任海+李旭+呂小紅+隋鑫+王宇+付立東

摘要：以超級稻鹽豐47為材料，采用小區(qū)對比試驗方法，研究氮肥運籌對濱海稻區(qū)水稻生育性狀、產量及氮素利用率的影響。結果表明，不同處理分蘗高峰期隨著基蘗肥所占比例的增大而提早，有效分蘗臨界期、拔節(jié)期莖蘗數(shù)隨著基蘗肥所占比例的增大而增加。有效分蘗臨界期、拔節(jié)期、齊穗期群體葉面積指數(shù)隨著基蘗肥所占比例的增加而增大。在有效分蘗臨界期、拔節(jié)期、齊穗期，A、B、C、D不同處理的干物質積累量與基蘗肥所占比例呈正相關；在成熟期，與穗肥所占比例呈多元相關。有效分蘗臨界期、拔節(jié)期不同處理水稻植株吸氮量與基蘗肥所占的比例呈正相關；在齊穗期、成熟期不同處理階段吸氮量與穗肥所占的比例呈多元相關?；?、蘗肥與穗肥比例2 ∶5 ∶3的B處理的產量為10.40 t/hm2，比A處理（2 ∶4 ∶4）、C處理（2 ∶6 ∶2）、D處理（2 ∶8 ∶0）分別增產3.5%、3.9%、7.7%；其單位面積有效穗數(shù)及穎花數(shù)、生物產量及抽穗至成熟期干物質積累量占產量的比例、氮肥利用率均高于A處理、C處理、D處理。依據(jù)水稻不同生育時期需氮特點，適當降低基蘗肥比例，增加穗肥比例，改變“大頭肥”的施肥方式，在保證獲得適宜莖蘗數(shù)的基礎上，提高成穗率，確保在孕穗期之初封行（葉面積指數(shù)達到最大值），促進大穗的形成和單位面積穎花數(shù)的增加，在提高生物產量的同時注重提高齊穗至成熟期的干物質產量和千粒質量是獲得水稻超高產的有效途徑。

關鍵詞：氮肥運籌；葉面積指數(shù)；干物質積累量；產量；氮素利用率；100 kg籽粒吸氮量

中圖分類號： S511.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）09-0086-03

水稻是中國種植面積最大、產量最高的糧食作物，全國有近2/3的人口以稻米為主食[1]。氮素是限制水稻生長發(fā)育和產量形成的重要因子[2-4]，不僅氮素施入量對水稻產量有直接影響，而且其基蘗穗肥的施入比例對水稻產量也有一定的影響[5-8]。田智慧等研究表明，相同施氮水平（240 kg/hm2）下，產量隨中后期施氮比例的增加而增加[9]。凌啟鴻等通過對水稻精確定量栽培技術研究得出，5個伸長節(jié)間以上的單季稻中苗移栽，基蘗肥與穗肥比例以5.5 ∶4.5 產量最高，并且氮肥利用率可提高到42%以上[10]。近年來，水稻生產上大量施入氮肥造成氮肥利用率的下降[11]，既浪費了農業(yè)資源，增加了生產成本，又污染了水稻和土壤環(huán)境。針對濱海稻區(qū)超級稻示范推廣項目實施過程中所存在的氮肥施入量偏大、基蘗肥所占比例過大、氮素利用率較低等問題[12]，遼寧省鹽堿地利用研究所開展了氮肥運籌對超級稻生育及產量的影響試驗，旨在明確超級稻對氮肥的吸收特點，研究分析超級稻適宜其高產栽培的基蘗穗肥施入比例，形成可量化的氮肥高效運籌技術。

1 材料與方法

1.1 材料

供試土壤為濱海鹽漬型水稻土，耕層土壤（0～15 cm）有機質含量為19.96 mg/kg、全氮含量1.01 mg/kg、堿解氮含量85.32 mg/kg、速效磷含量 25.36 mg/kg、速效鉀含量199.12 mg/kg、全鹽含量1.72 mg/kg，pH值7.52。供試水稻品種鹽豐47，全生育期156～160 d，15.5～16.0張葉片。供試肥料包括尿素（含N 46%），由盤錦中潤化工有限公司生產；磷酸二銨（含N 18%、P2O5 46%），由云南云天化國際化工股份有限公司生產；硫酸鉀（含K2O 50%），由盤錦恒興化工有限責任公司生產。

1.2 方法

試驗于2012—2014年在遼寧省大洼縣的遼寧省鹽堿地利用研究所試驗地進行，數(shù)據(jù)取于3年試驗結果的平均值。試驗共設7個處理，分別為A（氮素基肥、蘗肥、穗肥的比例為2 ∶4 ∶4，下同）、B（2 ∶5 ∶3）、C（2 ∶6 ∶2）、D（2 ∶8 ∶0）、E（2 ∶0 ∶0）、F（2 ∶5 ∶0）、CK（空白對照）。隨機區(qū)組排列，3次重復，小區(qū)面積24.0 m2。A、B、C、D等4個處理的氮素施入量為240 kg/hm2相同，E、F等2個處理氮素的基肥施入量同于B處理。不同處理的磷肥P2O5為105 kg/hm2，鉀肥K2O施入量為90 kg/hm2，不同處理施入量相同。磷肥分為底肥50%、蘗肥50%，鉀肥分為蘗肥67%、穗肥33%。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉齡 B、D等2個處理的每個小區(qū)分別栽插帶標記秧齡的秧苗15株，秧苗返青后5～10 d觀察1次。

1.3.2 莖蘗 每小區(qū)定植10穴，分蘗始期后6～7 d調查1次莖蘗數(shù)。有效分蘗臨界期（N代表主莖總葉片數(shù)、n代表伸長節(jié)間數(shù)，簡稱臨界期）、拔節(jié)期、齊穗期、成熟期進行普查。

1.3.3 葉面積指數(shù) 有效分蘗臨界期、拔節(jié)期、齊穗期，每小區(qū)取3穴有代表性植株，調查葉面積，齊穗期分株測定有效葉面積、無效葉面積、高效葉面積、低效葉面積。葉面積值等于葉片長寬之積乘以系數(shù)0.75。

1.3.4 干物質量 利用調查葉面積的植物樣測定植株干物質量，成熟期測定籽粒和莖葉干物質量。首先將莖葉、穗分開，分別裝入樣品袋，用105 ℃殺青30 min，然后在85 ℃下烘干至恒質量。

1.3.5 收獲指數(shù) 利用調查干物質量的植物樣測定收獲指數(shù)。收獲指數(shù)為成熟期的籽粒干質量除以籽粒與莖桿干質量（包括植株地上的穗軸、莖、葉及葉鞘）之和。

1.3.6 氮含量 采用凱氏半微量定氮法測定氮含量，利用調查干物重的植物樣測定植株、籽粒（成熟期）移栽期、有效分蘗臨界期、拔節(jié)期、齊穗期、成熟期氮含量。

1.3.7 產量構成與實產 成熟期每小區(qū)取具有代表性植株5穴，進行室內考種，調查每穴平均穗數(shù)、株高、穗長，調查每穗粒數(shù)、結實率、千粒質量（飽粒質量）。收獲，脫谷，記實產。

1.4 氮素吸收與利用方法計算

吸氮量=植株干物質積累量×植株含氮量+籽粒（成熟期）干物質產量×籽粒含氮量；100 kg籽粒吸氮量=生產100 kg 水稻的植株、籽粒吸氮量；氮肥利用率=施氮肥區(qū)與不施氮肥區(qū)植株、籽粒氮素積累量之差占施氮量的比例；氮肥生產效率=施氮區(qū)與不施氮區(qū)籽粒產量之差與施氮量之比。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel、DPS軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥運籌對水稻莖蘗的影響

從表1可以看出，不同處理分蘗高峰期隨著基蘗肥所占比例的增大而提前，有效分蘗臨界期、拔節(jié)期莖蘗數(shù)隨著基蘗肥所占比例的增大而增加。成熟期單位面積收獲穗數(shù)以B處理最多，為358.5萬株/hm2，其次是C處理（348.9萬株/hm2）、A處理（346.2萬株/hm2）、D處理（345.2萬株/hm2）；A、B、C、D等4個處理的成穗率以A處理最高，B處理次之，C、D處理位居第3、第4位。

2.2 氮肥運籌對水稻葉面積指數(shù)的影響

從表2可以看出，有效分蘗臨界期、拔節(jié)期、齊穗期群體葉面積指數(shù)隨著基蘗肥所占比例的增加而增大。A處理與B、C、D處理相比，臨界期葉面積指數(shù)降低的幅度較小，拔節(jié)期降幅隨各處理葉面積指數(shù)的增加而增大，齊穗期降幅又有所減小。齊穗期A處理葉面積指數(shù)為5.38，比B、C、D處理分別降低0.31、0.31、0.33；A處理的有效葉面積率和高效葉面積率分別為96.5%、72.5%，均居首位，B、C處理居中，D處理最小。

2.3 氮肥運籌對水稻干物質積累量的影響

從表3可以看出，有效分蘗臨界期、拔節(jié)期、齊穗期A、B、C、D等4個處理的干物質積累量與基蘗肥所占比例呈正相關，成熟期與穗肥所占比例呈多元相關。B處理整個生育期干物質積累量為17.62 t/hm2，比C、D、A處理分別增加2.1%、4.0%、5.1%。A處理的收獲指數(shù)為0.59，B、C、D處理分別為0.58、0.57、0.54。齊穗至成熟期，A處理干物質積累量占其籽粒產量最高，為79.3%，B處理為77.3%、C處理為74.8%、D處理為71.6%。

2.4 氮肥運籌對水稻植株吸氮量和氮素利用率的影響

從表4可以看出，臨界期、拔節(jié)期不同處理水稻植株吸氮量與基蘗肥所占的比例呈正相關；齊穗期、成熟期不同處理階段吸氮量與穗肥所占的比例呈多元相關。成熟期B處理累計吸氮量最高，為174.2 kg/hm2，A處理為170.4 kg/hm2、C處理為169.2 kg/hm2、D處理為162.9 kg/hm2。

B處理氮肥利用率最高，為40.08%，其次是A、C、D處理，分別為38.52%、38.06%、35.41%。A、B、C、D等4個處理100 kg籽粒吸氮量為1.67～1.69 kg，CK為1.27 kg。B處理氮肥生產效率最高，為17.8，A、C、D處理分別為16.4、16.2、14.7。產量較高的B處理從有效分蘗臨界期至拔節(jié)期、拔節(jié)至齊穗期、齊穗至成熟期的吸氮量占其總吸氮量的比例分別為26.7%、40.2%、17.9%。

2.5 氮肥運籌對水稻產量的影響

從表5可以看出，B處理單位面積的穎花量為45 070萬朵/hm2，A處理為44 396萬朵/hm2、C處理為43 421萬朵/hm2，均高于D處理42 102萬朵/hm2。D處理結實率最高，為91.9%，其次是C、B、A處理；A、B、C、D等4個處理間千粒質量無明顯變化規(guī)律。B處理產量10.40 t/hm2，分別比A、C、D處理增產3.5%、3.9%、7.7%。B處理與D處理間產量差異達到顯著水平，但A、B、C處理間，B、C、D處理間差異不顯著。

3 結論與討論

本試驗結果表明，基蘗肥與穗肥比例為2 ∶5 ∶3的B處理產量最高，其產量為10.40 t/hm2，比A、 C、D處理分別增產3.5%、3.9% 、7.7%。B處理在有效分蘗臨界期之初夠苗，高峰苗得到了較好的控制，成穗率較高，其單位面積收獲穗數(shù)及穎花數(shù)、成熟期生物產量及齊穗至成熟期干物質積累量占籽粒產量的比例、氮肥利用率均高于A、C、D處理。

濱海稻區(qū)高產水稻群體在有效分蘗臨界期至拔節(jié)期、拔節(jié)至齊穗期、齊穗至成熟期的階段吸氮量占其總吸氮量的比例分別為26.7%、40.2%、17.9%。依據(jù)水稻不同生育時期需氮特點，適當降低基蘗肥比例，增加穗肥比例，改變“大頭肥”的施肥方式，在保證獲得適宜莖蘗數(shù)的基礎上，提高成穗率，確保在孕穗期之初封行（葉面積指數(shù)達到最大值），促進大穗的形成和單位面積穎花數(shù)的增加，在提高生物產量的同時注重提高齊穗至成熟期的干物質產量和千粒質量是獲得水稻超高產的有效途徑。

水稻分蘗期重施氮肥的傳統(tǒng)施肥方式，使水稻提早封行，雖然增加了齊穗期干物質產量，但未增加籽粒產量，并且降低了群體質量和植株抗性，浪費了有限的農業(yè)資源，降低了肥料利用率，增加了生產成本，污染了水稻和土壤環(huán)境[7，11，13-14]。適當降低基蘗肥施入比例，增加穗肥施入比例，在實施定量施氮的基礎上實現(xiàn)水稻精確定量栽培，還應與水稻定量播種旱育壯秧、定量本株稀植移栽、定量灌溉相結合。一是確保水稻在有效分蘗臨界期之初夠苗；二是降低拔節(jié)期植株含氮率，提高碳/氮，中和較多的氮素穗肥，在保證獲得高產的同時，提高植株抗性，實現(xiàn)穩(wěn)產。

本試驗以基孽穗肥比例2 ∶5 ∶3的處理增產效果最佳，其比例略高于凌啟鴻等的研究結果[15-17]。這是由于濱海稻區(qū)的土壤黏重、春季耕層土壤含鹽量較高，以及早春氣溫回升較慢等原因降低了氮素的活性，阻礙水稻生育前期對氮素的吸收與利用；適當增加蘗肥比例可提高分蘗期土壤速效氮濃度，一是可促進水稻營養(yǎng)生長期對氮素的吸收，保證在有效分蘗臨界期之初達到預期有效穗數(shù)，二是雨季到來后，由于降水的增加，氣溫的升高，可增強土壤中氮素的活性，促進水稻生殖生長期對氮素的吸收，提高單位面積穎花數(shù)和結實率[18]。

水稻100 kg籽粒需氮量取決于水稻產量、施氮量、氮肥利用率及土壤供氮量。濱海稻區(qū)水稻100 kg籽粒需氮量為1.67～1.69 kg，低于常規(guī)一季粳稻100 kg籽粒需氮量[15]，主要是與鹽豐47的品種特性有關。一是該品種豐產性好，在常規(guī)施氮量條件下，平均產量可達到9 750～10 500 kg/hm2；二是該品種的收獲指數(shù)為0.57～0.59，明顯高于其他品種[8，12]，在相同生物產量的前提下，相對增加了籽粒產量，即在相同吸氮總量的前提下降低了100 kg籽粒需氮量。

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