劉科等

摘要：為了探明氮肥不同施用時期和施用比例對兩系超級雜交稻產量和氮肥利用率的影響，以兩系超級雜交稻Y兩優(yōu)1號和C兩優(yōu)343為供試材料，設總氮肥施肥量為180 kg/hm2，分別設置基蘗肥（基肥+蘗肥）占總施肥量的比為0、40%、50%、60%、70%、100%。結果表明：氮肥運籌模式N3能顯著提高產量和氮肥農學利用率，大量的氮肥后移（N1）由于基蘗肥供應不足造成分蘗減少，導致雜交稻有效穗數(shù)的下降，同時后期氮肥的大量施入，造成雜交稻貪青晚熟，結實率大幅度下降；而一次性基肥施肥模式（N5）由于前期基蘗肥過多，造成大量的無效分蘗，使得灌漿期氮素供應不足，導致葉片早衰，造成結實率和每穗粒數(shù)的下降；N3模式的干物質生產具有前促、中控、后穩(wěn)的特點，有利于物質的積累和轉移，從而提高了產量和氮肥利用率。

關鍵詞：兩系超級雜交稻；氮肥運籌；產量；氮肥利用率

中圖分類號： S365；S511.06文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）02-0070-04

收稿日期：2014-06-27

項目基金：國家科技支撐計劃（編號：2012BAD07B02）；國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃（編號：104892013032）；高等學校博士學科點專項科研基金（編號：20124220120002）。

作者簡介：劉科（1993—），男，湖北孝感人，碩士研究生，主要從事水稻高產生理生態(tài)研究。E-mail：469652775@qq.com。

通信作者：張運波，博士，講師，主要從事水稻高產栽培與生理研究。E-mail：yunbo1022@126.com。目前我國水稻種植面積已占世界的20%，而氮肥用量卻占世界水稻氮肥用量的37%[1-2]，同時我國稻田單季氮肥平均用量為180 kg/hm2，比世界單位面積用量高出75%[3]。我國水稻氮肥農學利用率平均只有9.1 kg/kg[4]，遠遠低于世界水平。不合理施用氮肥，不僅造成資源浪費和生產成本增加，還因氨揮發(fā)、反硝化、地表徑流等導致大氣污染和水體污染等一系列環(huán)境效應[5-8]。

氮素是限制水稻生長發(fā)育及產量形成的重要養(yǎng)分因子之一，在水稻生長過程中氮素的動態(tài)管理一直是水稻生產中的重要措施[9-10]。研究結果表明，在水稻產量不降低甚至有所增加的前提下，實時、實地氮肥管理可以減少氮肥施用量，較大幅度地提高水稻氮肥利用率[11]。氮肥后移有利于成穗率的提高，延長生育期，側重后期施氮的處理較生育后期不施氮的處理產量明顯提高[12]。在我國農村地區(qū)，由于勞動力的大量轉移，用工緊缺和勞動力價格的上漲，導致氮肥大量作為基肥一次性施入[13]。

我國土壤背景的氮含量遠遠高于世界水平，氮肥的使用量卻在逐年快速增長，特別是在耐肥品種的大面積推廣以及不合理的施肥方法的影響下，水稻產量和氮肥利用率得不到提升[14-16]，同時兩系超級雜交稻在生產上有加快推廣的趨勢[17]。因此，探討兩系超級雜交稻品種合理的氮肥施用模式，對雜交水稻高產高效生產具有重要的意義。

1材料與方法

1.1試驗設計

試驗于2013年在長江大學校外試驗基地進行。以兩系超級雜交稻組合（Y兩優(yōu)1號和C兩優(yōu)343）為供試材料，總氮肥（基蘗肥+穗粒肥）施肥量設為180 kg/hm2，分別設置基蘗肥（基肥+蘗肥）占總施肥量的百分比為0、40%、50%、60%、70%、100% 6個處理，其中基肥和蘗肥的比例為6 ∶4，穗肥和粒肥的比例為6 ∶4，以尿素為肥源，具體施肥情況見表1；于2013年5月5日播種，采用濕潤育秧，6月4日移栽。插秧密度為23.3×23.3 cm。磷肥、鉀肥、鋅肥均作基肥一次性施入，磷肥的施用量為30 kg/hm2，鉀肥為 40 kg/hm2，鋅肥為5 kg/hm2，分別采用過磷酸鈣、氯化鉀、硫酸鋅作為肥源。試驗設置4次重復，隨機排列，每小區(qū)面積為30 m2。小區(qū)間起20 cm高、30 cm寬的埂隔離，埂上覆膜，實行單獨排灌。田間按高產栽培精細管理，及時控制和防治病蟲害。

1.2調查內容和方法

植株生長分析：分別在分蘗中期（MT）、孕穗期（BT）、齊穗期（FL）、成熟期（MA）取樣，每小區(qū)取9兜，洗凈泥沙，測定葉面積、株高、莖蘗數(shù)，然后剪去根，按葉、莖+鞘、穗分開，于105 ℃殺青20 min，然后在80 ℃下烘48 h以上，冷卻至恒溫稱干物質量。

葉綠素含量（SPAD值）的測定：分別在分蘗中期、孕穗期、齊穗期、齊穗后15 d（FL15），用葉綠素含量測定儀SPAD-502測定心葉下的全展葉或者劍葉的SPAD值。

頂3葉葉型的測定：于齊穗期分別測定劍葉、倒2葉、倒3葉的葉長、葉，葉面積（cm2）=葉長（cm）×葉寬（cm）×0.75。

產量與產量構成因素：在成熟期，各小區(qū)分別從中心區(qū)取5 m2作為測產小區(qū)，人工脫粒，曬干風選后稱取風干質量，同時測定樣品的水分含量，根據(jù)水分含量計算稻谷的干質量，然后返回14%的吸濕水來計算稻谷產量。在測產取樣的同時，取正方形測產區(qū)的對角線10穴作為考種樣，考察水稻產量構成性狀（有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結實率、千粒質量等）。

2結果與分析

2.1不同氮肥運籌模式對兩系超級雜交稻SPAD值變化的影響

從圖1中可以看出，不同氮肥運籌模式對2個超級雜交稻組合的SPAD值影響顯著，N1和N2處理由于前期基蘗肥施用過少，穗粒肥使用過多，造成后期的葉片貪青，特別是N1處理模式下，在齊穗后15 d，2個超級雜交稻組合的SPAD值仍保持在41.5、41.2。N4、N5處理的氮肥運籌模式下，前期施肥過量，后期氮肥營養(yǎng)供應不足，造成葉片的早衰，特別是N5一次性作基肥施入模式下，齊穗后15 d劍葉的SPAD值下降迅速。N3氮肥運籌模式下，SPAD值在全生育期保持在平穩(wěn)的升降狀態(tài)，尤其是在灌漿期水稻能保持較好的葉色，從而有利于后期光合產物的形成和累積，促進大穗結實和提高產量。

2.2不同氮肥運籌模式對干物質積累動態(tài)的影響

從圖2可以看出，不同施肥模式對干物質積累量影響顯著，在N1、N2施肥模式下，由于前期施肥量過少，生長較為緩慢。而N5模式下前期施肥量過多，使2個超級雜交稻組合早生快發(fā)，前期干物質積累量迅速，后期由于氮肥供應不足，干物質積累量下降幅度較大。N3處理的干物質積累量一直處于比較穩(wěn)定的增長狀態(tài)，Y兩優(yōu)1號、C兩優(yōu)343的干物質積累量在成熟期達到最高，分別為1 771.2、1 734.6 g/m2，分別比對照高出46%、53%，干物質總積累量得到了明顯的提高。

2.3不同氮肥運籌模式對兩系超級雜交稻頂3葉的影響

從表2可以看出，不同施肥模式對超級雜交稻頂3葉的葉型有較大的影響。N0處理的Y兩優(yōu)1號倒1葉葉面積為

28.9 cm2，N5處理為52.4 cm2，差異顯著。2個品種同一處理之間也表現(xiàn)出明顯的差異，N5處理的Y兩優(yōu)1號倒3葉葉面積82.9 cm2，而C兩優(yōu)343的倒3葉葉面積在N5處理條件下僅為59.9 cm2，兩者相差23.0 cm2。在N4、N5模式下，由于前期施肥比例較高，有利于增加葉長、葉寬、葉面積，在齊穗期前具有較大的光合面積，但在灌漿期葉片衰老迅速，影響光合作用。N1、N2施肥模式下，由于前期氮素供應不足，限制了葉片的生長，使光合葉面積較小，而N3處理下頂3葉的葉型相對較為理想。

2.4不同氮肥運籌模式對水稻產量和產量構成因子的影響

從表3中產量上來看，N3處理氮肥運籌模式的施肥方式能顯著提產量，Y兩優(yōu)1號、C兩優(yōu)343的產量在N3處理下分別達到9.21、9.02 t/hm2，較N0處理模式分別增長43.2%、46.9%。而N1、N5處理均相對造成產量的降低，Y兩優(yōu)1號在N1、N5模式下的產量分別為8.12、8.17 t/hm2，C兩優(yōu)343在N1、N5模式下的產量分別為8.10、8.22 t/hm2，2個雜交稻組合表現(xiàn)出相同的趨勢。由表3還可見，在N1模式下，由于基蘗肥供應不足造成分蘗減少，導致有效穗數(shù)的下降，N5模式由于前期基蘗肥過多，造成大量的無效分蘗，最終導致有效穗數(shù)降低。在N2模式下，由于生育后期大量的氮肥施入， 造表2不同氮肥運籌模式對兩系超級雜交稻上3葉的影響成貪青晚熟，結實率大幅度下降。N5模式由于氮肥的一次性施入，導致灌漿期葉片早衰，造成結實率和每穗粒數(shù)的下降。而N3模式對干物質的生產具有前促、中控、后穩(wěn)的特點，有利于物質的積累和轉移。從產量構成因子來看，N3處理能提高產量的關鍵在于有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒質量的提高。

2.5不同氮肥運籌模式對農學利用率的影響

從表4可以看出，N3處理的氮肥農學利用率最高，Y兩優(yōu)1號、C兩優(yōu)343的氮肥農學利用率分別為 15.4、16.0 kg/kg，Y兩優(yōu)1號在N3處理下的農學利用率比重施基肥（N1）高出63.8%，比重施穗肥（N5）的施肥方式高出58.8%；N3處理的C兩優(yōu)343 農學利用率比重施基肥（N1）高出46.8%，比重施穗肥（N5）的施肥方式高出37.9%。從氮素的偏生產力（結果未列出，指谷物產量與施肥量的比值）上看，Y兩優(yōu)1號和C兩優(yōu)343在N3氮肥運籌模式下均獲得了最高偏生產力，分別為51.1、50.1 kg/kg，充分反映了合理的氮肥運籌能夠取得最大的氮肥農學利用率，即N3（基蘗肥 ∶穗粒肥=6 ∶4）的施肥方式能顯著提高Y兩優(yōu)1號、C兩優(yōu)343的產量，為農民施肥提出了科學的施肥方式。

3結論

本試驗證實了不同氮肥運籌對兩系超級雜交稻的產量、產量構成、農學利用率有著顯著的影響。結果表明：N3氮肥運籌模式能較好地協(xié)調各因子之間的關系，在高產的同時兼顧高效。從產量和產量構成因子上看，N3氮肥運籌模式的施肥方式能顯著提高水稻產量和氮肥利用率，而N1、N5處理均造成產量的降低。在N1模式下，由于基蘗肥供應不足造成分蘗減少，導致有效穗數(shù)的下降，且生育后期大量的氮肥施入，造成貪青晚熟，結實率大幅度下降；N5模式由于前期基蘗肥過多，造成大量的無效分蘗，導致最終有效穗數(shù)降低，且由于氮肥的一次性施入，導致灌漿期葉片早衰，造成結實率和每穗粒數(shù)的下降。而N3模式具有前促、中控、后穩(wěn)的特點，有利于物質的積累和轉移。從產量構成因子來看，N3模式能提高產量的關鍵在于有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒質量的提高。N3模式下的葉面積指數(shù)也較高，收獲指數(shù)比重施基肥和重施穗肥的施肥方式要高，同時N3處理能顯著提高氮素的農學利用率。

參考文獻：

[1]武志杰. 我國化肥生產應用中的問題及對策[J].科技導報，1997（9）：37-39.

[2]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]. 中國農業(yè)科學，2002，35（9）：1095-1103.

[3]張文香，王成璦，王伯倫，等. 水稻氮肥用量及增產效益研究[J]. 耕作與栽培，2005（5）：23-24.

[4]林葆. 提高作物產量，增加施肥效應[M]. 南京：江蘇科學技術出版社，1991：29-36.

[5]茆智. 水稻節(jié)水灌溉及其對環(huán)境的影響[J]. 中國工程科學，2002，4（7）：8-16.

[6]程旺大，趙國平，張國平，等. 水稻節(jié)水栽培的生態(tài)和環(huán)境效應[J]. 農業(yè)工程學報，2002，18（1）：191-194.

[7]Borrell A，Garside A，Shu F K. Improving efficiency of water use for irrigated rice in a semi-arid tropical environment[J]. Field Crop Research，1997，52（3）：231-248.

[8]程建平，曹湊貴，蔡明歷，等. 不同灌溉方式對水稻生物學特性與水分利用效率的影響[J]. 應用生態(tài)學報，2006，17（10）：1859-1865.

[9]楊京平，姜寧，陳杰. 水稻吸氮量和干物質積累的模擬試驗研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2002，8（3）：318-324.

[10]施伏芝，羅志祥，阮新明. 高產雜交中秈稻新組合K優(yōu)52[J]. 雜交水稻，2008，23（2）：91-92.

[11]劉立軍，桑大志，劉翠蓮，等. 實時實地氮肥管理對水稻產量和氮素利用率的影響[J]. 中國農業(yè)科學2003，36（12）：1456-1461.

[12]張祥明，胡潤，程生龍，等. 氮肥運籌方式對早稻生長和產量的影響[J]. 安徽農業(yè)科學，2005，33（11）：2021-2022，2025.

[13]汪強，李雙凌，韓燕來，等. 緩/控釋肥對小麥增產與提高氮肥利用率的效果研究[J]. 土壤通報，2007，38（4）：693-696.

[14]江立庚，曹衛(wèi)星，甘秀芹，等. 不同施氮水平對南方早稻氮素吸收利用及產量和品質的影響[J]. 中國農業(yè)科學，2004，37（4）：490-496.

[15]李勇，曹紅娣，儲亞云，等. 麥稈還田氮肥運籌對水稻產量及土壤氮素供應的影響[J]. 土壤，2010，42（4）：569-573.

[16]晏娟，沈其榮，尹斌，等. 太湖地區(qū)稻麥輪作系統(tǒng)下施氮量對作物產量及氮肥利用率影響的研究[J]. 土壤，2009，41（3）：372-376.

[17]斯華敏，劉文真，付亞萍，等. 我國兩系雜交水稻發(fā)展的現(xiàn)狀和建議[J]. 中國水稻科學，2011，25（5）：544-552.

雷恩，劉艷紅，田學軍，等. 氮素對云南哈尼梯田粳型紅米稻產量及物質生產的影響[J]. 江蘇農業(yè)科學，2015，43（2）：74-77.