呂騰飛，諶潔，馬鵬，代鄒，楊志遠(yuǎn)，徐徽，鄭傳剛，馬均?

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所/作物生理生態(tài)及栽培四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130；2西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，四川西昌 615000

0 引言

【研究意義】缽苗機(jī)插是一種新興的機(jī)插秧技術(shù)，具有秧齡彈性大、秧苗素質(zhì)高，可以實(shí)現(xiàn)帶土帶蘗輕植傷精確栽插，提高稻谷產(chǎn)量等諸多優(yōu)勢[1-5]，因此探索缽苗機(jī)插雜交稻在西南稻區(qū)的高產(chǎn)氮素利用特征，對(duì)缽苗機(jī)插的研究和推廣具有重要意義，同時(shí)也為我國雜交水稻育插秧節(jié)肥豐產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力大量向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和老齡化現(xiàn)象的加劇，我國水稻種植向機(jī)械化發(fā)展成為必然趨勢。水稻機(jī)械化種植具有節(jié)本、省工、省力等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于保障我國糧食安全具有重要意義。毯苗機(jī)插省工高效，是目前生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的機(jī)插方式，但存在秧齡彈性小、秧苗素質(zhì)差、移栽植傷重、返青期長，全生育期縮短等缺點(diǎn)[6-8]，嚴(yán)重制約了水稻生產(chǎn)潛力的發(fā)揮和對(duì)溫光資源的利用。缽苗機(jī)插是一種采用機(jī)械將缽育壯秧按一定的株行距輕植傷移植到大田的新型機(jī)插秧技術(shù)，相比毯苗機(jī)插，具有秧齡彈性大、秧苗素質(zhì)高，栽后緩苗期短，分蘗早生快發(fā)等優(yōu)勢[1-5]，在日本和我國東北、江蘇、安徽等水稻主產(chǎn)區(qū)的多年生產(chǎn)實(shí)踐已初步證明了其增產(chǎn)優(yōu)勢[9-11]。氮肥的施用是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)增產(chǎn)最有效的措施，合理的氮肥運(yùn)籌是水稻生長發(fā)育、群體構(gòu)建和產(chǎn)量形成的有力保障。目前，我國平均稻田單季水稻氮肥用量達(dá)到180 kg·hm-2，高出世界平均水平75%，但氮肥利用率僅為30%—35%，部分地區(qū)甚至不足20%[12]，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的50%—60%[13]。大量的氮素?fù)p失不僅造成了資源的浪費(fèi)，還導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染并影響了人類的身體健康[14]。優(yōu)化氮肥管理和開發(fā)高效氮肥是當(dāng)前提高氮素利用效率，確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)最主要的兩條途徑。緩釋肥作為一種新型高效氮肥，具有養(yǎng)分有效供應(yīng)期長、環(huán)保和省工省肥等優(yōu)點(diǎn)[15]，DENG等[16]研究表明施用緩釋肥能減少氮素投入，促進(jìn)水稻需氮量、供氮量之間的平衡，提高氮素利用率。但陳賢友等[17]研究發(fā)現(xiàn)緩釋肥存在肥效緩慢的問題，易造成作物前期缺氮，產(chǎn)量效果不佳[18]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】西南稻區(qū)是我國重要的稻米產(chǎn)區(qū)之一，而且是典型的多熟制區(qū)域，水稻與多種作物的茬口很難銜接，導(dǎo)致水稻移栽秧齡偏大，而毯苗育秧存在秧齡彈性小、秧苗素質(zhì)差的缺點(diǎn)，加上西南稻區(qū)丘陵山區(qū)多、地塊小的地形地勢特點(diǎn)，使得該區(qū)域水稻種植機(jī)械化的發(fā)展十分緩慢，此外，由于四川盆地濕度大、日照少、溫差小的獨(dú)特生態(tài)特點(diǎn)，該區(qū)域水稻種植面積95%以上為雜交秈稻品種。那么在西南稻區(qū)，缽苗機(jī)插是否能夠發(fā)揮其秧齡彈性大、秧苗素質(zhì)高的優(yōu)勢，以及雜交秈稻在缽苗機(jī)插下是否依然能夠發(fā)揮大穗優(yōu)勢，還鮮有報(bào)道。張敬昇等[19]和孫克剛等[20]研究表明在緩釋肥中摻混20%—40%尿素一次基施，有利于進(jìn)一步提高人工移栽稻的產(chǎn)量和氮素利用效率，那么在缽苗機(jī)插下，緩釋氮肥的氮素釋放是否符合雜交秈稻的生長需求？氮肥緩、速配施是否更為有效？這都是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以在西南稻區(qū)取得高產(chǎn)且大面積推廣的大穗型雜交稻品種F優(yōu)498為試驗(yàn)材料，以不同機(jī)插方式和氮肥緩速配施方式為研究手段，并結(jié)合15N示蹤技術(shù)，旨在探索在西南稻區(qū)，缽苗機(jī)插和氮肥緩速配施能否發(fā)揮雜交秈稻的大穗優(yōu)勢獲得高產(chǎn)，以及缽苗機(jī)插雜交稻在氮肥緩速配施下的氮素吸收利用特征，為西南稻區(qū)水稻機(jī)械化種植和氮肥高效利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)地點(diǎn)

本試驗(yàn)供試品種為中秈遲熟雜交稻組合 F優(yōu)498，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所選育。本研究于2016年和 2017年在四川省眉山市東坡區(qū)悅興鎮(zhèn)金光村（30° 12′ N，103° 83′ E）進(jìn)行，插秧機(jī)和育秧作業(yè)機(jī)由當(dāng)?shù)睾献魃缣峁?，水稻全生育期氣象?shù)據(jù)由四川省氣象局提供（圖 1）。前茬為青菜，故水稻季土壤基礎(chǔ)肥力較高，土壤質(zhì)地為砂壤土，試驗(yàn)田塊耕層土壤養(yǎng)分含量見表 1，水稻主要生育時(shí)期記載見表2。

表1 試驗(yàn)田土壤基礎(chǔ)肥力特性Table 1 Soil properties of the experimental field

表2 不同機(jī)插方式下雜交稻主要生育時(shí)期Table 2 Main growth stages in different machine-transplanted method (M-D)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為缽苗機(jī)插和毯苗機(jī)插2種機(jī)插方式，分別記為M1和M2；副區(qū)為3種氮肥管理模式，分別是 N1（100%緩釋肥一次基施），N2（70%緩釋肥+30%尿素一次基施（緩速基施））和 N3（70%緩釋肥做基肥+30%尿素做穗肥（緩基速追）），其中，施肥處理的總施氮量均為150 kg·hm-2，另設(shè)一個(gè)不施氮肥的處理作為對(duì)照，記為N0；隨機(jī)排列，重復(fù)3次，共24個(gè)小區(qū)。小區(qū)長度為6 m，寬度以插秧機(jī)行距而定，小區(qū)間以田埂分隔，并用塑料薄膜包埋，單區(qū)單灌，以防肥水串灌。所用的緩釋氮肥為樹脂包膜緩釋肥，由山東金正大公司提供，100%包膜，含氮率為46.0%。

育秧方式為旱育水管育秧。播種密度：缽苗機(jī)插35—40 g/盤，毯苗機(jī)插70—75 g/盤。機(jī)插秧栽插密度：缽苗機(jī)插33 cm×14.5 cm，毯苗機(jī)插30 cm×16 cm。試驗(yàn)中氮肥基肥在移栽當(dāng)天撒施；穗肥在第1苞分化期施用（倒 4 葉）。磷肥（P2O5）75 kg·hm-2和鉀肥（K2O）150 kg·hm-2作為基肥一次性施入。試驗(yàn)所用氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%）。試驗(yàn)期間進(jìn)行合理的田間管理，整個(gè)生育期沒有明顯的澇害、旱害和病蟲草害。

1.3 樣品的采集與處理

于水稻拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，每個(gè)小區(qū)按平均莖蘗數(shù)選取長勢均勻且無病害的植株3株，分為莖、葉和穗3部分，置于烘箱中。在105℃條件下殺青30 min，然后在80℃下烘至恒重稱重，粉碎后過60目篩，然后用全自動(dòng)凱氏定氮儀（FOSS-8400，F(xiàn)OSS Analytical A/S，Denmark）測定各器官的全氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算

各器官氮素積累量（N accumulation，kg·hm-2）=各時(shí)期單位面積各器官（葉片、莖鞘、穗）干物重×各器官（葉片、莖鞘、穗）含氮量；

莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量（Amount of N transportation，kg·hm-2）=抽穗期某器官氮積累量-成熟時(shí)該器官氮積累量；

莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率（N transportation efficiency，%）=莖鞘（或葉片）氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/抽穗期莖鞘（或葉片）氮積累量×100；

莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率（Contribution rate of N transportation，%）=莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期穗部氮素積累總量×100；

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率（N use efficiency for biomass production，kg·kg-1）=成熟期單位面積全株地上部干物重/地上部氮素積累總量；

氮素稻谷生產(chǎn)效率（N use efficiency for grain production，kg·kg-1）=籽粒產(chǎn)量/地上部氮素積累總量；

氮素收獲指數(shù)（N harvest index，%）=成熟期籽粒氮積累量/全株地上部分氮積累總量×100；

氮肥偏生產(chǎn)力（Partial factor productivity，kg·kg-1）=稻谷產(chǎn)量/施氮量；

氮素回收利用率（N recovery efficiency，%）=（植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）/施氮量×100；

氮素生理利用率（N physiological efficiency，kg·kg-1）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-空白區(qū)籽粒產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）；

氮素農(nóng)學(xué)利用率（N agronomic efficiency，kg·kg-1）=（施氮區(qū)水稻產(chǎn)量-氮空白區(qū)水稻產(chǎn)量）/施氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 DPS7.05系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Microsoft Excel 2013進(jìn)行圖表繪制。使用最小顯著差異法（Least significant difference，LSD）進(jìn)行樣本平均數(shù)的多重比較。

2 結(jié)果

2.1 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對(duì)雜交稻主要生育時(shí)期氮素積累的影響

相比毯苗機(jī)插，缽苗機(jī)插在抽穗期和成熟期氮素積累量均顯著提高，2年平均提升幅度分別為3.65%—21.98%和2.12%—8.84%（表 3）。就施肥處理而言，2種機(jī)插方式下雜交稻的氮素積累量，在拔節(jié)期表現(xiàn)為N2＞N1＞N3，且相互間差異顯著；在抽穗期和成熟期則表現(xiàn)為 N2處理顯著低于 N1和 N3處理，而且與N1處理相比，N3處理 2年平均在缽苗下分別提高了2.34%和 1.80%，在毯苗下分別提高了 14.76%和5.39%。由此可見，缽苗機(jī)插和緩基速追有利于雜交稻抽穗期和成熟期地上部的氮素積累。

表3 氮肥緩速配施對(duì)2種機(jī)插雜交稻氮素積累量的影響Table 3 Effect of different machine-transplanted methods and N treatments on N accumulation (kg·hm-2)

2.2 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對(duì)雜交稻不同生育階段氮素積累速率與比例的影響

機(jī)插雜交稻吸收氮素最快的時(shí)期是拔節(jié)至抽穗期，同時(shí)比較2種機(jī)插方式可以發(fā)現(xiàn)，氮素積累速率和比例，在拔節(jié)—抽穗階段缽苗分別比毯苗高出了 0.49—1.33 kg·hm-2·d-1和 1.13—17.76 個(gè)百分點(diǎn)；而在抽穗—成熟階段缽苗則分別比毯苗降低了0.08—0.48 kg·hm-2·d-1和 1.44—10.44 個(gè)百分點(diǎn)；而缽苗在播種—拔節(jié)階段的氮素積累比例相比毯苗也有所降低（表 4）。就施肥處理對(duì)各生育階段氮素積累速率而言，播種—拔節(jié)和抽穗—成熟階段均以N2最高，拔節(jié)—抽穗階段則是 N2處理最低、N1處理次之、N3處理最高，且相互間的差異均達(dá)到顯著水平，因此造成了在同一機(jī)插水平下，N2處理拔節(jié)前的氮素積累量接近甚至遠(yuǎn)高于拔節(jié)至抽穗階段的氮素積累量，這也是N2處理與另2個(gè)施肥處理對(duì)機(jī)插雜交稻氮素吸收的最大差異之處。

表4 氮肥緩速配施對(duì)2種機(jī)插雜交稻不同生育階段氮素積累速率與比例的影響Table 4 Effects of different machine-transplanted and N treatments on N accumulation rate and ratio in different growth periods

2.3 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對(duì)雜交稻不同生育階段氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插在拔節(jié)—抽穗階段莖、葉和穗部氮素積累量，2年平均分別提高了54.35%、18.98%和7.34%，抽穗—成熟階段莖、葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量及穗部氮素增加量分別提高了 156.97%、19.44%和16.11%（表 5）。就施氮處理而言，拔節(jié)—抽穗階段，2種機(jī)插方式莖、葉的氮素積累量呈現(xiàn)出N3＞N1＞N2的趨勢，且相互間差異顯著（缽苗機(jī)插莖鞘除外）。抽穗—成熟階段，2種機(jī)插方式下穗部氮素積累量均以N2處理最低，但施肥方式對(duì)莖、葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量的影響卻表現(xiàn)不同。莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量，缽苗以N1處理最高，且顯著高于另外2個(gè)施氮處理，毯苗則表現(xiàn)為N3＞N1＞N2，且相互間差異顯著；葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量，2種機(jī)插方式均表現(xiàn)為 N3＞N1＞N2的趨勢，缽苗下相互間差異顯著，毯苗下只有N2與N3處理之間的差異達(dá)到顯著水平。由此可見，缽苗機(jī)插和緩基速追有利于雜交稻拔節(jié)—抽穗階段莖葉對(duì)氮素的吸收與積累以及抽穗—成熟階段莖葉氮素向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)。

表5 氮肥緩速配施對(duì)2種機(jī)插雜交稻不同生育階段氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 5 Effects of different machine-transplanted methods and N treatments on N accumulation and transportation (kg·hm-2)

2.4 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對(duì)雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響

不管是莖、葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)穗部的貢獻(xiàn)率，還是干物質(zhì)和稻谷生產(chǎn)效率，甚至包括氮素收獲指數(shù)，都表現(xiàn)為缽苗顯著高于毯苗，他們的提高幅度平均分別達(dá)到了20.77—23.71、6.40—9.71、12.54—14.57、8.19—11.39、0.66—5.72 和 5.41—6.42 個(gè)百分點(diǎn)（表 6）。比較不同施肥方式可知，單就稻谷生產(chǎn)效率而言，2種機(jī)插方式下，N2處理均高于N1和N3處理；干物質(zhì)生產(chǎn)效率在缽苗機(jī)插條件下的表現(xiàn)與稻谷生產(chǎn)效率一致，但只有N2和N3處理在2年都有顯著差異，而其在毯苗機(jī)插下則表現(xiàn)為N1處理顯著低于N2和N3處理；就莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率而言，缽苗以N3處理最低，毯苗則是 N3處理最高、N1處理次之，N2處理最低；而葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率，缽苗是N3處理顯著高于N1和N2處理，毯苗則表現(xiàn)為N3處理最低，且顯著低于N2處理；氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)穗部的貢獻(xiàn)率，在缽苗下是N2處理顯著低于 N1和 N3處理，在毯苗條件下是 N3處理顯著高于N1和N2處理。由此可見，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插極大地提升了雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)能力，而緩基速追有利于雜交稻葉片氮素向穗部運(yùn)輸。

表6 氮肥緩速配施對(duì)2種機(jī)插雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響Table 6 Effects of different machine-transplanted methods and N treatments on N transport characteristics

2.5 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對(duì)雜交稻氮素利用特征的影響

相比毯苗機(jī)插，缽苗的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力平均分別提高了 12.62%、11.94%和8.69%（表 7）。與N1處理相比，N2處理缽苗和毯苗的氮素生理利用率分別提升了20.05%和9.11%，偏生產(chǎn)力分別提升了 58.15%和 54.98%，氮素回收利用率則分別下降了16.19和9.32個(gè)百分點(diǎn)，氮素農(nóng)學(xué)利用率分別下降了 10.65%和 8.46%；而 N3處理缽苗和毯苗的氮素回收利用率、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力平均提升的幅度是 2.84和 8.00個(gè)百分點(diǎn)、12.54%和 13.44%、8.01%和 0.34%以及 52.55%和50.71%。由此可見，缽苗機(jī)插和緩基速追有利于提高雜交稻對(duì)氮肥的吸收利用效率。

2.6 氮肥緩速配施對(duì) 2種機(jī)插雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

2016—2017年缽苗機(jī)插產(chǎn)量平均分別比毯苗機(jī)插高出 1 042.40 kg·hm-2和 722.30 kg·hm-2，提高幅度分別達(dá)到了10.30%（8.2%—11.3%）和7.20%（6.3%—8.3%），這是因?yàn)橄啾忍好鐧C(jī)插，缽苗機(jī)插2年的有效穗數(shù)分別提高了 4.16%和 5.34%，每穗粒數(shù)分別提高了 4.12%和 3.02%，因此單位面積穎花數(shù)分別增加了8.46%和9.03%，而且在2016年其結(jié)實(shí)率和千粒重也顯著提高，因此其單穗重也顯著提高（表8）。與 N1處理相比，N2處理在缽苗和毯苗下的每穗粒數(shù) 2年平均分別下降了 3.03%和 3.51%，單位面積穎花數(shù)分別下降了 6.37%和 5.64%，單穗重分別下降了 3.37%和 2.10%，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量分別下降了 418.40 kg·hm-2和 298.10 kg·hm-2，下降幅度分別達(dá)到了3.67%和2.84%；而N3處理在缽苗和毯苗下的每穗粒數(shù) 2年平均分別提高了 4.07%和 3.25%，單位面積穎花數(shù)分別增加了 4.22%和 4.86%，單穗重分別提高了 3.05%和 2.47%，進(jìn)而產(chǎn)量分別提高了 512.76 kg·hm-2和 513.99 kg·hm-2，提升幅度分別為 4.32%和 4.75%。這說明缽苗機(jī)插和緩基速追有利于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)提高，進(jìn)而提高了單位面積穎花數(shù)、單穗重和稻谷產(chǎn)量。此外，缽苗機(jī)插還能顯著提高雜交秈稻的收獲指數(shù)。

表8 氮肥緩速配施對(duì)2種機(jī)插雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響Table 8 Effects of different machine-transplanted methods and N treatments on rice yield and its components

2.7 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式下雜交稻氮素吸收與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)

分析2年不同機(jī)插方式和氮肥緩速配施方式下氮素吸收與產(chǎn)量間的相關(guān)性（表 9），發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期、抽穗期和成熟期的氮積累量，播種—拔節(jié)和拔節(jié)—抽穗階段的氮積累速率，以及拔節(jié)—抽穗階段莖葉氮積累量和抽穗—成熟階段氮轉(zhuǎn)運(yùn)量，與有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗重和產(chǎn)量都有顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與結(jié)實(shí)率和千粒重則有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系；抽穗—成熟階段的氮積累速率與結(jié)實(shí)率呈極顯著正相關(guān)，但與有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗重和產(chǎn)量均呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)。

表9 雜交稻氮素吸收與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Table 9 Correlation coefficient between nitrogen uptake and yield in hybrid rice (n=16)

3 討論

3.1 缽苗機(jī)插雜交秈稻氮素吸收利用特征

水稻高產(chǎn)群體構(gòu)建，高效合理的物質(zhì)生產(chǎn)只是外在的表現(xiàn)，氮素吸收與積累才是水稻產(chǎn)量形成的內(nèi)在推動(dòng)力。籽粒氮素來自兩個(gè)方面：一是抽穗前貯藏于植株內(nèi)的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，二是穗后的氮素吸收。水稻氮素吸收和積累，主要受自身遺傳調(diào)控，但種植方式[21-22]、栽插密度[23]和氮肥運(yùn)籌[24-25]等栽培技術(shù)措施對(duì)其也有顯著影響。胡雅杰等[22]通過研究6個(gè)不同穗型粳稻品種得出與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻抽穗期和成熟期吸氮量顯著提高，拔節(jié)至抽穗階段和抽穗至成熟階段的氮素積累量和氮素吸收速率較高。本研究結(jié)果也表明，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插雜交秈稻抽穗期和成熟期吸氮量平均分別提高了12.63%和5.20%，拔節(jié)至抽穗階段氮素積累量和氮素吸收速率平均分別提高了 25.38%和 0.84 kg·hm-2·d-1，這與胡雅杰等[22]研究粳稻的結(jié)果是一致的，但與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插雜交秈稻抽穗至成熟階段氮素積累量和氮素吸收速率分別降低了29.85%和0.26 kg·hm-2·d-1，這可能是因?yàn)槔徝鐧C(jī)插雜交秈稻花前氮素吸收量大，后期籽粒氮素主要依靠花前的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，故而花后植株氮素吸收慢而少，而毯苗機(jī)插花前氮素積累量不足，難以滿足后期籽粒氮素的需求，故而仍需較多地從土壤中吸收氮素。以上兩點(diǎn)，是缽苗機(jī)插雜交秈稻氮素吸收積累區(qū)別于毯苗機(jī)插的重要特征，這可能是受環(huán)境條件影響，也可能是水稻品種類型的遺傳特性本身就對(duì)花后氮素吸收特征存在差異。

鄧飛等[26]研究認(rèn)為成熟期穗部的氮素主要依靠抽穗至成熟階段莖鞘和葉片的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，許軻等[27]進(jìn)一步研究指出不同生育時(shí)期葉片氮素積累量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)高于同一時(shí)期莖鞘氮素積累量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)，因此在保持莖鞘氮素積累量的基礎(chǔ)上，提高葉片氮素積累，有利于進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量[28]。本研究結(jié)果表明，缽苗機(jī)插抽穗至成熟階段的莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率以及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)穗部的貢獻(xiàn)率均顯著高于毯苗機(jī)插，且2種機(jī)插下葉片的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率以及拔節(jié)至抽穗階段氮素積累量和抽穗至成熟階段氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)都明顯高于莖鞘。說明相比毯苗機(jī)插，缽苗機(jī)插雜交稻生育中后期莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量大，葉片對(duì)籽粒氮素積累貢獻(xiàn)率要高于莖鞘，這與水稻莖葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)是密不可分的。氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率是評(píng)價(jià)氮素利用率的重要指標(biāo)，同時(shí)也是連接物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收的直觀指標(biāo)[29]。本研究結(jié)果顯示，缽苗機(jī)插成熟期氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率平均比毯苗機(jī)插高出 9.79%，進(jìn)一步說明了缽苗機(jī)插干物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)能力優(yōu)于毯苗機(jī)插。

水稻氮素利用效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)，除了干物質(zhì)生產(chǎn)效率之外，還有氮素回收利用率、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率、偏生產(chǎn)力、稻谷生產(chǎn)效率和收獲指數(shù)等[30]。胡雅杰等[22]研究表明，缽苗機(jī)插雜交稻的氮肥偏生產(chǎn)力顯著高于毯苗，氮素收獲指數(shù)也略高于毯苗機(jī)插。本研究結(jié)果表明相比毯苗機(jī)插，缽苗的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力平均分別提高了12.62%、11.94%和8.69%，氮素收獲指數(shù)顯著提高了5.41—6.42個(gè)百分點(diǎn)。這說明缽苗機(jī)插雜交稻比毯苗機(jī)插稻在氮素利用效率方面更具優(yōu)勢，這與缽苗機(jī)插雜交稻生育中后期具有較強(qiáng)的光合物質(zhì)生產(chǎn)能力和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)能力密不可分[22]。

3.2 氮肥緩基速追下機(jī)插雜交秈稻氮素吸收利用特征

眾多研究認(rèn)為在水稻生產(chǎn)中，合理的氮肥運(yùn)籌可以提高氮素積累量和氮肥利用效率[31-32]。已有研究表明，緩釋氮肥可以通過調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放模式，實(shí)現(xiàn)水稻氮素養(yǎng)分的平衡狀態(tài)，進(jìn)而提高水稻氮素吸收利用，這是因?yàn)榫忈尩署B(yǎng)分釋放周期長，減少了氨揮發(fā)、氮的徑流淋溶和硝化-反硝化等途徑的損失[33]。但陳賢友等[17]研究發(fā)現(xiàn)緩釋氮肥存在肥效緩慢，易造成作物前期缺氮，黃旭等[34]也發(fā)現(xiàn)，施用緩釋肥料是通過改善水稻后期的生育性狀，進(jìn)而提高了產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率。而付月君等[33]研究認(rèn)為一次性施用過多的緩釋肥不僅會(huì)降低成熟期籽粒中氮素的積累量，還會(huì)導(dǎo)致水稻后期貪青晚熟，產(chǎn)量降低，而適當(dāng)比例的緩釋氮肥與尿素配施能夠顯著提高水稻籽粒中氮素的積累量[25]。本研究結(jié)果表明，與緩釋肥一次性基施相比，以30%的尿素取代緩釋肥作為基肥施用（緩速基施），機(jī)插雜交稻拔節(jié)期氮素積累量顯著提高，而抽穗期和成熟期氮素積累量，以及拔節(jié)至抽穗階段的莖葉氮素積累量和抽穗至成熟階段的莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均顯著降低，進(jìn)而顯著降低了氮肥的回收利用率。這是因?yàn)樗旧L前期根量少，尿素作基肥施用在前期流失快，而相同當(dāng)量的緩釋肥損失更小，所以緩速基施的氮素回收利用率低，同時(shí)也說明施用緩釋肥并不會(huì)導(dǎo)致機(jī)插雜交稻前期缺氮，這也可能與本試驗(yàn)前茬作物是青菜，土壤基礎(chǔ)肥力過高有關(guān)。也有研究指出水稻對(duì)氮素的吸收主要集中在幼穗分化期，而一次性施用緩釋肥很難滿足水稻生育中后期對(duì)氮的需求[35]。本研究結(jié)果表明，機(jī)插雜交稻氮素吸收最快的時(shí)期是拔節(jié)至抽穗期，且與緩釋肥一次性基施相比，以 30%的尿素取代緩釋肥作為穗肥施用（緩基速追），使缽苗機(jī)插雜交稻拔節(jié)—抽穗階段氮素吸收速率加快了0.60 kg·hm-2·d-1，因此其拔節(jié)—抽穗階段的氮素積累量顯著提高，進(jìn)而使抽穗期氮素積累量提高了 2.34%，盡管抽穗—成熟階段氮素吸收速率有所下降，但成熟期氮素積累量依然提高了 1.79%，這與氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)穗部的貢獻(xiàn)率顯著提高有一定關(guān)聯(lián)，此外氮肥回收利用、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力也均有不同程度的提升，而拔節(jié)期氮素積累量則顯著降低。這些特征與戢林等[36]總結(jié)的人工移栽水稻高產(chǎn)氮高效群體主要生育時(shí)期氮素積累特征非常吻合，即拔節(jié)前氮素積累量低，拔節(jié)—抽穗階段氮素積累量迅速升高，而抽穗—成熟階段仍保持較高的氮素積累能力。原因可能是緩基速追這種施肥方式下能彌補(bǔ)雜交稻幼穗分化期緩釋肥營養(yǎng)供應(yīng)不足的問題，且適當(dāng)?shù)臒o機(jī)氮供應(yīng)可以增加土壤微生物數(shù)量，水稻能吸收更多的養(yǎng)分供植株生長和幼穗發(fā)育，從而促進(jìn)了干物質(zhì)和氮素積累，為水稻高產(chǎn)和氮肥高效利用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[37]。

4 結(jié)論

與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插雜交稻在氮素利用效率方面更具優(yōu)勢。缽苗機(jī)插雜交稻高產(chǎn)氮素高效利用特征可總結(jié)為拔節(jié)前氮素積累量不宜過高，拔節(jié)至抽穗階段氮素積累應(yīng)快而多，而抽穗—成熟階段要保持較高的莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)能力和一定的氮素吸收能力。而且在缽苗機(jī)插下，采用70%緩釋肥做基肥+30%尿素做穗肥的緩基速追的施肥方式，能適當(dāng)降低拔節(jié)前氮素積累速率和積累量，進(jìn)一步加快拔節(jié)至抽穗階段氮素吸收速率，提高機(jī)插雜交稻抽穗期和成熟期氮素積累量，進(jìn)而提高氮肥利用率。