从群体结构探讨水稻高产规律 [复制链接]

第5版()
专栏：

从群体结构探讨水稻高产规律
过益先
关于农作物群体结构的问题，自从殷宏章同志在一九六○年提出后，引起了广泛的注意，植物生理学者和农业科学工作者从各方面开展研究。几年来，这方面的研究工作已经不只是静止地讨论某一个生育期的结构问题，而是联系作物的（如水稻）整个生育期，从苗、株、穗、粒的动态发育过程，论证合理的基本苗数及合理的穗粒结构，并开始从探索不同器官的相对生长关系及其与生态环境和农业措施的关系着手，研究作物高产规律。研究工作正在一步步深入，一步步发展。本文初步综合有关研究报告，提出一些粗浅的看法。
一
在争取水稻高产过程中，首先是如何因地制宜地确定合理的穗粒结构问题，使产量三要素——穗数、粒数和粒重在高产的前提下，适当地组合起来。过分强调穗数的增产作用而忽视粒数、粒重，或反过来片面强调粒数的增产作用而忽视其他，均不利于实现高产。综合南北各稻区水稻高产规律的研究结果来看，高产田的产量指标及其合理穗粒结构因各地区的气候环境条件和农业生产特点不同而有很大的差别，但有规律可循。
不同地区高产田穗粒结构与产量
地区　品种类型　每亩穗数　每穗实粒数　千粒重　产量水平　资料来源
黑河　一季早粳　35—45万　45—50粒　26—28克　700斤　黑河农科所（1962）
延边　一季早粳　33—37万　50—55粒　26—27克　1000斤　吉林农科院（1962）
北京　一季中粳　22—30万　64—85粒　25克　1000斤　中国农科院作物所（1962）
南京　单季晚粳　20—23万　80—90粒　28克　1000斤　中国农科院江苏分院（1962）
嘉兴　单季晚粳　22—25万　56粒　29克　800斤　浙江农科院（1962）
成都　中籼　14—16万　90粒　25克　700斤　四川农科所（1962）
如上表所示，我国最北稻区——黑河地区高产田的每亩穗数指标最高，而每穗实粒数的指标最低。黑河地区亩产七百斤，每亩需要三十五至四十五万穗，每穗四十五—五十粒，千粒重二十六至二十八克。这是与该地区气温低、水稻生育日数短、全生育期仅一百一十天左右、采取直播栽培制度等特点相适应的。由此向南，随着纬度的降低，气温增高，生长日数延长，高产田的穗数指标相应地减少，而每穗结实粒数则渐次增加。如浙江嘉兴单季晚粳“谷雨”播种，“芒种”插秧，“霜降”收获，全生育期长达一百七十至一百八十天，植株较高（一百二十至一百三十厘米），单株所占营养面积大，与北方稻区比起来，不适于增加群体的密度，而有利于穗形的良好发育，提高每穗粒数。特别如四川地区，空气湿度大，日照少，主要栽培品种中熟籼稻类型生长特别繁茂，植株高度可达一百五十厘米左右，因而在本文所引用的材料中，高产田穗数指标最低，仅十四—十六万穗，而每穗实粒数指标却最高，达到九十粒的水平。我国云南一季中稻有类似的情况。有关的研究工作还指出，高产穗粒结构还因栽培季节不同而有差异。如浙江省一九六一年全年粮食丰产栽培技术试验总结指出，双季早稻亩产七百—八百斤水平，以每亩二十二点四至三十六万穗、每穗六十四点七至八十四点二粒、千粒重二十四点一至二十八点五克以上为宜；双季晚稻亩产七百斤水平，以每亩二十三至三十五万穗，每穗五十二点五至七十粒、千粒重二十六点二至二十九点七克以上为宜。同一栽培季节，品种类型不同，高产穗粒结构指标也不同。国内外研究表明，分蘖力强、植株较矮、叶片直立、穗形较小的品种（如江苏的中粳桂花球、河北的水原三百粒等），每穗粒数随着穗数增加而减少的趋势较缓，高产穗粒结构的特点是每亩穗数较多而每穗粒数较少。分蘖力弱、植株较高、穗形大的品种（如江苏的中粳黄壳早、河北的葡萄黄等），每穗粒数随着穗数增加而减少的趋势较激，高产穗粒结构的特点是每亩穗数较少而每穗粒数较多。一般情况是，在生育期短、植株生长量小、每穗粒数少的地区或品种，争取高产首先要求单位面积内有较多的穗数；而在生育期长、植株生长量大、每穗粒数多的地区或品种，争取高产必须在一定穗数的基础上，力求每穗有较多的粒数。至于具体的穗粒结构指标，则需要按照不同地区的生产特点因地制宜地确定，适合全国各地统一的指标是没有的。
二
高产田的穗粒结构是水稻从种到收整个生长发育过程的最后结果，但通过怎样的途径来实现这些结构而达到高产呢？关于这个问题，在过去“农作物群体概念”的讨论中曾有过热烈的争论，有所谓“主穗论”、“分蘖穗论”、“因地制宜论”等分歧的意见。近来有些同志又提出了所谓“种稀长密高产，种密长密低产”的看法。这是本文想进一步讨论的问题。
一九五九年中国农业科学院松江水稻工作组对城东人民公社三个高产田产量水平相近（亩产八百斤以上），而生产条件、技术管理水平不同的生产队，进行了单季晚粳品种老来青高产技术的调查研究，看到不同生产队的达到高产的途径是不完全一样的。肥水条件较好、栽培管理比较及时细致的生产队适于种稀一些，较多地利用分蘖穗，高产田的主穗一般占全田总穗数的百分之五十至六十。而另一个生产队处于电力灌溉渠道的尾部，灌溉条件较差，施肥量也少一些，为了获得高产就要通过多插些基本苗，较多地利用主穗，高产田的主穗率为百分之七十至八十。
近年来，各地调查研究报告提供了更多的关于在不同气候环境及生产条件下，通过不同途径达到高产的事例。如黑河地区的高产经验是每亩直播留苗三十三至四十万苗，成穗三十五至四十五万穗，主穗率百分之八十至九十四。吉林延边地区劳动模范崔竹松的高产经验是亩插十七万苗左右，成穗三十三至三十七万穗，主穗率百分之五十左右。崔征等报告指出，北方水稻在适当施肥水平下，使单位面积内带分蘖的植株能超过总株数的百分之六十以上才能达到高产。对高产田的主穗率未加以讨论，但就所提供的天津地区新立村、军粮城等三个高产材料计算，主穗率分别为百分之四十一、百分之五十和百分之五十五，可以代表华北生产条件较好的老稻田的情况。而华北稻区生产条件较差的新稻田上，又是另外一种情况。如北京市团河农场的沙板田，漏水漏肥，高产田以亩插三十多万苗，成穗三十四至三十六万穗上下，主穗率百分之九十左右为宜。
各地高产经验既然那样不同，看来是不能离开具体条件来讨论“种稀长密”好还是“种密长密”好的。问题是如何因地制宜。在我国寒冷的黑河稻区，水稻生育期短，有效分蘖期更短，因而必须较多地依靠主穗，这是容易理解的。但为什么在气候条件相近的如京津地区，采用同一类型品种，既可通过“种稀长密”，又可通过“种密长密”达到亩产千斤水平？“种稀长密”和“种密长密”的群体在生长发育上、在形成产量过程中有哪些不同的特点？它们和环境条件又有什么关系？这是许多农业科学工作者共同有兴趣的问题。根据我们在北京的工作来看（品种为银坊，试验田土壤含氮量千分之二左右），每亩基本苗在十至二十二点八万苗的范围内，在相应的肥水措施配合下，成穗二十二至三十四万穗，主穗率百分之三十六至八十五，都达到了亩产九百至一千斤的水平。在不施基肥、每亩施用四十斤硫铵作追肥的情况下，以基本苗多、主穗率高的群体产量较高；但在每亩施用猪厩肥四千斤作基肥、硫铵五十斤作追肥的情况下，则以基本苗少、主穗率低的群体产量较高。对产量形成过程的进一步分析看到：在不施基肥并追肥较少的条件下，能否实现高产，关键在于是否有足够的有效蘖数，以保证有足够的穗数，而与每一个蘖干物重大小的关系较小；在施用较多基肥和追肥的条件下，水稻分蘖较多，一般较易达到高产所需要的有效蘖数（成穗数），因而每亩产量与有效蘖数的相关性有所减弱，而与每一个蘖大小的相关性却加强了，即争取大穗对增产作用相对增强了。
根据以上的分析，我们认为，针对我国当前水田土壤肥力还较低，施肥量也较少的实际情况，在大面积平衡增产问题上，首先还是争取每亩有较多穗数的问题，因而必须在实际可行的范围内提倡合理密植。而在争取亩产八百至一千斤以上的高产栽培时，提高每亩穗数和提高每穗粒数有同样重要的意义。在一定的范围内，既可多插些基本苗，以较多的每亩穗数和较少的每穗粒数来达到，也可少插些基本苗，以较少的每亩穗数和较多的每穗粒数来达到。二者各有利弊，可以因地制宜地采用。但如果要求达到更高的产量水平，就必须在现有的高产穗数基础上，解决如何提高每穗粒数的问题。从群体发育的动态结构来看，为了培育大穗，到底是“种稀长密”好呢，还是“种密长密”好呢？有些同志曾经从“主穗优势”出发，认为“种密长密”依靠主穗是培育大穗的有效途径，但从我们的工作来看却并不尽然。在亩插二十二点八万苗，每亩成穗二十六点九万穗（不施基肥，每亩追施硫铵四十斤），采取控制分蘖、培育主穗办法的群体里，不带分蘖穗只有一个主穗的植株平均每穗重二点一一克，带一个分蘖穗和一个主穗的二穗株为二点一四克，三穗株、四穗株平均每穗重分别为二点零九克和一点六三克。随着分蘖穗的增加，单株平均每穗重有减少的趋势，可以认为依靠主穗有利于培育大穗。但在亩插十万苗，每亩成穗二十九点三万穗（每亩施用猪厩肥四千斤作基肥，硫铵五十斤作追肥），采取促进分蘖、培育分蘖办法的群体里，单株平均每穗重在一定范围内却随着分蘖穗数的增加而增大。如一、二、三、四、五、六穗株的单株平均每穗重，分别为一点八六克、二点零八克、二点三三克、二点五六克、二点三八克、二点一九克。可以认为在较好的肥水条件下，通过“种稀长密”，在培育分蘖穗的同时也培育了主穗，共同提高，是有利于改善群体穗形发育的。何况“种密长密”的群体不耐肥，在施肥量较多时，往往发生早期倒伏，增产潜力较小。由此看来，为了争取各地现有水稻高产水平的进一步提高，在改进育秧技术，培育出健壮秧苗的前提下，适当减少基本苗，从“种稀长密”着手，充分利用分蘖穗的作用，可能是一条较有希望的途径。
三
　最后谈谈高产栽培措施的问题。如上所述，“种稀长密”或“种密长密”在一定范围内都有可能达到亩产八百至一千斤的高产水平，问题是如何针对不同群体的发育特点，采取与这些特点相适应的栽培措施，使可能成为现实。
高产群体结构发育动态的共同规律是，生育前期以较快的速度发展增大，叶面积在孕穗至抽穗间达到最高，而后平稳下降，在抽穗至成熟期间保持较高的光合势。至于各生育期高产群体结构的具体指标因条件不同而有很大的差异，概括地说，北方稻区晴天多、雨天少、日光辐射强，群体结构指标一般比南方稻区高一些。如我们在北京观察到，银坊高产田的叶面积指数有如下的数值：分蘖盛期二、穗分化始期四至四点五、孕穗期五点五至六点五、抽穗期四点五至五点五、完熟期二左右。再联系不同群体的发育特点看，“种稀长密”的群体由于基本苗少，要达到高产的穗数指标和逐步实现上述各生育期的叶面指数，必须施用较多的基肥和分蘖肥，以提高前期的生长速度；同时为了防止长势过猛，叶面积高峰期出现过早，在有效分蘖末期至幼穗分化前适当控制，并在分化后（有机肥料在分化前）重施穗肥，促进穗粒发育，常是“种稀长密”的重要增产措施。“种密长密”群体的发育特点是，由于插秧的苗数较多，叶面积基数较大，前期生长量较大，但最大叶面积出现期一般偏早，而后又迅速减小，前期容易猛发，后期容易早衰，对产量的形成十分不利。必须少施或不施分蘖肥，控制前期的生长速度，而在拔节及幼穗分化前后增施穗肥，采用前轻后重的施肥制度，防止早衰，保持后期有较高光合势，以提高每穗结实粒数。正如陈永康丰产经验中指出的，插秧较密的田（每亩三万穴），在“一黑”阶段（分蘖盛期），“黑”的程度要较淡；而对于插秧较稀（每亩二万穴）、要求分蘖多的田，“黑”的程度要较深。从日本近年深耕密植试验的有关资料中也看到，凡是有效地控制了前期生长发育的密植试验田，均获得了高产；反之，凡前期生长过旺的，均倒伏而失败。我们过去对不同群体的发育特性也认识不足，对密植试验田同样采取了培育稀植水稻的栽培措施，而使很多田块发生倒伏，没有获得预期的产量。以上所谈的，只限于不同群体所应采用的一些栽培技术的原则问题，至于具体措施，因环境条件的不同而有很大的灵活性，必须“看天看地看苗”、“瞻前顾后看当前”而制定，笼统地叙述，难免有挂一漏万的错误，本文就不加赘述了。
群体合理动态结构的提出，为作物栽培的研究工作提供了一项有力的手段，使我们有可能比较细致地来分析水稻产量的形成过程，更具体地研究各项措施对水稻生长发育及其产量形成过程的影响。由于运用作物群体动态结构的观点（或者说栽培生态学的观点）来进行栽培技术的研究，对我们来说还是一个新的课题，有待今后努力之处尚多。但可以肯定，随着这项工作的逐步深入，我国作物栽培科学必将在继承群众丰产栽培经验的基础上，获得新的发展。