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        3個(gè)煙后晚稻品種產(chǎn)量性狀與養(yǎng)分利用及對(duì)氮肥的響應(yīng)

        2013-09-19 00:36:08李艷芳袁珍貴易鎮(zhèn)邪李海林屠乃美郭莉莉
        作物研究 2013年2期
        關(guān)鍵詞:五豐施氮晚稻

        李艷芳,袁珍貴,易鎮(zhèn)邪,易 江,李海林,屠乃美,郭莉莉

        (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,長(zhǎng)沙410128)

        煙稻復(fù)種是我國(guó)南方煙區(qū)一種重要的種植制度,其兼顧糧食作物與經(jīng)濟(jì)作物,具有水旱輪作的諸多優(yōu)勢(shì),能較好地實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益、國(guó)家利益與農(nóng)民利益的統(tǒng)一。

        在煙稻復(fù)種體系的栽培技術(shù)研究上,仍存在兩個(gè)問題:一是煙草與水稻研究不成體系,施肥與養(yǎng)分利用研究多在獨(dú)立條件下進(jìn)行,對(duì)煙稻復(fù)種體系的研究很少。造成此種現(xiàn)象的原因,是煙草與水稻生產(chǎn)上的割裂,煙草生產(chǎn)部門往往不關(guān)心水稻生產(chǎn),而農(nóng)民也較為重視煙草生產(chǎn),為了追求高產(chǎn),重施氮肥,使得大多數(shù)煙區(qū)存在肥料利用率低和土壤養(yǎng)分水平高、養(yǎng)分不均衡、空間分布差異較大等問題[1,2]。二是煙后水稻研究較為薄弱,農(nóng)民憑借經(jīng)驗(yàn)栽培煙后水稻,栽培措施隨意。

        研究表明,在不同土壤條件和施肥水平下,水稻對(duì)肥料吸收利用特點(diǎn)不同,產(chǎn)量差異大[3,4]。以煙區(qū)特定生態(tài)環(huán)境為背景,研究煙后晚稻的產(chǎn)量形成和養(yǎng)分利用特性及其品種間差異很有必要。傅樹斌等[5]、翁建鳳[6]分別研究了谷優(yōu) 596 在杭州地區(qū)、湘優(yōu)66在武夷山市作煙后晚稻的種植表現(xiàn)與高產(chǎn)栽培技術(shù);易鎮(zhèn)邪等[7]從生育期及產(chǎn)量形成角度對(duì)長(zhǎng)沙地區(qū)煙后晚稻適宜品種開展了研究,但對(duì)不同品種的養(yǎng)分利用研究沒有涉及。筆者針對(duì)長(zhǎng)沙寧鄉(xiāng)煙區(qū)煙后晚稻開展試驗(yàn),比較了3個(gè)晚稻品種的產(chǎn)量性狀、養(yǎng)分積累與利用效率對(duì)氮肥的響應(yīng)差異,旨在為寧鄉(xiāng)煙區(qū)煙后晚稻高產(chǎn)高效品種的選擇提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        供試品種為湖南省審定的湘豐優(yōu)103(V1)、深優(yōu)9586(V2)和江西省審定的五豐優(yōu)T025(V3),均為三系雜交中熟晚稻品種。試驗(yàn)于2011年在寧鄉(xiāng)縣喻家坳鄉(xiāng)三民-玉山煙葉種植示范區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)田位于北緯 28°10.887'、東經(jīng) 112°17.768'。煙后晚稻施氮量為90 kg/hm2(N1),按基肥、分蘗肥、穗肥為5∶3∶2分次施入。為計(jì)算氮肥利用效率,各品種均設(shè)置了不施氮處理(N0)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積15 m2。7月29日移栽,插秧規(guī)格20 cm×20 cm,每穴插2粒谷苗。各處理施磷肥(P2O5)、鉀肥(K2O)60 kg/hm2,作基肥一次性施入。其他管理措施同一般大田。

        1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

        成熟期每小區(qū)調(diào)查連續(xù)100穴水稻的有效穗數(shù),以平均數(shù)作為單穴有效穗數(shù),每小區(qū)按平均有效穗數(shù)取樣5穴,室內(nèi)考察株高、穗長(zhǎng)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重(含水率14%)。每小區(qū)去除邊行,收割100穴以考察實(shí)際產(chǎn)量(含水率14%)。

        于水稻各生育時(shí)期(孕穗期、齊穗期、灌漿期、成熟期)每小區(qū)取樣3穴,剪除根系,分莖、葉、穗裝袋,于105℃下殺青30 min后,80℃烘干至恒重,粉碎后過60目篩,用流動(dòng)注射分析儀測(cè)定全氮含量,鉬銻抗顯色法測(cè)定全磷含量,火焰分光光度計(jì)測(cè)定全鉀含量。以植株各部位的干物質(zhì)質(zhì)量乘以各部位的氮、磷、鉀含量,計(jì)算出各部位的氮、磷、鉀累積量。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003和DPS進(jìn)行處理。用以下公式計(jì)算(AEN)、(REN)和(NHI)。

        氮肥農(nóng)學(xué)利用率AEN(kg/kg)=(施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量)/施氮量。

        氮肥吸收利用率REN=(施氮區(qū)水稻氮吸收量-不施氮區(qū)水稻氮吸收量)/施氮量×100%。

        氮收獲指數(shù)NHI=(穗部氮素積累量/整株氮素積累總量)×100%。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 品種間產(chǎn)量對(duì)氮肥的響應(yīng)

        由表1可知,不施氮條件下,五豐優(yōu)T025實(shí)際產(chǎn)量最高,湘豐優(yōu)103最低,且湘豐優(yōu)103產(chǎn)量顯著低于另2個(gè)品種。施氮后,3個(gè)品種產(chǎn)量均有所提高,湘豐優(yōu)103和五豐優(yōu)T025增產(chǎn)顯著,增產(chǎn)幅度分別為17.9%和9.3%,但深優(yōu)9586增產(chǎn)不顯著,增幅僅為3.4%。僅從產(chǎn)量角度來看,湘豐優(yōu)103對(duì)氮肥最敏感,其次為五豐優(yōu)T025,深優(yōu)9586最不敏感。

        2.2 品種間產(chǎn)量構(gòu)成因素及對(duì)氮肥的響應(yīng)

        不施氮條件下,深優(yōu)9586有效穗數(shù)最高,五豐優(yōu)T025次之,湘豐優(yōu)103最少;施氮后,則湘豐優(yōu)103有效穗數(shù)最高,五豐優(yōu)T025最少。與不施氮處理相比,深優(yōu)9586略有增加,五豐優(yōu)T025略有減少,而湘豐優(yōu)103顯著增加,增幅達(dá)到15.9%。僅從有效穗數(shù)角度來看,湘豐優(yōu)103對(duì)氮肥響應(yīng)最敏感。

        不施氮條件下,3個(gè)品種每穗實(shí)粒數(shù)均在100粒左右,施氮后,3個(gè)品種穗粒數(shù)均有所提高,五豐優(yōu)T025每穗實(shí)粒數(shù)增加17.8粒,增幅達(dá)到20.2%。僅從每穗實(shí)粒數(shù)角度來看,五豐優(yōu)T025對(duì)氮肥響應(yīng)最敏感。

        施氮和不施氮條件下,湘豐優(yōu)103千粒重最大,深優(yōu)9586最小,品種間差異顯著;在施氮條件下,3品種千粒重均較不施氮時(shí)有所下降,五豐優(yōu)T025降幅最大,但均不顯著。湘豐優(yōu)103收獲指數(shù)最大,五豐優(yōu)T025最小;收獲指數(shù)在施氮條件下都有所下降,但不顯著。

        表1 3個(gè)晚稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

        綜上所述,3個(gè)晚稻品種產(chǎn)量性狀對(duì)氮肥的響應(yīng)有明顯差異,湘豐優(yōu)103對(duì)氮肥最敏感,五豐優(yōu)T025也較為敏感,深優(yōu)9586最不敏感。從煙后晚稻品種選擇來看,不施氮條件下,選擇五豐優(yōu)T025與深優(yōu)9586較為適宜,而施氮(90 kg/hm2)條件下,宜選五豐優(yōu)T025和湘豐優(yōu)103。

        2.3 品種間氮含量

        各處理氮含量動(dòng)態(tài)變化如圖1。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),各處理氮含量均表現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì),但處理間有明顯差異。一是品種間差異:無論施氮還是不施氮,湘豐優(yōu)103氮含量最高,五豐優(yōu)T025氮含量最低,但品種間差異隨生育進(jìn)程推進(jìn)而減小。二是施氮處理與不施氮處理間的差異:施氮處理的氮含量顯著高于不施氮處理,施氮處理在孕穗期、齊穗期、灌漿期、收獲期分別較不施氮處理提高了15.4% ~28.3%、32.5% ~41.1%、12.2% ~31.6%和11.2% ~23.1%;施氮處理與不施氮處理在各生育階段的下降速率不同,從孕穗期到齊穗期施氮處理下降速率小于不施氮處理,而從齊穗到灌漿期施氮處理下降速率較大,在灌漿后期各處理下降速率差異不大。

        圖1 3個(gè)晚稻品種不同生育期的植株氮含量

        2.4 品種間氮素積累與分配

        由表2可知,不施氮條件下,五豐優(yōu)T025全株氮素累積量最高,湘豐優(yōu)103最低,其中五豐優(yōu)T025全株氮素累積量顯著高于湘豐優(yōu)103;在施氮90 kg/hm2條件下,五豐優(yōu)T025全株氮素累積量最高,深優(yōu)9586最低,深優(yōu)9586全株氮素累積量顯著低于另2品種。3個(gè)品種的全株氮素積累量均因施氮而顯著增加,但是增幅差異極大,增幅最大的是湘豐優(yōu)103(39.1%),最小的是深優(yōu)9586(12.3%)??梢?,從全株氮素累積量對(duì)氮肥的響應(yīng)來看,湘豐優(yōu)103最敏感,深優(yōu)9586最不敏感。

        品種間氮收獲指數(shù)(NHI)具有一定差異,其中湘豐優(yōu)103氮收獲指數(shù)顯著高于另2個(gè)品種;施氮使3品種的NHI略有提高,但不顯著(表2)。施氮使葉、莖和籽粒的氮素累積量都有所增加,籽粒的增幅較大,葉和莖的增幅較小(表2,圖2)??梢?,從提高氮素回收率角度來看,湘豐優(yōu)103略好。

        表2 3個(gè)晚稻品種的氮累積量和氮收獲指數(shù)

        圖2 3個(gè)晚稻品種收獲期植株各部位的氮累積量

        2.5 品種間氮素利用率

        從表3可見,3個(gè)品種在氮素利用上有顯著差異,湘豐優(yōu)103的氮農(nóng)學(xué)利用率與氮肥吸收利用率最高,深優(yōu)9586最低。從提高煙后晚稻氮素利用效率與利用率的角度來看,選擇湘豐優(yōu)103最理想,其次是五豐優(yōu)T025。

        表3 3個(gè)晚稻品種的氮素累積量與氮素利用效率

        2.6 品種間磷和鉀含量

        如圖3所示,隨著水稻生育進(jìn)程的推進(jìn),各處理植株磷含量呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì),但下降主要表現(xiàn)在齊穗以后。施氮處理的磷含量比不施氮處理的高,在孕穗期、齊穗期、灌漿期、收獲期分別增加了4.7% ~14.3%、6.7% ~13.2%、2.2% ~5.9%、4.0%~5.1%,說明施氮促進(jìn)了水稻植株磷含量的增加。施氮與不施氮條件下,湘豐優(yōu)103磷含量最高,五豐優(yōu)T025最低,但品種間差異隨生育進(jìn)程推進(jìn)而減小。

        圖3 3個(gè)晚稻品種不同生育期植株磷含量

        由圖4可知,氮肥的施用可使水稻鉀含量略有提高,湘豐優(yōu)103提高幅度略大。品種間鉀含量具有一定差異,湘豐優(yōu)103鉀含量最高,五豐優(yōu)T025最低,但品種間鉀含量差異隨生育進(jìn)程推進(jìn)有減小趨勢(shì)。

        圖4 3個(gè)晚稻品種不同生育期植株鉀含量

        2.7 品種間磷、鉀累積量與分配

        不施氮條件下,湘豐優(yōu)103磷累積量最低,五豐優(yōu)T025最高,施氮條件下,則深優(yōu)9586磷累積量最低,湘豐優(yōu)103最高;施氮使各品種磷累積量提高,提高幅度最大的是湘豐優(yōu)103,深優(yōu)9586提高幅度最小(圖5)??梢姡┑獙?duì)水稻磷素吸收與累積有促進(jìn)作用,3個(gè)品種中,反應(yīng)最敏感的是湘豐優(yōu)103,其次是五豐優(yōu)T025。

        圖5 3個(gè)晚稻品種植株不同部位磷累積量

        施氮對(duì)水稻鉀累積量有影響,湘豐優(yōu)103鉀累積量顯著增加(主要體現(xiàn)在莖稈鉀累積量的提高上),五豐優(yōu)T025略有提高,而深優(yōu)9586略有降低(圖6)。鉀在收獲期水稻植株內(nèi)的分配不同于氮和磷,其主要分配在水稻莖稈中,在莖稈的積累量占全株積累量的比率達(dá)77.6%~82.7%。

        圖6 3個(gè)晚稻品種不同處理植株各部位的鉀累積量

        3 小結(jié)與討論

        氮肥影響水稻的生物量和有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、收獲指數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成,從而影響水稻產(chǎn)量[8,9]。本研究中,施氮使湘豐優(yōu) 103 和五豐優(yōu)T025顯著增產(chǎn),但2品種增產(chǎn)途徑不一樣:湘豐優(yōu)103有效穗顯著增加,而五豐優(yōu)T025則是每穗實(shí)粒數(shù)顯著增加。深優(yōu)9586有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)增幅都較小,且千粒重略有降低,因而增產(chǎn)幅度不大。深優(yōu)9586是寧鄉(xiāng)煙區(qū)種植較多的水稻品種,施氮后增產(chǎn)效果并不顯著,可能是品種耐肥性較差,其對(duì)氮肥的需求低于90 kg/hm2,或是移栽期偏晚,后期光溫條件不足,以致未能發(fā)揮氮肥效應(yīng),這些都有待進(jìn)一步研究。

        水稻對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收受品種、施肥、土壤條件和氣候等因素綜合影響。大量研究表明,施肥可以通過調(diào)整N、P、K在水稻體內(nèi)的吸收和分配來影響產(chǎn)量的形成[10~12]。本研究結(jié)果表明,隨著水稻生育進(jìn)程的推進(jìn),水稻植株氮、磷、鉀含量均呈下降趨勢(shì);施氮處理增加了植株的氮、磷、鉀含量,對(duì)氮含量影響最大,對(duì)鉀含量影響最小。

        我國(guó)南方煙區(qū)存在過量施氮的現(xiàn)象,因此煙稻復(fù)種體系的氮肥利用問題備受關(guān)注,合理選擇煙后晚稻品種是提高煙田周年氮肥利用率的途徑之一。本研究發(fā)現(xiàn),3個(gè)水稻品種在氮素利用上有顯著差異,湘豐優(yōu)103的氮農(nóng)學(xué)利用率與氮肥吸收利用率最高,深優(yōu)9586最低;3個(gè)水稻品種對(duì)氮肥的響應(yīng)不一致,以湘豐優(yōu)103反應(yīng)最敏感,其次是五豐優(yōu)T025。

        綜合考慮產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收利用情況,在寧鄉(xiāng)煙區(qū)種植湘豐優(yōu)103,可在確保水稻較高產(chǎn)量的同時(shí),減少養(yǎng)分損失,提高肥料利用率。

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