生育与季节同步性、基本苗定量、施肥定量和合理灌溉等问题。（一）作物生育与季节的同步根据作物结实期的光合生产量决定产量的原理，作物生育与季节的良好同步是高产的前提，其核心是将开花结实期安排在温光等气候条件最好的日期，即最佳开花结实期。根据这一原理指导如下：1、在高纬度，高海拔地区，采用地膜覆盖提早播种；2、中纬度地区传统早播，常会遇上抽穗期高温为害。适当推迟播种，如江苏“中粳晚播”的改进，山东的麦田套种玉米改为麦后直播；3、无限开花结实的棉花等作物，采用覆膜栽培，把开花结实期向前延伸；4、在前后茬作物生育期矛盾大的情况下，水稻上创造了大苗移栽高产栽培技术。（二）合理基本苗的确量基本苗是群体的起点，培育结实期高光效群体应从确定合理基本苗开始。作者等建立了几个主要作物的基本苗计算公式。1、水稻基本苗计算公式合理基本苗（x）=亩适宜穗数（y）/单株成穗数（ES）(x=y/ES)。***亩适宜穗数（y）比较稳定，在当地常是个已知数。关键是求平均单株穗数（ES），小苗和直播稻的单株成穗的基本公式为ES=1(主茎)+(N-n-SN-bn-a)Cr（分蘖穗）。中、大苗移栽的单株成穗数为：ES=(1+t1)+[（1+t1）（N-n-SN-1-a）Cr1]+t2r2=(1+t1)[1+（N-n-SN-1-a）Cr1]+t2r2（详见《作物群体质量》2000，上海科技出版社）。2、小麦基本苗计算公式合理基本苗（X）=每亩适宜穗数（Y）/单株可靠成穗数（ES）。小麦的单株可靠成穗数（ES）决定于有效分蘖可靠叶龄期（N-n-tN+3）的分蘖理论值（R（N-n-tN+3））及其分蘖发生率（r）。基本苗公式为X=Y/R（N-n-tN+3）×r(《农业十项推广技术》)。3、棉花基本苗计算公式合理基本苗（x）=亩适宜总果节量（万）（y）/单株有效果节数（n）。单株有效节数，决定于果枝台数。根据棉花叶龄模式，各果枝现蕾、开花、结铃按圆锥体的同伸规则，即可求出不同果枝总台数的单株在打顶后单株总果节数（《作物群体质量》2000，上海科技出版社）。4、油菜基本苗的计算公式油菜高产群体总茎枝数中主茎和一次分枝数约占群体总茎枝数的一半。因此油菜的适宜基本苗计算公式为：基本苗（x）=群体适宜主茎和一次分枝数（y）/单株一次有效茎枝数（n）+1（主茎）单株一次有效茎枝数（n）=单株总叶数/4+k（k为长柄叶组长出的分枝。在冬前长出18叶以上的壮苗才有可能发生1个左右）基本苗（x）=y/单株总叶数/4+k+1（主茎）（以上见《作物群体质量》）。（三）施肥的合理定量施肥定量要解决获得一定产量的氮、磷、钾施用总量，施用的适宜时间和各期施用的合理比例等三个问题。1、氮、磷、钾施用量的确定通过测土配方“3414”等试验中高产小区所得出的氮、磷、钾比例。应被认为是当地合理的比例。再根据当地取得高产的氮肥施用量，按“3414”试验的氮、磷、钾合理比例，确定高产栽培的磷、钾的具体施用量。***2、施氮总量的合理确定和前后比例。用斯坦福（stanford）的差值法计算作物施氮总量公式为：施N总量（kg）＝目标产量需N量（kg）-土壤供N量（kg）N肥的当季利用率（%）公式中三个参数的求取：（1）目标产量需N量=目标产量×100kg产量需N量/100。因此，首先必须求取百公斤产量需N量的合理指标。作者等研究提出了高产群体百公斤产量需N量的求取方法：①要分不同产量水平测定，不同产量等级的百公斤产量的需N量呈抛物线关系。产量最高而百公斤产量需N量适中或较少的，是我们应当求取的指标；②要分品种类型；③分地区测定。在一个地区，同类作物高产的百公斤产量需N量的科学指标是相对稳定的，要通过较多测定求取适宜值及其变幅范围。（2）土壤供N量的求取作者等在水稻上用不施N空白区稻谷的产量（基础产量）及其