崔月峰+孫國才+盧鐵鋼

摘要：以超級粳稻沈農(nóng)265為試材，設(shè)置不同施氮量和基蘗肥與穗粒肥比例以研究該品種的產(chǎn)量及氮肥利用特性變化。結(jié)果表明：基蘗肥（BTF）與穗粒肥（EGF）比為8 ∶2或7 ∶3時，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加；基蘗肥與穗粒肥比為6 ∶4時，中氮水平更有利于產(chǎn)量提高；同一基蘗肥與穗粒肥比例下，隨施氮量的增加，總吸氮量增加，氮素生理利用率和收獲指數(shù)降低。在中低氮處理下，穗粒肥比例越高越有利于產(chǎn)量、總吸氮量和氮素回收率增加，而高氮處理下基蘗肥 ∶穗粒肥為7 ∶3時更為有利；同一施氮量下，穗粒肥比例越高氮素生理利用率和收獲指數(shù)越低。高施氮量（255 kg/hm2）、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理增加了生育后期葉、莖、穗干物質(zhì)積累量，由于較高的有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)，使產(chǎn)量達最高，為9 581.5 kg/hm2，較其他處理增加2.4%～20.1%，并提高氮素利用率，高產(chǎn)高效。

關(guān)鍵詞：施氮；水稻；產(chǎn)量；氮肥利用

中圖分類號：S511.01

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0125-04

水稻是我國第一大糧食作物[1]。施氮是水稻生長和產(chǎn)量形成的最重要調(diào)控手段之一，前人研究表明，施氮量和施氮方法對水稻的群體構(gòu)建、物質(zhì)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運、產(chǎn)量形成以及氮肥利用率均有重要影響[2-6]。而近年來，隨著高產(chǎn)耐肥水稻品種的培育和推廣，氮肥施用量逐年增加，在促進水稻單產(chǎn)大幅度上升的同時，盲目施用氮肥造成氮肥利用率降低、水稻生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染加重等問題[7-8]。因此，確定水稻合理的氮肥運籌模式，增加產(chǎn)量和經(jīng)濟效益、提高氮肥利用率、控制農(nóng)業(yè)面源污染是一個值得深入研究的課題。沈農(nóng)265是“中國超級稻育種”項目實施以來育成的第一個粳型超級稻品種，株型理想，穗型直立，生理優(yōu)勢強，具有較強的抗病、抗逆和廣適性，產(chǎn)量潛力巨大。為充分發(fā)揮該品種的優(yōu)良特性，研究了其高產(chǎn)高效的施氮量及基蘗肥、穗粒肥比例，形成可量化的氮肥高效運籌技術(shù)，以期為生產(chǎn)上提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013年在遼寧省鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)水稻試驗田進行。供試土壤為棕壤土，耕層0～20 cm土層營養(yǎng)指標含量見表1。供試品種為沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的超級粳稻沈農(nóng)265，主莖15片葉，生育期約155 d。

1.2 試驗設(shè)計

采用隨機區(qū)組設(shè)計，4個氮素（純氮）水平處理，即對照：0 kg/hm2；低氮：165 kg/hm2；中氮：210 kg/hm2；高氮：255 kg/hm2；3個基蘗肥（BTF）與穗粒肥（EGF）不同比例處理，即8 ∶2、7 ∶3、6 ∶4。所有處理均施用12%過磷酸鈣 875 kg/hm2 和52%硫酸鉀202 kg/hm2，全部過磷酸鈣做基肥一次施用，硫酸鉀做基肥和穗肥（倒4葉）各施50%；氮肥統(tǒng)一用46%的尿素，分基肥、蘗肥（移栽后10 d）、穗肥（倒4葉）、粒肥（倒2葉）4次施用，基蘗肥中60%作基肥、40%作蘗肥，穗粒肥中60%作穗肥、40%作粒肥。插秧規(guī)格30 cm×13.3 cm，每穴3苗，重復(fù)3次，共計30個小區(qū)，每小區(qū)長 4.2 m，寬3 m，小區(qū)面積12.6 m2。4月18日播種，5月28日移栽。各小區(qū)單獨打埂，單灌單排，除草、病蟲害防治等栽培措施同一般生產(chǎn)田。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 莖蘗動態(tài) 定點定時調(diào)查記載莖蘗消長動態(tài)。從分蘗期至孕穗期每7 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)，調(diào)查樣點10叢定位。

1.3.2 干物質(zhì)積累 在齊穗期和成熟期取代表性植株每小區(qū)6叢，植株連根拔出、清洗、去根。把葉片、莖鞘、穗分開，烘干（方法：在鼓風(fēng)烘箱中，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干，烘干時間48～72 h），稱干質(zhì)量。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期在調(diào)查莖蘗數(shù)的定點處調(diào)查有效穗，選6 m2實割，晾干，人工脫粒后計算產(chǎn)量，另外每小區(qū)取有代表性的叢4叢，風(fēng)干后進行室內(nèi)烤種，測定其穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量等。

1.3.4 氮素含量 將成熟期烘干的葉、莖、穗分別粉碎過篩后采用凱氏定氮法測定氮素含量。

1.4 有關(guān)參數(shù)計算方法

植株總吸氮量=成熟期植株總干物質(zhì)質(zhì)量×植株總含氮量；氮素回收率（NRE）=（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）/施氮量×100%；氮素生理利用率（NPE）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）；氮素收獲指數(shù)（NHI）=籽粒吸氮量/植株總吸氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel、DPS軟件進行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 沈農(nóng)265莖蘗動態(tài)特性變化

從表2可以看出，在BTF ∶EGF為8 ∶2和7 ∶3時，移栽后莖蘗數(shù)隨施氮量的增加而增加；在BTF ∶EGF為6 ∶4時，莖蘗數(shù)隨施氮量的增加呈先增后減趨勢，但成穗率仍呈降低趨勢。在低氮處理下，增加穗粒肥比例使莖蘗數(shù)呈先降后升趨勢，對最高分蘗臨界期沒有影響；在中氮和高氮處理下，增加穗粒肥比例使莖蘗數(shù)呈先升后降趨勢，且使最高莖蘗臨界期有提前的跡象。同一基蘗肥與穗粒肥比例下，隨施氮量增加成穗率呈降低趨勢，而同一施氮量下，基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3時獲得較高成穗率。

2.2 沈農(nóng)265干物質(zhì)積累變化

由表3可見，齊穗期時，在BTF ∶EGF為8 ∶2處理下，隨施氮量的增加，葉干質(zhì)量呈增加趨勢，莖和穗以及總干質(zhì)量呈先增后減趨勢；在BTF ∶EGF為7 ∶3處理下，植株各器官干質(zhì)量都隨施氮量的增加而增加；在BTF ∶EGF為6 ∶4處理下，隨施氮量的增加，葉干質(zhì)量先降后增，莖干質(zhì)量先增后減，穗干質(zhì)量降低，但總干質(zhì)量呈增加趨勢；增加穗粒肥比例有利于促進低氮水平下干物質(zhì)積累，對中氮水平影響不大，而高氮水平下則以基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3時更為突出。成熟期時，在BTF ∶EGF為8 ∶2和7 ∶3處理下，隨施氮量的增加，植株各器官及總干質(zhì)量都呈增加趨勢；在BTF ∶EGF為 6 ∶4 處理下，隨施氮量增加，葉、莖干質(zhì)量增加，而穗和總干質(zhì)量呈先增后減趨勢；在中低氮處理下，增加穗粒肥比例有利于促進植株各器官以及總干質(zhì)量的增加；在高氮處理下，植株各器官以及總干質(zhì)量均以BTF ∶EGF為7 ∶3處理占有優(yōu)勢。

2.3 沈農(nóng)265產(chǎn)量及構(gòu)成因素變化

從表4可以看出，在BTF ∶EGF為8 ∶2時，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，是由于有效穗數(shù)和結(jié)實率的增加；在 BTF ∶EGF 為7 ∶3時，施氮量增加促進產(chǎn)量增加，是由于有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)的增加；在BTF ∶EGF為6 ∶4時，產(chǎn)量以中氮水平下最高，是由于每穗實粒數(shù)的增加。在低氮處理下，增加穗粒肥比例使有效穗數(shù)和結(jié)實率有增加趨勢，進而提高了產(chǎn)量；在中氮處理下，增加穗粒肥比例使有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)有所提升，從而使產(chǎn)量增加；在高氮處理下，BTF ∶EGF為 7 ∶3 處理下產(chǎn)量更高，是由于其產(chǎn)量構(gòu)成因素更加協(xié)調(diào)造成的。綜合來看，高氮、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理的產(chǎn)量達最高，為9 581.5 kg/hm2，較其他氮肥運籌處理提高24%～20.1%，以較高的有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)來獲得高產(chǎn)，是沈農(nóng)265的最佳氮肥運籌模式。

2.4 沈農(nóng)265氮素利用特性變化

從表5可以看出，在BTF ∶EGF為8 ∶2和7 ∶3時，總吸氮量、氮素回收率隨施氮量的增加而增加，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)隨施氮量的增加而降低；在BTF ∶EGF為6 ∶4時，總吸氮量隨施氮量的增加而增加，氮素回收率呈先增后減趨勢，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)隨施氮量的增加而降低。在低氮和中氮處理下，增加穗粒肥比例有利于總吸氮量和氮素回收率的增加，而使氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)有降低趨勢。在高氮處理下，總吸氮量和氮素回收率以 BTF ∶EGF 為7 ∶3時達最高，而氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)在增加穗粒肥比例的運籌下依然呈現(xiàn)降低趨勢。

3 結(jié)論與討論

在水稻的高產(chǎn)栽培中，要想發(fā)揮氮肥對水稻的增產(chǎn)作用，必須確定適宜的氮肥水平和施氮比例，使氮肥的施用時期與水稻對氮肥的需求相一致[9]。周江明等認為，隨著氮肥增加，水稻產(chǎn)量提高，但當(dāng)?shù)昧砍^一定范圍后，產(chǎn)量和部分產(chǎn)量構(gòu)成因素降低[10]。吳國訓(xùn)等和徐茂等的研究表明，適當(dāng)增加水稻穗肥氮施用比例，是控制無效分蘗發(fā)生、提高成穗率、改善群體質(zhì)量、提高產(chǎn)量的有效途徑[11-12]。陳溫福等認為增加生物產(chǎn)量是超高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，優(yōu)化產(chǎn)量結(jié)構(gòu)是超高產(chǎn)的必要條件[13]，凌啟鴻提出抽穗后干物質(zhì)積累是高產(chǎn)群體的核心指標[14]，楊建昌等認為抽穗前莖鞘中的光合產(chǎn)物對水稻產(chǎn)量的貢獻只有10%，而產(chǎn)量越高，抽穗后光合產(chǎn)物對產(chǎn)量的貢獻越大[15]。本試驗結(jié)果表明，高氮、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理下，水稻生育后期長勢良好，無論是齊穗期還是成熟期植株各器官以及總干物質(zhì)積累均占有優(yōu)勢，為沈農(nóng)265獲得高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。張洪程等認為水稻超高產(chǎn)栽培的根本在于“強支撐、擴庫容、促充實” [16]，程在全等認為超高產(chǎn)水稻在有效穗、粒數(shù)、千粒質(zhì)量和干物質(zhì)積累等各方面均占有優(yōu)勢[17]，宋桂云等研究表明，超級稻沈農(nóng)265只有在高氮肥條件下才能發(fā)揮出高產(chǎn)潛力，由于單個穗的庫容量大、群體生態(tài)環(huán)境好、花后根系吸收養(yǎng)分的能力強導(dǎo)致其產(chǎn)量高[18]。本試驗結(jié)果表明基蘗肥與穗粒肥比為8 ∶2或7 ∶3時，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加；基蘗肥與穗粒肥比為6 ∶4時，中氮水平更有利于產(chǎn)量提高；在中低氮處理下，穗粒肥比例越高越有利于產(chǎn)量增加，而高氮、基蘗肥與穗粒肥比為7 ∶3處理下沈農(nóng)265產(chǎn)量達最高，為9 581.5 kg/hm2，較其他處理提高24%～20.1%，以顯著增加的有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)來獲得高產(chǎn)，這符合楊惠杰等認為“在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，擴大產(chǎn)量庫是實現(xiàn)高產(chǎn)更高產(chǎn)必須尋求的有效途徑”的觀點[19]，因此在水稻高產(chǎn)栽培措施上應(yīng)適當(dāng)減少基蘗肥而增加穗粒肥，確保適宜的有效穗數(shù)，增加生長中后期葉片的葉綠素含量，提高有效葉面積率以及群體光合勢，促進物質(zhì)運轉(zhuǎn)和干物質(zhì)積累，培育大穗，提高穗粒數(shù)和結(jié)實率，從而提高產(chǎn)量 [3，10，20-21]。

協(xié)調(diào)水稻對氮素需求與供應(yīng)有2種途徑，一是選育對氮素供應(yīng)變化“緩沖”能力強的品種；二是根據(jù)水稻對氮素的需求調(diào)節(jié)施肥方式[22]。我國稻田的氮肥利用率一般為30%左右，低于世界平均水平，比美國、日本等發(fā)達國家低10～15百分點[23]，主要還是由于施肥量和施用方法不盡合理造成的。江立庚等研究表明，隨施氮量增加，水稻氮素積累總量增加，而氮素的生產(chǎn)效率和收獲指數(shù)下降[24]，林忠成等和陳露等認為超級稻生長發(fā)育中后期對養(yǎng)分的需求量大，基蘗肥比例適度下調(diào)，適當(dāng)增加穗粒肥比重，能為水稻整個生育期提供比較平衡的氮素供應(yīng)，促進氮素的吸收，提高氮肥當(dāng)季利用效率[21，25]。本試驗結(jié)果表明，在同一基蘗肥與穗粒肥的比例下，隨施氮量的增加，總吸氮量呈增加趨勢，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)則相反，說明通過增加氮肥用量所增加的植株氮素積累量，沒有轉(zhuǎn)化為籽粒產(chǎn)量生產(chǎn)優(yōu)勢，易造成水稻氮素奢侈吸收[2]，而在基蘗肥 ∶穗粒肥為8 ∶2和7 ∶3時，施氮量越高氮素回收率越大，在基蘗肥 ∶穗粒肥為6 ∶4時則表現(xiàn)為中氮水平下達最高，說明施氮量和基蘗肥與穗粒肥比例必須要相互協(xié)調(diào)一致才能提高沈農(nóng)265的氮素回收率，如果在前期就施入大量的氮肥，而此時水稻龐大的根系尚未形成，水稻對氮素需要的絕對量也不是很大，氮在土壤和灌溉水中濃度高，停留時間長將加劇氮素的損失[26]。本試驗結(jié)果還表明，無論施氮量多少，增加穗粒肥比例使氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)有降低趨勢；在中低氮處理下，增加穗粒肥比例有利于總吸氮量和氮素回收率的增加；而高氮條件下基蘗肥 ∶穗粒肥調(diào)整為7 ∶3時更有利于提高總吸氮量和氮素回收率?？梢姼鶕?jù)水稻對氮素的需求進行分次施肥并提高穗粒肥比例有助于植株對氮肥的吸收利用，是提高水稻氮素利用率的有效手段[27]。

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