本研究于2013-2015展开大田试验,第一阶段以江苏兴化(里下河稻区)、扬州(沿江稻区)、常熟(太湖稻区)、浙江宁波(宁绍平原稻区)为试验点,以15个晚熟类型甬优籼粳交品种(品系)为参试材料和各试验点当地具有较大推广面积的常规粳稻与杂交籼稻为对照,依据各地水稻安全成熟期和籼粳杂交稻在当地的增产潜力,明确其在长江下游的适种区域。第二阶段在其适种区域(浙江宁波),从产量及其构成因素、株型、籽粒灌浆特征、氮磷钾养分吸收、积累与转运、花后干物质积累等方面阐明其产量优势形成的形态生理特征,并从钾肥与硅肥适宜施用量探究其配套高产栽培措施。本研究为晚熟类型籼粳杂交稻在长江下游地区的合理布局以及揭示其产量优势形成机理提供了理论与实践依据。主要结果如下:(1)晚熟类型甬优籼粳交品种(品系)在兴化点均未安全成熟;扬州点可安全成熟的甬优籼粳交晚熟类型品种(品系)有6个;常熟点除甬优12未安全成熟外,其余均可安全成熟;宁波点则均可安全成熟。将在当地可安全成熟且产量较对照高出8%以上的甬优籼粳交晚熟类型品种(品系)定义为高产品种,扬州点中2013和2014年高产品种均为1个,常熟点2013和2014年分别为8个和9个,宁波点两年均为9个。高产品种的颖花量极显著高于对照品种。此外,高产品种抽穗至成熟期以及全生育期天数均高于对照。综合考虑甬优籼粳交晚熟类型品种在各点的生育安全性以及产量表现,太湖地区(以常熟为代表)和宁绍平原(以宁波为代表)是甬优籼粳交晚熟类型品种在长江下游的适宜种植区域。大库容,较长的灌浆期和全生育期天数是晚熟类型甬优籼粳交高产品种产量形成的重要特征。(2)穗长以杂交籼稻最高、籼粳杂交稻其次、常规粳稻最低。籼粳杂交稻在着粒密度和穗部6个部位的籽粒数均高于常规粳稻和杂交籼稻。甬优籼粳杂交稻上部三张高效叶的叶长和叶宽高于常规粳稻、低于杂交籼稻;籼粳杂交稻上三叶的叶基角和披垂度均低于常规粳稻和杂交籼稻。甬优籼粳杂交稻的株高、穗高和秆长高于常规粳稻、低于杂交籼稻;成熟期单茎茎、鞘干重则显著高于常规粳稻和杂交籼稻。(3)籼粳杂交稻在拔节、抽穗和成熟期的氮素吸收量均显著高于常规粳稻和杂交籼稻,拔节-抽穗期和抽穗-成熟期的植株氮素积累量亦以籼粳杂交稻显著高于常规粳稻和杂交籼稻。播种-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-成熟期植株氮素积累量与实产均呈极显著线性正相关。两年中拔节期植株磷素吸收量均以常规粳稻最高、杂交籼稻其次、籼粳杂交稻最低,抽穗和成熟期植株磷素吸收量以籼粳杂交稻最高,拔节-抽穗期和抽穗-成熟期植株磷素积累量均以籼粳杂交稻最高。播种-拔节期,植株磷素积累量与产量呈极显著线性负相关;拔节-抽穗期、抽穗-成熟期,植株磷素积累量与实产呈显著或极显著线性正相关。两年中,拔节期、抽穗期和成熟期植株钾素吸收量均以籼粳杂交稻最高。氮素籽粒生产效率均以杂交籼稻最高、常规粳稻其次、籼粳杂交稻最低。钾素籽粒生产效率均以籼粳杂交稻显著高于常规粳稻和杂交籼稻。氮素籽粒生产率与实产呈显著线性负相关,钾素籽粒生产率与实产呈极显著线性正相关。花后茎鞘氮素转运与产量呈显著线性正相关,花后叶片氮素和磷素转运与产量呈负相关。与对照相比,籼粳杂交稻氮磷钾元素吸收总量大,氮素籽粒生产效率较低、钾素籽粒生产效率较高。促进花后茎鞘氮素转运有利于提高水稻产量,而促进花后叶片氮素和磷素转运不利于提升水稻产量。(4)甬优538中,上部一次枝梗(UP)与中部一次枝梗(MP)、中部二次枝梗(MS)与上部二次枝梗(US)、下部一次枝梗(LP)与下部二次枝梗(LS)为同步灌浆,但两两之间为异步灌浆。中浙优1号和秀水09中,UP、US和MP为同步灌浆,而UP、US、MP与LP、LS为异步灌浆。与对照相比,甬优538异步灌浆特征更为明显。穗部6个部位米粒终极生长量的平均值以秀水09最高,最大灌浆速率和平均灌浆速率的平均值呈中浙优1号>秀水09>甬优538,有效灌浆时间呈甬优538>秀水09>中浙优1号。尽管甬优538灌浆速率偏低,但依靠较长的有效灌浆时间以及较多的穗粒数,提高了穗部的灌浆充实量以及单穗重,最终产量较高。(5)甬优籼粳杂交稻抽穗至成熟期的干物质积累量为8.9 hm-2,较常规粳稻和杂交籼稻分别高19.1%和25.8%(两年平均值)。不同类型品种花后干物质积累量与花后天数(抽穗当天为0 d)均可用Richards方程拟合(R2≥0.990);各品种花后干物重积累速率均呈先增加后下降的趋势,花后最大干物重积累速率和平均干物重积累速率呈杂交籼稻>常规粳稻>籼粳杂交稻,籼粳杂交稻达最大干物重积累速率的时间在花后43-44 d,常规粳稻和杂交籼稻则在花后27-28 d;籼粳杂交稻在花后渐增期天数和干物质积累量显著高于常规粳稻和杂交籼稻,渐增期干物重积累速率以杂交籼稻最高。常规粳稻在花后快增期和缓增期天数和干物质积累量均显著高于籼粳杂交稻和杂交籼稻,快增期和缓增期干物重积累速率则以杂交籼稻最高。本研究表明甬优籼粳杂交稻花后较强的干物质积累优势主要体现在渐增期,而花后渐增期较强的干物质积累能力主要在于其较长的渐增期持续天数。(6)针对宁波土壤硅元素缺乏现象,旨在探讨籼粳杂交稻在该地区适宜硅肥用量及其对产量形成影响。以甬优籼粳交超级稻甬优12和甬优15为试材,设置了不同硅肥施用量(0、75、150、225、300kghm-2)处理。甬优12和甬优15产量均随硅肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势,均以硅肥用量225 kghm-2处理的产量最高。穗数随硅肥施用量增加而递增,结实率和千粒重则随之递减。甬优12和甬优15在拔节、抽穗和成熟期的茎蘖数均随硅肥施用量的增加而增加,茎蘖成穗率则呈先增加后降低的趋势,以225 kg hm-2处理最高。与对照(0 kg hm-2)相比,施硅处理显著提高了拔节、抽穗和成熟期的干物重和叶面积指数,拔节-抽穗期、抽穗-成熟期的干物质积累量和光合势也随硅肥施用量增加而递增。随硅肥施用量的增加,倒1、倒2、倒3叶的叶长和叶宽随之递增,倒1、倒2、倒3叶的叶基角和披垂度随之递减。此外,与对照(0 kg hm-2)相比,施硅处理显著提高了茎、鞘干重及单位节间干重。(7)以秈粳杂交稻甬优12和甬优538为试材,设置不同钾肥用量(0、75、150、225、300 kg hm-2)处理。与对照(0 kg hm-2)相比,两年中施钾处理对甬优12产量增幅为8.5%-14.5%,对甬优538产量增幅达8.4%-15.0%,以钾肥用量225 kg hm-2处理的产量最高。施钾处理显著增加了有效穗数和每穗粒数。随钾肥用量的增加,拔节、抽穗和成熟期的干物重和叶面积指数随之增加,拔节至抽穗期阶段的干物质积累量和光合势、抽穗至成熟期阶段光合势亦随之递增;抽穗至成熟期干物重呈先增后降趋势,以钾肥用量225 kg hm-2处理最高。施钾处理增加了花后各时期的剑叶叶绿素含量、光合速率、根系伤流强度以及拔节、抽穗和成熟期氮素和钾素吸收量。随钾肥用量增加,植株抽穗至成熟期的氮素和钾素积累量呈先增后降趋势,以钾肥用量225kghm-2处理下最高。施钾处理下,钾素偏生产力、钾素籽粒生产率和钾素农艺效率均随钾素用量的增加而降低。与对照(0kg hm-2)相比,施钾处理对甬优12和甬优538有较明显的增产效益,且两年中两品种均以钾肥用量225 kg h-2处理产量最高;施钾主要通过增加群体穗数和穗粒数提高产量。施钾处理显著增加了主要生育期的干物重和叶面积指数,延缓了花后叶片和根系衰老,且提高了植株主要生育期的氮素和钾素吸收量。