两湖平原超级杂交稻均衡高产栽培关键技术研究与示范

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获奖名称：

科技进步奖

获奖区域：

湖北省

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

马国辉; 田小海; 王晓玲; 王小燕; 许凤英; 武美燕; 邹华文; 刘章勇; 龙继锐; 汤海涛; 吴晨阳; 罗海伟; 吴启侠; 李志新; 徐延浩

关键词：

超级杂交稻;  技术;  关键技术;  栽培;  平原;  示范;  杂交;  稻;  技术研究;  均衡;  两湖平原;  关键;  杂交稻;  高产栽培;  研究;  高产; 

第一完成单位：

长江大学

获奖时间：

2012

项目名称：

三大作物可持续超高产共性理论与技术模式研究

联系人：

田小海

联系电话：

0716-8066541

电子邮件：

邮编：

地址：

湖北省荆州市南环路1号

合作完成单位：

国家杂交水稻工程技术研究中心

单位电话：

0716-8060550

传真：

0716-8060813

网址：

推荐单位(专家)：

长江大学

摘要：

长江流域是我国最大的稻作带，其稻作面积占全国的70%，产量占全国的80%以上，在我国粮食生产和安全上具有举足轻重的地位。长江流域稻作区以平湖地区面积广大、土地肥沃、水资源丰富、水热同季、生产优势明显。 近十多年来，超级杂交稻分别于2000年和2004年实现了亩产700kg和800kg的超高产育种目标；与此同时，长江流域稻作技术的迅猛发展，超级杂交稻的产量与品质优势逐步凸显。目前两系杂交稻在部分地区的推广速度很快，有取代传统三系杂交水稻的趋势。 但与此同时，长江流域的水稻产量并未随超级杂交稻品种的进步而增长，而步入了一个相对徘徊的局面。高产典型和普通农户间的产量差异(yield gap)明显。影响产量提高的主要因素有：缺乏适应性良好的高产品种；前期过度繁茂导致成穗数不足、倒伏严重、超量施肥导致的污染、低效、结实率漂移导致的产量稳定性差等问题。一个明显的事实是，大多数农户仍然沿用普通杂交水稻的技术方法栽培超级杂交水稻，栽培的方法和手段也鲜有革新。查找普通农户栽培超级杂交稻并不高产的原因，发现其栽培的超级杂交稻虽在每穗颖花数上具有明显优势，但存在着明显的单位面积成穗数不足、结实率稳定性差、千粒重年度间变幅较大问题。这些问题的产生可能主要与平原湖区气候等自然条件有关，也与我们沿用的栽培技术相关。对超级杂交稻而言，与山丘区相比，平湖地区的生产条件优势主要表现在土壤肥沃、水分充足等方面，但水稻生长后期平均温度高、昼夜温差小、照度整体偏低、病虫害严重等的负面效应较大。要进一步提高产量，就必须改进栽培技术（包括品种选择），使之更好地适应和利用环境条件。 总之，现有生产实践对改进、创新栽培技术提出了迫切的要求。 此外，随着全国社会和经济发展格局的急剧变化，长江流域整个稻作环境和条件已经和正在发生变化，出现了一些前所未见的严峻形势：1)劳动力数量和质量急剧下滑；2)稻作比较效益下降；3)农区和农田环境污染加重；4)技术普及体系处于重组和重建之中。种种这些，既成为催生超级杂交稻栽培新技术的动因，也是新技术发展的依据。 在具体技术研究上，首先是品种的选定，超级稻品种很多，哪些更适合平原湖区这种相对“特殊”的气候环境，值得探讨；其次，在我们开展此次研究之前，不少农民迫于劳动力短缺的压力，自发开展了水稻直播生产，且显示出一定优势。但农业行政部门对水稻直播技术多有微词，这就需要研究者拿出过硬的数据和样板。例如，直播产生的低位分蘖成穗的优势可能刚好克服平原湖区目前水稻栽培中成穗数偏低、结实率不稳的问题；此外，该技术也具有一定的轻简化的潜力。但该技术可能存在严重的立苗受环境影响大和种植密度不宜把握的问题。因此，有必要对该技术的可行性进行深入探讨，也有必要开展机械直播技术的研究（严格的密度控制）。施肥一直是水稻栽培技术的核心环境，在国外和国内园艺上已经应用的“缓控施肥”等技术，能否应用到平原湖区的超级杂交稻上？从合理控制无效分蘖和促进早期分蘖的健壮成长、控制群体恶性扩大、保证中后期充足营养供应上，缓控释肥似具有潜在优势。由于其肥效期长，有缓、控释放养分的能力，且养分释放速率与作物的需肥规律基本吻合，能实现作物一次性施肥满足整个生育期需求，从而减少施肥成本，提高肥料利用率，并能减轻养分流失造成的环境污染。同时，它也具有一定的轻简化效果。平原湖区优异土壤和水分条件，常导致水稻前期过度繁茂而直接导致后期倒伏，防止倒伏一直没有有效的对策。前期研究表明，“立丰灵”作为一种新型调节剂，直接作用于稻秆特定部位而不影响其穗部形成，但在超级杂交稻上能否可行，还有不少技术环节有待完善。最后，稳定结实率是平原湖区水稻高产的一个关键，相关新技术的探索显得十分必要和紧迫。将这些技术完成后，经过技术组装，有望有效改变目前平原湖区超级杂交稻“产量差异”问题。 两湖平原包括湖北省的江汉平原和湖南省的洞庭湖平原，这两大平原具有十分相似的成因、地貌、气候、稻作制度和栽培技术等，也是我国超级杂交稻发展最快、最好的地区，在该地区开展超级杂交稻高产栽培新技术研究，具有良好的代表意义。 2006年开始，国家杂交水稻工程技术研究中心水稻栽培生理研究组马国辉研究员（兼长江大学“楚天学者”特聘教授）所带领的团队联合长江大学作物栽培生理田小海教授研究组，在国家科技支撑计划（编号：2006BAD02A13-3-5）和国家粮食丰产科技工程等项目（编号：2006BAD02A02-3）国家科技成果转化基金项目（Y两优1号）(2006GB2D200200)以及国家自然基金项目（编号：30771269，2008年～2010年）的支持下，就长江中游平原和两湖平原的超级杂交稻栽培新技术及其集成示范进行了长达7年的研究。 此外，项目的执行还联合了国内外多家企业，力图借力于企业较好的物化技术产品基础，从根本上提高超级杂交稻栽培技术水平。这些企业包括上海汉枫缓释肥料有限公司、荆州市先禾种业股份有限公司、湖北移栽灵农业科技股份有限公司、袁隆平农业高科技股份有限公司、史丹利化肥股份有限公司、山东金正大生态工程股份有限公司和北京华龙肥料技术有限公司等。 2006年开始，课题组在国家科技支撑计划和国家自然科学基金等项目的支持下，就长江中游平原和两湖平原的超级杂交稻栽培新技术及其集成示范进行了长达5年的研究，取得了一些初步的成果和良好的应用效果。 （一）确立了新型强优势组合“Y两优系列”及其配套栽培技术。 （二）筛选并确立了几个新型肥料品种及其施肥技术。 （三）确立了采用5%“调环酸钙”预防超级杂交稻倒伏的技术体系。 （四）建立了以直播为中心的超级杂交稻高产高效栽培新模式。 （五）确立了水稻结实调节技术。（六）技术的集成示范效果明显。 超级杂交稻在两湖平原种植产量优势得不到充分体现。本研究在充分探讨超级稻物质生产与产量形成特点的基础上，探明了两湖平原超级杂交中稻栽培普遍存在的高产制约因子。针对上述问题，本研究以物化技术为载体，推进相应的技术革新，以“品种、直播、缓释肥、抗倒调节、结实调节”为关键技术，集成了两湖平原超级杂交稻的均衡高产高效栽培技术体系。体系融合了优新品种、直播新技术、新型肥料类型、新型调节剂等前沿的物化技术，栽培体系具有先进性。本成果已经推广应用3年以上，在两湖平原具有较好的适应性和安全性。本成果适宜在长江中下游两湖平原稻作带和具有类似气候条件的地区，进行推广应用。优新超级稻品种的应用为高产提供基础；全新的机械直播技术为节省人力提供保证；缓释肥为主的施肥技术稳定节省氮肥1/4以上并略有增产，减少投入的同时降低环境污染；立丰灵、液态硅钾肥的安全应用能有效的防止水稻倒伏；通过综合技术提高结实率可以很好稳定超级杂交稻的产量。因此，成果在提高效益、省力和机械化、节肥降污等多方面成效显著，适应当前农村对简化、优化种稻技术、节省劳力、节本增效的新要求，成果的推广和应用能提高稻区农民的收入，利于国家粮食稳产、高产、优质发展。可以预见，成果的大面积推广应用具有很强的可行性和良好的前景。