徐富賢， 張 林， 熊 洪， 朱永川, 劉 茂， 郭曉藝

(四川省農(nóng)業(yè)科學院水稻高粱研究所，四川瀘州 646000)

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2013年在四川省農(nóng)科院水稻高粱所瀘縣實驗基地的冬水田進行，稻田土質(zhì)均勻?；A土壤pH 5.2、 有機質(zhì)17 g/kg、 全氮1.62 g/kg、 速效氮150.0 mg/kg、 全磷390 mg/kg、 有效磷16.8 mg/kg、 全鉀12 g/kg、 有效鉀127 mg/kg。

1.2 調(diào)查項目及方法

移栽后第10天開始，每小區(qū)按對角定兩點，每點10穴，每周調(diào)查1次苗情動態(tài)，至苗峰下降為止。齊穗期按其小區(qū)平均有效莖數(shù)取樣3穴，采用干物重法考查粒葉比[取樣植株稻穗的總穎花數(shù)/取樣植株綠葉總面積(朵/cm2)][13]。成熟期試驗所有小區(qū)，按其小區(qū)平均有效莖數(shù)取樣5穴，在室內(nèi)考查穗部性狀，并收小區(qū)實產(chǎn)。小區(qū)實產(chǎn)和千粒重均按13.5%含水量折合為標準重量。

1.3 統(tǒng)計分析

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Excel， 進行兩種施方式的產(chǎn)量差值與其產(chǎn)量性狀間的相關、 回歸與通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種施氮方式下20個雜交組合的產(chǎn)量及相關性狀

2.2 產(chǎn)量性狀對前氮后移的響應

20個雜交組合在前氮后移和重底早追下成穗率與最高苗的相關系數(shù)r分別為-0.3925、 -0.6418**，說明分蘗力強的品種成穗率低；前氮后移的20個雜交組合平均最高苗數(shù)為253.65×104No./hm2、 有效穗173.70×104No./hm2、 成穗率68.72%和穗粒數(shù)222.91粒，分別比重底早追減少2.76%、 2.55%、 1.31%和0.69%，表明前氮后移雖然控制了苗峰，但同時有效穗數(shù)也有所下降，成穗率并未提高，最終產(chǎn)量差值與成穗率相關不顯著(r分別為0.2623、 0.1811)。

以20個品種前氮后移、 重底早追的產(chǎn)量、 產(chǎn)量相關性狀平均值(表1)為自變量x，以兩種施氮方式間的產(chǎn)量差值(表2)為因變量y，進行回歸與通徑分析。前氮后移處理下，對增產(chǎn)效果起重要作用的是品種的穗粒數(shù)(x3)和結(jié)實率(x4)；重底早追處理下，最高苗數(shù)(x1)和穗粒數(shù)(x3)起關鍵作用。穗粒數(shù)(x3)是對前氮后移增產(chǎn)作用影響最大的產(chǎn)量因子(表3)。穗粒數(shù)(x3)對兩種施氮處理產(chǎn)量差值的直接貢獻最大，間接作用總和中則以最高苗數(shù)(x1)的作用較大(表4)。

2.3 穗粒數(shù)較少品種適宜前氮后移施肥法的原因分析

20個雜交組合在兩種施氮方式下水稻產(chǎn)量性狀間的相關分析(n=40)可見，分蘗力越強組合的有效穗越高(r=0.5505**)，而穗粒數(shù)隨有效穗數(shù)增加而降低(r=-0.7043**)；穗粒數(shù)分別與結(jié)實率和千粒重呈極顯著負相關(r分別為-0.4168**和-0.7767**)，穗粒數(shù)多的組合的粒葉比(spikelets/cm2)越高(r=0.7862**)，即庫大源小，庫源矛盾越大。從20個雜交組合的穗粒數(shù)對兩種處理產(chǎn)量和穗粒結(jié)構(gòu)的差值影響(表5)看，不同穗粒數(shù)組合間表現(xiàn)不一致，穗粒數(shù)越多的組合，前氮后移之后其有效穗數(shù)、 穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別比重底早追施氮法下降越多，千粒重卻提高越多，對結(jié)實率的影響不明顯。

表1 20個雜交組合在兩種施氮方式下的產(chǎn)量相關性狀

續(xù)表1 Table 1 Continuous

由20個參試組合中，5個增產(chǎn)組合、 11個持平組合和4個減產(chǎn)組合的產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)平均值(表6)可見，穗粒數(shù)在190粒以下的中穗型組合，兩種施氮處理的有效穗、 穗粒數(shù)和結(jié)實率明顯增加，千粒重差異不顯著，增產(chǎn)7.86%；穗粒數(shù)225粒左右的大穗型持平組合在產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)差異上均不顯著；穗粒數(shù)超過260粒的特大穗型減產(chǎn)組合，有效穗下降8.65%，穗粒數(shù)和千粒重也明顯減少，結(jié)實率差異不顯著，最終減產(chǎn)5.64%。究其原因，穗粒數(shù)較少的組合，其分蘗力較強，在前氮后移情況下，雖然最高苗數(shù)與重底早追處理相比仍有所下降，因最高苗期群體光照條件改善，成穗率提高[15]，以致有效穗反而比重底早追處理有所增加，穗粒數(shù)、 結(jié)實率和千粒重因施用穗肥[16]有一定提高，最終增產(chǎn)顯著或極顯著；穗粒數(shù)過大的組合，其分蘗力較弱，在前氮后移(前期施氮少)情況下，因最高苗數(shù)明顯不夠，有效穗數(shù)顯著下降；雖然施用了穗肥，因前期施氮水平低，植株氮含量水平較比重底早追法要低，特大穗型在穗分化過程中需求的養(yǎng)分也較多，而促花肥施用后要等數(shù)天后才能起作用，導致因穗分化初期養(yǎng)分不足而減少了穗粒數(shù)；但隨著后期穗肥的作用，有效避免了大穗型組合因源不足所致的結(jié)實率和千粒重的進一步下降。因此，穗粒數(shù)偏少組合適宜前氮后移。

2.4 適宜前氮后移的雜交組合穗粒數(shù)預測

如前所述，穗粒數(shù)偏小的雜交組合適宜前氮后移施肥法，但以何種程度為宜呢？根據(jù)20個參試組合在兩種施氮方式下的平均穗粒數(shù)(x)與兩種施氮方式間的產(chǎn)量差值(y),模擬獲得線性回歸方程y=2607.9-11.02x, 決定系數(shù)R2=0.6308。理論上假設y=0，前氮后移不比重底早追增產(chǎn)。因此解得適宜前氮后移的雜交組合的穗粒數(shù)x=236.65粒/穗，即穗粒數(shù)≤237粒的雜交組合，在前氮后移情況下，其產(chǎn)量可望大于或等于重底早追施氮法。

表3 兩種施氮處理下水稻產(chǎn)量差值與組合間產(chǎn)量相關性狀的回歸分析*

表4 兩種施氮處理下水稻產(chǎn)量性狀對產(chǎn)量差值的通徑分析

表5 兩種施氮方式下雜交組合產(chǎn)量、穗粒結(jié)構(gòu)差值與穗粒數(shù)的相關系數(shù)

3 討論

關于水稻前氮后移的品種適應性問題，國內(nèi)外尚無系統(tǒng)的研究報道。先期眾多研究對前氮后移的增產(chǎn)效果表現(xiàn)不盡相同[6-11]，可能與試驗品種不同有一定關系。李武等[17]研究結(jié)果指出，穗肥的增產(chǎn)作用與品種有關，培雜泰豐適宜于穗肥增氮，華優(yōu)86則反之。但該研究只有兩個試驗品種，也沒有進一步指出適宜穗肥增氮的品種特征。本研究結(jié)果表明，前氮后移比重底早追的增產(chǎn)效果與兩種施氮方式下雜交組合的穗粒數(shù)呈極顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.7870**(n=20)和-0.7986**(n=20)。其原因在于，小穗型組合在前氮后移情況下，仍能確保較多的有效穗數(shù)，而且穗粒數(shù)、 結(jié)實率和千粒重因施用穗肥有一定提高而增產(chǎn)；而穗粒數(shù)過大的組合，則因有效穗數(shù)顯著比重底早追少和穗粒數(shù)有所降低而減產(chǎn)。這可能是先期研究前氮后移增產(chǎn)效果各異的重要原因之一。

雖然本研究已鑒定出了4個雜交組合(內(nèi)5優(yōu)306、 蓉18優(yōu)447、 內(nèi)5優(yōu)317 和川谷優(yōu)7329)適宜前氮后移，可直接用于生產(chǎn)。但生產(chǎn)上種植的水稻品種繁多，難以通過試驗進行大量篩選。本文首次建立了前氮后移增產(chǎn)量(y)與雜交組合穗粒數(shù)(x)的關系模型：y=2607.9-11.02x, 決定系數(shù)R2=0.6308。并預測出穗粒數(shù)≤237粒的雜交組合適宜于前氮后移施氮法。據(jù)此，生產(chǎn)可根據(jù)種植品種群體的平均穗粒數(shù)確定采用相應的施氮方式。即穗粒數(shù)≤237粒的雜交組合采用前氮后移施肥法，而大于237粒/穗的雜交組合則宜重底早追施氮法。但需指出的是，水稻品種穗粒數(shù)是反映品種間庫源結(jié)構(gòu)的較好性狀[12-13]，穗粒數(shù)越高的品種，庫源矛盾越大，其高產(chǎn)需氮量越高。由于水稻群體穗粒數(shù)受本田施氮量及栽秧密度的影響較大。因此，本研究提出的將穗粒數(shù)作為選擇用于不同施氮方式的指標值，需要限定其栽培條件，即在冬水田區(qū)目前大面積推廣的雜交中稻高產(chǎn)栽培技術(shù)(每公頃施氮 150 kg，磷、 鉀肥按N ∶P2O5∶K2O=1 ∶0.5 ∶0.5做底肥一次施用，中苗移栽，每公頃栽1.2萬穴)條件下的穗粒數(shù)。研究結(jié)果表明穗粒數(shù)少于237粒的雜交組合在前氮后移情況下，其產(chǎn)量可望大于或等于重底早追施氮法，其中如群體穗粒數(shù)230粒左右的品種已屬大穗型品種。若穗粒數(shù)超過237粒的特大穗品種，在更高施氮量水平下采用氮肥后移，應有一定增產(chǎn)效果，而對不同超大穗粒數(shù)品種與施氮量和氮后移比例互作關系尚需進一步研究。

表6 兩種施氮方式下增、 減產(chǎn)雜交組合產(chǎn)量性狀的平均值比較

致謝：本文承蒙涂士華研究員修改和指導，特此深表謝意！

參考文獻:

[1] 彭少兵, 黃見良, 鐘旭華, 等. 提高中國稻田氮肥利用率的研究策略[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2002, 35(9)：1095-1103.

Peng S B，Huang J L，Zhong X Hetal. Research strategy in improving fertilizer-nitrogen use efficiency of irrigated rice in China[J]. Scientia Agriculturea Sinica, 2002， 35(9)：1095-1103.

[2] 徐富賢, 熊洪, 謝戎, 等.水稻氮素利用效率的研究進展及其動向[J].植物營養(yǎng)與肥料學報, 2009,15(5)：1215-1225.

Xu F X, Xiong H, Xie Retal. Advance of rice fertilizer-nitrogen use efficiency[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2009, 15(5)：1215-1225.

[3] 凌啟鴻, 張洪程, 戴其根, 等. 水稻精確定量施氮研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2005, 38(12)：2457-2467.

Ling Q H, Zhang H C, Dai Q Getal. Study on precise and quantitative N application in rice[J]. Scientia Agriculturaea Sinica, 2005, 38(12)：2457-2467.

[4] 徐富賢, 熊洪，朱永川，等. 雜交中稻粒肥高效施用量與齊穗期SPAD值關系研究[J]. 作物學報， 2007, 33(3)：449-454.

Xu F X，Xiong H，Zhu Y Cetal. Relationship between the efficient amount of nitrogen application for grain filling and the SPAD value at full panicle stage in mid-season hybrid rice[J]. Acta Agronomica Sinica， 2007， 33(3)：449-454.

[5] 李剛?cè)A, 丁艷鋒, 薛利紅, 等. 利用葉綠素計(SPAD-502)診斷水稻氮素營養(yǎng)和推存追肥的研究進展[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報， 2005， 11(3)：412-416.

Li H G，Ding Y F，Xue L Hetal. Research progress on diagnosis of nitrogen nutrition and fertilization recommendation for rice by use chlorophyll meter[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(3)：412-416.

[6] 李旭毅, 孫永健, 程宏彪, 等. 氮肥運籌和栽培方式對雜交秈稻II優(yōu)498結(jié)實期群體光合特性的影響[J]. 作物學報, 2011, 37(9)：1650-1659.

Li X Y,Sun Y J,Cheng H Betal. Effects of nitrogen application strategy and cultivation model on the performances of canopy apparent photosynthesis ofIndicahybrid rice Eryou498 during filling stage[J]. Acta Agronomica Sinica, 2011, 37(9)：1650-1659.

[7] 楊志遠, 胡蓉, 孫永健, 等. 三角形強化栽培模式下氮肥運籌對II優(yōu)498產(chǎn)量及氮肥利用的影響[J]. 作物學報, 2012, 38(6)：1097-1106.

Yang Z Y, Hu R, Sun Y Jetal. Effects of nitrogen fertilizer management on yield and nitrogen use efficiency of Eryou 498 in triangle-planted system of rice intensification[J]. Acta Agronomica Sinica, 2012, 38(6)：1097-1106.

[8] 孫永健, 孫園園, 劉樹金, 等. 水分管理和氮肥運籌對水稻養(yǎng)分吸收、 轉(zhuǎn)運及分配的影響[J]. 作物學報, 2011, 37(12)：2221-2232.

Sun Y J,Sun Y Y,Liu S Jetal. Effects of water management and nitrogen application strategies on nutrient absorption, transfer, and distribution in rice[J]. Acta Agronomica Sinica, 2011, 37(12)：2221-2232.

[9] 杜曉東， 趙宏偉， 王敬國， 等. 氮肥運籌對寒地粳稻淀粉合成關鍵酶活性及淀粉積累的影響[J]. 作物學報, 2012, 38(01)：159-167.

Du X D, Zhao H W, Wang J Getal. Changes in starch accumulation and activity of enzymes associated with starch synthesis under different nitrogen applications inJaponicarice in cold region[J]. Acta Agronomica Sinica, 2012, 38(01)：159-167.

[10] 徐富賢, 張林, 熊洪, 等. 冬水田雜交中稻川香優(yōu)9838的高產(chǎn)栽培技術(shù)與植株性狀研究[J]. 中國稻米, 2009, 15(6)：32-35.

Xu F X, Zhang L, Xiong Hetal. High yield cultivation technique and plant characteristics of Chuan-xiang-you 9838, a hybrid mid-season rice in winter water-logged field[J].China Rice, 2009，15(6)：32-35.

[11] 仇少君, 趙士誠, 苗建國, 等. 氮素運籌對兩個晚稻品種產(chǎn)量及其主要構(gòu)成因素的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2012,18(6)：1326-1335.

Qiu S J, Zhao S C, Miao J Getal. Effect of different N management practices on yield and its main formed factors in two later rice genotypes[J]. Plant Nutrition and Fertilzier Science, 2012,18(6)：1326-1335.

[12] 鄭家國， 張洪松， 熊洪. 西南雜交稻目標產(chǎn)量生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范[M]. 成都：四川科學技術(shù)出版社， 2008. 1-37.

Zheng J G, Zhang H S, Xiong H. Production technology standard of target yield for hybrid rice in south-west district of China[M]. Chengdu：Sichuan Agricultural Science and Technology Publishers, 2008.1-37.

[13] 徐富賢, 熊洪， 朱永川, 等. 川東南高溫伏旱區(qū)雜交中稻超稀栽培對稻米整精米率的影響與組合間庫源結(jié)構(gòu)的關系[J]. 植物生態(tài)學報, 2005, 29(5)：829-835.

Xu F X，Xiong H， Zhu Y Cetal. The effects of cultivation density on the percent of head milled rice and source to sink ratios of mid-season hybrid rice in eastern and southern Sichuan Province[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2005, 29(5)：829-835.

[14] 徐富賢， 熊洪， 朱永川， 等. 冬水田雜交中稻組合類型對強化栽培的適應性[J]. 作物學報, 2005, 31(4)：493-497.

Xu F X, Xiong H, Zhu Y Cetal. Adaptation of mid-season hybrid rice to the intensive cultivate system in winter water-logged field[J]. Acta Agronomica Sinica, 2005, 31(4)：493-497.

[15] 徐富賢, 熊洪, 朱永川, 等. 雜交中稻成穗率的限制因素及其高產(chǎn)栽培技術(shù)研究[J]. 種子, 2009, 28(6)：43-47.

Xu F X, Xiong H, Zhu Y Cetal. Study on limiting factors of influencing hybrid rice ear and high yield cultural ways[J]. Seed, 2009, 28(6)：43-47.

[16] 凌啟鴻, 張洪程, 蘇祖芳, 等. 水稻不同葉齡期施用穗肥的研究[J]. 江蘇農(nóng)學院學報, 1985, 6(3)：11-19.

Ling Q H, Zhang H C, Shu Z Fetal. Study on using ear-fertilizer at different leaf-age-period in rice[J]. Jiangsu Agricultural Research, 1985, 6(3)：11-19.

[17] 李武, 唐湘如. 穗肥增氮對超級稻產(chǎn)量、 品質(zhì)及源庫特性的影響[J]. 中國稻米, 2010, 16(3)：9-11.

Li W, Tang X R. Effect of increasing panicle-nitrogen on yield, quality and sink-source characteristics in super rice[J].China Rice, 2010, 16(3)：9-11.