崔月峰+孫國(guó)才+盧鐵鋼

摘要：以超級(jí)粳稻沈農(nóng)265為試材，設(shè)置不同施氮量和基蘗肥與穗粒肥比例以研究該品種的產(chǎn)量及氮肥利用特性變化。結(jié)果表明：基蘗肥（BTF）與穗粒肥（EGF）比為8 ∶2或7 ∶3時(shí)，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加；基蘗肥與穗粒肥比為6 ∶4時(shí)，中氮水平更有利于產(chǎn)量提高；同一基蘗肥與穗粒肥比例下，隨施氮量的增加，總吸氮量增加，氮素生理利用率和收獲指數(shù)降低。在中低氮處理下，穗粒肥比例越高越有利于產(chǎn)量、總吸氮量和氮素回收率增加，而高氮處理下基蘗肥 ∶穗粒肥為7 ∶3時(shí)更為有利；同一施氮量下，穗粒肥比例越高氮素生理利用率和收獲指數(shù)越低。高施氮量（255 kg/hm2）、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理增加了生育后期葉、莖、穗干物質(zhì)積累量，由于較高的有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)，使產(chǎn)量達(dá)最高，為9 581.5 kg/hm2，較其他處理增加2.4%～20.1%，并提高氮素利用率，高產(chǎn)高效。

關(guān)鍵詞：施氮；水稻；產(chǎn)量；氮肥利用

中圖分類號(hào)：S511.01

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）04-0125-04

水稻是我國(guó)第一大糧食作物[1]。施氮是水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的最重要調(diào)控手段之一，前人研究表明，施氮量和施氮方法對(duì)水稻的群體構(gòu)建、物質(zhì)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運(yùn)、產(chǎn)量形成以及氮肥利用率均有重要影響[2-6]。而近年來(lái)，隨著高產(chǎn)耐肥水稻品種的培育和推廣，氮肥施用量逐年增加，在促進(jìn)水稻單產(chǎn)大幅度上升的同時(shí)，盲目施用氮肥造成氮肥利用率降低、水稻生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染加重等問(wèn)題[7-8]。因此，確定水稻合理的氮肥運(yùn)籌模式，增加產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益、提高氮肥利用率、控制農(nóng)業(yè)面源污染是一個(gè)值得深入研究的課題。沈農(nóng)265是“中國(guó)超級(jí)稻育種”項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)育成的第一個(gè)粳型超級(jí)稻品種，株型理想，穗型直立，生理優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抗病、抗逆和廣適性，產(chǎn)量潛力巨大。為充分發(fā)揮該品種的優(yōu)良特性，研究了其高產(chǎn)高效的施氮量及基蘗肥、穗粒肥比例，形成可量化的氮肥高效運(yùn)籌技術(shù)，以期為生產(chǎn)上提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2013年在遼寧省鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)水稻試驗(yàn)田進(jìn)行。供試土壤為棕壤土，耕層0～20 cm土層營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)含量見(jiàn)表1。供試品種為沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的超級(jí)粳稻沈農(nóng)265，主莖15片葉，生育期約155 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4個(gè)氮素（純氮）水平處理，即對(duì)照：0 kg/hm2；低氮：165 kg/hm2；中氮：210 kg/hm2；高氮：255 kg/hm2；3個(gè)基蘗肥（BTF）與穗粒肥（EGF）不同比例處理，即8 ∶2、7 ∶3、6 ∶4。所有處理均施用12%過(guò)磷酸鈣 875 kg/hm2 和52%硫酸鉀202 kg/hm2，全部過(guò)磷酸鈣做基肥一次施用，硫酸鉀做基肥和穗肥（倒4葉）各施50%；氮肥統(tǒng)一用46%的尿素，分基肥、蘗肥（移栽后10 d）、穗肥（倒4葉）、粒肥（倒2葉）4次施用，基蘗肥中60%作基肥、40%作蘗肥，穗粒肥中60%作穗肥、40%作粒肥。插秧規(guī)格30 cm×13.3 cm，每穴3苗，重復(fù)3次，共計(jì)30個(gè)小區(qū)，每小區(qū)長(zhǎng) 4.2 m，寬3 m，小區(qū)面積12.6 m2。4月18日播種，5月28日移栽。各小區(qū)單獨(dú)打埂，單灌單排，除草、病蟲害防治等栽培措施同一般生產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 莖蘗動(dòng)態(tài) 定點(diǎn)定時(shí)調(diào)查記載莖蘗消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。從分蘗期至孕穗期每7 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)，調(diào)查樣點(diǎn)10叢定位。

1.3.2 干物質(zhì)積累 在齊穗期和成熟期取代表性植株每小區(qū)6叢，植株連根拔出、清洗、去根。把葉片、莖鞘、穗分開(kāi)，烘干（方法：在鼓風(fēng)烘箱中，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干，烘干時(shí)間48～72 h），稱干質(zhì)量。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期在調(diào)查莖蘗數(shù)的定點(diǎn)處調(diào)查有效穗，選6 m2實(shí)割，晾干，人工脫粒后計(jì)算產(chǎn)量，另外每小區(qū)取有代表性的叢4叢，風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)烤種，測(cè)定其穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量等。

1.3.4 氮素含量 將成熟期烘干的葉、莖、穗分別粉碎過(guò)篩后采用凱氏定氮法測(cè)定氮素含量。

1.4 有關(guān)參數(shù)計(jì)算方法

植株總吸氮量=成熟期植株總干物質(zhì)質(zhì)量×植株總含氮量；氮素回收率（NRE）=（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）/施氮量×100%；氮素生理利用率（NPE）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）；氮素收獲指數(shù)（NHI）=籽粒吸氮量/植株總吸氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel、DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 沈農(nóng)265莖蘗動(dòng)態(tài)特性變化

從表2可以看出，在BTF ∶EGF為8 ∶2和7 ∶3時(shí)，移栽后莖蘗數(shù)隨施氮量的增加而增加；在BTF ∶EGF為6 ∶4時(shí)，莖蘗數(shù)隨施氮量的增加呈先增后減趨勢(shì)，但成穗率仍呈降低趨勢(shì)。在低氮處理下，增加穗粒肥比例使莖蘗數(shù)呈先降后升趨勢(shì)，對(duì)最高分蘗臨界期沒(méi)有影響；在中氮和高氮處理下，增加穗粒肥比例使莖蘗數(shù)呈先升后降趨勢(shì)，且使最高莖蘗臨界期有提前的跡象。同一基蘗肥與穗粒肥比例下，隨施氮量增加成穗率呈降低趨勢(shì)，而同一施氮量下，基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3時(shí)獲得較高成穗率。

2.2 沈農(nóng)265干物質(zhì)積累變化

由表3可見(jiàn)，齊穗期時(shí)，在BTF ∶EGF為8 ∶2處理下，隨施氮量的增加，葉干質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，莖和穗以及總干質(zhì)量呈先增后減趨勢(shì)；在BTF ∶EGF為7 ∶3處理下，植株各器官干質(zhì)量都隨施氮量的增加而增加；在BTF ∶EGF為6 ∶4處理下，隨施氮量的增加，葉干質(zhì)量先降后增，莖干質(zhì)量先增后減，穗干質(zhì)量降低，但總干質(zhì)量呈增加趨勢(shì)；增加穗粒肥比例有利于促進(jìn)低氮水平下干物質(zhì)積累，對(duì)中氮水平影響不大，而高氮水平下則以基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3時(shí)更為突出。成熟期時(shí)，在BTF ∶EGF為8 ∶2和7 ∶3處理下，隨施氮量的增加，植株各器官及總干質(zhì)量都呈增加趨勢(shì)；在BTF ∶EGF為 6 ∶4 處理下，隨施氮量增加，葉、莖干質(zhì)量增加，而穗和總干質(zhì)量呈先增后減趨勢(shì)；在中低氮處理下，增加穗粒肥比例有利于促進(jìn)植株各器官以及總干質(zhì)量的增加；在高氮處理下，植株各器官以及總干質(zhì)量均以BTF ∶EGF為7 ∶3處理占有優(yōu)勢(shì)。

2.3 沈農(nóng)265產(chǎn)量及構(gòu)成因素變化

從表4可以看出，在BTF ∶EGF為8 ∶2時(shí)，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，是由于有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率的增加；在 BTF ∶EGF 為7 ∶3時(shí)，施氮量增加促進(jìn)產(chǎn)量增加，是由于有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)的增加；在BTF ∶EGF為6 ∶4時(shí)，產(chǎn)量以中氮水平下最高，是由于每穗實(shí)粒數(shù)的增加。在低氮處理下，增加穗粒肥比例使有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率有增加趨勢(shì)，進(jìn)而提高了產(chǎn)量；在中氮處理下，增加穗粒肥比例使有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)有所提升，從而使產(chǎn)量增加；在高氮處理下，BTF ∶EGF為 7 ∶3 處理下產(chǎn)量更高，是由于其產(chǎn)量構(gòu)成因素更加協(xié)調(diào)造成的。綜合來(lái)看，高氮、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理的產(chǎn)量達(dá)最高，為9 581.5 kg/hm2，較其他氮肥運(yùn)籌處理提高24%～20.1%，以較高的有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)來(lái)獲得高產(chǎn)，是沈農(nóng)265的最佳氮肥運(yùn)籌模式。

2.4 沈農(nóng)265氮素利用特性變化

從表5可以看出，在BTF ∶EGF為8 ∶2和7 ∶3時(shí)，總吸氮量、氮素回收率隨施氮量的增加而增加，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)隨施氮量的增加而降低；在BTF ∶EGF為6 ∶4時(shí)，總吸氮量隨施氮量的增加而增加，氮素回收率呈先增后減趨勢(shì)，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)隨施氮量的增加而降低。在低氮和中氮處理下，增加穗粒肥比例有利于總吸氮量和氮素回收率的增加，而使氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)有降低趨勢(shì)。在高氮處理下，總吸氮量和氮素回收率以 BTF ∶EGF 為7 ∶3時(shí)達(dá)最高，而氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)在增加穗粒肥比例的運(yùn)籌下依然呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

在水稻的高產(chǎn)栽培中，要想發(fā)揮氮肥對(duì)水稻的增產(chǎn)作用，必須確定適宜的氮肥水平和施氮比例，使氮肥的施用時(shí)期與水稻對(duì)氮肥的需求相一致[9]。周江明等認(rèn)為，隨著氮肥增加，水稻產(chǎn)量提高，但當(dāng)?shù)昧砍^(guò)一定范圍后，產(chǎn)量和部分產(chǎn)量構(gòu)成因素降低[10]。吳國(guó)訓(xùn)等和徐茂等的研究表明，適當(dāng)增加水稻穗肥氮施用比例，是控制無(wú)效分蘗發(fā)生、提高成穗率、改善群體質(zhì)量、提高產(chǎn)量的有效途徑[11-12]。陳溫福等認(rèn)為增加生物產(chǎn)量是超高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，優(yōu)化產(chǎn)量結(jié)構(gòu)是超高產(chǎn)的必要條件[13]，凌啟鴻提出抽穗后干物質(zhì)積累是高產(chǎn)群體的核心指標(biāo)[14]，楊建昌等認(rèn)為抽穗前莖鞘中的光合產(chǎn)物對(duì)水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)只有10%，而產(chǎn)量越高，抽穗后光合產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)越大[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，高氮、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理下，水稻生育后期長(zhǎng)勢(shì)良好，無(wú)論是齊穗期還是成熟期植株各器官以及總干物質(zhì)積累均占有優(yōu)勢(shì)，為沈農(nóng)265獲得高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。張洪程等認(rèn)為水稻超高產(chǎn)栽培的根本在于“強(qiáng)支撐、擴(kuò)庫(kù)容、促充實(shí)” [16]，程在全等認(rèn)為超高產(chǎn)水稻在有效穗、粒數(shù)、千粒質(zhì)量和干物質(zhì)積累等各方面均占有優(yōu)勢(shì)[17]，宋桂云等研究表明，超級(jí)稻沈農(nóng)265只有在高氮肥條件下才能發(fā)揮出高產(chǎn)潛力，由于單個(gè)穗的庫(kù)容量大、群體生態(tài)環(huán)境好、花后根系吸收養(yǎng)分的能力強(qiáng)導(dǎo)致其產(chǎn)量高[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明基蘗肥與穗粒肥比為8 ∶2或7 ∶3時(shí)，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加；基蘗肥與穗粒肥比為6 ∶4時(shí)，中氮水平更有利于產(chǎn)量提高；在中低氮處理下，穗粒肥比例越高越有利于產(chǎn)量增加，而高氮、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理下沈農(nóng)265產(chǎn)量達(dá)最高，為9 581.5 kg/hm2，較其他處理提高24%～20.1%，以顯著增加的有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)來(lái)獲得高產(chǎn)，這符合楊惠杰等認(rèn)為“在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大產(chǎn)量庫(kù)是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)更高產(chǎn)必須尋求的有效途徑”的觀點(diǎn)[19]，因此在水稻高產(chǎn)栽培措施上應(yīng)適當(dāng)減少基蘗肥而增加穗粒肥，確保適宜的有效穗數(shù)，增加生長(zhǎng)中后期葉片的葉綠素含量，提高有效葉面積率以及群體光合勢(shì)，促進(jìn)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)和干物質(zhì)積累，培育大穗，提高穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，從而提高產(chǎn)量 [3，10，20-21]。

協(xié)調(diào)水稻對(duì)氮素需求與供應(yīng)有2種途徑，一是選育對(duì)氮素供應(yīng)變化“緩沖”能力強(qiáng)的品種；二是根據(jù)水稻對(duì)氮素的需求調(diào)節(jié)施肥方式[22]。我國(guó)稻田的氮肥利用率一般為30%左右，低于世界平均水平，比美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家低10～15百分點(diǎn)[23]，主要還是由于施肥量和施用方法不盡合理造成的。江立庚等研究表明，隨施氮量增加，水稻氮素積累總量增加，而氮素的生產(chǎn)效率和收獲指數(shù)下降[24]，林忠成等和陳露等認(rèn)為超級(jí)稻生長(zhǎng)發(fā)育中后期對(duì)養(yǎng)分的需求量大，基蘗肥比例適度下調(diào)，適當(dāng)增加穗粒肥比重，能為水稻整個(gè)生育期提供比較平衡的氮素供應(yīng)，促進(jìn)氮素的吸收，提高氮肥當(dāng)季利用效率[21，25]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在同一基蘗肥與穗粒肥的比例下，隨施氮量的增加，總吸氮量呈增加趨勢(shì)，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)則相反，說(shuō)明通過(guò)增加氮肥用量所增加的植株氮素積累量，沒(méi)有轉(zhuǎn)化為籽粒產(chǎn)量生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，易造成水稻氮素奢侈吸收[2]，而在基蘗肥 ∶穗粒肥為8 ∶2和7 ∶3時(shí)，施氮量越高氮素回收率越大，在基蘗肥 ∶穗粒肥為6 ∶4時(shí)則表現(xiàn)為中氮水平下達(dá)最高，說(shuō)明施氮量和基蘗肥與穗粒肥比例必須要相互協(xié)調(diào)一致才能提高沈農(nóng)265的氮素回收率，如果在前期就施入大量的氮肥，而此時(shí)水稻龐大的根系尚未形成，水稻對(duì)氮素需要的絕對(duì)量也不是很大，氮在土壤和灌溉水中濃度高，停留時(shí)間長(zhǎng)將加劇氮素的損失[26]。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，無(wú)論施氮量多少，增加穗粒肥比例使氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)有降低趨勢(shì)；在中低氮處理下，增加穗粒肥比例有利于總吸氮量和氮素回收率的增加；而高氮條件下基蘗肥 ∶穗粒肥調(diào)整為7 ∶3時(shí)更有利于提高總吸氮量和氮素回收率?？梢?jiàn)根據(jù)水稻對(duì)氮素的需求進(jìn)行分次施肥并提高穗粒肥比例有助于植株對(duì)氮肥的吸收利用，是提高水稻氮素利用率的有效手段[27]。

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