呂小紅，王 宇，馬 暢，付立東，任 海，隋 鑫，杜 萌，李 旭，張文忠，隋國民

（1.遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦 124010；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所,沈陽 110161；3.遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，沈陽 110161）

水稻是我國第一大糧食作物，我國半數(shù)以上人口以稻米為主要糧食。水稻產(chǎn)量不僅由品種特性決定，栽培技術(shù)對水稻產(chǎn)量也有重要影響，施氮量和插秧穴距是影響水稻產(chǎn)量形成的主要栽培因子。氮素是水稻生長中不可缺少的最重要營養(yǎng)元素，是植株體內(nèi)葉綠素、核酸、多種酶和激素的重要組成成分，參與植物體內(nèi)絕大多數(shù)的生理生化代謝。因而，施用氮肥是水稻生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和養(yǎng)分高效利用最直接和有效的栽培措施。外施氮肥不僅可調(diào)節(jié)作物產(chǎn)量品質(zhì)，還影響氮肥利用效率。前人研究結(jié)果表明，在合理的施氮量范圍內(nèi)，水稻產(chǎn)量會(huì)隨著施氮水平的提高而增加，施氮量過高則會(huì)降低稻米品質(zhì)，甚至減產(chǎn)，但施氮量是如何影響產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)而作用產(chǎn)量的，因研究材料、試驗(yàn)地點(diǎn)的不同而存在差異。關(guān)于施氮量對氮素吸收的影響，有學(xué)者認(rèn)為隨著施氮水平的提高，吸氮量呈上升趨勢，但柳金來等的研究結(jié)果顯示施氮量與氮素吸收兩者存在單峰曲線關(guān)系，當(dāng)施肥量大于137.5kg·hm時(shí)植株全氮含量下降，而晏娟等研究表明，這個(gè)閾值為200kg·hm和225kg·hm，可見，水稻的適宜施氮量暫時(shí)尚無定論，可能與研究地土壤狀況或作物品種特性有關(guān)，還需要進(jìn)一步研究明確。因此，針對特定地區(qū)和品種，如何合理施氮、提高氮肥利用率值得進(jìn)一步研究。

另一方面，適宜的插秧密度促進(jìn)個(gè)體的正常發(fā)育和群體的協(xié)調(diào)發(fā)展，是決定水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的又一個(gè)重要因素，也是作物生產(chǎn)中一個(gè)重要的栽培調(diào)節(jié)因子。前人研究結(jié)果表明，合理的插秧苗數(shù)能充分利用有效分蘗，控制無效分蘗，促進(jìn)高產(chǎn)群體的建成和發(fā)展，利于穗數(shù)、粒數(shù)及粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子的相互協(xié)調(diào)，同時(shí)，移栽基本苗的增加利于增加齊穗期群體葉面積指數(shù)與有效葉面積率，有利于增加收獲穗數(shù)與單位面積最高莖蘗數(shù)，并且增加干物質(zhì)量。目前學(xué)者們已開展了氮密互作對水稻生長發(fā)育方面的研究，但多集中在秈稻品種上，對粳稻尤其是不同氮效率粳稻品種的報(bào)道更少。故本研究以濱海稻區(qū)雙高效型品種鹽豐47、低氮高效型品種鹽粳765為材料，分析氮密互作下不同氮效率粳稻的產(chǎn)量特性和氮素吸收利用效率，找到二者最佳的組合，以期揭示氮肥和密度互作對粳稻資源高效、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的作用機(jī)理，進(jìn)而促進(jìn)粳稻品種充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力，實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料

于2019年4~10月在遼寧省盤錦市大洼區(qū)唐家鎮(zhèn)鹽堿地所實(shí)驗(yàn)基地（122.19°E，44.04°N）開展田間小區(qū)試驗(yàn)。供試土壤類型為濱海鹽漬型水稻土，0~20cm耕層土壤化學(xué)性質(zhì)背景值為：有機(jī)質(zhì)含量2.48%、堿解氮83.58mg·kg、有效磷40.09mg·kg、速效鉀249.96mg·kg、全鹽0.20%，pH值7.74。

供試水稻（

Oryza Sativa

）材料分別為雙高效型品種鹽豐47和低氮高效型品種鹽粳765。供試大地豐緩釋復(fù)混肥（N∶PO∶KO=28∶18∶8）為錦州大地豐肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；尿素（46%N）為盤錦中潤化工有限公司生產(chǎn)；過磷酸鈣（16%PO）為濟(jì)南金雨源生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)；硫酸鉀（50%KO）為盤錦恒興化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.2 方法

氮肥設(shè)N1（施氮量150kg·hm）、N2（施氮量195kg·hm）、N3（施氮量240kg·hm）和N4（施氮量285kg·hm）處理，以不施氮為對照（N0，施氮量0kg·hm）；密度設(shè)D1（83.40×10株·hm：行穴距30cm×18cm，每穴4~5株）、D2（93.75×10株·hm：行穴距30cm×16cm，每穴4~5株）和D3（107.25×10株·hm：行穴距30cm×14cm，每穴4~5株）處理。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列。不同施氮區(qū)間采用塑料波紋板分隔，單排單灌。

4月14日育苗，5月26日移栽，每穴4~5株，10月7日收獲。氮肥分基肥、蘗肥及穗肥施用，按70∶16∶14比例分施，其中緩釋復(fù)混肥做基肥，尿素做為追肥分別在插秧后2葉齡期和倒4葉齡期施入。磷肥、鉀肥作為基肥一次性施入，緩釋復(fù)混肥的磷鉀缺失量分別采用過磷酸鈣和硫酸鉀作為補(bǔ)充肥源，施用量為PO108kg·hm，KO 48 kg·hm。其他田間管理同一般生產(chǎn)田。

1.2.1 不同品種粳稻的干物質(zhì)積累量測定 成熟期每個(gè)小區(qū)取有代表性的3穴稻株，分成籽粒、莖稈兩部分，先于105℃殺青30 min，然后在85℃下烘干至恒重，測定籽粒、莖稈干物質(zhì)質(zhì)量。地上部干物質(zhì)積累量=籽粒干物質(zhì)質(zhì)量+莖稈干物質(zhì)質(zhì)量。

1.2.2 不同品種粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測定 在成熟期，每個(gè)小區(qū)取有代表性的3個(gè)測產(chǎn)點(diǎn)，每點(diǎn)取1m樣地內(nèi)稻株實(shí)收脫谷測產(chǎn)，折算成每公頃的產(chǎn)量。每小區(qū)均勻選取5穴，室內(nèi)考種，測定穴穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、穗秕粒數(shù)和千粒重。

1.2.3 不同品種粳稻氮素積累量和氮肥利用率測定 將成熟期的粳稻秸稈和籽粒烘干后粉碎，采用半微量凱氏定氮法測定含氮量。按以下公式計(jì)算不同粳稻品種成熟期氮素積累量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)Excel軟件整理后，采用DPS7.05軟件進(jìn)行多因素方差（Mulit-Way ANOVA）分析，不同處理之間多重比較采用LSD(least-significant difference)方法，然后經(jīng)過

t

檢驗(yàn)(

p

<0.05)。繪圖采用SPSS21.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮密互作對濱海稻區(qū)不同品種粳稻成熟期干物質(zhì)積累量的影響

由表1可知，粳稻成熟期干物質(zhì)積累量受品種、移栽密度影響達(dá)到顯著水平，受施氮量影響達(dá)到極顯著水平，同時(shí)品種、施氮量、移栽密度三者的交互作用對粳稻成熟期干物質(zhì)積累量的影響達(dá)到顯著水平。

表1 氮密互作對濱海稻區(qū)不同品種粳稻成熟期干物質(zhì)積累量影響的方差分析
Table 1 Analysis of variance on effect of nitrogen-density interaction on dry matter accumulation at maturity in different rices

表示影響顯著(<0.05)，表示影響極顯著(<0.01)。下同。
indicates significant effect at<0.05 level，indicates extremely significant effect at<0.01 level.Thesamebelow．

?

由表2可知，在0～285kg·hm施氮量范圍內(nèi)，成熟期干物質(zhì)積累量隨著施氮量的增加而不斷提高，且在240kg·hm和285kg·hm施氮量水平下的成熟期干物質(zhì)積累量極顯著高于其他施氮處理。兩處理的成熟期干物質(zhì)積累量分別較對照高68.12%和71.86%。

表2 施氮量對粳稻成熟期干物質(zhì)積累量的影響
Table 2 Effect of nitrogen rate on dry matter accumulation at maturity of rices

注：同列不同大寫字母表示差異極顯著（<0.01），不同小寫字母表示差異顯著（<0.05）。下同。
Note:The different capital letters in the same column indicate extreme?ly significant difference(<0.01),and the different lowercase letters in the same column indicate significant difference(<0.05).The same be?low.

?

由表3可知，隨著移栽密度增大，成熟期干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)遞增趨勢，密度為107.25×10株·hm處理的成熟期干物質(zhì)積累量顯著高于移栽密度為83.40×10株·hm的干物質(zhì)積累量。

表3 移栽密度對粳稻成熟期干物質(zhì)積累量的影響
Table 3 Effect of transplanted density on dry matter accumulation at maturity rices

?

2.2 氮密互作對濱海稻區(qū)不同品種粳稻產(chǎn)量性狀的影響

由表4可知，施氮量與密度互作對粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素產(chǎn)生一定的正交互作用。其中，產(chǎn)量受施氮量影響達(dá)到極顯著水平，受施氮量與移栽密度的交互作用、品種與施氮量及密度三者交互作用影響顯著；品種、施氮量、品種與施氮量交互作用及施氮量與密度交互作用極顯著影響穎花量，而密度及品種與施氮量及密度三者交互作用對穎花量影響顯著；實(shí)粒數(shù)受品種、施氮量、移栽密度、品種與施氮量互作、施氮量與移栽密度交互作用極顯著，受品種與施氮量及密度三者交互作用影響顯著；結(jié)實(shí)率受施氮量影響極顯著；千粒重受施氮量影響顯著?？梢?，施氮量可通過作用穎花量、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重來調(diào)節(jié)產(chǎn)量，而移栽密度可通過影響穎花量和實(shí)粒數(shù)來調(diào)節(jié)產(chǎn)量。

表4 氮密互作對不同品種粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素影響的方差分析
Table 4 Analysis of variance on the effect of nitrogen-density interaction on yield and yield components of different rices

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由表5可知，在0～240kg·hm施氮量范圍內(nèi)，產(chǎn)量、穎花量隨著施氮量的增加而不斷提高，但當(dāng)施氮量達(dá)到285kg·hm時(shí)，產(chǎn)量、穎花量開始出現(xiàn)降低。收獲穗數(shù)隨著施氮量的增加而不斷增多。實(shí)粒數(shù)以施氮量195～240kg·hm時(shí)較高，顯著大于其他施氮水平；施氮處理的結(jié)實(shí)率極顯著小于零氮處理，各施氮處理間差異不顯著；千粒重以零氮處理最大，施氮量240～285kg·hm處理千粒重顯著低于零氮處理。隨著施氮量的增加，水稻產(chǎn)量先增加后降低，穎花量和實(shí)粒數(shù)呈先增加后降低的變化趨勢，結(jié)實(shí)率和千粒重呈降低趨勢。

表5 施氮量對粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響
Table 5 Effects of nitrogen rate on yield and its components of rice

?

由表6可知，隨著移栽密度增大，產(chǎn)量、收獲穗數(shù)、穎花量呈現(xiàn)遞增趨勢，這種遞增趨勢在移栽密度超過93.75×10株·hm后漸緩。實(shí)粒數(shù)隨移栽密度增大呈現(xiàn)下降趨勢，各密度下水稻結(jié)實(shí)率、千粒重差異不顯著。

表6 移栽密度對粳稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響
Table 6 Effects of transplanted density on yield and yield components of rice

?

由表7可知，鹽豐47的最高產(chǎn)量（10046.55kg·hm）出現(xiàn)在N3D2處理，鹽粳765的最高產(chǎn)量（9395.70kg·hm）出現(xiàn)在N3D3處理，2個(gè)品種產(chǎn)量在施氮量超過240kg·hm后下降?？梢?，在150~195kg·hm施氮量范圍內(nèi)，可通過增大2個(gè)水稻品種移栽密度達(dá)到高產(chǎn)目的；在240~285kg·hm施氮量范圍內(nèi)，鹽豐47的適宜移栽密度為（83.40~93.75）×10株·hm，鹽粳765的適宜移栽密度為（93.75~107.25）×10株·hm。

表7 氮密互作對不同品種粳稻產(chǎn)量的影響
Table 7 Effects of nitrogen-density interaction on yield of different rices

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2.3 氮密互作對不同品種粳稻氮素積累量的影響

由表8可知，成熟期秸稈氮素積累量、籽粒氮素積累量和氮素積累總量均隨著施氮量增大而增多，其隨移栽密度的增大而呈現(xiàn)多元變化規(guī)律。在施氮量為N2（195kg·hm）水平下，隨著移栽密度的增加鹽豐47粳稻成熟期秸稈氮素積累量增加，高移栽密度（107.25×10株·hm）下秸稈氮素積累量顯著高于低移栽密度（83.40×10株·hm）處理。在其余施氮量水平下，不同移栽密度處理的鹽豐47成熟期秸稈氮素積累量間差異不顯著。在施氮量為N0水平下，D1處理鹽粳765粳稻成熟期秸稈氮素積累量最低，D2處理最高，差異達(dá)到顯著水平，D3處理秸稈氮素積累量有所下降，但與D2處理差異并不顯著。在其余施氮量水平下，不同移栽密度處理的鹽粳765成熟期秸稈氮素積累量間差異不顯著。

表8 氮密互作對不同品種粳稻成熟期氮素積累量的影響
Table 8 Effects of nitrogen-density interaction on nitrogen accumulation at maturity of different rices

?

在施氮量為N2水平下，隨著移栽密度的增加鹽豐47粳稻成熟期籽粒氮素積累量逐漸增加，D2和D3處理與D1處理間差異達(dá)到顯著水平，D2和D3處理間差異未達(dá)到顯著水平。在施氮量為N3水平下，D2處理的籽粒氮素積累量最高，顯著高于D1和D3處理。在其余施氮量水平下，不同移栽密度處理間籽粒氮素積累量差異未達(dá)到顯著水平。在施氮量為N4水平下，鹽粳765粳稻成熟期籽粒氮素積累量隨移栽密度的增加而顯著減少，D1處理與D2和D3處理差異達(dá)到顯著水平。在其余施氮量水平下，不同移栽密度處理間籽粒氮素積累量差異未達(dá)到顯著水平。

鹽豐47在施氮量N2水平下，氮素積累總量隨移栽密度增加而增加；在N0、N1、N3和N4水平下，氮素積累總量呈先升高后降低的趨勢；N4D2處理的氮素積累總量最高。鹽粳765在施氮量N0、N1和N2水平下，氮素積累總量隨移栽密度增加呈先升后降的趨勢；在施氮量N3水平下，氮素積累總量隨移栽密度增加而增加；在施氮量N4水平下，氮素積累總量隨移栽密度增加而下降。N4D1處理的氮素積累總量最高。

鹽豐47施氮處理的平均秸稈氮素積累量、平均籽粒氮素積累量和平均氮素積累總量分別較零氮處理平均積累量增加60.92%、62.00%和61.67%；鹽粳765施氮處理的平均秸稈氮素積累量、平均籽粒氮素積累量和平均氮素積累總量分別較零氮處理平均積累量增加49.25%、54.71%和53.18%。

2.4 氮密互作對不同品種粳稻氮素利用率的影響

由圖1a可知，隨著施氮量的增加，鹽豐47的氮肥農(nóng)學(xué)利用率呈先降后升再降的變化趨勢，施氮量為N3和N1水平的處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率較高；氮肥吸收利用率呈先升后降的變化趨勢，施氮量為N1水平的處理氮肥吸收利用率較低。隨著移栽密度的增加，施氮量為N1和N4水平的處理鹽豐47的氮肥農(nóng)學(xué)利用效率呈逐漸降低的趨勢，施氮量為N2水平的處理農(nóng)學(xué)利用效率變化不大，施氮量為N3水平的處理農(nóng)學(xué)利用率呈先增加后降低的變化趨勢；施氮量為N1和N2水平的處理氮肥的吸收利用率隨移栽密度增加而增加，施氮量為N3水平的處理隨移栽密度增加氮肥的的吸收利用率變化不大，施氮量為N4水平的處理隨移栽密度增加，氮肥的吸收利用率呈下降趨勢。鹽豐47在低中高氮水平上均出現(xiàn)較高的氮肥吸收利用率和農(nóng)學(xué)利用率，N2D3處理的氮肥吸收利用率最高，達(dá)40.77%，N3D2處理的農(nóng)學(xué)利用率最高，達(dá)20.52kg·kg。

由圖1b可知，隨著施氮量的增加，鹽粳765的氮肥農(nóng)學(xué)利用率呈先降低，后略有回升，再繼續(xù)降低的變化趨勢，施氮量為N1水平的處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率較高；氮肥吸收利用率亦是呈先降低，后略有回升，再繼續(xù)降低的變化趨勢，施氮量為N1水平的處理氮肥吸收利用率較高。隨著移栽密度的增加，在施氮量為N1、N2和N4水平下鹽粳765氮肥農(nóng)學(xué)利用率呈下降趨勢，在施氮量為N3水平下農(nóng)學(xué)利用率呈先降低后升高的趨勢。鹽粳765在低氮條件下氮肥吸收利用率、農(nóng)學(xué)利用率較高，N1D3處理的氮肥吸收利用率最高，達(dá)35.40%，N1D2處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率最高，達(dá)20.90kg·kg。氮密互作下，鹽豐47各處理的平均氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別較鹽粳765平均氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率提高1.61個(gè)百分點(diǎn)和0.60kg·kg。

圖1 氮密互作對不同品種粳稻氮素利用率的影響Figure 1 Effect of nitrogen-density interaction on nitrogen use efficiency of different japonica rices

3 討論與結(jié)論

水稻產(chǎn)量和品質(zhì)除了由品種本身的遺傳因素決定外，栽培調(diào)控發(fā)揮著重要作用，特別是氮肥施用量和移植密度。研究表明，氮素營養(yǎng)狀況與水稻的群體特性、產(chǎn)量性狀有著密切關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，稻谷產(chǎn)量隨著施氮量的增加而提高，超過一定限度后，再增加施氮量，水稻產(chǎn)量增加不明顯甚至減產(chǎn)。本研究也取得了類似的結(jié)果，鹽豐47的最高產(chǎn)量（10046.55kg·hm）出現(xiàn)在N3D2處理，鹽粳765的最高產(chǎn)量（9395.70kg·hm）出現(xiàn)在N3D3處理，2個(gè)粳稻品種產(chǎn)量在施氮量超過N3（240kg·hm）后下降。

潘月卓等研究表明，移栽基本苗的增加一方面利于增加齊穗期群體葉面積指數(shù)與有效葉面積率，有利于增加收獲穗數(shù)與單位面積最高莖蘗數(shù)，并且增加干物質(zhì)量；另一方面不利于齊穗后干物質(zhì)和籽粒干物質(zhì)積累。邱楓等的研究結(jié)果表明，25cm栽插行距在增加有效穗數(shù)，提高單位面積穎花量、千粒重、穗粒數(shù)等方面，具有較明顯的増產(chǎn)優(yōu)勢。不同品種間行距增大、株距減小可使穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)均而呈增大趨勢。本研究通過方差分析發(fā)現(xiàn)，在濱海稻區(qū)施氮量通過作用穎花量、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重來調(diào)節(jié)粳稻產(chǎn)量，而移栽密度主要影響穎花量和實(shí)粒數(shù)以協(xié)調(diào)粳稻產(chǎn)量。在150~195kg·hm施氮量范圍內(nèi)，可增大2個(gè)粳稻品種移栽密度；在240~285kg·hm施氮量范圍內(nèi)，鹽豐47的適宜移栽密度為（83.40~93.75）×10株·hm，鹽粳765的適宜移栽密度為（93.75~107.25）×10株·hm。鹽豐47（株型松散適中，分蘗力強(qiáng)）和鹽粳765（株型緊湊，分蘗力強(qiáng)）在同一移栽密度下，二者株型的差異對水稻群體構(gòu)建會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，將在后續(xù)工作中進(jìn)一步研究。

適宜的施氮量會(huì)促進(jìn)水稻的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和干物質(zhì)積累，增加株高、有效穗數(shù)和產(chǎn)量，但過量的施氮量會(huì)導(dǎo)致水稻營養(yǎng)生長過剩和貪青晩熟，并且養(yǎng)分在莖鞘和葉片中積累，轉(zhuǎn)移到籽粒中的養(yǎng)分偏少，甚至有一部分會(huì)造成化肥資源的浪費(fèi)和污染并危害生態(tài)環(huán)境安全。張洪程等研究認(rèn)為，氮肥利用率隨施氮量的增加而增加，至中肥處理達(dá)最大值，而高肥處理則顯著降低。本研究結(jié)果表明，成熟期2個(gè)品種粳稻秸稈氮素積累量、籽粒氮素積累量和氮素積累總量均隨著施氮量增大而增多。成熟期秸稈氮素積累量、籽粒氮素積累量和氮素積累總量隨密度的增大而呈現(xiàn)多元變化規(guī)律。鹽豐47的氮素積累量增幅遠(yuǎn)高于鹽粳765，說明在氮密互作下鹽豐47對氮更敏感。2個(gè)品種粳稻氮肥農(nóng)學(xué)利用率總體上隨著施氮量增加呈現(xiàn)下降趨勢，氮肥吸收利用率表現(xiàn)不一，鹽豐47在N2D3處理的氮肥吸收利用率最高，達(dá)40.77%，而鹽粳765在N1D3處理的氮肥吸收利用率最高，達(dá)35.40%。這可能與品種本身吸收利用氮肥特性有關(guān)，與戢林等的高效基因型水稻的氮肥利用率高于低效基因型水稻氮肥利用率結(jié)論一致。

綜合考慮產(chǎn)量和氮肥吸收利用率，雙高效型品種鹽豐47的最佳氮密組合為施氮量195kg·hm，移栽密度107.25×10株·hm；低氮高效型品種鹽粳765的最佳氮密組合為施氮量150kg·hm，移栽密度107.25×10株·hm。采用最佳氮密組合有利于充分發(fā)揮粳稻品種的產(chǎn)量潛力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水稻的高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。