黎瑞君， 岳延濱， 孫長(zhǎng)青， 聶克艷， 李莉婕， 趙澤英， 彭志良

(貴州省農(nóng)業(yè)科技信息研究所， 貴州 貴陽(yáng)550006)

不同氮肥水平下水稻的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)

黎瑞君， 岳延濱， 孫長(zhǎng)青， 聶克艷*， 李莉婕， 趙澤英， 彭志良

(貴州省農(nóng)業(yè)科技信息研究所， 貴州 貴陽(yáng)550006)

為分析水稻地上部形態(tài)結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)對(duì)氮素的響應(yīng)，以不同株型水稻品種為材料，研究不同氮素水平〔N0(0 kg/hm2)，N1(168.5 kg/hm2)，N2(337 kg/hm2)〕下各生育時(shí)期水稻葉片形態(tài)、節(jié)間長(zhǎng)、葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD)、葉面積指數(shù)(LAI)、株高、分蘗數(shù)及主莖葉片、葉鞘干重的變化規(guī)律。結(jié)果表明：葉片大小分蘗期同一葉位差異不大，成熟期較分蘗期和抽穗期差異明顯；葉鞘長(zhǎng)分蘗期倒1葉的差異明顯，抽穗期和成熟期差異不大，但節(jié)間長(zhǎng)差異較明顯；葉綠素含量從倒1葉至倒6葉呈增加趨勢(shì)；葉面積指數(shù)分蘗期和抽穗期以N1水平較大，成熟期以N2水平較大，不同品種間略有差異；隨著施氮量的增加，分蘗期分蘗數(shù)呈減少趨勢(shì)，抽穗期和成熟期呈增加趨勢(shì)。

水稻；氮肥水平；生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)

水稻(OryzasativaL.)是我國(guó)重要的糧食作物，其產(chǎn)量約占我國(guó)谷物產(chǎn)量的50%。氮素是水稻生產(chǎn)中最重要的營(yíng)養(yǎng)元素[1-2]，氮肥的合理施用是水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵[3-4]。合理的氮肥施用不僅可提高糧食產(chǎn)量、改善品質(zhì)，而且減少氮肥的浪費(fèi)及有效防止倒伏[5-9]。明確氮肥施用對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，可為水稻的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)，對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要意義。目前，氮肥在水稻上的施用研究多集中在施用技術(shù)、施用量、氮肥利用率及其對(duì)水稻產(chǎn)量和質(zhì)量方面的影響，而有關(guān)精準(zhǔn)施肥的研究報(bào)道較少。因此，筆者等以不同株型的水稻品種為研究對(duì)象，進(jìn)行了田間氮肥精準(zhǔn)施肥處理，研究植株葉片大小、葉片葉綠素含量(SPAD)、葉面積指數(shù)(leaf area index，LAI)、節(jié)間、株高、分蘗數(shù)及生物量的變化，以期為虛擬水稻生長(zhǎng)系統(tǒng)的建立提供理論基礎(chǔ)[10-11]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2013年在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)進(jìn)行，海拔1 140.6 m，北緯26°04′，東經(jīng)106°07′。試驗(yàn)地為冬閑田，黃壤，土壤肥力中等、一致，0～30 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量17.30 g/kg，堿解氮84.80 mg/kg，速效磷63.40 mg/kg，速效鉀126.30 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試水稻品種為中優(yōu)808(P1，松散型)、T優(yōu)6135(P2，緊湊型)和中優(yōu)5617(P3，中間型)。設(shè)3個(gè)氮素處理水平，分別施氮肥0 kg/hm2(N0)、168.5 kg/hm2(N1)和337 kg/hm2(N2)。施肥比例為基肥∶蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?5∶1∶2∶2，株行距16 cm×20 cm。為便于測(cè)試與觀察，單苗移栽，小區(qū)面積2 m×4 m，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，共27個(gè)小區(qū)。各小區(qū)用隔板分隔，獨(dú)立排灌，栽培措施同高產(chǎn)栽培。各小區(qū)均施用112.5 kg/hm2磷肥(P2O5)和225 kg/hm2鉀肥(K2O)作基肥，一次全部施用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分別在水稻生長(zhǎng)的分蘗期、抽穗期和成熟期，每小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)相近的水稻植株3株，詳細(xì)記載其分蘗數(shù)，并分別測(cè)量葉長(zhǎng)、葉寬、葉鞘長(zhǎng)度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉片葉綠素含量(SPAD)、葉面積指數(shù)(leaf area index，LAI)、株高和分蘗數(shù)，并分葉位測(cè)量主莖上葉片、葉鞘的干重。其中LAI測(cè)量工作在田間完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片大小的變化

分蘗始期不同處理間同一葉位的葉片大小差異不大(表1)，以倒1葉和倒4葉的差異稍明顯，倒2葉最大。抽穗期倒1葉與倒2葉最大，且不同葉位之間以中優(yōu)5617各處理之間的差異較明顯。成熟期倒2葉與倒3葉最大，且不同處理間同一葉位的葉片大小較分蘗期和抽穗期的差異明顯。抽穗期和成熟期的倒1葉至倒6葉，葉寬值呈降低的趨勢(shì)。

2.2 葉鞘長(zhǎng)及節(jié)間長(zhǎng)的變化

分蘗始期不同處理間倒1葉的葉鞘長(zhǎng)差異明顯，其次是倒4葉，倒2葉和倒3葉的差異不大(表2)。抽穗期和成熟期，不同處理間同一葉位的葉鞘長(zhǎng)差異不大，以倒1葉的差異稍明顯。抽穗期和成熟期，不同處理間同一葉位的節(jié)間長(zhǎng)差異較明顯，尤其是成熟期的倒1葉。

2.3 SPAD的變化

葉綠素含量的高低直接影響植物的光合速率，從而影響水稻最終產(chǎn)量[12]。因此，水稻功能葉葉綠素含量水平可作為衡量水稻葉片功能強(qiáng)弱的可靠指標(biāo)[13-14]。由表3可知，不同品種、不同葉位間SPAD值含量不同，此點(diǎn)與前人研究結(jié)果一致[13,15]。除了倒1葉隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而呈現(xiàn)增加趨勢(shì)之外，其余葉片基本以抽穗期的SPAD值最大。由于下位葉是上位葉的氮源，新生葉片當(dāng)中的N源大多數(shù)來(lái)自原有葉片[16]，因此不同生育期、不同處理從倒1葉至倒6葉，SPAD值基本呈增加趨勢(shì)。

2.4 葉面積指數(shù)(LAI)、株高和分蘗數(shù)的變化

葉面積是影響植物進(jìn)行光合作用的重要因素，光合速率高則能夠增加光合產(chǎn)物的積累，從而提高水稻的產(chǎn)量[17-18]。由表4可知，中優(yōu)808在分蘗始期和抽穗期以N1水平的LAI最大，成熟期卻以N2水平的最大。而T優(yōu)6135不同生育期的LAI均以N1水平最大。中優(yōu)5617的LAI表現(xiàn)為在分蘗始期隨著施氮量的增加而增加，在抽穗期和成熟期隨著施氮量的增加而降低。中優(yōu)808不同生育期的株高，隨著施氮量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)。T優(yōu)6135在分蘗始期和抽穗期隨著施氮量的增加呈先降低后增加趨勢(shì)，成熟期卻呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。施氮量對(duì)水稻的分蘗生長(zhǎng)具有顯著影響。

表2 不同氮素水平水稻的葉鞘長(zhǎng)及節(jié)間長(zhǎng)

表3 不同氮素水平水稻葉片的葉綠素含量

表4 不同氮素水平水稻的葉面積指數(shù)、株高和分蘗數(shù)

表5 不同氮素水平下的水稻葉片及葉鞘干重

2.5 干重的變化

由表5可知，不同施氮量對(duì)水稻葉片及葉鞘干重的影響不顯著，但是不同處理間同一葉位的葉片及葉鞘干重差異較明顯。綜合來(lái)看，不同生育期，葉片的干重以倒2葉最大，葉鞘的干重則以倒3葉最大，且成熟期倒2葉的葉鞘干重也較大。

3 結(jié)論與討論

水稻是我國(guó)重要的糧食作物，氮素對(duì)水稻生產(chǎn)的影響僅次于水，氮肥投入對(duì)提高水稻產(chǎn)量和穩(wěn)定糧食生產(chǎn)起重要作用，是構(gòu)成水稻生產(chǎn)成本投入的主要部分。雖然在水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，通過(guò)施用適量氮肥可以促進(jìn)生長(zhǎng)和分蘗。適量氮素也會(huì)在抽穗前增加葉片和葉鞘中干物質(zhì)的積累[19]。但是，對(duì)于不同類型的水稻品種，不同的施氮水平對(duì)其影響各不相同，任何品種都存在一個(gè)各自的最適施氮量[20]。試驗(yàn)結(jié)果表明，松散型的中優(yōu)808其適宜施氮量為168.5 kg/hm2，緊湊型的T優(yōu)6135以及中間型的中優(yōu)5617其適宜施氮量為337 kg/hm2。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合科學(xué)合理的密度栽植，即可形成群體數(shù)量合理、植株素質(zhì)較高、產(chǎn)量構(gòu)成因子綜合性狀最佳的優(yōu)質(zhì)、高效、高產(chǎn)態(tài)勢(shì)，為基于模型的數(shù)字化水稻生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

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(責(zé)任編輯： 聶克艷)

Growth Situation of Rice under Different Nitrogen Level

LI Ruijun, YUE Yanbin, SUN Changqing, NIE Keyan*, LI Lijie, ZHAO Zeying, PENG Zhiliang

(GuizhouInstituteofAgriculturalScienceandTechnologyInformation,Guizhou，Guiyang550006,China)

The leaf morphology, internode length, SPAD and LAI, height, tiller number, leaves on main stem and dry sheath weight of different rice varieties with different plant types were analyzed under three nitrogen levels of N0(0 kg/hm2)，N1(168.5 kg/hm2) and N2(337 kg/hm2)to verify the response of over-ground parts’ morphological structure and growing development indexes to nitrogen in rice. Results: There is no obvious difference in leaf size on the same leaf position at tillering stage among different nitrogen treatments but an obvious difference at maturity stage among different nitrogen treatments. There is an obvious difference in sheath length of the first leaf from the bottom at tillering stage, no obvious difference at heading and maturity stage but an obvious difference in internode length of the first leaf from the bottom at heading and maturity stage. SPAD presents a rising trend from the first leaf from the bottom to the sixth leaf from the bottom. LAI of N1treatment is higher at tillering and heading stage but LAI of N2treatment is higher at maturity stage and there is a slight difference between two varieties. The tiller number at tillering stage shows a declining trend with increase of nitrogen level but the tiller number at heading and maturity stage presents a rising trend with increase of nitrogen level.

rice; nitrogen level; growth situation

2016-01-13； 2016-04-23修回

貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基金項(xiàng)目“基于器官生物量分配的水稻地上部植株形態(tài)結(jié)構(gòu)模擬”[黔農(nóng)科合(基金)2011004]；貴州省創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目“貴州數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)研究創(chuàng)新能力建設(shè)”[黔科合院所創(chuàng)能(2011)4001]；貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目“水稻適宜性精準(zhǔn)評(píng)價(jià)研究”[黔農(nóng)科合(創(chuàng)新基金)2011013]

黎瑞君(1985-)，女，研究實(shí)習(xí)員,碩士,從事農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究。E-mail：635905436@qq.com

*通訊作者：聶克艷(1973-)，女，副研究員，從事農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究及期刊編輯工作。E-mail：zeyingzhao@126.com

1001-3601(2016)05-0203-0063-05

S511.4

A