水稻产量形成及其调控

生物产量：指生育期间生产、积累的有机物质总量，即地上部植株所有干物质的收获量。经济产量：指经济产品器官（稻谷或糙米）的收获量。经济系数：经济产量在生物产量中的比重。,第三节水稻产量形成及其调控,籽粒产量,单位面积穗数,每穗粒数,结实率,千粒重,一、产量构成因素的形成,(一)单位面积穗数的形成与调控,水稻单位面积穗数=基本苗+单株有效分蘖率。单位面积上主茎和分蘖总数合称总茎蘖数；从见蘖（起始分蘖）开始，总茎蘖数增加到与最后穗数相等的时期，称有效总茎蘖数（有效穗数）决定期；分蘖增加到拔节后不再发生分蘖的时期称最高茎蘖数期(或高峰苗期)。,(二)每穗颖花数及其调控,每穗颖花数分化颖花数+退化颖花数,始于穗轴分化期，以二次枝梗分化期对颖花分化促进力最大,始于雌雄蕊形成期，减数分裂期影响最大，过了减数分裂末期，每穗颖花数基本确定,1.影响颖花分化的时期,一是促使颖花多分化，二是减少颖花退化,2.每穗颖花数的调控,积极地促进颖花多分化，必须使穗轴分化期到颖花分化期的大约710d保持良好的营养状况，主要是氮素营养,穗肥（促花肥、保花肥）,促进颖花分化的肥料，施用期为第一苞分化期前至二次枝梗分化期（叶龄余数3.52.5），追施速效氮，颖花可增加2540。有不利的一面，表现在：基部和中、上部叶片过长，无效分蘖增多，恶化群体结构，同时颖花量过多。10左右的总氮量即可。,促花肥,雌雄蕊分化期（叶龄余数1.51.0）施用速效氮肥，有效防止颖花退化，同时，有效提高穗期叶片含氮及茎鞘中淀粉的含量，有利于后期向籽粒中运转。10左右的总氮量。,保花肥,影响结实率的时期是在穗轴分化开始到胚乳大体完成增长的时期，而影响结实率最大的时期，抽穗前是在颖花分化和减数分裂2个时期，抽穗后以开花到胚乳增长盛期最显著。,结实率及其提高,影响结实率的时期,影响结实率的因素,在前2个时期如遇不良条件，易致雄性不育或开花受精不良而形成空粒；在后一个时期如遇不良条件，则因灌浆不良而形成秕粒。,抽穗前：植株体内的化学组成、输导组织和着生颖花数对结实率影响较大。,提高结实率的措施,抽穗后：到胚乳大体完成增长期间光合量的多少对结实率有着决定性意义。,千粒重及其提高,影响千粒重的时期和因素,决定千粒重的时期也就是决定结实率的时期,二、水稻产量形成模式与品种源库类型,水稻产量形成过程模式,1.有机物质积累和分配过程与产量形成,2.产量构成因素模式,水稻产量构成因素形成过程的示意图,决定水稻产量的物质积累与分配示意图,有机物质积累和分配过程与产量形成,水稻品种产量形成的源库类型,源库的概念,1928年Mason和Maskell提出源是生产和输出同化产物的器官或组织库是接受和贮藏同化物质的器官或组织源库是相对的、动态的，在一定条件下可以发生转化。,源库的表示方法,源：单位面积的颖花数库：叶面积,源限制型,源限制型,源库互作型,品种源库类型,1.源限制型品种,源库特征,颖花形成能力强，库容量大且相对过剩茎、鞘物质的输出率与转换率高结实率偏低且不稳定,栽培策略,以增加抽穗前的茎、鞘贮存物和出穗后的光合生产为主攻目标。,2.库限制型品种,源库特征,颖花形成能力较弱，颖花量小茎鞘的物质输出率低。结实率较高且稳定,栽培策略,以增加群体的总颖花量为主攻目标。,3.源库互作型,源库特征,其库源特性介于上述两类品种之间或库容量虽大，但结实率也高，源库共同制约其产量形成，增源或增库均可增产。,栽培策略,源、库的自身调节能力较强，措施的回旋余地也较大，栽培策略上应据具体条件而定。,三、群体质量指标及其调控,群体质量，即是反映群体发育优劣的多项性状指标的优化值的综合状况。高产群体质量指标就是指能不断优化群体结构，实现优质高产的各项形态、生理指标。,（一）群体质量指标,1、抽穗至成熟期群体光合生产量是衡量水稻群体质量的核心指标,水稻抽穗期群体干物质积累量与产量呈二次方程关系，峰值是群体的质量值，离峰值距离愈远群体质量愈差；抽穗期群体干物质量的适宜值是随品种改良而逐步提高的。不论何种类型的品种，与子粒产量最密切的是抽穗至成熟期的群体光合积累量，此期的干物质积累量愈高群体质量也愈高，产量也愈高。品种的改良，主要是大幅度地提高了抽穗至成熟期的群体光合生产的能力。成熟期群体总干物质量的增加，经济系数的提高，主要由抽穗至成熟期干物质积累量决定。栽培的改进是适当控制抽穗前的干物质积累，使抽穗期达到适宜值，着眼于大力提高后期的群体光合生产积累量。,2、适宜的LAI及较高的总颖花量,适宜LAI对群体质量的意义：水稻高产须有一个适宜的最大LAI，因为它是协调源、库关系和各部器官平衡发展的基础。抽穗期群体适宜LAI值要通过合理的叶面积发展动态来实现：群体拔节前后的叶面积增长应维持一个适当的比例。,总颖花量是提高产量的基础。对同一品种而言，只有在适宜LAI基础上形成较多的总颖花数，才能既提供巨大的光合作用贮藏库，又同时促进光合生产，进而提高结实率和粒重。生理基础：稻穗并不仅是光合产物被动的受容器官，还具有主动向光合生产系统“提取”光合产物的能力，调节“流”的运转方向和速度，可形成所谓受容器官的“拉力”，因而能促进叶片的光合生产效率。,3、较高的粒叶比与良好叶系配置,粒叶比表示方法：颖花/叶（cm2）、实粒/叶（cm2）、粒重/叶（cm2）。粒叶比生理意义：颖花/叶反映了单位叶面积所负载的库容的大小；实粒/叶不仅反映单位叶面积负载库容量的大小，而且反映了抽穗前灌浆物质的积累情况和抽穗后光合生产力；粒重/叶是源对库的实际贡献，它既反映了源与库的两个方面，又表达了“流”的信息。在高产栽培中，衡量一个栽培技术措施是否合理，主要看它对叶面积和颖花量的促进多少而定，凡较多地促进颖花量的增长，而较少地促进叶面积增长的措施是合理的，反之则是不合理的。,粒叶比,有效叶面积指有效茎蘖的叶面积，抽穗期存活的无效分蘖有叶而无颖花为无效叶面积，有效叶面积在总叶面积中的比例，称有效叶面积率；群体有效叶面积率越高，群体质量越高，高质量群体的有效叶面积率应达95%左右。,叶系配置,高效叶面积指有效茎上部三张叶片的面积，高效叶在群体叶面积中所占的比例称高效叶面积率。由于上部3叶与穗生育同步，提高高效叶面积率，必然伴随高成穗率和大穗形成，获得高总颖花量，粒叶比随之增大，而且由于顶3叶是生理年龄轻、受光条件好、衰老最迟的叶片，因此适当提高效叶面积率可以延缓抽穗后叶面积的衰减率，提高叶片的光合势和净同化率。,4、较高的单茎茎鞘重,水稻单茎茎鞘重把茎秆的综合性状联系在一起，是对抽穗后水稻群体质量的一个全面反映。,抽穗期茎秆壮实，平均单茎茎鞘重高的群体，能起合理配置光合系（叶）和受容系（穗）、提高群体光合和物质运转能力的作用，在高水平上协调源库关系。因而在适宜LAI条件下，单茎茎鞘重愈高，群体质量愈高。,5、较高的根活量,水稻结实期根活量（根量与活力的乘积）与颖花量的比值称作颖花根活量。基部节间的伤流量，按每朵颖花、每颗籽粒和单位粒重占有的数量来表示，分别是mg/(朵h)、mg/(粒h)、mg/粒重(g)h，即为颖花根流量。在单位面积有足够总颖花量前提下，水稻具有较高的颖花根活量，实质是“库”大与“源”强二者协调程度的重要标志。颖花根活量（或颖花根流量）是根系活力（根源）与颖花总量（库）之间的一种源库关系表达方法。它把根系活力与颖花的结实性状密切联系起来，是群体质量的重要指标。,6、茎蘖成穗率较高且穗数适宜,成穗率的生物学意义：是上述七个指标的“直观、简便、正确、易被生产者掌握应用的动态综合质量指标”成穗率与群体质量：提高成穗率是形成最适LAI的基础；适宜的高成穗率有效和高效叶面积率高；提高叶片光合功能；成穗率高，群体穗粒协调、穗数稳定，每穗粒数和总颖花数均随成穗率提高而增加；抽穗期的单茎茎鞘重、顶三叶的比叶重、齐穗期的茎鞘运转率、经济系数均随成穗率的提高而增加；高成穗率群体，基部节间短而粗，群体透光好，消光系数低，光合效率高，干物质生产及产量均高。高产群体茎蘖成穗率的指标：由原6070的成穗率提高至8090。,水稻高产群体茎蘖指标发展过程,（二）群体质量调控的原则,1、群体质量调控的技术模式,第一，高产群体的培育，着重放在结实期群体的高光效、高积累；第二，尽可能压缩群体的起点和前期的总生长量，为经济器官分化形成期各部器官的健壮发展让出空间；第三，充分发展个体，合理利用分蘖在群体发展中的自动调节作用。在前期小群体的基础上，通过壮个体实现物质的高积累，满足高产群体具备的各项质量指标的要求。,2、调控原则,为塑造抽穗至成熟期各项群体质量指标全面优化的群体最有效的调控总途径是，在满足适宜穗数目标下，通过提高茎蘖成穗率，主攻大穗来实现。这是利于全面提高群体质量直观、易掌握的综合性指标。,按叶龄调控的总原则是控叶扩库，其技术上是控制叶的无效和低效生长，促进库的形成和生长，达到在控制适宜LAI基础上，提高库、源强