水稻强化栽培体系在中国的应用效果

水稻强化栽培体系在中国的应用效果

加强水稻栽培系统（sri）是20世纪80年代hanidelagoon在madagacar上提出的一种新的栽培方法，在孟加拉国的应用中取得了良好的回报效果。在马达加斯加积极提倡SRI的非政府组织——TefySaina发现,采用SRI方法,任何品种的产量可增加1倍,而且通常比这高得多。在Ranomafana国家公园附近,传统栽培的灌溉水稻产量为2t/hm2左右,而采用SRI法,过去5a的平均产量是8t/hm2以上。近年在印尼、菲律宾等国以及中国都在进行SRI试验,初步显示了较大的增产潜力,其它国家的试验结果也显示其具有较大的增产潜力。2001年以来,中国掀起了SRI研究的热潮,四川、浙江和江西等十多个省市都从不同方面对SRI技术进行了较为全面和系统的研究,根据SRI理论,结合当地生产实际,开展了育秧方式、移栽叶龄、移栽密度、施肥和对稻米品质的影响等多方面的研究,初步形成了稻谷产量比传统高产栽培增产5%～10%,并具有大幅度省种、省工、减轻纹枯病严重度等优点的适合中国地理条件的改良SRI技术,每公顷增收节支高达1250元以上。这与中国传统水稻栽培“精耕细作、合理稀植及用地与养地相结合”的精髓一脉相承。尽管该技术的增产作用不是很大,但节水效果好,提高了生物和非生物因素的抵抗力,能大量节省劳动力和种子,经济效益十分显著,深受广大农民欢迎。与此同时各省市相继立项支持SRI技术的研究,如贵州省的省长基金等,2003年农业部正式立项支持SRI体系研究,2004年这一研究再次得到国家科技部“国家粮食丰产工程”的立项支持。近年来中国南方各省结合生产实际对SRI技术做了深入的研究工作,对提高中国的水稻产量做出了较大的贡献。1sri与常规早虾2作酰氯对水稻产量的影响SRI技术从2001年引进中国后,许多科研单位都进行了深入的研究,大多数都得到了较好的试验结果。马均等用12个不同类型的杂交水稻组合的研究表明:在SRI条件下,有效穗数大幅度增加,产量较高。陶诗顺等在SRI在两熟制杂交中稻上的改进应用上发现:水稻成穗率高,大穗优势突出,增产10.1%～11.5%。周立军等用两优培九稀直播SRI技术在湖南安乡示范表明:SRI的群体结构合理,穗粒协调,结实率较高,平均单产9.45t/hm2,高产丘块达10.7t/hm2。刘国华等以5个两系杂交稻和三系杂交稻汕优63为试验材料研究:采用SRI技术6个杂交组合平均产量比常规栽培增产5.38%,每穗总粒数的增加是SRI产量提高的最主要原因。王岳忠等在养鸭田直播SRI试验表明:增产潜力大,经济效益高,平均产量9.16t/hm2,比非养鸭田常规直播栽培增产16.1%。严宗卜的研究看出:在3个不同海拔地区采用SRI技术处理的平均产量为7.64t/hm2,比常规方法栽培增产14.73%,效果显著。张玉屏等研究了SRI条件下干湿灌溉对水稻生长的影响:单产平均提高6.9%。田彦华等用杂交水稻中熟组合采用SRI,比相同组合常规栽培增产6.4%～16.3%,比迟熟组合汕优63增产3.8%～10.5%。而林辉等利用常规早籼稻应用SRI技术减产1.1%～7.1%。以上的研究表明:在SRI措施下,无论是中熟组合还是迟熟组合,无论是较高海拔还是低海拔,或是稀直播,产量都比常规栽培增产,而只有在常规早籼品种上无增产效果,略有减产。由此可看出SRI技术在中国的各个生态区种植从技术上讲是可行的,达到了增产增收的目地。2水稻品种的选择徐富贤等在SRI能增产的基础上进行了SRI适宜品种的筛选试验:18个组合中SRI比传统栽培显著或极显著增产的有3个组合,显著或极显著减产的有7个组合,其余8个组合2种栽培方式间的产量差异不显著。相关分析发现,18个组合在SRI和传统栽培下的产量差异与各自的每穗粒数有极显著负相关,r分别为-0.90和-0.89(n=18),表明着粒数偏少的组合更适宜SRI。试验中3个增产组合均为小穗型组合,减产的7个组合均为大穗型组合,产量差异不显著的有8个组合。3个SRI显著增产的小穗型组合的有效穗数比传统栽培减少了10.8%,每穗粒数增加了21.9%,结实率和千粒重差异极小,最终增产7.01%。而大穗型组合SRI的有效穗数比传统栽培大幅下降了16.29%,每穗粒数增加了24.3%,结实率明显降低了9.3%,千粒重略有降低,最终减产6.9%。从SRI与传统栽培的比较来看,SRI因改善了稻株群体光照分布状况,有利于大穗的形成,中小穗型组合因其光合源充足,尽管在SRI条件下所有组合的叶粒比均有所下降,但中小穗型组合仍有足够的光合源保证籽粒的正常灌浆结实。与此相反,大穗型组合属源限制型组合,在SRI条件下因库的增大使源库矛盾进一步加剧,以致结实率较传统栽培显著降低。这就是小穗型组合更适宜SRI的原因所在。同时研究表明并非任何组合都适宜SRI。与传统栽培相比改良SRI技术增加了水稻的每穗着粒数,这也是改良SRI技术比传统栽培技术增产的原因之一。在大多数学者的研究中,都未对适宜SRI的水稻品种进行研究,而只根据试验结果对适宜SRI的水稻品种作了结论。马均等认为应选择以穗型中等偏大,分蘖力中等偏上的组合为佳;钱建龙等认为以分蘖力强、成穗率高、穗形大、结实率高的品种;俞爱英等认为以分蘖力强、穗大粒多、增产潜力大的优质高产品种(组合)较好;周维佳等的研究认为:要选择生育期适宜的组合;钟海明等研究认为:分蘖力中等偏上、株型不宜太紧而应稍松散的品种为宜;黄爱明等研究认为:全生育期130～140d、抗倒、抗性较强、大穗大粒、分蘖力强、株型紧散适中、千粒重26g以上的品种较适宜;而邰国民等以粳稻为研究对象所得结果为要选用分蘖力强、穗大粒多、结实率高的品种为宜。由此可以看出:适宜SRI的水稻品种(组合)应是生育期适宜,分蘖力较强,穗形较大,株型松散。在马达加斯加的研究中,没有对水稻品种作出要求,而从众多学者的研究中不难看出适宜SRI技术的品种应有一定的要求。3水稻的移栽技术SRI技术最重要的是改变了水稻栽培的传统模式,对水稻的移栽叶龄和移栽密度等技术都提出了不同的要求:小苗移栽,超稀栽培,增施有机肥。3.1旱育秧方式研究李秀棋等认为SRI的育秧方式以旱育秧最好。刘金弟等用杂交粳稻嘉乐优2号研究表明:宜采用旱育秧方式。罗德强等认为以软盘育秧方式增产效果更好。3.2栽植密度对sri产量的影响俞爱英等研究认为:适宜SRI的移栽叶龄不宜超过20d,以13～18d、2～4叶移栽为好,移栽密度9万穴/hm2,单本稀植。邰国民等以粳稻为研究对象认为:以叶龄15d,移栽密度为15万穴/hm2。邹应斌等用超级杂交稻的研究认为:移栽秧苗叶龄3.1～3.9叶,移栽密度23.3cm×23.3cm。陈传华等用优质常规稻研究认为:种植密度为16.65万～21.45万穴/hm2,均能极大的发挥植株个体的生长潜力,获得显著的增产效果。胡润等以密度与栽插本数试验结果表明,以株行距0.4m×0.4m、0.3m×0.3m,且是双本栽插的较佳。吴春赞等研究认为:不同栽植密度对SRI的单产有明显的影响,产量以栽植12.0万丛/hm2处理最高,达10.05t/hm2,分别比7.5万,21.0万和25.5万丛/hm2处理增产11.0%,11.0%和19.4%,差异达极显著水平。杨春献等研究认为:1.9～2.5叶移栽,6万～15万穴/hm2为宜。龙旭等研究了协优527在SRI条件下移栽叶龄和栽植密度:不同移栽叶龄(2～5叶龄)对其产量的影响很小,可以采用4～5叶龄的带蘖秧苗移栽,适宜栽培密度为9.0万～13.5万穴/hm2。蔡艳等研究表明:川中丘陵区采用“大三围SRI”,移栽密度为40cm×40cm、施氮150～225kg/hm2,可一定程度提高水稻的产量。杨志根等的田间试验结果表明:秧龄10～15d、行株距25cm×25cm、施纯氮225kg/hm2为宜。严宗卜等用优质两系杂交稻两优363在贵州省独山县用33cm×33cm稀植和14d短秧龄的条件下,比常规栽培增产10.8%。李经勇等提出重庆地区SRI的技术规程:纯氮的70%作底肥、每公顷栽12万穴、每公顷施纯N105kg、叶龄为3.5叶时移栽的因子组合可以获得高产。朱贵平等在浙江的研究结果表明:以9万穴/hm2的处理产量最高,增产效应明显,增产原因是具有有效穗优势。南方各省市对SRI的移栽叶龄和移栽密度的研究较多,综上所述:适宜SRI的育秧方式以旱育秧和软盘育秧方式较好,这样适宜小苗移栽,移栽时能较好地保证秧根不易损伤,有利于返青成活;对于传统栽培来说,中苗秧或多蘖秧苗移栽,秧苗成活慢,不利于秧苗的早生快发。移栽秧龄以13～18d、3～4叶较适宜。由于中国适宜SRI的地域辽阔,各地生态条件相差大,各个品种特性的不同,因而造成各地适宜SRI的密度相差较大,不管是常规稻还是杂交稻,也不论是优质稻还是超级稻,都均比传统的水稻栽培密度要小,以6.25万～18.4万穴/hm2为宜。4水稻植株个体优势、植株个体优势、水稻抗病虫害能力的增强,有利于水稻病虫害的发生SRI技术由于强调了较稀的栽培模式,这样有利于单个植株的个体优势得以充分发挥,通风透光性增强,更有利于水稻叶片的光合作用,增强了个体的光合作用能力,增强了植株个体优势,提高了水稻的抗性,减轻了水稻病虫害的发生。4.1不同栽植叶龄对蝌蚪穗数和成穗数的影响陶诗顺等以3个杂交稻组合在大田条件下研究了杂交稻SRI的穗粒结构特点,结果表明:与常规栽培相比,杂交稻SRI个体发育充分,成穗率高;有效穗组成发生重大变化,主茎穗和一次分蘖穗在有效穗中的比重下降,二次分蘖穗比重提高,并有少量的三次分蘖穗;其主茎穗和各位、次分蘖穗的经济性状均优于常规栽培。刘怀珍等以穗数型常规品种粤香占和大穗型杂交组合粤杂122为试验材料,研究其分蘖成穗和穗部性状特征,结果表明:随着插植规格增大,主茎穗、一级分蘖穗和二级分蘖穗的穗形增大且收获指数增高,单株主茎穗数相近,占茎蘖成穗数比例降低,主茎穗产量占总产量的比例也下降,一级分蘖穗数增多,其成穗数占全株茎蘖穗数的比例下降,产量也下降,二级分蘖穗数增多,成穗数和产量占的比重均提高,一次枝梗数、二次枝梗数、总粒数和实粒数均增多,且以二次枝梗数和总粒数的差异较大,但各次枝梗和各层的结实率略有下降。杨志根等观察不同移栽叶龄对分蘖发生及成穗规律的影响,明确了移栽叶龄增加1叶,分蘖叶位提高1个;各蘖位所占比例不同:不同移栽叶龄1次分蘖约占35%左右,低龄移栽的主要集中在2～9叶位,长龄移栽集中在5～7叶位;2次分蘖约占60%左右,低龄移栽的在2-1,3-1,4-1,5-1,6-1蘖位上,而长龄移栽在5-1,6-1,7-1蘖位上;成穗率以1次分蘖为最高为78.28%～88.37%,2次分蘖为40.32%～65.71%,3次分蘖只有低龄移栽的部分能成穗,成穗率很低为12.50%～14.77%。由此可以看出:SRI栽培技术由于小苗移栽,有利于低位分蘖的早生快发,个体发育充分,成穗率提高;有效穗组成发生重大变化,主茎穗和一次分蘖穗在有效穗中的比重下降,二次分蘖穗比重提高,并有少量的三次分蘖穗,提高了每穗实粒数,结实率变化不大,各蘖位所占的产量比例已有所变化。传统栽培技术以主攻主穗和一次分蘖穗为主,是产量的重要组成部分,而忽略了二次分蘖穗和三次分蘖的作用(尽管三次分蘖穗的作用不是很大),这就体现了改良SRI技术与传统栽培技术的差别之所在。4.2sri对水稻生育期的影响龙旭等研究认为:SRI不仅能使群体获得较大LAI和冠层高效LAI(上3叶),且在水稻生育后期保持较缓的下降速率,为光合生产奠定了良好的基础;齐穗后不同生育时期剑叶的净光合速率(Pn)均是SRI显著或极显著高于常规栽培,齐穗期、乳熟期、蜡熟期和黄熟期分别比常规栽培高;SRI下水稻生育后期的物质积累能力较强,物质转运也比常规栽培顺畅,为籽粒的灌浆奠定了良好的物质基础。徐富贤等研究表明:水稻最高苗期是决定成穗率的关键时期。最高苗期的光照条件是影响成穗率和穗部性状的主导因素,该期增施氮肥只有在光照条件好的情况下能起到提高成穗率的作用;齐穗期的光照条件改善后可显著提高结实率和千粒重。由此可以看出,在SRI条件下,由于改善了水稻成穗期和齐穗期的通风透光条件,在很大程度上提高了水稻的成穗率、结实率和千粒重。在传统栽培技术条件下,水稻的成穗率相对较低,SRI技术由于密度变小了,个体空间相对变大,成穗率必然上升。4.3对水稻根系活力的影响张玉屏等研究发现:SRI在干4～5d之后,再复水4～5d,土壤氧化还原电位循环变化,有利于提高土壤氧化还原电位,改善土壤的通气状况,提高根系活力。龙旭等研究表明:SRI水稻植株在生育后期根系活力较强,根系不早衰,蜡熟后也能保持较强的根系活力。王绍华等用粳稻研究表明:在SRI方式下,水稻根系活力增强,营养器官的物质运转率提高,群体质量明显改善。许凤英等的研究结果说明:SRI能提高水稻生育后期根系的生理活性及磷含量,特别是在籽粒灌浆结实的关键时期,SRI的根系伤流量强度明显高于常规栽培。因此,SRI可以延缓后期根系及叶片衰老,提高结实率及千粒重,进而提高产量。陆秀明等研究结果表明:SRI明显提高了植株的根系活力和灌浆速率;提高生育后期植株的含氮量及成熟期叶绿素含量,延缓生育后期叶片衰老,从而提高了结实率和产量;SRI技术较好的提高了水稻的根系活力,极大地提高了营养物质的运输,延长了水稻后期生长所需,从而提高了水稻产量。发达健壮的根系是水稻高产的重要条件,根系活力强,吸收水、肥的能力就强,提高水稻结实期的根系活力,能延缓叶面积的下降速度,促进光合产物的运输。不难发现:与传统栽培相比,由于SRI技术大大降低了种植密度,提高了植株的个体优势,增加了光合产物,延长了水稻根系的活力,有利于水稻后期的生长所需。5有机肥与化肥配合有研究表明:水稻生长后期延迟排水有增加整精米率的趋势,而SRI又要求在整个生长期,稻田不建立水层,而在营养生长期保持湿润但不缺水,实行间歇地“轻度”灌溉,土壤水分绝不饱和。贺阳冬等的研究表明:SRI下施用不同种类肥料对稻米品质的影响各不相同,施用有机肥可提高稻米的加工品质和降低垩白粒率、垩白度,有机肥与化肥配合施用能降低稻米的直链淀粉含量。许凤英等研究发现:SRI所产稻米品质显著改善,特别是精米率、整精米率提高和垩白粒率、垩白度降低;在籽粒灌浆结实的关键时期,SRI较常规栽培植株透光率大,叶片叶绿素含量高,叶片衰老缓慢,具有较高光合生产量,抽穗后茎鞘物质向穗部的运转率、运转量、转换率也显著提高。这是精米率、整精米率提高和垩白粒率、垩白度降低的重要原因。徐富贤等的研究结果可见:当栽秧密度为7.51万穴/hm2时,在保证比传统高产栽培密度每公顷栽秧21.64万穴的对照不减产前提下,整精米率提高了15.69～29.92个百分点,垩白粒率降低了16.34～21.22个百分点。表明SRI具有十分显著地提高整精米率和降低垩白粒率的效应。徐富贤等研究还表明:在SRI条件下,中小穗型组合叶粒比和灌浆速率明显降低,相对提高了籽粒容重,进而提高了整精米率,表明在超稀栽培条件下着粒数偏少组合的整精米率能明显提高,大穗型组合则相反。综上所述:SRI能明显提高水稻的整精米率和降低垩白粒率,提高稻米品质。6其他研究6.1穗开花期比对照张玉屏等研究了SRI条件下干湿灌溉对水稻生长的影响,结果表明:在SRI条件下采取干湿灌溉处理,在返青期、分蘖期、孕穗期和抽穗开花期比对照分别节水1.4%,12.4%,9.0%和11.2%;水分生产效率达0.93kg/m3,比CK处理提高34.2%。水分管理问题,由于中国适宜水稻强化栽培的地域广阔,各地生态条件相差大,降水量分布不均,大部分地区都存在缺水,因此各地只能根据自身条件进行水分管理,确保田间(水稻)对水分的需求,如果强行按照SRI的水分管理,在事实上也不大可能。6.2不同土壤微生物SRI强调了有机肥的施用,为土壤微生物提供了碳源和能源,矿质氮会被微生物所固定,土壤微生物相应增加。赵利梅等的研究结果表明:与常规水作相比,SRI增加了土壤细菌、放线菌、真菌数量以及微生物量碳、微生物量氮,提高了分蘖期土壤脲酶、碱性磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,同时也显著增加了土壤碱解氮含量,但有效磷含量差异不显著。6.3耕作方式对sri水资源量的影响蔡艳等的研究看出:川中丘陵区采用“大三围强化栽培”水稻,可一定程度提高水稻的产量和氮肥利用率。郭立等以不同施肥和耕作方式下SRI的生长和氮素利用研究,结果表明:2种耕作方式比较,免耕条件下水稻的氮素运转效率、氮素农艺效率显著高于常耕,但常耕条件下的氮素回收效率比免耕的高127.95%,差异显著。杨祥田等研究结果表明:在水稻生产上应用SRI可以提高氮肥的利用率,降低氮肥在环境中积累过多造成污染。综上所述表明:SRI提高了氮肥的利用率,降低了对环境的污染。7水稻的品种特性和水稻栽培技术要积极问题近年来,很多科研单位都在进行SRI技术体系的试验示范工作,但其增产效果有较大差异。徐富贤等[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,21,22,23,24,25,26,27,28,29]的研究表明SRI有不同程度的增产效果,但国际水稻所等单位则认为SRI明显减产(2003年4月在海南三亚召开的全国作物栽培学术会议上的报告)。这可能与试验所在地的土壤、生态条件和使用的水稻品