湖南农业院士丛书:超级杂交水稻亩产900千克栽培新技术

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袁隆平 中国工程院院士，杂交水稻之父。湖南杂交水稻研究中心主任。长期从事于杂交水稻育种栽培的研究，发明“三系法”籼型杂交水稻，成功研究出“两系法”杂交水稻，创建了超级杂交稻技术体系。并提出实施“种三产四丰产工程”，运用超级杂交稻的技术成果。50多年来，他将全部精力倾注在杂交水稻事业上，践行 “发展杂交水稻、造福世界人民”的宗旨，为中国乃至世界的粮食生产发展做出了重大贡献。先后荣获国家发明特等奖、首届国家最高科学技术奖和联合国教科文组织“科学奖”、“沃尔夫奖”、“世界粮食奖”等20多项国际国内奖励。袁隆平院士先后发表学术论文70多篇，出版《袁隆平论文集》、《杂交水稻育种栽培学》、《杂交水稻学》等专著7部。 马国辉 湖南杂交水稻研究中心二级研究员，科技部国家支撑计划专家组成员，博士生导师。长期从事杂交水稻高产、高效栽培研究，先后主持和参加国家“863” 、“973” 、“九五”、“十五”、“十一五”等重大科研项目20多项，研创了杂交水稻高产栽培、三熟制双季稻高产栽培等技术成果和技术体系，并大面积推广应用。

内容简介

第三章超级杂交稻壮秧培育技术 一、培育壮秧的作用及壮秧的标准 水稻育秧移栽在我国已有1800多年的历史，目前仍是我国水稻栽培的主要形式。培育壮秧是水稻高产栽培的基础，俗话说 “秧好一半稻”，只有育好数量足、质量好的壮秧,才能在“源头”上争取主动，充分发挥个体优势和整体水平夺高产。 1壮秧的作用 （1）以蘖代苗，节省用种。壮秧基本上按叶蘖同伸规律分蘖，秧田分蘖多，而秧田具有2叶1心以上的大分蘖，移栽后可以与母茎一样分蘖成穗，以蘖代苗，减少每亩本田的用种量，节本效果更明显。 （2）生理活性高，有利于早发。壮秧的生理活性高，移栽到大田后抗逆性强、叶片枯死率低、发根力强、返青快、分蘖早，有明显的早发优势，而且可以促进早熟，有利于争取季节。 （3）有利于高产群体的形成。培育壮秧是构建高产群体的基础，壮秧的秧田分蘖多，栽后又能早生快发，因而低节位分蘖多、分蘖早，这不仅有利于保证足够的穗数，而且有利于大穗的形成，每穗粒数多，有利于光合产物的生产及向穗部的运转，提高干物质生产量和经济系数，形成一个“前期发得起、中期稳得住、后期不早衰”的高产群体。 壮秧的标准因育秧方式、秧龄长短、品种类型而不同。 2壮秧的指标 （1）形态指标。壮秧在形态上有四项要求：一是叶片宽大挺健、不软弱披垂，叶鞘较短、苗茎（假茎）粗扁，即所谓“扁蒲秧”；二是叶色青绿、不浓不淡，无虫伤、病斑，绿叶多、枯黄叶少；三是根系发达、短白根多；四是秧苗生长整齐、瘦苗弱苗极少，苗体有韧性、长势旺盛。 （2）生理指标。一是光合能力强，体内贮藏的营养物质丰富，充实度（干物重/苗高）高，百株干物重大，一般小苗在5克以上，大苗在7克以上；二是碳氮比（C/N）协调，植株体内的碳水化合物和氮化合物都高，既不因含碳高而老化，也不因含氮过多而嫩弱，C/N比一般以大苗14左右、中苗10左右为宜；三是秧苗的束缚水含量较高、自由水含量较低，有利于栽后的水分平衡，提高秧苗的抗逆性，一般要求叶片的束缚水含量在30%以上。 （3）栽后生长特性指标。一是栽后发根力强，壮秧的茎基（假茎）粗扁、根原基数量多、体内碳水化合物绝对含量高、细胞增殖速度快、发根力强；二是植伤率低，壮秧短白根多，根系吸收功能恢复快，苗体内营养物质贮藏丰富，束缚水含量高，栽后对烈日高温或阴雨低温等不良环境条件的抵抗能力强，栽后返青快、分蘖早。 二、种子处理与浸种催芽 1晒种 晒种能增强种子的通透性和吸水能力，增强酶的活性，从而提高种子发芽率和发芽势，一般能使发芽率提高2%～5%。通常在播种前5～7天选晴天进行晒种，轻晒1天，但小包装杂交种子因本身太干不宜晒种，而应在浸种前3～5天剪开袋口，让种子自然回潮。 2选种 选种是为了清除秕谷、病粒、草籽、杂物，选出饱满、整齐、纯净的种子，以培育壮秧和减少杂草。现在由种子公司出售的商品种子都已经过了精选机精选，虽然其纯度、净度和发芽率都达到了一定的标准，但进行清水洗种、选种仍有必要。杂交种子有其特殊性，不提倡用盐水选种，在清水浸泡12小时左右后，将沉入水底的饱满粒和悬在水上的秕粒分开浸种、消毒、催芽，以后分开播种、分级管理，可以节省杂交稻用种。 3种子消毒 水稻许多病虫害如稻瘟病、恶苗病、白叶枯病、干尖线虫病都是通过种子带病传播的，因此，做好种子消毒工作十分重要。 4浸种 水稻种子一般要吸到自身重25%左右的水量才能发芽，因此，为促进发芽出苗整齐一致，一定要使种子浸到足够的时间，以使种子吸足水分。浸种时间与温度、品种及育秧方法等都有很大的关系，温度高浸种时间短，温度低则浸种时间长；旱育秧浸种时间可长，湿润育秧时间可短些。杂交稻种在浸种时呼吸强度大，排出的二氧化碳多，要注意勤换水，或使用流水浸种，或采用“三起三落”的方式。种子吸足水分的特征是：谷壳半透明，腹白分明可见，胚部膨大。一般温度10 ℃时需浸72小时，20 ℃时需浸48小时，30 ℃时只需浸24小时，才能达到发芽所需要的水分。 (1)温汤浸种。这是防治干尖线虫病的有效办法。先把种子放入清水中浸24小时，然后移浸于45 ℃～47 ℃的温水中预热5分钟，再改浸于50 ℃～52 ℃的温汤中10分钟杀死线虫，然后放入冷水中继续浸种，直到达到发芽要求为止。此法还可杀死稻瘟病、恶苗病等病原体。 (2)强氯精浸种。先将种子预浸12～24小时，然后用250～300倍的强氯精液浸种12小时，清水洗净后继续浸种或催芽，对各种病害都有很好的防治效果。 (3)克菌康浸种。先将种子间歇浸水，最后用3%的克菌康可湿性粉剂300～400倍液浸10～12小时，浸后洗净催芽。 (4)石灰水浸种。用1%的石灰水清液浸种，注意浸种时不要破坏水面上的石灰膜，同时，水深要高出种子3厘米以上，对各种病害都有很好的防治效果。 5催芽 催芽可使出苗整齐，防止烂种，早稻播种期间气温低，更要催芽。一般种子在50 ℃温水中预热5～10分钟，再起水沥干，密封保温，温度控制在30 ℃～35 ℃，露白后天气好即可播种，天气不好可在25 ℃～30 ℃条件下促进齐根，然后摊开锻炼，保持一定的温度和湿度，一般芽长不超过谷粒的1/2，根长不超过谷粒长。要特别注意防止高温“烧包”伤芽。中、晚稻浸种期间的水温、气温都比较高，日平均气温达25 ℃以上，可在室温条件下通过“三起三落”的方式边浸种、边自然发芽，简便可行、效果好。 三、超级杂交稻的育秧技术 超级稻的育秧技术主要有两种方式，一种是利用塑料软盘半旱式育秧，培育适合强化栽培体系要求的乳苗或小苗秧；另一种是利用湿润秧田常规稀播育多蘖壮秧方式，培育中苗或大苗秧拔秧洗插。 1培育适合强化栽培体系要求的乳苗或小苗秧的塑盘育秧方式 塑料软盘秧具有省种、省秧田、省肥、省水、省农膜、省工和增产等多种效果，除特别有利于抛秧外，培育适于强化栽培的乳苗或小苗带土浅栽也是最理想的途径。其操作环节如下： （1）制备营养土。选择掺放了腐熟有机肥的肥沃菜园土或无杂草碎屑的肥泥作营养土，或掺入总土重15%的壮苗剂，力求养分均匀而全面，每个软盘需干细土1.5千克或肥泥2.0千克。一般旱土（或红黄土）的有效养分不足，直接作营养土会导致秧苗黄瘦，应补充速效养分，如磷、钾、尿素可以分别按土重的0.5%、0.2%、0.1%掺入作种肥，复合肥可用到0.3%，固态肥在土中移动扩散性小，应将化肥先兑水溶解稀释后再均匀喷入土中拌和，以防止肥害损伤种苗。低温情况下每100千克土还应用霉灵10克兑水15千克进行消毒。 （2）整理旱秧床。选择背风向阳、土壤肥沃、爽水性好、排灌方便的菜地或冬前翻耕烤坯的稻田作高标准旱秧床（或半旱秧床），按本田面积的1/40备足秧田。按1.8米一厢开沟，厢面宽1.45米，沟宽0.35米，深0.2米，厢长根据田形而定，四周有围沟，起畦后将表土层耙碎灭茬，灌水（或浇水）耙平后，铺一层泥浆，略施面肥，耥平压平厢面。 （3）播种摆盘。目前流行的育秧塑料软盘规格为60厘米×33厘米×1.8厘米，每盘353孔，每亩大田宜用35个左右。有直接将软盘摆到秧厢上然后播种和先将软盘播好种然后再摆盘到秧厢上两种方式。实践中以后一方式为多，其具体操作如下：在秧田附近的路旁或敞棚地面摆上软盘，盘孔内装有不超过孔深2/3的营养土垫底（干土则必须浇透水），每孔播种1粒种谷（种谷为破胸芽谷，根芽不长于1.5毫米），每亩用种量0.5千克左右，可采用超级稻播种器提高工效，减轻劳动强度。播后再将营养土（或调成稀泥浆）盖平盘面不露籽，抹去高于盘面的泥土并喷湿秧盘。营养土为稀泥时播。然后摆放秧盘，秧盘之间相互衔接靠拢，秧盘底要与床面稀泥层紧密接触，防止吊气脱水死苗。 （4）覆膜保种护苗。播后搭架覆盖农膜，可以保湿、防寒、防雨打、防鼠、防雀，但应注意防止产生高脚苗和高温灼死苗，要及时揭膜降温、炼苗。 （5）苗床管理。管理要点是“以水控苗、以肥促根、以根促蘖”，全苗前以厢面湿润为主，1叶1心时追清粪水一次，1.5叶时浇（可用洒水设备淋洒）1%尿素液1次作“断奶肥”，每亩用量1.5千克（注：如果“壮秧剂”中不含多效唑，或矮化效果不明显的，在叶面水分干后，每亩用有效成分15%的多效唑可湿性粉剂150克兑水75～100千克均匀喷施一次）。阴雨天多应注意控水防渍，早晚叶不卷筒、盘面不变白不浇水；播后遇晴天高温及时揭膜降温，并可进行沟灌湿水，1.5～2.1叶期应视情况撤膜。移栽前2天轻施“起身肥”（每亩用尿素2.5千克，兑水300～400千克浇泼秧苗），有利于分蘖。 2培育大苗（或中苗）的常规育秧方式 采用湿润育秧是目前应用最广的育秧方式，它介于水育秧与旱育秧之间，也称半旱式育秧。其特点是干耕干整水耥平做成上糊下松的通气秧田，在播种至扎根立苗前，秧田保持土壤湿润通气以利于根系生长发育，扎根后至3叶期采用浅水勤灌，结合排水露田，3叶期后灌水上畦，浅水灌溉，改变传统水育秧水播水育的习惯。其优点：一是土壤通气性较水育秧好，有利于根系生长的发育，可以大大提高成秧率；二是可以提高秧苗素质，促进栽后早生快发；三是可提高秧苗的抗逆性，减少烂秧。 一季中稻或一季晚稻育秧期间温度较高，秧苗生长速度快，秧田管理应抓好以下几个环节： （1）加强水分调控。播种后到1叶1心期保持畦面无水而沟中有水，以防“高温煮芽”，但若遇大雨天气，为防雨水将种谷打散，也可短期将畦面灌满水，雨后立即排干，1叶1心到2叶1心期仍保持沟中有水，畦面不开裂不灌水上畦，开裂则灌“跑马水”上畦，3叶期后灌浅水上畦，以后浅水勤灌促进分蘖，遇高温天气，在条件允许时也可日灌夜排降温。 （2）及时追肥。1叶1心期追施断奶肥，4～5叶期施1次接力肥，移栽前3～5天施送嫁肥，每次施肥量不宜过多，以防徒长，以每亩秧田施尿素和氯化钾各3～4千克为宜。 （3）控长促蘖。一般没有用烯效唑浸种的，都要在1叶1心期每亩秧田用15%多效唑200克兑水100千克喷施控苗促蘖；已用烯效唑浸种的，若秧龄将超过30天也可在3叶1心期再喷1次多效唑。 （4）间苗匀苗。2叶1心期要进行1次间苗匀苗，移密补稀，促进秧苗个体生长均匀。 （5）病虫害防治。中稻、晚稻秧田期病虫害的防治对象，重点是稻蓟马、稻飞虱、稻叶蝉、稻纵卷叶螟、二化螟、稻瘟病等，个别稻区有稻蚊瘿、稻潜叶蝇等危害。注意使用对口农药及时喷杀，杀灭稻蓟马要4～5天施一次药，移栽前2天要施一次“送嫁药”，以节省大田的防治费用。 四、大田准备与播种技术 1大田准备 （1）施足基肥。麦茬稻在耕翻前每亩均匀撒施饼肥50千克、厩肥1000～1500千克、有机生物肥100千克，绿肥茬水稻（绿肥生物量1500千克）每亩施碳酸氢铵和复合肥（氮15%、磷15%、钾15%）各25千克。 （2）整田及质量。休闲田耕翻15～20厘米，上水旋耕，播种前 3～5天耙平。麦茬田麦收后上水旋耕10～15厘米，播种前2～4天耙平。整地时一定要在“平”字上下功夫，做到全田高低差不超过3.3厘米，田块平整无明显高墩和低区，内外三沟及时配套。水直播稻田要防止泥头过烂造成闷种，待泥头沉实到软硬适中时播种，做到机播不涌泥，又有薄泥浆盖没种子。泥头软硬程度用排水早晚来调节，一般在播种前排水，待水基本排光即可播种。泥头过烂的隔夜排水，待泥头沉实到软硬适中时播种，切不可烂田机播，以避免涌泥导致闷种缺苗。 2播种技术 （1）播种期。适时播种是夺取高产的关键栽培措施之一。一般在5月15日左右播种，最迟不超过5月25日。 （2）播种量。基本苗偏多是机直播的主要问题之一，地区和田块间存在较大的不平衡性。基本苗的多少与播种量、成苗率关系密切，从生产技术角度考虑，常规品种每亩播种量6～8千克，杂交稻3～4千克。杂交稻以120～132 粒/米2的密度播种。提倡宽行播种，每2米播幅8条，则播种行每米排种30～33粒。如2米播幅10条，则播种行每米排种24～26粒。常规稻播种密度则在杂交稻的基础上翻一番，如2米播幅10条，则播种行每米排种48～52粒。要密切注意拖板后面是否拖有秸秆，这些秸秆如果把已播谷种拖掉，要立即停止播种，将拖在后面的秸秆踩入泥中，田边四角机播不到的地方，手工补种，切忌过密。 （3）播种深度。播种时掌握好适宜的播种深度，也是保证苗全、苗齐、苗壮的一项关键措施。播种深度是由种子的顶土能力、耕作制度、土壤、气候状况来决定。条播一般播种深度为 1～3厘米，最深不能超过3厘米。对于靠土壤底墒出苗的旱稻田，要适当深播，播深 2～3厘米；对于播种后用浇蒙头水使种子出苗的旱稻田，要适当浅播，播深 1～2厘米。 3肥水管理 （1）加强播后管理。 一是播种后，立即开好围沟，并与播种槽接通，排出田间积水；二是及时匀苗补缺。 （2）合理调控肥水，调节群体结构。 ①合理调肥，减氮增磷钾。肥料运筹继续坚持稳定基蘖肥，减少长粗肥，适当施穗肥。根据试验和生产实践，杂交粳稻每亩施氮量为 12～14千克（相当于碳酸氢铵 70～85千克），其中，基蘖肥占80% 左右。7月中下旬要控制氮肥用量，以控制高位分蘖增生和倒5叶、倒4叶长度；7月底8月初在搁好田基础上看苗补施穗肥，每亩宜用45% 的高效复合肥10千克或25%复混肥15千克，加氯化钾10千克，使钾氮比达到0.5。控制氮肥增施钾肥是杂交稻提高产量和品质的重要措施。②大面积生产时氮磷钾肥料比例。常规稻氮磷钾肥料比例为 7∶0.5∶2.5，杂交稻氮磷钾肥料例为（8～8.5）∶0.5∶（1～1.5）。在基肥的施用上，提倡施有机肥，减少无机氮化肥；在穗肥施用上，提倡施用复合肥，减少氮化肥，积极推广有机液肥。③运筹水浆，中控后延，做好水浆管理。直播稻立苗期以湿润为主，2叶 1心期抛秧稻抛栽后2～3天建立浅水层，分蘖阶段以浅水串灌为主，达到预期穗数时，开始脱水搁田，先轻后重，分次搁透，严格控制高峰苗，使之保持适宜群体结构和良好的通风透光条件，从而提高分蘖成穗率，中期实行以湿为主的浅湿灌溉，后期干干湿湿，切忌断水过早。 五、植物生长调节剂在超级杂交稻育秧中的应用 应用植物生长调节剂来培育壮秧是一项行之有效的技术措施，目前最常用的有烯效唑、多效唑及其他含有化控剂的产品。一般只要应用一种就可以达到控长促蘖的效果，必要时，如秧龄过长，也可用两种来调控秧苗的生长，但不利于发挥超高产潜力。 1烯效唑 烯效唑是一种三唑类植物生长延缓剂，其性能较多效唑高，残留较多效唑轻，用于育秧可以促进秧苗矮化分蘖，增加叶绿素含量，促进根系生长、提高秧苗的抗逆性。一般可用60～120毫克/千克的烯效唑药液浸种12小时以上或在1叶1心至3叶1心期喷施1次即可，喷施时秧床上要没有水层。 2多效唑 多效唑是一种三唑类植物生长延缓剂，其功效与作用机制也与烯效唑相似，但比烯效唑的残效期长、安全性差，价格更便宜。在1叶1心至3叶1心期用250～300毫克/千克浓度的药液喷施一次即可，一般不用于浸种，秧龄长的可在用烯效唑浸种的基础上再喷一次多效唑。 3其他产品 为简化育秧工序，生产上常应用烯效唑或多效唑做原料，并与其他营养物质及杀菌剂、杀虫剂等复配，生产出育秧专用产品，如壮秧剂、育秧肥、种衣剂、拌种剂等，大大节省了成本。具体操作需按产品要求使用。 种衣剂最好选用成膜技术好的产品，只需在浸种前将种衣剂与种子充分混合均匀，再让其自然晾干，形成包膜后，可进行正常的浸种催芽。 壮秧剂和育秧肥都是为了简化育秧工序，根据早晚稻育秧期气候条件，将化控剂、营养剂、杀虫剂、杀菌剂复配而成的一类水稻育秧专用肥料，在水稻育秧上应用取得了很好的效果，特别是在旱床育秧和塑盘育秧上应用。应用这类专用肥料育秧有如下优点：一是可以简化工序，一次施用就能完成施肥、防病虫、化控等技术措施，整个育秧期间一般不需要施肥、打药和喷化控剂，具有一剂多能的功效；二是有利于培养壮秧，这些产品一般能控制秧苗徒长，促进分蘖，提高出叶速率，增加茎粗，提高叶片叶绿素含量，综合秧苗素质明显优于常规化肥育秧，而且施用简便，作基肥一次施用即可，可避免因天气、劳力等原因影响施肥、打药的实施而导致秧苗素质下降。其施用方法为：塑盘育秧按照说明书的用量（绝大多数厂家均是按一袋用一亩大田所需之秧田），分成两等份，一份与干细土100克/盘拌匀后均匀撒在秧床上，一份与糊泥拌匀后直接装盘，刮平后播种，按塑盘育秧要求育秧。旱床育秧也是按说明书每平方米秧床的用量与1千克干细土拌匀后撒在秧床上，再用耙子均匀耙入2厘米土层内，或每平方米秧床拌匀后直接铺在秧床上，然后洒水、播种、盖种，按旱床育秧要求进行育秧；湿润育秧也是按说明书每平方米秧床的用量，与1千克干细土拌匀后，均匀撒在秧床上，再用耙子均匀耙入2厘米土层内（或在秧床上再均匀铺一层1～2厘米厚的糊泥），然后播种，按湿润育秧要求进行管理。 六、机插秧育苗 机插秧育苗是机插秧成功、高产的关键环节, 与传统的常规育秧方式相比, 最显著的特点是机插秧播种密度大、标准要求高。必须培育符合机插秧要求的标准秧苗：出苗齐匀, 根系发达, 盘根力强, 秧苗个体健壮, 根茎粗壮, 无病斑虫迹。在秧龄20～35天, 单株达到 3叶1心至4叶1心, 株高15～20厘米时, 就可以移栽。 （1）场地选择。选择背风、无大量遮阴、平整无坡度场地，方便操作,日常管理便捷。 （2）育秧准备。①材料准备:空心砖、小砖、烤烟基质、锯末、有机肥、育秧盘、种子、竹片、生活膜、秧膜、遮阳网、铁丝。②秧床准备:用空心砖围出宽10米的育秧床。用宽2米的生活膜盖于育秧床面,四面各立起膜20厘米,形成膜面池。在育秧床面铺撒2厘米锯末。膜面池能节约用水、方便排灌。锯末能吸水保湿,保持秧盘整体一致。③育秧基质准备:播种前把烤烟基质和有机肥按2∶1比例拌匀,作育秧基质,要求育秧基质达到潮湿而不沾手。④种子处理：用清水漂去空秕种子,在咪鲜胺稀释液中浸泡24小时(预防恶苗病),捞出控干水。 （3）装盘播种。在育秧盘中装2厘米厚的育秧基质(软盘2.5厘米),要求均匀平整。用播种器进行播种(手工播种每盘播种子659粒),播后用育秧基质撒盖种子,以不露种为准。把播好的育秧盘放于铺有锯末的育秧床中,5盘一排摆放,靠一边排放,中间不留空隙,另一边留5厘米空隙,以便灌水时水易流动。 （4）水分管理。用水管放水进入育秧床,要求慢放,水面不上育秧盘。以水渗透秧盘为止。灌透后从另一边放完明水,用霉灵兑水500倍液喷雾(预防立枯病)。 （5）覆膜。用竹片做拱,竹片直接插于空心砖孔洞,拱高不低于50厘米,盖上打空秧膜,用小砖从边上压好。 （6）秧苗期管理。①3～4天灌一次水,保持秧盘潮湿,秧床无明水。一般5天后苗出齐,把秧膜换下,盖上遮阳网,10天后把遮阳网两边掀开,用铁丝固定于竹片高20厘米处。移栽前5天把遮阳网完全揭开,施杀虫药一次。②揭膜盖膜要根据温度进行,一般棚内温度保持在14 ℃～28 ℃,中午温度过高时两头揭开通风进行降温,遇低温时不进行揭膜和换膜。揭膜后换膜应该选择在傍晚太阳落下后无大风天气进行。