摘要：在總施氮量相同條件下，研究了氮肥運(yùn)籌和穴栽苗數(shù)對(duì)水稻根系生長和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，氮肥后移和增加追肥次數(shù)提高了水稻產(chǎn)量，穴栽多苗增加了收獲穗數(shù)從而提高產(chǎn)量。不同處理下，根系干重、根系長度、根系投影面積、根系體積均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，氮肥處理相差不大，穴栽苗數(shù)表現(xiàn)為D3>D2>D1。在抽穗期和乳熟期根體積和根系投影面積與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，成熟期根系干重與根系投影面積呈極顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：水稻；氮肥運(yùn)籌；穴栽苗數(shù)；根系生長

中圖分類號(hào)：S511.062；S511.044 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）02-0278-04

氮肥是水稻生長發(fā)育及子粒形成需要最多的營養(yǎng)成分，對(duì)水稻生產(chǎn)起著十分重要的作用[1，2]。 穴栽苗數(shù)與培育壯秧密切相關(guān)，并影響有效穗數(shù)進(jìn)而影響產(chǎn)量。根系是水稻氮素吸收和運(yùn)輸?shù)闹匾鞴?，是土壤養(yǎng)分的直接利用者和產(chǎn)量的重要貢獻(xiàn)者。根系形態(tài)學(xué)特征與植物養(yǎng)分效率有著密切的關(guān)系，根形態(tài)的研究已成為目前研究熱點(diǎn)之一，前人就水稻根系性狀與產(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行了大量研究[3-5]，但是結(jié)合氮肥運(yùn)籌和穴栽苗數(shù)研究根系還未見報(bào)道，同時(shí)，水稻的根系生理活性對(duì)氮素養(yǎng)分的吸收和穴栽苗數(shù)是密切相關(guān)的。因此，研究氮肥運(yùn)籌和穴栽苗數(shù)對(duì)寒地水稻根系生長和產(chǎn)量的影響，可為寒地優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究室提供的東農(nóng)423。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2009～2010年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物試驗(yàn)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。土壤基礎(chǔ)肥力為全氮1.2 g/kg、緩效鉀0.85 g/kg、堿解氮110.24 mg/kg、速效鉀120.15 mg/kg、速效磷55.90 mg/kg、有機(jī)質(zhì)24.7 g/kg。采用裂區(qū)設(shè)計(jì)方法，氮肥為主區(qū)，設(shè)N1（基肥∶孕穗肥為5∶5）、N2（基肥∶分蘗肥∶孕穗肥為4∶3∶3）、N3（基肥∶分蘗肥∶孕穗肥∶粒肥為3∶3∶2∶2）3個(gè)處理；穴內(nèi)苗數(shù)為副區(qū)，設(shè)D1（1株/穴）、D2（2株/穴）、D3（3株/穴）3個(gè)處理。插秧規(guī)格為29.7 cm×16.5 cm，5次重復(fù)，小區(qū)面積為20 m2。4月12日播種，5月23日移栽，每公頃施純氮150 kg，鉀總量的50%及磷的全部作基肥結(jié)合耙地深施；追肥結(jié)合曬田“裂紋落肥、以水帶氮”，達(dá)到深施目的，7月15日追鉀的50%，灌水方法采用淺、濕、干循環(huán)調(diào)控灌溉。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 產(chǎn)量測定 成熟期按小區(qū)測產(chǎn)與考種。

1.3.2 根系形態(tài)指標(biāo)的測定 于分蘗期（TS）、孕穗期（BS）、抽穗期（HS）、乳熟期（MS）、成熟期（RS）在田間取樣，取樣規(guī)格為20 cm×20 cm，將洗干凈的根系用WinRhizo Reg V 2004a根系分析系統(tǒng)（加拿大Regent公司生產(chǎn)）進(jìn)行測定。測定方法：將根系樣品放置在30 cm×40 cm樹脂玻璃槽內(nèi)，注3～4 mm深的水，使根系充分散開，用雙面光源掃描系統(tǒng)（EPSON Expression 1640XI，美國EPSON公司）掃描根系，用WinRhizo Reg V 2004a分析獲得根系長度、根系投影面積、根體積。

1.3.3 根系干重的測定 采用烘干法（105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒量）測定根系干重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel處理數(shù)據(jù)和繪制圖表，使用DPS和SPSS軟件進(jìn)行其他統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)寒地水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表1可以看出，氮肥運(yùn)籌和穴栽苗數(shù)對(duì)水稻產(chǎn)量的影響達(dá)到極顯著差異，各處理的影響程度為N3D3>N2D2>N3D2>N2D3>N1D3>N3D1>N1D2>N2D1>N1D1。3次施肥和4次施肥的產(chǎn)量明顯高于兩次施肥，穴內(nèi)苗數(shù)2株和3株高于單株處理。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，有效穗數(shù)與產(chǎn)量表現(xiàn)相似，每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量表現(xiàn)相反，單株處理優(yōu)于2株和3株處理。氮肥運(yùn)籌對(duì)產(chǎn)量的影響小于穴內(nèi)苗數(shù)。施分蘗肥處理下有效穗數(shù)較未施分蘗肥處理明顯增加，說明適當(dāng)減少基肥，增施分蘗肥對(duì)增加有效分蘗數(shù)效果明顯。

2.2 不同處理對(duì)寒地水稻根系干重的影響

根系干重是根系生長狀況的集中體現(xiàn)，反映了根系的發(fā)達(dá)程度。由圖1可知，不同處理的根系干重在整個(gè)生育期內(nèi)呈先上升后下降的趨勢，到抽穗期根系干重達(dá)到最大，然后逐漸下降。氮肥處理下根系干重有差異，各處理根系干重表現(xiàn)為N3>N2>N1，N2、N3處理相差不大。不同穴栽苗數(shù)對(duì)水稻根系干重的影響表現(xiàn)為D3>D2>D1，穴栽苗數(shù)越多，根系干重越高。說明增加穴栽苗數(shù)提高了植株的分蘗數(shù)和有效穗數(shù)，從而相應(yīng)地提高了地下根系干重。

2.3 不同處理對(duì)寒地水稻根系長度的影響

由圖2可知，各處理的根系長度在整個(gè)生育期內(nèi)呈先上升后下降的趨勢，穴內(nèi)1苗（D1）處理在孕穗期達(dá)到最大，其他處理到抽穗期達(dá)到最大，然后逐漸下降。氮肥處理對(duì)水稻根系長度影響不大。不同穴栽苗數(shù)對(duì)水稻根系長度的影響表現(xiàn)為D3>D2>D1，穴栽苗數(shù)越多，根系長度越長?？赡苁怯捎谠黾友ㄔ悦鐢?shù)增加了植株的根數(shù)，從而相應(yīng)增加了根系長度。

2.4 不同處理對(duì)寒地水稻根體積的影響

不同處理的根體積變化趨勢與根長相似，在整個(gè)生育期內(nèi)先上升后下降，N1、N2處理抽穗期達(dá)到最大，N3處理孕穗期達(dá)到最大，然后逐漸下降。不同氮肥處理根體積有差異，N2、N3處理大于N1處理。不同穴栽苗數(shù)對(duì)水稻根體積的影響表現(xiàn)為D3>D2>D1，穴栽苗數(shù)越多，根體積越大（圖3）。

2.5 不同處理對(duì)寒地水稻根系投影面積的影響

從圖4可以看出，不同處理的根系投影面積在整個(gè)生育期內(nèi)呈先上升后下降的趨勢，N1處理抽穗期達(dá)到最大，N2、N3處理孕穗期和抽穗期相差不大，然后逐漸下降。不同穴栽苗數(shù)對(duì)水稻根系投影面積的影響表現(xiàn)為D3>D2>D1，穴栽苗數(shù)越多，根系投影面積越大。

2.6 根系性狀與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系

相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與分蘗期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關(guān)系數(shù)分別為-0.14、-0.27、0.17、0.35，產(chǎn)量與孕穗期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關(guān)系數(shù)分別為0.25、-0.32、0.55、0.42，產(chǎn)量與抽穗期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關(guān)系數(shù)分別為0.36、0.54、0.92、0.94，產(chǎn)量與乳熟期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關(guān)系數(shù)分別為0.52、0.53、0.90、0.91，產(chǎn)量與成熟期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關(guān)系數(shù)分別為0.94、0.25、0.65、0.88，即產(chǎn)量與成熟期根系干重呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，而在分蘗期則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；產(chǎn)量與各生育期根系長度的相關(guān)不顯著；產(chǎn)量與抽穗期和乳熟期根體積呈極顯著正相關(guān)，與成熟期根體積呈顯著正相關(guān)；產(chǎn)量與抽穗期、乳熟期和成熟期根系投影面積呈極顯著正相關(guān)。表明在抽穗期和乳熟期提高根體積和根系投影面積有利于增加產(chǎn)量。

3 討論

3.1 氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻根系生長及產(chǎn)量的影響

氮肥運(yùn)籌是水稻高產(chǎn)中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施[6]。試驗(yàn)結(jié)果表明，基肥減少，增加后期施肥量和次數(shù)有利于提高產(chǎn)量。就施氮量而言，適量施氮可以促進(jìn)不定根的發(fā)生和生長，增加根長，提高根重。就施氮時(shí)期而言， 生育前期增加施氮量，能顯著提高生育前期的不定根數(shù)、根重[1]。研究結(jié)果表明，在相同施氮量的條件下，施分蘗肥，分蘗發(fā)生早，低位分蘗多，成穗數(shù)多。多次施肥提高了根系干重、根體積和根系投影面積。其原因主要是在生育前期適量施氮的基礎(chǔ)上，施用分蘗肥和穗肥亦可促進(jìn)根系的生長，增加有效穗數(shù)和千粒重。

3.2 穴栽苗數(shù)對(duì)水稻根系生長及產(chǎn)量的影響

關(guān)于穴栽苗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響前人進(jìn)行了很多研究，但結(jié)果不一。Kiyochika[7]提出穴栽苗數(shù)在3～4株是適宜的。Ota等[8]認(rèn)為機(jī)插稻穴栽3苗最有利于充分利用資源，產(chǎn)量最高。而Hashikawa[9]則針對(duì)機(jī)插秧由于密植、多播出現(xiàn)早衰現(xiàn)象的特點(diǎn)，提出稀植少插的技術(shù)。此次的研究結(jié)果表明，對(duì)于穗重型品種東農(nóng)423穴栽苗數(shù)以2～3株為宜，能夠達(dá)到高產(chǎn)。關(guān)于根系形態(tài)特征與產(chǎn)量的關(guān)系，劉桃菊等[10]的研究表明，齊穗期上位根的根干重、根長密度、根表面積密度和根活性表面積密度與每穴有效穗數(shù)及子粒產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)。此次的研究表明，在抽穗期和乳熟期根體積和根系投影面積與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，成熟期根系干重和根系投影面積與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。

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