王旭 馮躍華李杰 吳彥利 麻井彪 李香玲 葉勇 黃佑崗 牟桂婷

（貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng)550025；*

通訊作者：fengyuehua2006@126.com）

氮磷鉀肥對(duì)超級(jí)雜交水稻Q優(yōu)6號(hào)干物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響

王旭 馮躍華*李杰 吳彥利 麻井彪 李香玲 葉勇 黃佑崗 牟桂婷

（貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng)550025；*

通訊作者：fengyuehua2006@126.com）

以超級(jí)雜交稻Q優(yōu)6號(hào)為材料，研究了不同氮、磷、鉀肥對(duì)水稻干物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，水稻產(chǎn)量、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)逐步提高，而結(jié)實(shí)率下降，各生育時(shí)期葉面積指數(shù)（LAI）、干物質(zhì)積累量均在最高施氮水平下為最大值；隨著施磷量的增加，水稻產(chǎn)量、有效穗數(shù)和千粒重略微增加，而各生育時(shí)期LAI呈先增后減趨勢(shì)，拔節(jié)期干物質(zhì)積累量逐步提高；隨著施鉀量的增加，水稻產(chǎn)量、LAI逐步提高，而干物質(zhì)積累量呈先增后減趨勢(shì)；隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻養(yǎng)分總吸收量和每100 kg籽粒養(yǎng)分需求量提高，養(yǎng)分收獲指數(shù)、養(yǎng)分吸收利用率和養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用率呈下降趨勢(shì)。

氮；磷；鉀；干物質(zhì)積累量；養(yǎng)分吸收量；產(chǎn)量

水稻產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收受品種遺傳特性和環(huán)境條件的綜合影響[1]，而在環(huán)境條件中，氮、磷、鉀肥施用情況是主要的因素。氮肥是水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要條件之一，而磷、鉀在水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著不可或缺的作用。施磷對(duì)雜交水稻發(fā)育特別是根系的生長(zhǎng)發(fā)育、根系活性和地上部干物質(zhì)積累產(chǎn)生極大的影響[2]；鉀肥具有增強(qiáng)水稻根系活力、增加葉綠素含量和促進(jìn)葉片過(guò)氧化物酶（POD）形成等生理功能，從而使水稻在生長(zhǎng)后期保持較大的葉面積指數(shù)（LAI）及合成更多的光合產(chǎn)物，達(dá)到增產(chǎn)的目的[3]。隨著水稻高產(chǎn)品種的推廣及肥料的大量施用，稻谷單產(chǎn)有較大提升，而肥料利用率卻呈下降趨勢(shì)。本試驗(yàn)通過(guò)在貴州省安順市舊州鎮(zhèn)進(jìn)行“3414”肥料試驗(yàn)，研究不同氮、磷、鉀肥用量對(duì)水稻干物質(zhì)量、產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響，旨在為水稻生產(chǎn)過(guò)程中合理利用氮、磷、鉀肥提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年在貴州省安順市舊州鎮(zhèn)文星村進(jìn)行。試驗(yàn)前供試土壤pH值6.30，有機(jī)質(zhì)35.90 g/kg，速效氮144.87 mg/kg，速效磷8.83 mg/kg，速效鉀56.19 mg/kg，全氮0.70 g/kg，全磷0.83 g/kg，全鉀9.51 g/kg。供試品種為超級(jí)稻Q優(yōu)6號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用二次回歸D-最優(yōu)設(shè)計(jì)中的“3414”方案[4]，設(shè)置3個(gè)因素、4個(gè)水平、14個(gè)處理。3個(gè)因素為氮、磷、鉀；4水平：0水平為不施肥、2水平為當(dāng)?shù)赝扑]施肥量、1水平=0.5×2水平、3水平=1.5×2水平；14個(gè)處理為：N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3、N3P2K2、N1P1K2、N1P2K1、N2P1K1。當(dāng)?shù)赝扑]施肥量：N 150 kg/hm2、P2O596 kg/hm2、K2O 135 kg/hm2，其中，氮肥采用分次施肥法，基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥的施氮量分別占總施氮量的35%、20%、30%、15%。磷肥作基施一次性施入，鉀肥的施用按照基肥和穗肥各施50%。氮、磷、鉀肥分別采用尿素、過(guò)磷酸鈣和氯化鉀。小區(qū)面積為15 m2，為防止肥水滲漏，小區(qū)四周筑起高30 cm、寬20 cm的田埂，并鋪塑料薄膜入土30 cm，行株距30.0 cm×16.5 cm。栽培管理同一般生產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 葉面積

分別于拔節(jié)期（7月18日）、抽穗期（8月21日），每個(gè)小區(qū)按莖蘗數(shù)的平均數(shù)取代表性植株4叢，先測(cè)定1株植株的長(zhǎng)和寬，用長(zhǎng)寬法求出其葉面積，然后按稱重法求出其余3叢的葉面積[5]。分別測(cè)量各時(shí)期4叢株高，求平均數(shù)；成熟期按莖蘗數(shù)的平均數(shù)取代表性植株6叢，求株高平均數(shù)。

表1 不同處理各生育期葉面積指數(shù)

1.3.2 干物質(zhì)積累量

分別于水稻拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，按每小區(qū)平均莖蘗數(shù)取代表性植株4叢，將樣品分成莖、葉2部分，抽穗期將樣品分成莖、葉、穗3部分；于成熟期每小區(qū)按平均莖蘗數(shù)取植株6叢，將樣品分成莖、葉、枝梗、實(shí)粒、秕粒5個(gè)部分，分別測(cè)定其干物質(zhì)量并計(jì)算各生育期干物質(zhì)分配比例[6-7]。測(cè)定時(shí)，把樣品分別裝袋，于105℃條件下殺青30 min，再經(jīng)80℃烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定干物質(zhì)量。

1.3.3 植株氮、磷、鉀含量

測(cè)定水稻各個(gè)時(shí)期植株全氮、全磷、全鉀含量。全氮用H2SO4-H2O2擴(kuò)散法，全磷用鉬銻抗比色法，全鉀用火焰光度計(jì)法。

1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成

成熟期每小區(qū)收割99叢，脫粒曬干風(fēng)選后稱風(fēng)干質(zhì)量，然后用烘干法測(cè)定實(shí)際含水量，按13.5%的水分折算實(shí)產(chǎn)。在測(cè)產(chǎn)同時(shí)，每小區(qū)取代表性植株6叢進(jìn)行考種，考察有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重[8]。

1.3.5 相關(guān)參數(shù)計(jì)算

莖葉物質(zhì)表觀輸出量=抽穗期總莖葉干物質(zhì)量-成熟期總莖葉干物質(zhì)量；

莖葉物質(zhì)表觀輸出率=莖葉物質(zhì)表觀輸出量/抽穗期總莖葉干物質(zhì)量×100%；

莖鞘物質(zhì)輸出率=（抽穗期莖鞘干物質(zhì)量-成熟期莖鞘干物質(zhì)量）×100/抽穗期莖鞘干物質(zhì)量；

莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率=（抽穗期莖鞘干物質(zhì)量-成熟期莖鞘干物質(zhì)量）/籽粒干質(zhì)量×100%；

氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）3種養(yǎng)分的吸收利用效率參數(shù)計(jì)算公式相同，以氮為例介紹如下：

N總吸收量＝稻谷產(chǎn)量×稻谷含N量＋稻草產(chǎn)量×稻草含N量；

每100 kg籽粒需氮量＝N總吸收量/稻谷產(chǎn)量×100%；

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率＝干物質(zhì)積累量/N總吸收量；

氮素稻谷生產(chǎn)效率＝稻谷產(chǎn)量/總吸收量；

氮素收獲指數(shù)＝稻谷N吸收量/N總吸收量×100%；

氮肥吸收利用率＝（施氮區(qū)N總吸收量－無(wú)氮區(qū)N總吸收量）/施N量×100%；

氮肥農(nóng)學(xué)利用率＝（施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量－無(wú)氮區(qū)稻谷產(chǎn)量）/施N量；

氮肥生理利用率＝（施氮區(qū)稻谷產(chǎn)量－無(wú)氮區(qū)稻谷產(chǎn)量）/（施氮區(qū)N總吸收量－無(wú)氮區(qū)N總吸收量）。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用SAS 9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面積指數(shù)

由表1可知，在P2K2基礎(chǔ)上，拔節(jié)期與抽穗期LAI隨施氮量增加而不斷升高，在N3水平處于最大值，拔節(jié)期N3處理與N0、N1處理差異顯著；在抽穗期時(shí)各處理間則沒(méi)有顯著差異。在N2K2基礎(chǔ)上，拔節(jié)期LAI隨施磷量增加呈先增后減趨勢(shì)，在P2處理達(dá)到最大值且與P0、P1處理存在顯著差異；抽穗期LAI各處理間無(wú)顯著差異。在N2P2基礎(chǔ)上，葉面積指數(shù)在各時(shí)期均隨施鉀量增加呈不斷升高趨勢(shì)，但各處理間差異不顯著。

2.2 干物質(zhì)積累量和轉(zhuǎn)運(yùn)情況

2.2.1 不同時(shí)期的干物質(zhì)積累量

由表2可見(jiàn)，在P2K2基礎(chǔ)上，各時(shí)期干物質(zhì)積累量均以N3處理為最大值，抽穗期與成熟期表現(xiàn)為不斷升高趨勢(shì)，其中抽穗期N3處理與N0、N2間有顯著差異，而拔節(jié)期和成熟期各處理間并無(wú)顯著性差異。在N2K2基礎(chǔ)上，拔節(jié)期干物質(zhì)積累量隨施磷量的提高而不斷增加，P3處理為最大，并與其余處理存在顯著差異。抽穗期、成熟期干物質(zhì)積累量并無(wú)明顯變化規(guī)律，各處理間差異也不顯著。在N2P2基礎(chǔ)上，抽穗期和成熟期干物質(zhì)積累量隨施鉀量的增加呈先增后減趨勢(shì)，均以K1處理為最大值，但各處理間差異不顯著。

表2 不同處理各生育期干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)情況

表3 氮肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

表4 磷肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

2.2.2 莖葉物質(zhì)表觀輸出量、輸出率和莖鞘物質(zhì)輸出率、轉(zhuǎn)換率

由表2可見(jiàn)，在P2K2基礎(chǔ)上，隨施氮量增加，莖葉物質(zhì)表觀輸出量、輸出率和莖鞘物質(zhì)輸出率、轉(zhuǎn)換率均呈先增后減趨勢(shì)，以N1水平為最大，各處理間差異不顯著。在N2K2基礎(chǔ)上，隨施磷量增加，莖葉物質(zhì)表觀輸出量、輸出率和莖鞘物質(zhì)輸出率、轉(zhuǎn)換率無(wú)明顯變化規(guī)律，各處理間差異也不顯著。在N2P2基礎(chǔ)上，隨施鉀量增加，莖葉物質(zhì)表觀輸出量及莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)換率先增后減，K1處理時(shí)最大，各處理間差異不顯著；隨施鉀量增加，莖葉物質(zhì)表觀輸出率逐漸增大，各處理間差異不顯著。

2.3 氮、磷、鉀肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

2.3.1 氮肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

由表3可知，N總吸收量和每100 kg籽粒需氮量均隨施氮量增加而提高，N總吸收量N3處理與N0處理差異顯著，每100 kg籽粒需氮量各處理間差異不顯著；施用氮肥各處理的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素稻谷生產(chǎn)效率、氮素收獲指數(shù)均低于未施氮肥處理。由此可見(jiàn)，施氮可以促進(jìn)水稻對(duì)氮素的吸收，但施用量越高，單位氮素生產(chǎn)干物質(zhì)及稻谷的能力及稻谷中氮素所占比例都會(huì)下降，即多吸收的氮素并沒(méi)有使籽粒產(chǎn)量同步提高，而是大部分積累在稻草中[8-9]，因此施氮量的增加也導(dǎo)致了氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率的降低。

2.3.2 磷肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

由表4可見(jiàn)，P總吸收量和每100 kg籽粒需磷量均隨施磷量增加而提高，P總吸收量和每100 kg籽粒需磷量在P3處理為最大值并與P0處理差異顯著；施磷處理的P素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和P素稻谷生產(chǎn)效率均低于未施磷處理，且P3處理與P0處理間存在顯著差異；P素收獲指數(shù)隨施磷量的增加無(wú)規(guī)律性變化。P肥吸收利用率和P肥農(nóng)學(xué)利用率P3、P2處理均低于P1處理，但處理間差異不顯著。

表5 鉀肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

表6 不同處理Q優(yōu)6號(hào)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

2.3.3 鉀肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

由表5可見(jiàn)，K總吸收量和每100 kg籽粒需鉀量均隨施鉀量增加而提高，但各處理間差異不顯著。K素稻谷生產(chǎn)效率、K素收獲指數(shù)和K肥吸收利用率則隨施鉀量的提高逐漸減小，K素收獲指數(shù)K0處理與其余處理存在顯著差異，K素稻谷生產(chǎn)效率和K肥吸收利用率處理間差異不顯著。

2.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

2.4.1 產(chǎn)量

由表6可見(jiàn)，在P2K2基礎(chǔ)上，隨施氮量的增加，產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，N1、N2、N3處理顯著高于N0處理。N2K2基礎(chǔ)上，隨施磷量增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但各處理間差異不顯著。N2P2基礎(chǔ)上，隨施鉀量增加產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但處理間差異不顯著。

2.4.2 產(chǎn)量構(gòu)成

由表6可見(jiàn)，在P2K2基礎(chǔ)上，隨施氮量的增加Q 優(yōu)6號(hào)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中N3處理有效穗數(shù)顯著高于其余處理，處理間每穗粒數(shù)無(wú)顯著差異；結(jié)實(shí)率隨施氮量增加逐漸下降，N3處理與N0、N1處理差異顯著；千粒重以N2處理最大，但處理間差異不顯著。N2K2基礎(chǔ)上，隨施磷量增加，各處理間有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率無(wú)顯著差異，P0處理最大；隨施磷量增加，每穗粒數(shù)呈先增后減趨勢(shì)，P2處理最多，但各處理間差異不顯著；千粒重隨施磷量增加逐漸升高，但各處理間無(wú)顯著差異。N2P2基礎(chǔ)上，隨施鉀量增加，各處理間有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)無(wú)顯著差異，也無(wú)明顯變化規(guī)律；隨施磷量增加，結(jié)實(shí)率、千粒重呈現(xiàn)先增后減趨勢(shì)，K2處理時(shí)最大，各處理間差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

3.1 氮、磷、鉀肥可以調(diào)控水稻生長(zhǎng)，從而影響葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)

本研究表明，在磷、鉀肥相同條件下，拔節(jié)期和抽穗期LAI隨施氮量增加而逐步提高，在拔節(jié)期最高施氮水平與未施氮處理間出現(xiàn)顯著差異。說(shuō)明氮肥的施用可以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，提高葉面積指數(shù)，這與鄒應(yīng)斌等[8]的研究結(jié)果基本一致。在氮、鉀肥相同的條件下，拔節(jié)期和抽穗期LAI隨施磷量增加呈先增后減趨勢(shì)，在P2水平達(dá)到最大值。在氮、磷肥相同條件下，拔節(jié)期和抽穗期LAI隨施鉀量增加而逐步提高，但各處理間差異不顯著。這與陳楠等[3]的研究結(jié)果基本一致。

在磷、鉀肥相同條件下，隨施氮量的變化各時(shí)期干物質(zhì)積累均以N3處理為最大值，而莖葉物質(zhì)表觀輸出量和輸出率及莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)換率隨施氮量的提高基本呈下降趨勢(shì)。在氮、鉀肥相同的條件下，拔節(jié)期干物積累隨施磷量的增加而提高，且P3處理與其余處理間均存在顯著差異，這與郭朝暉等[2]研究結(jié)果基本一致，但其他時(shí)期干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)并未發(fā)現(xiàn)明顯的變化趨勢(shì)，還有待進(jìn)一步研究。在氮、磷肥相同條件下，抽穗期和成熟期干物質(zhì)積累隨施鉀量的增加呈先升后降趨勢(shì)，莖葉物質(zhì)表觀輸出率不斷提高，莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)換率先升后降，但各處理間差異不顯著。

3.2 氮、磷、鉀肥對(duì)水稻養(yǎng)分吸收的影響

養(yǎng)分吸收是物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而物質(zhì)生產(chǎn)又是稻谷產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。本研究結(jié)果表明，隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻養(yǎng)分總吸收量和每100 kg籽粒養(yǎng)分需要量提高，養(yǎng)分收獲指數(shù)呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明施肥量的增加促進(jìn)了稻谷對(duì)養(yǎng)分的吸收，但稻谷吸收養(yǎng)分和整株吸收養(yǎng)分的比例有所下降。隨著氮、磷、鉀肥用量增加，氮、磷、鉀肥的吸收利用率基本呈下降趨勢(shì)，農(nóng)學(xué)利用率也顯著降低，說(shuō)明合理施肥是提高肥料利用率的主要措施。

3.3 氮、磷、鉀肥對(duì)水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

施肥量是水稻栽培中極為重要的因素，合理的施肥比例是水稻獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。本研究結(jié)果表明，在磷、鉀肥相同條件下，隨施氮量的增加，產(chǎn)量逐步提高，未施氮處理顯著低于施氮處理；有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)上升，結(jié)實(shí)率下降，N3處理與N0、N1處理間出現(xiàn)顯著差異，千粒重差異不顯著，這與張洪程等[9]的研究結(jié)果一致。在氮、鉀肥相同的條件下，隨施磷量的增加，產(chǎn)量、有效穗數(shù)和千粒重略微增加，這與胡建利等[10]研究結(jié)果一致；每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率差異不顯著，并無(wú)明顯變化規(guī)律。在氮、磷肥相同條件下，隨施鉀量的增加產(chǎn)量增加，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重沒(méi)有明顯變化規(guī)律，且各處理間差異不顯著，與李衛(wèi)國(guó)等[11-12]研究結(jié)果有所差異，可能是因?yàn)楣┰囃寥篮浟坎煌隆?/p>

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Effects of Nitrogen,Phosphorus and Potassium Fertilizer on Dry Matter Accumulation,Nutrient Uptake and Yield of Super Hybrid Rice Q you 6

WANG Xu,FENG Yuehua*,LI Jie,WU Yanling,MA Jingbiao,LI Xiangling,YE Yong,HUANG Yougang,MU Guiting
（College of agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China;*Corresponding author:fengyuehua2006@126.com）

The effects of different nitrogen,phosphorus and potassium levels on dry matter accumulation,nutrient uptake and yield of rice were studied,with super hybrid rice Q you 6 as materials.The results showed that the yield,effective panicles and spikelets per panicle increased gradually with the increase of fertilizer-N application,while seed setting rate decreased;leaf area index（LAI）and dry matter accumulation were at the highest level under maximum value of fertilizer-N application.The yield,effective panicles and 1000-grain weight were slightly increased with the application of fertilizer-P increased,while LAI increased at first and then decreased at every growth stage,and dry matter accumulation increased gradually at jointing stage.The yield and LAI increased gradually with the increment of K rates,while dry matter accumulation increased first and then decreased.As the application of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer improved,total nutrient uptake of rice and demand of grain nutrients per 100 kg increased,while nutrient harvest index,nutrient recovery efficiency and agronomic efficiency showed a decreasing trend.

N fertilizer;P fertilizer;K fertilizer;dry matter accumulation;nutrient uptake;yield

S511.062

A

1006-8082（2016）06-0025-05

2016－08－01

國(guó)家自然科學(xué)基金（31360311；31160263）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503118-03）；貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目（黔科合NY[2011]3085號(hào)；黔科合NY [2013]3005號(hào)）；貴州省作物學(xué)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)計(jì)劃（黔學(xué)位合字ZDXK[2014]8號(hào)）；貴州省普通高等學(xué)校糧油作物遺傳改良與生理生態(tài)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（黔教合KY字[2015]333）