張國良，閆元景，宋寧垣，李東洋，陳孔飛，鄭 樊，梁 財(cái)，張安存

(1.淮陰工學(xué)院 生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003；2.江蘇省白馬湖農(nóng)場，江蘇 淮安 223216)

氮肥對超級稻南粳9108群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響

張國良1，閆元景1，宋寧垣1，李東洋1，陳孔飛1，鄭 樊1，梁 財(cái)1，張安存2

(1.淮陰工學(xué)院 生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003；2.江蘇省白馬湖農(nóng)場，江蘇 淮安 223216)

以超級稻南粳9108為材料，根據(jù)精確施氮的原理確定施氮量為270 kg/hm2，設(shè)置氮肥的基蘗肥∶穗肥比例分別為6∶4、5∶5、4∶6，研究氮肥運(yùn)籌對采用基質(zhì)育秧和機(jī)插毯苗條件下的水稻產(chǎn)量和群體質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，基蘗肥∶穗肥比例分別為6∶4的處理，可以顯著增加單位面積上群體的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總穎花量和千粒質(zhì)量，顯著提高分蘗數(shù)和莖蘗成穗率，顯著增加有效分蘗臨界葉齡期的葉綠素含量，減緩了成熟期倒3葉的葉綠素衰減速率，能顯著促進(jìn)植株干物質(zhì)積累，特別是顯著提高抽穗后干物質(zhì)的生產(chǎn)積累能力，顯著提升穎花/葉和粒重/葉，水稻群體質(zhì)量較優(yōu)，產(chǎn)量也高。

精確施氮；氮肥運(yùn)籌；水稻；群體質(zhì)量；產(chǎn)量

0 引言

水稻是江蘇省主要的糧食作物，生產(chǎn)上為了追求高產(chǎn)和超高產(chǎn)，往往存在著氮肥施用量過大、氮肥運(yùn)籌不合理等問題。這不僅導(dǎo)致氮肥利用率下降，浪費(fèi)了氮肥，還會導(dǎo)致河流和湖泊等水體的富營養(yǎng)化問題，污染了環(huán)境。據(jù)馬立珩等[1]調(diào)查了江蘇省30個(gè)市(縣)水稻氮肥施用情況，發(fā)現(xiàn)蘇北、蘇中、蘇南3個(gè)地區(qū)分別有57%、55%和54%的農(nóng)戶氮肥施用過量，氮肥生產(chǎn)力偏低。因此，如何氮肥減施增效成為當(dāng)前水稻生產(chǎn)上亟待解決的問題。凌啟鴻等[2]以斯坦福公式為基礎(chǔ)建立了水稻精確定量施氮理論和技術(shù)，確定了水稻精確定量施氮技術(shù)理論的3個(gè)參數(shù)，在我國水稻生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，取得了較好的效果。2010年以后，機(jī)插稻工廠化集中育秧技術(shù)日趨完善，作為主推技術(shù)在江蘇省很多縣區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用[3]。機(jī)插稻工廠化集中育秧往往采用基質(zhì)育秧，其與以往的大苗手插秧不同，其秧齡一般在3～4葉期。在基質(zhì)育秧的情況下，如何在精確施氮的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的氮肥運(yùn)籌？本研究在調(diào)查水稻空白產(chǎn)量為440kg/667m2的基礎(chǔ)上，根據(jù)凌啟鴻等的精確施氮理論，求取700 kg/667m2目標(biāo)產(chǎn)量的水稻施純氮量為18.05 kg/667m2。據(jù)此，設(shè)定施純氮量18.0 kg/667m2，設(shè)置不同的氮肥運(yùn)籌方式，研究其對超級稻南粳9108群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，以期為建立與基質(zhì)育秧相配套的氮肥施用技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地點(diǎn)和品種

2014年在江蘇白馬湖農(nóng)場農(nóng)科所標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)田進(jìn)行試驗(yàn)，前茬為小麥，土壤質(zhì)地為砂壤土，耕作層有機(jī)質(zhì)2.21%，堿解氮101.4 mg/kg，速效磷25.6 mg/kg，速效鉀83.9 mg/kg。試驗(yàn)田排灌方便。供試品種為農(nóng)業(yè)部確認(rèn)的超級稻南粳9108。

1.2 育秧方式

采用有機(jī)基質(zhì)育秧，水稻種子播種量為150g谷/盤。育秧用塑料硬盤規(guī)格為58cm×28cm×2.5cm。在育秧盤內(nèi)鋪放2.0cm厚的育秧基質(zhì)，將芽谷均勻撒播后再覆蓋0.5cm厚的基質(zhì)，播種后澆透水(基質(zhì)含水量60%)。在播種后15～20d進(jìn)行機(jī)插秧。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

施氮量為270 kg/hm2，氮肥運(yùn)籌設(shè)置三個(gè)處理，即基蘗肥∶穗肥比例設(shè)置6∶4、5∶5、4∶6，詳見表1?；适┯脧?fù)合肥600kg/hm2，其氮、磷、鉀含量均為15%，折算純N90 kg /hm2。穗肥分別在倒4葉和倒2葉等量施用，以尿素作為穗肥施用。每個(gè)處理重復(fù)3次，小區(qū)面積為20m2，小區(qū)田埂用塑料薄膜包埂，水漿獨(dú)立排灌。6月12日機(jī)插。株行距30×13cm，每穴4苗，基本苗6.8萬/667m2。其他按常規(guī)田間管理。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測定項(xiàng)目與方法

分別在分蘗初期、夠苗期、拔節(jié)期、抽穗期、成熟期，測定株高、莖蘗動(dòng)態(tài)、葉齡、葉長、葉寬、葉綠素含量(SPAD值)和干物質(zhì)重。計(jì)算葉綠素含量衰減率，葉綠素含量衰減率=(抽穗期葉綠素含量-成熟期葉綠素含量)÷抽穗期葉綠素含量×100%。

在成熟期考種、測定理論產(chǎn)量和實(shí)產(chǎn)，記載每公頃穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量。具體方法如下：成熟期每個(gè)田塊取5個(gè)觀察點(diǎn)，每點(diǎn)取50穴，共250穴測定穗數(shù)；每個(gè)田塊取50穴裝于網(wǎng)袋內(nèi)，風(fēng)干后，脫粒、去雜質(zhì)(不去空癟粒)，求出50穴的總粒數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出每穗粒數(shù)；用水漂法去除空癟粒，計(jì)算結(jié)實(shí)率；稱1000粒干種子質(zhì)量，重復(fù)3次，誤差不超過0.05克。收割實(shí)產(chǎn)，測定水分，去除雜質(zhì)，折算實(shí)產(chǎn)。并計(jì)算穎花/葉、實(shí)粒/葉、粒重/葉和成穗率。穎花/葉(朵/cm2)=總穎花數(shù)/抽穗期葉面積，實(shí)粒/葉(個(gè)/cm2)=總實(shí)粒數(shù)/抽穗期葉面積，粒重/葉(mg/cm2)=總粒重/抽穗期葉面積，成穗率(%)=成熟期有效莖蘗數(shù)/拔節(jié)期莖蘗數(shù)×100。

2 材料與方法

2.1 氮肥運(yùn)籌對南粳9108產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

同列中標(biāo)以不同小寫字母的值分別在0.05水平差異顯著，下表同。

毯苗機(jī)插南粳9108，基蘗肥與穗肥不同比例處理間的產(chǎn)量差異顯著(表2)。三個(gè)處理的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均表現(xiàn)為基蘗肥與穗肥比例為6∶4>基蘗肥∶穗肥比例為5∶5>基蘗肥∶穗肥比例為4∶6的處理。分析南粳9108的產(chǎn)量構(gòu)成因素，隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低，穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總穎花量、千粒質(zhì)量均顯著減少，結(jié)實(shí)率顯著增加。說明基蘗肥與穗肥比例為6∶4的處理更有利于高產(chǎn)，其在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，后期適量施用穗肥可以顯著提高每穗粒數(shù)，同時(shí)能夠提高千粒質(zhì)量，形成合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。

2.2 氮肥運(yùn)籌對南粳9108群體莖蘗動(dòng)態(tài)和成穗率的影響

由表3可知，基蘗肥與穗肥比例對南粳9108不同生育期莖蘗數(shù)和成穗率影響顯著。從有效分蘗臨界葉齡期開始各處理莖蘗數(shù)均表現(xiàn)為隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低而下降，在最高莖蘗苗期之后，群體莖蘗數(shù)消亡較快，到成熟期，莖蘗數(shù)仍表現(xiàn)為基蘗肥與穗肥比例為6∶4 > 基蘗肥∶穗肥比例為5∶5 > 基蘗肥∶穗肥比例為4∶6的處理，成穗率也呈現(xiàn)出同樣的規(guī)律，這基蘗肥和穗肥合理的比例，不僅可以提高莖蘗數(shù)，還可以提高分蘗成穗率。

表2 氮肥運(yùn)籌對南粳9108產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的影響

表3 氮肥運(yùn)籌對南粳9108莖蘗動(dòng)態(tài)和成穗率的影響

2.3 氮肥運(yùn)籌對南粳9108葉綠素含量和葉面積指數(shù)的影響

由表4可知，基蘗肥與穗肥比例對南粳9108分蘗初期的葉綠素含量影響不顯著，有效分蘗臨界葉齡期的葉綠素含量表現(xiàn)為隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低而顯著下降，拔節(jié)期則表現(xiàn)為顯著增加，抽穗后對葉綠素含量的影響不顯著。抽穗后對產(chǎn)量貢獻(xiàn)比較大的主要是稻株上部三張葉片，從表5來看，基蘗肥與穗肥不同比例顯著影響了抽穗期倒1葉的葉綠素含量，表現(xiàn)為隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低而顯著增加；基蘗肥與穗肥不同比例顯著影響了成熟期倒3葉的葉綠素含量，表現(xiàn)為基蘗肥與穗肥比例為5∶5 > 基蘗肥∶穗肥比例為6∶4 > 基蘗肥∶穗肥比例為4∶6的處理；基蘗肥與穗肥不同比例顯著影響了抽穗期至成熟期倒3葉的葉綠素衰減率，表現(xiàn)為隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低而顯著增加?；Y肥與穗肥不同比例對不同生育時(shí)期葉面積指數(shù)的影響，僅顯著影響了拔節(jié)期的葉面積指數(shù)，表現(xiàn)為基蘗肥與穗肥比例為5∶5 的葉面積指數(shù)顯著大于6∶4和4∶6的處理，對其他生育時(shí)期的葉面積指數(shù)影響不顯著(表6)。以上說明，前期基蘗肥比例較大的處理，葉綠素含量增加顯著，但在拔節(jié)后葉綠素含量增加不如穗肥比例較大的處理，抽穗期倒1葉的葉綠素含量也不如穗肥比較較大的處理，抽穗后倒3葉的葉綠素衰減率小于穗肥比例較大的處理。

2.4 氮肥運(yùn)籌對南粳9108干物質(zhì)積累的影響

由表7可知，分蘗初期不同氮肥運(yùn)籌處理間稻株干物質(zhì)積累差異不顯著，有效分蘗臨界葉齡期以后，干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低而顯著減少。說明水稻生育初期，基蘗肥所占比例較高并且適宜，能促進(jìn)植株干物質(zhì)積累，并為后期干物質(zhì)生產(chǎn)搭好了良好的植株架子。抽穗后干物質(zhì)積累量也說明基蘗肥所占比例較高能增強(qiáng)抽穗開花后群體干物質(zhì)積累能力和光合生產(chǎn)能力，為增加產(chǎn)量奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

表4 氮肥運(yùn)籌對南粳9108葉綠素含量(SPAD值)的影響

表5 氮肥運(yùn)籌對南粳9108抽穗后葉綠素含量及其衰減率的影響

表6 氮肥運(yùn)籌對南粳9108葉面積指數(shù)的影響

表7 氮肥運(yùn)籌對南粳9108干物質(zhì)積累(t/hm2)的影響

表8 氮肥運(yùn)籌對南粳9108株高的影響

2.5 氮肥運(yùn)籌對南粳9108株高、穎花/葉、實(shí)粒/葉和粒重/葉的影響

從表8可知，氮肥運(yùn)籌對超級稻南粳9108的株高和實(shí)粒/葉影響不顯著，但顯著影響了穎花/葉和粒重/葉，均表現(xiàn)為隨著基蘗肥占總施氮量比例的降低而顯著減少。說明基蘗肥與穗肥比例為6∶4的處理能較好地協(xié)調(diào)水稻群體的“源庫”關(guān)系。

3 討論

3.1 氮肥運(yùn)籌對水稻產(chǎn)量的影響

肥料三要素中的氮肥是影響水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成要素關(guān)鍵的因素之一[4]，水稻的氮肥運(yùn)籌是根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量和基礎(chǔ)地力，在確定適宜施氮量的基礎(chǔ)上，合理分配主要生育時(shí)期施氮量的一項(xiàng)重要栽培措施。凌啟鴻等[2]提出的水稻精確定量栽培，其核心就是精確定量施氮。對于氮肥運(yùn)籌中基蘗肥與穗肥的比例，林忠誠等[5]研究發(fā)現(xiàn)對于雙季早、晚稻，當(dāng)總施氮量為 225 kg/hm2時(shí)，綜合產(chǎn)量、氮素利用率及碳氮比值，基蘗肥與穗肥的比例為7∶3和6∶4時(shí)較好。吳文革等[6]研究發(fā)現(xiàn)對于雜交中秈機(jī)插水稻，氮肥的基蘗肥與穗肥適宜比例為6∶4，氮肥后移適當(dāng)增加穗粒肥的比例有利于后期防早衰，提高產(chǎn)量。以上研究，要么是雙季早、晚稻，要么是雜交中秈稻，對于單季超級粳稻，采用機(jī)插毯苗，其氮肥如何合理運(yùn)籌？熊瑞恒等[7]研究發(fā)現(xiàn)，對于超級稻9108，采用營養(yǎng)土育秧和毯苗機(jī)插的方式，在總施氮量300 kg/hm2、氮素穗肥120 kg/hm2的條件下，氮素基肥45kg/hm2、分蘗肥135 kg/hm2處理產(chǎn)量最高，即基蘗肥與穗肥適宜比例也為6∶4。在本試驗(yàn)中，在運(yùn)用精確定量施氮的方法確定施氮量270 kg/hm2的基礎(chǔ)上，采用有機(jī)基質(zhì)育秧和機(jī)插毯苗的方式，并設(shè)置氮肥的基蘗肥與穗肥比例為6∶4、5∶5和4∶6，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基蘗肥與穗肥比例為6∶4的處理更有利于高產(chǎn)，其在提高分蘗成穗數(shù)的基礎(chǔ)上，后期適量施用穗肥，可以顯著提高每穗粒數(shù)，同時(shí)能夠提高千粒質(zhì)量，有利于協(xié)調(diào)穗數(shù)和大穗關(guān)系，進(jìn)一步提高產(chǎn)量。

3.2 氮肥運(yùn)籌對水稻群體質(zhì)量的影響

凌啟鴻等[8]認(rèn)為優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)和塑造高質(zhì)量群體是提高水稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)，水稻群體質(zhì)量指標(biāo)包括抽穗后干物質(zhì)積累量、葉面積指數(shù)、群體穎花量、成穗率和粒葉比等。抽穗后干物質(zhì)積累量是衡量水稻群體質(zhì)量的核心指標(biāo)，粒葉比是衡量水稻源庫協(xié)調(diào)水平的綜合質(zhì)量指標(biāo)，而成穗率則是水稻群體質(zhì)量的綜合指標(biāo)。張洪程等[9]研究發(fā)現(xiàn)水稻氮肥精確后移，不僅可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，還可以鞏固有效分蘗數(shù)，以高成穗率爭足穗；可以優(yōu)化中期群體結(jié)構(gòu)，攻取大穗，到抽穗期保證足量干物質(zhì)積累和較高的粒葉比，以強(qiáng)源暢流促充實(shí)，協(xié)調(diào)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)，基蘗肥和穗肥比例為6∶4的處理，不僅可以提高莖蘗數(shù)，還可以提高分蘗成穗率，增加有效分蘗臨界葉齡期的葉綠素含量，減緩了成熟期倒3葉的葉綠素衰減速率，能促進(jìn)植株干物質(zhì)積累，顯著增加抽穗后干物質(zhì)積累量，顯著提升穎花/葉和粒重/葉，水稻群體質(zhì)量較優(yōu)。

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(責(zé)任編輯；孫文彬)

Effect of Nitrogen Application Regime on Population Quality and Yield of Nanjing 9108

ZHANG Guo-liang1, YAN Yuan-jing1, SONG Ning-yuan1, LI Dong-yang1, CHEN Kong-fei1, ZHENG Fan1, LIANG Cai1, ZHANG An-cun2

(1 College of Life Sciences and Food Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huaian 223003, China; 2 Baimahu Farm of Jiangsu Province, Huaian 223216, China)

The super rice variety ' Nanjing9108' was adopted in this study. The total amount of nitrogen applied in each treatment was 270 kg/hm2with different ratio of basal-tillering-fertilizer to panicle-fertilizer including 6:4, 5:5, and 4:6. Under the seedlings grown with organic matrix and the blanket-seedlings machine planting, the effects of the nitrogen application strategies on population quality and yield were studied. The results showed that the treatment with the ratio of basal-tillering-fertilizer to panicle-fertilizer of 6:4 had the highest yield, due to its higher spike number and spikelets per panicle based on more and stable panicle number, higher 1000-gain weight than these of other treatments. It could increase tiller number, productive tiller percentage, chlorophyll content in the critical leaf age of valid tiller significantly, reduce the decreasing rate of chlorophyll content in the third leaf from the top in the mature stage. It could also significantly promote dry matter accumulation, especially after heading, and significantly improve spikelet/leaf and grain weight/leaf, and its population quality was the best.

precise-using N; nitrogen application; rice; population quality; yield

2016-09-21

國家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2011GA690138);江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目(SXGC[2016]158);江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目(CX(12)3036);江蘇省六大人才高峰項(xiàng)目(2012NY037);江蘇省高校杰出青年教師培育聘專項(xiàng)目(2012);江蘇高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201411049056x)

張國良(1976-)，男，江蘇阜寧人，副教授,博士，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化研究。

S511

A

1009-7961(2017)01-0076-05