水稻高产与养分高效利用栽培技术及其生理基础的研究

刘洪旺

1 天津市西青区水稻栽培技术应用现状

天津市西青区以杂交粳稻常优3号和常优5号作为基本栽培品种，专门检验了水稻在当地的养分高效利用栽培技术应用效果与水稻高产高效生理基础特性。其中在养分吸收与利用效率方面，当地就实现了水稻的高产高效栽培，其中水稻栽培的氮肥吸收利用率最高达到78.3%，农学利用率也达到42.8%，这说明西青区的养分高效利用栽培技术是集成优化的先进技术，对大幅度提高当地水稻产量与水肥利用率都是有好处的。再看水稻的高产高效生理特性方面，以水稻的分蘖期为例，它在超高产高效栽培模式下的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶等等酶代谢活性方面与高产栽培差异度并不高，但这一指标在水稻种植的抽穗期与成熟期却有所增高，这说明西青区所采用的高产高效与超高产高效栽培技术确实有效提升了水稻根系以及地上部分的整体生理活性，也保证了地方水稻栽培的水肥高效率利用。

2 高产高效栽培背景下西青区水稻的养分高效吸收利用特性和基本生理机制

2.1 西青区水稻养分利用的生理机制优化

种植水稻土壤中的氮素与施入稻田中氮素从水稻根系全部被吸收到水稻稻株体内。这种做法能够充分根据水稻根系的分布与营养需要来思考水肥的基本生活特性，并分析水稻对氮素的吸收与转化能力。从当地所栽培水稻根系的仔细观察结果可以发现，其根系体积与分布密度都较为特殊，可大面积吸收氮肥且吸收能力强。而从水稻的根系纵向分布基本特征来看，其根系所吸收的大量氮素都在地面上转化还原，这就说明水稻植株叶片中酶活力相当之高，这为水稻的强氮吸收能力创造了基础。从另一角度分析，这种强大的根系吸氮能力也提高了其水稻叶片的RuBP羧化酶含量，对促进水稻的地上部分健康生长非常有好处。另外，大量的矿质养分也为水稻体内的营养吸收循环与高效循环创造了有利条件。

2.2 西青区水稻养分的吸收基本特性

按照西青区当地的水稻生育期吸肥量，在地方高产种植条件下其水稻的磷肥养分吸收率大约在0.855kg/100kg，相比中产多出至少0.030kg。而高产条件下的钾肥养分吸收率在2.499kg/100kg，相比中产高出0.321kg。根据西工作人员的研究观察发现，当地水稻在高产高效栽培技术支持下从抽穗期到成熟期的氮、磷、钾肥养分吸收能力最强。

3 西青区水稻高产高效栽培技术优化对策

结合西青区水稻的高产高效栽培技术，以及其养分高效吸收及优越生理机制条件，还要进一步思考地方水稻的超高产高效栽培技术途径，以下简单谈3点优化对策。

3.1 品种改良

西青区应该考虑突破传统的水稻作物育种方法，选择抗旱、抗逆性更高、养分吸收高效的新水稻品种进行栽培种植，同时改良水稻作物的生长环境。就目前来看，西青区也正在思索研究提升水稻作物产量潜力的新遗传基因改良技术，以提高水稻作物产量潜能。新品种主要提高抗病性，并具有一定典型性，要充分利用水稻及废水到来源中的各种基因资源，基于基因组水平提出新的分子标记技术、杂交选育技术以及转基因技术，全面提高水稻品种的营养高效吸收能力与抗病能力，确保西青区水稻栽培生产的可持续性发展。

3.2 矮化育种

要考虑采用矮化育种技术，凸显水稻栽培杂种优势，依靠生物产量增加水稻产量。目前西青区正在思考如何提高水稻农田的单位面积作物产量，希望全面建立合理的农作物栽培群体结构，实现个体及群体的相互协调，保证像水稻群体的光合生产作用发挥到最大。以水稻的干物质积累为例，它就包含了抽穗的前后两个时期，这其中有至少70%的光合产物来自于抽穗后，所以当地也希望把我这一点，在抽穗后尽可能提高水稻的干物质积累量，并在光照、温度允许的条件下主要延长水稻光合作用持续实践以有效增加水稻结实期的光合生产成果，即要提高水稻在光合速率与物质运转背景下的水稻营养物质分配效率，使其成为水稻高产高质的根本路径。

3.3 同步水肥化供应

西青区要做到对水稻的水肥化供应同步，转变传统中对氮、磷、钾肥的同一种施肥管理技术，而是采用国际精准农业管理技术思路，首先对稻田土壤中的磷肥与钾肥元素进行精确测定管理，特别是要深度研究3种肥中微量元素的来源、转化效率、损失途径和环境影响因素，保证做到精细化实时动态控制，确保氮、磷、钾肥施肥管理始终处于稳定状态。在必要时可采取相对简单的土壤测试亦或是养分平衡监控技术来做到合理有效的平衡施肥，令稳定施肥成为当地水稻高产高效的关键基础。

另外，还有水分调控，西青区改变了传统水稻的灌溉制度，从充分灌溉逐渐向节水型灌溉转变，这主要是基于灌溉中水分胁迫对水稻的客观影响，结合水稻的生理机制进行合理用水生理调控。例如畦沟灌溉、间歇性湿润灌溉、干湿交替灌溉等等都有不错的水分调控效果，对水稻健康生长有利。

总体来说，还要基于养分资源综合管理实现对水稻土体土壤养分的有效调整管理，保证水稻农作物的根层养分供应充足，且满足定向调控基本要求。再一点就是充分考虑到水稻栽培过程中其根系生长的基本发育特点，提高养分利用效率并尽可能遏制养分的迁移损失过程，实现定期定量的根层土壤环境养分有效供应。

综上所述，天津市西青区近年来在水稻高产高效栽培方面下足功夫，专门基于水稻作物的养分高效率利用栽培技术原则展开水稻超高产高效的栽培途径研究与实践，并掌握了当地水稻的基本生理基础，确保了地方水稻栽培种植的经济效益持续性提高。