我国水稻单产提升潜力与途径-扬州大学教授张洪程

我国大面积水稻靠实的产量潜力及其挖掘利用途径与对策扬州大学

张洪程2023年4月7日南方水稻集中育秧技术培训班—浙江乐清近十多年来，中国水稻种植面积稳定在4.5亿亩左右，单产和总产持续稳定提高。2022年全国水稻种植面积为4.42亿亩，单产达472.0公斤/亩，总产达2.1亿万吨。一、较靠实的单产潜力自2004年以来，我国水稻大面积平均单产明显提高。从2017年单产突破470公斤/亩，连续6年单产稳定在470公斤/亩左右，虽在全世界处于较高产量水平上，但从发展的观点看,我们认为还存在着较大的较靠实的增产潜力。2006年以来，本团队以无栽培经验的研究生，设计统一的精确定量栽培方案，相继在江苏、浙江、安徽、江西等地以籼粳杂交稻品种，与试验区当地代表性常规粳稻、杂交籼稻品种进行统一栽培模式下的生产力比较研究，表明这些地区水稻栽培上均蕴藏着较大的增产潜力。品种类型品种产量(kg/亩)2012年2013年2014年籼粳杂交稻甬优12813.6840.6833.6甬优15840.7833.5827.0甬优538853.5853.5840.7甬优1540833.6833.7820.5平均835.6

a840.6

a830.5

a常规粳稻武运粳29773.4767.9760.9武运粳30767.4773.3767.8平均770.4

b770.6

b763.9

b杂交籼稻扬两优6号680.8679.7673.5两优培九673.5673.1680.4平均677.7

c676.4

c677.5

c表

不同类型水稻品种产量差异（江苏常熟，2012-2014）（一）在江苏（常熟）麦茬栽培不同类型品种单季稻亩产670-840kg，比江苏平均单产高出70-140kg。表

不同类型水稻品种产量差异（浙江宁波，2013-2014）品种类型品种产量(kg/亩)2013年2014年籼粳杂交稻甬优12820.6813.5甬优15840.4847.6甬优538827.5813.4甬优1538820.0833.5甬优1540847.4833.0甬优4540840.6827.5平均832.5a828.3a常规粳稻秀水09767.4693.7秀水134693.3687.2平均700.4b690.4b杂交籼稻中浙优1号680.7675.3两优培九673.6673.7平均677.7c674.5c（二）在浙江（宁波）不同类型品种的单季稻亩产为680-850kg，与大面积均产相比增幅较大。品种类型品种产量(kg/亩)2013年2014年籼粳杂交稻甬优538773.5780.7甬优2640760.7767.1甬优1540727.2753.6甬优1538720.9740.7甬优4540700.4727.2平均736.4a753.3a常规粳稻武运粳29633.8647.7镇稻5108627.2640.3平均630.5b643.5b杂交籼稻五丰优T025637.8647.4天优华占627.2633.2平均632.5b640.3b表

不同类型水稻品种产量差异（江西上高，双晚，2013-2014）（三）在江西（上高）不同类型品种双季晚稻亩产640-780kg，与大面积均产相比增幅很大。2022年东北三省与黑龙江北大荒农垦集团水稻单产（四）在东北黑土地上，2022年辽、吉、黑水稻单产分别为549.4kg、547.3kg及503.2kg，而黑龙江北大荒农垦单产高达620.4kg，表明全程机械化精确定量规模化栽培具有很大的增产潜力。（五）农业农村部长期坚持在全国开展的水稻高产创建、绿色高产高效创建行动，经实产验收的连片丰产方单产一般比当地均产增长15-30%，表明多地大面积水稻生产均有较大增产空间。（六）据朱德峰等人对我国南方稻区的研究与分析，表明无论是早稻、中稻还是晚稻，一定规模的高产栽培示范田的产量是农民一般种植稻田的180%-200%，这说明农民种植的一般大田用好技术的增产潜力是很大的。农民一般田块产量水稻品种产量高产栽培示范产量（朱德峰等，2015,

中国农业科学）相对产量（%）二、大面积水稻栽培挖潜提产的技术途径从前面比较研究与示范结果很清楚的看到，无论哪个稻区水稻从种到收的栽培全过程蕴藏着较大的增产潜力，可见栽培在挖潜提产上大有可为。下面提出挖潜提产若干栽培技术途径，供大家参考。（一）挖潜提产的几个基本技术途径1.

鉴选丰产优质高效的优良品种，使品种布局具有稳靠的提产潜力根据主产区生态特点与稻米产业发展需求，有针对性收集在该区主体种植制度下机械化栽培适宜生育类型的、近3年审定品种，或正在参加区试的综合性状优良（产量达较高水平，品质达到国标三级优质米标准或符合地方优质食味水稻要求的，综合抗性达到国家或省级部门品种审定要求）的苗头性品系，经室内品质测定分析，淘汰品质不达标的材料，进而根据水稻品种生育类型开展规范性的田间比较试验，对产量、品质、氮肥利用效率等性状进行综合评价，建立丰产优质高效协同的综合评价标准，筛选出适合当地的丰产优质高效水稻品种。以江苏粳稻为例，在经研究建立了丰产优质高效品种的分级标准后（见下表），各项指标达该标准的品种可筛选为适宜种植的丰产优质高效协同的水稻品种。“十三五”期间，筛选出的徐稻9号、南粳5718、南粳46、南粳9108、宁香粳9号、苏香粳100等，已成为大面积主推品种。评价指标非软米水稻软米水稻一级二级三级一级二级三级整精米率（%）≥67.0%≥61.0%≥55.0%≥67.0%≥61.0%≥55.0%垩白度≤2.0%≤4.0%≤6.0%≤6.0%≤8.0%≤10.0%直链淀粉含量（%）14~20%6%~14%蛋白质含量（%）6.5%~9.0%食味值≥75≥70≥65X≥90≥85≥80表

优质水稻品种综合评价指标与定等分级标准评价指标中熟中粳迟熟中粳早熟晚粳高产高效中产中效高产高效中产中效高产高效中产中效产量（t

hm-2）≥9.75≥9.00≥10.00≥9.25≥10.25≥9.5*氮肥偏生产力（kg/kg）≥36.5≥33.5≥37.0/≥34.0≥37.5≥34.5**有效积温产量（kg℃

hm-2）≥4.0表

高产高效水稻品种综合评价指标与定等分级标准注：*氮肥偏生产力（kg/kg）=水稻施氮后的单位面积籽粒产量（kg/

hm-2）/单位面积氮肥施用量（kg/

hm-2），**有效积温产量（kg℃

hm-2）=水稻单位面积籽粒产量/生育期有效积温（℃）2.

合理选用栽培方式挖潜提产目前，生产上水稻栽培方式主要有机插稻（钵苗机插、毯苗机插、机械抛秧）、直播稻（旱直播、水直播）与手栽秧（手工抛秧）。从充分发挥水稻品种产量潜力而言，不同栽培方式表现为手栽稻>钵苗机插>毯苗机插>直播稻。研究结果表明（下表），不同类型品种水稻产量均以手栽最高，（毯苗）机插次之，直播最低。与手栽相比，（毯苗）机插减产为13.9-46.9

kg/亩，直播减产为79.2-174.8

kg/亩。从有利于规模化、全程机械化与水稻稳定丰产优质高效等综合因素权衡，以机插栽培为主体应用方式是较为合理的，尤其是多熟制地区与热量紧张地区更是如此。而在机插栽培中，钵苗机插产量优于毯苗机插，其增产原因是产量结构上表现为在获得适宜穗数同时，能形成大穗，群体库容大，结实性状好，产量高。不同机插方式对水稻产量及其构成因素的影响品种方式(104/667m2)粒数(104/667m2)(%)(g)(kg/667m2)(%)甬优 钵苗15.65244.563828.1194.1325.83905.5710.602640 毯苗15.79221.703500.0594.1825.48818.76武运粳 钵苗21.27142.853037.8096.2427.89795.317.5224号 毯苗21.39132.632837.3996.1527.87739.68宁粳 钵苗22.37133.542986.8796.0827.27765.977.873号 毯苗22.56124.142800.8795.2527.32710.09淮稻 钵苗24.68107.452651.6997.0227.41680.996.055号 毯苗25.1699.362499.9696.5027.53642.14淮稻 钵苗23.42109.562566.4196.5827.28657.105.7310号 毯苗23.83101.672422.2496.8527.23621.47机插 穗数 每穗 群体颖花量 结实率 千粒重 实产 增幅采用钵苗机插栽培技术已在不同生态区创造水稻超高产典型纪录。兴化钓鱼镇百亩钵苗攻关方，稻麦两熟下连续5年创造产量超900公斤/亩的纪录；安徽白湖农场2015年应用钵苗机插甬优1540，亩产达1020.5公斤；广东龙田镇2016年应用钵苗机插双季稻产量突破1537.78公斤/亩；黄海农场2019年应用钵苗机插中科嘉优1号，亩产达1008.5公斤。近两年钵苗机插在浙江温岭市取得晚稻亩产比毯苗机插增50-100kg的实绩。3.

精确培育壮秧挖潜提产实践表明，即使选用了超级稻品种，也确定了最佳播期，若培育不出壮秧，要实现高产是比较难的，培育壮秧是水稻高产关键技术中的核心，是基础性、前提性核心。壮秧的意义：壮秧本田发棵快，缓苗期短，可以充分利用温光资源。可以充分利用分蘖成穗，有利于高产足穗与大穗的形成，特别是大穗型品种。抗灾性好，例如抗低温、抗倒伏能力强，高产稳产。肥料利用率高，减少化肥、农药等的施用，节省成本。壮秧提供栽培调控主动权。高产栽培对壮秧要求十分严格。机插毯苗处在密生生态条件下，株间内卷性强，因此更需要培育适龄壮秧。毯苗上秧苗“齐、壮、匀”，有利于提高机插质量，减少缺穴、漏穴，且栽后活棵快。弱苗或超秧龄秧苗，机插效果差，且栽后发棵慢、缓苗期长，甚至僵苗。叶 （1）1-3叶时功能叶第4叶是心叶；第5、6叶幼叶；第7叶叶原基。根 （1）芽鞘节和

不完全叶节根发根完成；第1（完全）叶节根正在发根

；第2、3叶节根原基形成。分蘖 （1）不完全叶和第1叶腋的分蘖在机插密播育秧中一

般不能长出；（2）第2、3叶腋的分蘖芽由于机插植伤重不能长成分蘖。分化发育弱，易形成弱苗。机插秧苗器官分化图（3叶1心）专题试验表明，在秧盘中因密度大，幼苗根叶蘖分化发育均受到不良影响，一般超过4叶，秧龄越大，秧苗素质越差，尤其是成苗率和单位面积上的成苗数急剧下降。大面积生产上，超龄稻秧较为普遍，明显制约发苗增产。机插秧的适龄因此，尽管机插标准壮秧有一系列指标，但其中“适龄”最为重要。目前生产上不能及时适龄移栽，常栽超龄秧是一个突出的问题。超秧龄导致秧苗素质变差，机插时造成大量的缺穴漏插现象，直接导致群体最终穗数的不足，尤其秧龄超过25天以后，插入大田形成群体单位面积有效穗数较20天显著减少，产量显著降低。机插壮秧的形态标准（1）秧龄不超过3叶1心（2）株高12~17cm苗基粗大于2.5mm不定根数大于11条叶长大于叶鞘长叶色鲜绿、无黄叶无病虫“精确栽插”指精确定量机械栽插，建立大田高质量的群体起点。包括基本苗数精确计算、栽插深度的调节，以及提高栽插质量的其它配套措施。（1）精准确定大田基本苗主要是根据品种类型特性用凌启鸿教授建立的公式确定合理基本苗数，并明确亩插适宜穴数和穴栽苗数。4.

精细整地、精确栽插挖潜提产9优418700080009000100001100012000012563 4每穴苗数产量(

kg/hm2)A1A2A3Ⅲ优987000800090001000011000120000 124563每穴苗数产量(

kg/hm2)A1A2A3图

3 不同栽插规格与大穗型品种产量的关系淮稻9号8000850090009500100001050011000012563 4每穴苗数产量(

kg/hm2)A1A2A3淮稻5号8000850090009500100001050011000014562 3每穴苗数产量(

kg/hm2)A1A2A3图

2 不同栽插规格与中穗型品种产量的关系本课题组在兴化采用小穗型、中穗型和大穗型三种穗型水稻品种进行的机插稻栽插规格研究结果可供参考，试验设计每亩分别栽插1.5、1.7和1.9万穴三种密度处理，每穴分别栽插1、2、3、4、5苗五种苗数处理。结果表明，产量与栽插穴苗数均呈二次曲线关系，在每亩栽插1.9万穴，小穗型、中穗型、大穗型每穴分别栽插4、3、2苗时，产量最高（右图）。根据移栽密度的专题试验结果和高产田块的综合调查结果，认为：大穗型品种（特别是杂交稻组合），栽插密度以亩栽1.5~1.7万穴，每穴2苗左右为宜，如常优5号、甬优1540、晶两优1212、荃两优532等。穗数型或穗粒兼顾型品种栽插密度宜为亩1.7~1.9万穴，每穴3-4苗左右为宜，如南粳9108、南粳5718

、宁粳9号、南粳46、华粳5号等品种。早熟品种或分蘖性弱的品种，每穴4苗为宜。（2）精确控制栽插深度栽插深度直接影响着机插稻活棵与分蘖。栽插过深，活棵慢，分蘖发生推迟，分蘖节位升高，地下节间伸长，群体穗数严重不足；栽插过浅，容易造成漂秧。结果表明：不同栽插深度群体产量达到了极显著的差异，插深2.0～4.0

cm和大于4.0cm分别较插深1.0~2.0cm减产8.4

和18.9

；其分蘖发生消长过程也有着明显的区别。专题试验和高产栽培实践表明，机插稻栽插深度调节控制在2.0

cm左右有利于高产所需适量穗数和较大穗型的协调形成，为最终群体产量的提高奠定基础。（3）精细整地，提高栽插质量①

精细整地，沉实土壤尤其在麦秸秆全量还田情况下，更要强调提高整地质量。秸秆必须切碎深（旋）耕（18-20

cm）均匀埋没，大田整地要做到田平，全田高低差不超过3cm，表土上烂下实，田表洁净。为防止壅泥，水田整平后需沉实，沙质土沉实1天左右，壤土沉实1-2天，粘土沉实2-3天，待泥浆沉淀、表土软硬适中、作业不陷机时，保持薄水机插。②

高质量栽插调整株距，使栽插密度符合设计的合理密度要求。调节秧爪取秧面积，使栽插穴苗数符合计划栽插苗数。提高安装链箱质量，放松挂链，船头贴地，使插深合理均一。田间水深要适宜。水层太深，易漂秧、倒秧，水层太浅易导致伤秧、空插。一般水层深度保持1-3cm，利于清洗秧爪，又不漂不倒不空插，可降低漏穴率，保证足够苗数。培训机手，熟练操作。行走规范，接行准确，减少漏插，提高均匀度，做到不漂秧、不淤秧、不勾秧、不伤秧。按照水稻高产共性生育动态模式精准调控群体有效分蘖临界叶龄期或穗前够苗；高峰苗期基蘖数是预期穗数的1.4-1.6倍；孕穗期LAI

7.0；抽穗后增加生物量500kg/亩；有效分蘖临界叶龄期之前叶色黑，之后到拔节期叶色褪淡显黄，长穗期叶色回升，扬花后叶色平缓下降。5.

群体动态精确调控挖潜提产要实现上图高产动态模式，一定要抓住肥水耦合关键点的调控。（1）

精确施肥水稻高产栽培一定要精确定量施肥，即应用公式计标总施氮量（施氮量=（水稻目标产量需氮量-土壤供氮量）/氮肥当季利用率），并合理运筹（基蘖肥与穗肥比例5:5或6:4）。不管是机插稻还是抛秧稻，其中最关键的要点就通过生育前期茎蘖动态和叶色的合理调控，确保5-6个节间类型品种穗肥追施在倒4叶、倒3叶期，4个节间类型品种确保穗肥追施在倒3叶、倒2叶期。图 基蘖肥穗肥比例与产量关系图 不同追肥叶龄期对氮素利用率的影响图 基蘖肥穗肥比例与氮素利用率图

不同追肥叶龄期对常产量的影响依生育进程系统实施定时、定量的灌溉指标，在有效分蘖临界叶龄期前一个叶龄期（如图中所示第10叶）、群体茎蘖数达到80%够苗时早搁田的全程“浅-搁-湿”灌溉模式，改革了大面积生产上以保持水层为主、拔节期迟搁田或不搁田的传统灌溉方式。这种模式前期以促进有效分蘖，控制无效分蘖，提高分蘖成穗率为重点，中后期以全面提高群体质量、增强结实群体光合生产率为目标。10浅搁湿（2）精确管水薄水栽秧。活棵分蘖期以浅水层为主，促进有效分蘖早生快发。够苗到拔节期分次轻搁田。拔节后至抽穗灌浆期实施干湿交替灌溉。6.

实施健康抗逆栽培挖潜提产我国水稻栽培区域十分广阔，生态、生产条件复杂，加之气候变化及水稻种植制度与栽培方式的演变，水稻生产灾害呈现频发重发状态。近几年水稻生产自然灾害主要有高低温、干旱和暴雨台风等。因此研究水稻高低温、干旱和洪涝灾害品种耐性鉴定方法、评价标准和灾害损失评估方法，选育抗灾品种，创新避灾抗灾水稻种植制度和栽培技术，研究水稻高低温、干旱和洪涝等灾害的预警和抗灾减灾技术，建立品种、环境和栽培技术结合的灾害防控技术体系，是实现水稻稳定挖潜提产的重要措施。（二）水稻区域平衡栽培，挖潜提产我国是个水稻生产大国，但还不是强国。其中不同主产区大面积栽培水平是个极其重要的影响因素。例如有些主产省经济上去了，不但水稻面积下去了，而且机械化栽培水平不高，单产水平也不高，有些还明显低于全国的平均水平。因此，如何在新形势下，突出各主产区栽培上因地制宜的技术创新与集成应用，有强度地提升区域栽培水平，是我国水稻生产现代化的最现实的重大科技需求，是挖潜提产的重要途径。1.

长江下游单季稻区主要包括江苏、上海，在稻麦两熟制下种植常规单季粳稻为主，是地势平坦的水稻高产区，机械化栽培程度较高。近20年水稻单产总体上稳中有增，2021年江苏、上海水稻单产分别为596.2、546.7公斤/亩，高出全国平均单产（亩产474.2公斤）100公斤左右。水稻产量提升栽培技术途径建议：①

加强适合规模化大面积稳定高产优质高效协同规律与栽培新技术研究，创建亩产650-700kg高产县（市、区），以带动该区进一步优质高产增收；②

研究软米水稻高端大米品牌标准化栽培技术；③

加强高质量秸秆精准无害化还田与肥水药高效精准施用的绿色栽培新技术研发，解决秸秆还田质量不高与肥水药过量施用等突出问题；④

研创达到绿色优质丰产高效协同的智能化“无人化”栽培新模式新技术；⑤

研究适合多元化需求的稻作新技术。2.

长江中下游单、双季兼作稻区主要包括浙、皖、赣、鄂、湘，近20年来水稻单产稳中有升，2021年浙江、安徽、湖北、江西、湖南水稻单产分别为493.8、422.1、404.4、552.6、450.4公斤/亩，其中浙江、湖北高于全国平均水平，安徽、江西、湖南低于全国平均水平。该区早稻亩产400公斤左右，晚稻亩产400-460之间；安徽、江西、湖南中稻亩产430-490公斤，湖北中稻亩产最高。水稻产量提升栽培技术途径建议：① 该区是我国杂交稻分布最为广泛的地区，建议加强杂交稻优质高产高效协同规律与适用机械化栽培技术研究；② 研究重要双季稻地区两季（包括再生稻）稳定丰产优质增效的协同规律与全程机械化栽培新技术，为双季稻持续发展注入活力；③ 通过技术综合集成与应用，尽快提高中低产地区的产量水平，使之达到全国平均水平；④ 研究适合多元化需求的栽培新技术新模式（特别包括稻田综合种养新模式）。3.

西南单季稻区主要包括川、渝、黔、滇，该区以单季籼稻为主，近20年种植面积稳中有降，单产有所提升，川、渝高于全国平均水平，黔、滇低于全国水平。2021年四川、重庆、贵州、云南水稻单产分别为531.0、498.9、431.2、435.0公斤/亩。水稻产量提升栽培技术途径建议：① 开展四川盆地高温高湿寡照生态条件下稳定优质丰产高效协同规律与关键栽培技术研究；② 加强主要山地生态类型本土化稳产丰产优质栽培规律与栽培技术研究；③ 加强多元化特色品牌稻米栽培技术研究；④ 加强盆地平原、丘陵山区水稻全程机械化栽培技术研究。4.

华南双季稻区主要包括粤、桂、闽、琼，近20年来面积不断下降，该区单产稳中有升，但是我国单产水平最低的地区。2019年广东、广西、福建、海南水稻单产分别为402.9、386.2、437.3、374.0公斤/亩，各地均低于全国单产，但长粒型籼稻优质栽培具有明显优势。水稻产量提升栽培技术途径建议：① 要保住面积，大力加强双季稻（包括再生稻）大面积丰产高产栽培规律与突破性栽培技术研究；② 进一步加强长粒籼高端丝苗优质米标准化栽培研究；③ 加强丘陵山区适用的全程机械化栽培技术研究；④ 加强区域化抗逆防灾的优质丰产协同栽培技术研究与集成示范。5.

东北寒地黑土单季稻区主要包括辽、吉、黑等地，稻季有效积温偏少，生长前期与后期均可能遇到低温冷害，但地平土肥，机械化程度高，是优质水稻生产优势区，且单产水平也较高。2021年辽、吉、黑水稻单产分别为543.7、545.2、

502.3公斤/亩。水稻产量提升栽培技术途径建议：① 针对黑土退化等问题，突出秸秆高质量还田与创造全程耕作相融合的黑土保育栽培模式研究；② 加强优质丰产高效协同栽培规律与技术的研究；③ 加强高端品牌稻米标准化栽培技术研究；④ 加强向前延伸生育期的长龄工厂化壮秧培育与高产优质栽培研究；⑤ 加强智慧化“无人化”规模化栽培新技术研究；⑥ 加强不同积温带优质丰产高效核心技术创新与集成应用研究。三、大面积水稻挖潜提产的对策（一）进一步加强顶层设计与政府调控，强化有效扶持与投入围绕水稻单产品质效益三提升的重大问题，组织编制突出发展水稻丰产优质高效协同栽培的指导意见与中长期实施规划，部署一批重大工程、行动计划、实事项目。组织实施重点科技项目，加强水稻大面积产能提升的科技、资金和人才等资源投入与扶持。建议以县（市、区）成建制开展水稻单产递增1

的大行动。出台有利于水