唐海明 ，湯文光 ，肖小平 ，羅尊長(zhǎng) ，楊光立 ，聶澤民 ，聶麗群

（1.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2.南縣農(nóng)業(yè)局，湖南 南縣 413200）

我國(guó)農(nóng)田化肥N素的利用率為30%～40%，P肥利用率僅10%～20%，K肥利用率為35%～50%[1]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥用量過(guò)大和不合理的肥料配比，不僅會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，而且引起環(huán)境污染。因此，許多學(xué)者通過(guò)研究水稻生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求的時(shí)空關(guān)系，以期提高肥料利用效率，避免化肥過(guò)度施用而造成浪費(fèi)，導(dǎo)致環(huán)境污染[2-5]。近年來(lái)，隨著水稻育種技術(shù)的突破、栽培技術(shù)的改進(jìn)以及超級(jí)雜交稻的推廣應(yīng)用，水稻產(chǎn)量大幅度提高。目前有關(guān)超級(jí)雜交稻的營(yíng)養(yǎng)生理和施肥已有不少研究[6]，但是超級(jí)雜交稻的需肥規(guī)律和供肥特點(diǎn)還缺乏系統(tǒng)深入研究。為充分發(fā)揮超級(jí)雜交稻的增產(chǎn)潛力，本研究擬通過(guò)改變N、P、K養(yǎng)分的配比，提高不同養(yǎng)分的利用效率，以獲取最佳的效益，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效、增產(chǎn)增收，為超級(jí)雜交稻的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在湖南省南縣三仙湖鎮(zhèn)太星村進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤為紫潮泥。試驗(yàn)前耕層土壤基礎(chǔ)性狀為：土壤容重1.08 g/cm3，有機(jī)質(zhì)含量38.4 g/kg，全N 2.55 g/kg，全 P 0.93 g/kg，全 K 23.6 g/kg，水解 N 197 mg/kg，有效 P 14.9 mg/kg，速效 K 87 mg/kg，pH 7.9。試驗(yàn)地屬亞熱帶過(guò)渡到季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫為16.6℃，年降水量在1 230 mm左右，≥10℃的活動(dòng)積溫 5 300～6 500℃，無(wú)霜期 263～276 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè) 7 個(gè)處理，即 T1：N 225 kg/hm2、P2O5135 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2；T2：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；T3：N 135 kg/hm2、P2O545 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2；T4：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2；T5：N 180 kg/hm2、P2O50 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；T6：N 0 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；對(duì)照（CK）：N 0 kg/hm2、P2O50 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為30 m2。小區(qū)四周加設(shè)保護(hù)行，小區(qū)間采用完全阻滲處理，即小區(qū)四周和田埂用塑料膜（厚0.06 mm）圍埂，至土表下25～30 cm深，以防止側(cè)滲對(duì)試驗(yàn)的影響。稻田試驗(yàn)前種植制度為一年三熟（油菜-雙季稻）。早稻供試品種為超級(jí)雜交稻“T優(yōu)535”，于2009年4月20日播種，5月11日移栽，行間距20 cm×20 cm，移栽密度為25.8萬(wàn)穴/hm2；N肥均按基肥∶追肥的比例6∶4施用，P、K肥作基肥一次施入，7月23日收獲，大田生育期74 d。水分管理采用前期淹水、中期烤田和后期干濕交替的管理模式。其他管理措施同常規(guī)大田生產(chǎn)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 分蘗消長(zhǎng) 早稻插秧后，每小區(qū)隨機(jī)選擇5穴，每隔5 d觀察記載單穴莖蘗消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。

1.3.2 葉面積 在早稻的苗期（移栽后5 d，05-16）、分蘗期（05-29）、孕穗期（06-12）、齊穗期（06-26）和成熟期（07-20）5個(gè)時(shí)期，每一小區(qū)隨機(jī)選擇5蔸水稻植株，將所有綠色葉片采下，按不同處理逐一測(cè)量每一張綠色葉片的長(zhǎng)度和最大寬度，用葉面積擬合公式計(jì)算，計(jì)算公式為：葉面積（cm2）=長(zhǎng)度×寬度×0.75，校正系數(shù)0.75是參照通用的水稻校正系數(shù)而確定[7]。

1.3.3 干物質(zhì)積累 在上述5個(gè)生育時(shí)期，每小區(qū)隨機(jī)選擇5穴，每穴以植株為中心，取長(zhǎng)25 cm、寬16 cm、深20 cm的土塊，將根系用清水沖洗干凈，注意避免丟失根量，然后用濾紙吸干附著水在105℃下殺青10 min后，置于70℃恒溫下烘至恒重，分別測(cè)定植株根系、地上部分的干重；同時(shí)，計(jì)算莖鞘轉(zhuǎn)運(yùn)率（%）=（齊穗期莖鞘干重-成熟期莖鞘干重）/齊穗期莖鞘干重×100。

1.3.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素 在早稻收獲前，每小區(qū)隨機(jī)選擇5穴進(jìn)行水稻植株的株高、有效穗數(shù)、穗長(zhǎng)、穗干重、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等指標(biāo)的調(diào)查，計(jì)算其平均值；同時(shí)，測(cè)定各小區(qū)的水稻實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.5 氮肥利用率 根據(jù)水稻實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力。

氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量－無(wú)氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，用DPS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻分蘗的影響

不同養(yǎng)分配比超級(jí)早稻分蘗的動(dòng)態(tài)變化如圖1中所示?？傮w來(lái)說(shuō)，不同養(yǎng)分處理均表現(xiàn)出高N配P、K優(yōu)于低N配P、K。具體表現(xiàn)為：生育前期，以T1、T2、T4和T5處理水稻分蘗發(fā)生總量多、發(fā)生速度快，T3、T6次之，對(duì)照發(fā)生最慢；生育后期，T1、T2和T4高于其他處理，其分蘗成穗率較高。

圖1 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻分蘗發(fā)生的影響

2.2 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻植株葉面積的影響

葉面積的大小對(duì)水稻光能利用、干物質(zhì)積累及最終經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量都有顯著的影響。從圖2中可知，不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻植株葉面積具有明顯的影響，各處理的植株葉面積變化規(guī)律基本一致。水稻葉面積在整個(gè)生育期表現(xiàn)為單峰曲線(xiàn)變化，即移栽后，葉面積開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，到孕穗期前后，葉面積達(dá)到最大值。其中，以T1、T2和T4處理水稻植株葉面積為最高，T3、T5次之，T6和對(duì)照則為最低；齊穗期后， 由于中下部葉片開(kāi)始衰亡，葉面積下降直至成熟期。

圖2 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻葉面積的影響

2.3 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻植株干物質(zhì)積累的影響

從表1中可看出，不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻植株干物質(zhì)積累具有一定的影響。苗期和分蘗期，T1、T2、T4和T5處理水稻植株根系干重均顯著高于對(duì)照和其他處理；孕穗期、齊穗期和成熟期，T1、T2植株根系干重均顯著高于其他處理。苗期至成熟期，T1、T2和T4處理水稻植株地上部分干重均顯著高于對(duì)照和其他處理。

表1 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻植株干物質(zhì)積累的影響 （g/株）

水稻植株莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率受不同養(yǎng)分配比影響，各處理間水稻植株莖鞘干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率大小順序表現(xiàn)為：T5>T1>T6>T4>T3>T2>CK。

2.4 不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表2中可以看出，不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)性狀有一定的影響。其中，T1、T2、T3、T4和T5處理早稻的株高均顯著高于T6和對(duì)照；不同處理早稻的有效穗數(shù)均高于對(duì)照，分別比對(duì)照增加53.8、49.1、39.1、52.1、31.1 和 24.3 萬(wàn)/hm2；T3處理穗干重顯著高于對(duì)照和其他處理；不同處理的每穗總粒數(shù)均明顯高于對(duì)照，分別比對(duì)照增加25.5、19.7、11.4、23.9、16.7和10.2粒/穗；T2處理結(jié)實(shí)率顯著高于對(duì)照和其他處理；各處理千粒重分別比對(duì)照高出0.76、0.92、0.57、1.02、0.68 和 0.49 g；超級(jí)早稻產(chǎn)量均明顯高于對(duì)照，分別比對(duì)照增加 1 467.0、1 335.0、1 267.5、1 768.5、901.5 和 600.0 kg/hm2，大小順序表現(xiàn)為T(mén)4>T1>T2>T3>T5>T6。

表2 不同養(yǎng)分配比超級(jí)早稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的比較

2.5 不同養(yǎng)分配比對(duì)氮肥利用效率的影響

肥料利用率是反映作物、土壤和肥料之間關(guān)系的動(dòng)態(tài)參數(shù)，也是用來(lái)檢驗(yàn)施肥量與施肥方法是否科學(xué)合理的指標(biāo)。表3表明，T2、T3和T4農(nóng)學(xué)利用率均高于其他處理，以T4、T3處理對(duì)氮肥處理的氮肥利用率提高幅度最大，其次為T(mén)2、T1和T5；T3和T4處理氮肥偏生產(chǎn)力為最高，均高于其他處理，其次為 T2、T5和 T1。

表3 不同養(yǎng)分配比氮肥利用效率比較 （kg/kg）

3 結(jié)論與討論

3.1 不同養(yǎng)分配比與超級(jí)稻生長(zhǎng)發(fā)育

合理的養(yǎng)分配比，有利于減少肥料的損失，促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，而且可以大大減少環(huán)境污染。有研究表明，增施氮肥可促進(jìn)作物營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)，增大葉面積指數(shù)，增加光合作用，促進(jìn)光合產(chǎn)物的合成累積與轉(zhuǎn)運(yùn)，提高干物重[8-10]。干物質(zhì)的積累是水稻建造營(yíng)養(yǎng)器官和形成籽粒產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，合理的N、P、K養(yǎng)分配比施用促進(jìn)了超級(jí)早稻的群體發(fā)育，有利于水稻分蘗發(fā)生，分蘗較多；水稻的分蘗動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為分蘗發(fā)生快、成穗率高的特點(diǎn)。在水稻全生育期，水稻群體葉片總面積隨氮用量增加而增大。同時(shí)，促進(jìn)了水稻植株的生長(zhǎng)與干物質(zhì)積累，植株根系和地上部分干重均明顯提高。這可能是N、P、K肥料合理配合施用與水稻的養(yǎng)分需求曲線(xiàn)較接近，有利于水稻全生長(zhǎng)期的養(yǎng)分供應(yīng)，提高了肥料的利用率，促進(jìn)了植株對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和生長(zhǎng)，從而增加了植株地下部和地上部的干物質(zhì)積累。

3.2 不同養(yǎng)分配比與超級(jí)稻產(chǎn)量

N、P、K三元素中，任一元素的缺失都將限制水稻對(duì)其他養(yǎng)分的吸收，從而降低水稻的產(chǎn)量。有研究表明，N、P、K的合理配合施用可以明顯地提高水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收量和肥料的利用率，從而獲得高產(chǎn)[5]；而過(guò)度施用肥料，不但不能提高水稻的產(chǎn)量，反而會(huì)造成肥料利用率的下降，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。我國(guó)在提高肥料利用率方面取得了一些成果，如：測(cè)土配方施肥、平衡施肥和精確定量施肥等，但是肥料利用率仍然沒(méi)有明顯提高[11]。目前，我國(guó)水稻氮肥的平均利用率為30%～40%，60%～70%未被水稻吸收利用[12]；氮素利用率的提高主要與肥料損失的減少有關(guān)[13]。

本試驗(yàn)研究表明，在不同的肥料養(yǎng)分處理中，T4（N、P2O5、K2O 施用量分別為 180、90、0 kg/hm2）和T3處理（N、P2O5、K2O 施用量分別為 135、45、75 kg/hm2）的氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力為最高，T2處理 （N、P2O5、K2O 施用量分別為 180、90、150 kg/hm2）次之，T1（N、P2O5、K2O施用量分別為225、135、225 kg/hm2）和 T5處理（N、P2O5、K2O 施用量分別為180、0、150 kg/hm2）為最低。在洞庭湖沖積平原雙季稻主產(chǎn)區(qū)，稻田土壤為紫潮泥和土壤全K含量較高的條件下，以T4處理超級(jí)早稻的產(chǎn)量為最高，比對(duì)照增加30.29%；其次為T(mén)1、T2與T3處理，水稻產(chǎn)量分別比對(duì)照增加25.12%、22.86%和21.19%，T5和T6處理（N、P2O5、K2O 施用量分別為 0、90、150 kg/hm2）分別比對(duì)照增加15.44%和10.27%。在水稻生產(chǎn)中，獲得水稻高產(chǎn)須有效地改善水稻經(jīng)濟(jì)性狀，優(yōu)化產(chǎn)量結(jié)構(gòu)諸因素。在本研究中，通過(guò)不同肥料養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)早稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的比較分析認(rèn)為，在合理配施肥料的條件下，高產(chǎn)栽培技術(shù)的主攻方向是提高單位面積的有效穗。

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