皮楚舒++程建平++趙鋒++李陽(yáng)++汪本福++張枝盛++石后興++徐順文

摘要：考察氮肥運(yùn)籌對(duì)機(jī)械插秧雙季晚粳產(chǎn)量和氮肥利用率的影響。結(jié)果表明，T3（基肥、蘗肥和穗肥比例為5∶3∶2）有效穗數(shù)最高，實(shí)際產(chǎn)量也最高，達(dá)到599.5 kg/667 m2，較T1（僅施基蘗肥）產(chǎn)量增加13.2%。隨穗肥比例增加，水稻產(chǎn)量、生物量積累量和氮肥利用率均呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，而莖鞘物質(zhì)輸出率（EPMSS）和轉(zhuǎn)換率（TPMSS）逐漸減少。施氮處理齊穗后5 d灌漿速率均低于CK（不施氮），而后灌漿速率逐漸高于CK。總之，適當(dāng)?shù)屎笠朴欣谔岣咚居行霐?shù)、產(chǎn)量和氮肥利用率；氮肥在基肥、蘗肥和穗肥比例為5∶3∶2是機(jī)插雙季晚粳最佳施氮模式。

關(guān)鍵詞：雙季晚粳稻；機(jī)插秧；氮肥運(yùn)籌

中圖分類號(hào)：S511.2+2；S511.3+3；S365 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）08-1474-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.08.018

Effect of Nitrogen Application to Yield Development and Nitrogen Fertilizer Efficiency of Machine-transplanted Late Japonica Rice in Double-Season Rice System

PI Chu-shu1，CHEN Jian-ping2，ZHAO Feng2，LI Yang2，WANG Ben-fu2，

ZHANG Zhi-sheng2，SHI Hou-xing3，XU Shun-wen3

（1.Xishui Agricultural Technology Extension Center，Xishui 438200，Hubei，China；2.Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement，Institute of Food Crops，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China；3.Yangxin Agriculture Bureau， Yangxin 435200，Hubei，China）

Abstract： The research on the influence of the nitrogen application to yield and nitrogen efficiency of late japonica rice in double season cropping system with machine-transplanted seedling. The results showed that the T3（basal fertilizer， tiller fertilizer and panicle fertilizer proportion 5∶3∶2） as the highest effective panicles，actual yield was the highest，up to 599.5 kg/667 m2， and the T1（only basal and tiller fertilizer） production increased by 13.2%. With the increase of panicle fertilizer proportion， the rice yield， biomass accumulation and agronomy utilization efficiency of nitrogen all showed a trend of first increasing after decreases， and photosynthetic material transfer rate（EPMSS） and conversion rate（TPMSS） gradually reduced. Full panicle nitrogen processing after 5 d grouting rate were lower than that of CK（no nitrogen fertilizer applied）， and then gradually higher than that of CK. Therefore， appropriate nitrogen back to improve the effective panicles of rice， yield and nitrogen utilization efficiency. The best mode of nitrogen application was that of basal fertilizer， tiller fertilizer and panicle fertilizer proportion 5∶3∶2 for late japonica in double season cropping system with machinery-transplanted seedling.

Key words： late japonica rice； machine-transplanted seedling； nitrogen application

2012年1月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《全國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011-2015）》，強(qiáng)調(diào)在適宜地區(qū)發(fā)展粳稻生產(chǎn)；同年3月，農(nóng)業(yè)部也發(fā)布《全國(guó)粳稻生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃（2011-2015）》，提出2015年粳稻種植面積力爭(zhēng)擴(kuò)大到100萬(wàn)hm2[1]。湖北省是全國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，水稻產(chǎn)量占湖北糧食總產(chǎn)量的70%，常年播種面積占糧食種植面積的50%。湖北省江漢平原與鄂東南傳統(tǒng)雙季稻區(qū)，10月中下旬至11月初，溫光資源豐富，有利于晚粳稻灌漿充實(shí)，創(chuàng)造高產(chǎn)，較大的晝夜溫差有利于提高米質(zhì)，較適宜發(fā)展雙季晚粳稻生產(chǎn)[2]。雙季稻生產(chǎn)可以提高復(fù)種指數(shù)，增加實(shí)際種植面積[3]，同時(shí)也普遍存在茬口和勞動(dòng)力緊張等問(wèn)題[4]。機(jī)械化插秧可以提高工作效率，破解這一瓶頸性問(wèn)題。另外，粳稻耐低溫，株型緊湊，后期不易早衰、倒伏和落粒，較秈稻更宜于機(jī)械化生產(chǎn)。近年來(lái)，湖北省通過(guò)選育和篩選一批適宜雙季稻機(jī)械化生產(chǎn)的品種，優(yōu)化雙季稻機(jī)械化生產(chǎn)的品種搭配布局，同時(shí)創(chuàng)新雙季稻機(jī)械化生產(chǎn)模式，完善關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)模式是實(shí)現(xiàn)雙季稻機(jī)械化的關(guān)鍵策略。程建平等[5]在多年研究的基礎(chǔ)上，提出并開(kāi)展水稻“早秈晚粳”雙季機(jī)插栽培技術(shù)。

粳稻與秈稻在氮肥吸收與利用上存在較大的差異，在雙季稻機(jī)插晚粳上進(jìn)行氮肥運(yùn)籌的研究對(duì)于優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)、提高氮肥利用率具有重要的研究意義[6，7]。本研究通過(guò)考察不同氮肥運(yùn)籌下機(jī)插晚粳稻灌漿動(dòng)態(tài)、光合物質(zhì)積累、氮肥利用率以及產(chǎn)量構(gòu)成因素，明確機(jī)插晚粳高產(chǎn)栽培的最佳氮肥運(yùn)籌模式及其生物學(xué)機(jī)制，旨在為雙季機(jī)插晚粳生產(chǎn)提供技術(shù)和理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)位于黃岡市浠水縣關(guān)口鎮(zhèn)（E 115°38′， N 30°32′），屬典型的亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，冬冷夏熱，四季分明，光照充足，雨量充沛。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，沙壤土質(zhì)，肥力中等。土壤基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)31.1 g/kg，全氮1.4 g/kg，速效磷10.2 mg/kg，速效鉀62.0 mg/kg，pH 5.9。

品種選擇鄂粳403，常規(guī)晚粳稻，由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所培育。

試驗(yàn)于2016年6月30日采用軟盤育秧，7月27日機(jī)插秧。插秧前施基肥，沉田1～2 d。插秧規(guī)格為行距30 cm，株距11 cm，取秧量最大，插秧深度1 cm。

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，按照氮肥在基肥、蘗肥和穗肥的施用比例設(shè)計(jì)，共4個(gè)處理，T1，70%∶30%∶0%；T2，60%∶30%∶10%；T3，50%∶30%∶20%；T4，40%∶30%∶30%?？瞻讓?duì)照（CK）為不施氮肥處理。氮肥總用量為12 kg/667 m2，磷肥作為基肥一次性施入，鉀肥分基肥和穗肥各50%施入。對(duì)照除不施氮肥外，磷鉀肥同其他處理。氮肥采用尿素（含46%N），磷肥采用過(guò)磷酸鈣（含14%P2O5），鉀肥采用氯化鉀（含60%K2O）。

小區(qū)之間筑土?。ɑ鶎?0 cm，埂高20 cm）。包膜防串滲，用幅寬1.0～1.2 m的塑料薄膜將土埂三面包裹防串滲，要求將小區(qū)內(nèi)側(cè)的隔離薄膜深入到田土的犁底層之下（入土30 cm以上），防止在耕層以上發(fā)生水、肥串滲。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn) 莖鞘物質(zhì)輸出率和轉(zhuǎn)換率的計(jì)算公式為莖鞘物質(zhì)輸出率（EPMSS）=[（A1+B1）-（A2+B2）]/（A1+B1）×100%，莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率（TPMSS）=[（A1+B1）-（A2+B2）]/（C2-C1）×100%。式中，A1和A2、B1和B2、C1和C2分別為齊穗期和成熟期葉、莖鞘和穗的干物質(zhì)量。

1.2.2 灌漿動(dòng)態(tài) 水稻破口期，選同一日破口穗掛牌，每小區(qū)掛30個(gè)牌。自始穗每5 d連牌取5穗，并按小區(qū)名稱命名，烘干后測(cè)重，并保存。

1.2.3 產(chǎn)量構(gòu)成 水稻成熟期每小區(qū)對(duì)角線取樣12穴，測(cè)定有效穗、每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子。水稻實(shí)粒與空秕粒用清水漂洗區(qū)分，其下沉粒為實(shí)粒，上浮粒為空秕粒。

1.2.4 氮肥利用率 氮肥利用率=（施氮區(qū)作物產(chǎn)量-空白作物產(chǎn)量）/施氮量×100%

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件和SPSS11.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、多重比較（采用Duncans法，P<0.05為顯著水平）等分析方法處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

由表1可知，不同氮肥運(yùn)籌處理的晚粳稻生物量差異顯著。齊穗期和成熟期生物量均表現(xiàn)為T3>T2>T1>T4>CK，葉、莖、穗重均有此表現(xiàn)趨勢(shì)。CK生物量顯著低于施氮處理，并隨著氮肥后移水稻生物量和穗重呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，其中，基肥、蘗肥和穗肥的施用比例為50%：30%：20%（T3）時(shí)的生物量最高。施氮處理莖鞘物質(zhì)輸出率（EPMSS）和莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率（TPMSS）顯著低于CK，隨著氮肥后移的比例增加，逐漸減少。由此可見(jiàn)，齊穗前期光合物質(zhì)積累是CK子粒干物質(zhì)積累的主要來(lái)源，而隨著氮肥的后移，齊穗后葉、莖光合物質(zhì)積累在子粒干物質(zhì)積累總量中所占的比例逐漸提高，總體表現(xiàn)為齊穗莖鞘物質(zhì)積累轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)換率的減少。

2.2 灌漿動(dòng)態(tài)

由圖1可知，灌漿前5 d，施氮處理灌漿速率較CK小，隨后開(kāi)始加速。齊穗后5～10 d，施氮處理灌漿速率逐漸超過(guò)CK，各處理灌漿速率均達(dá)到最大。10 d后，各處理灌漿速率均開(kāi)始下降，但施氮處理下降速率明顯低于CK。其中，T3在齊穗15～25 d，灌漿速率呈現(xiàn)較小的降幅。T2和T1在齊穗15～25 d，灌漿速率呈現(xiàn)較小的升幅。T4在齊穗后5～15 d灌漿速率保持較高的數(shù)值，但到齊穗15 d后，灌漿速率顯著下降。由此可見(jiàn)，通過(guò)氮肥后移，可以提高機(jī)插晚粳稻主莖穗的灌漿。

2.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成

由表2可知，不同氮肥處理機(jī)插秧晚粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成差異明顯。從產(chǎn)量構(gòu)成上看，影響水稻產(chǎn)量的主要因素是有效穗數(shù)。有效穗數(shù)表現(xiàn)為T3>T2>T1>T4>CK。施氮肥處理均較CK有效穗數(shù)增加，其中，T3、T2和T1有效穗數(shù)提高的幅度分別為69.2%、54.1%和36.6%。T4有效穗數(shù)也高于CK，但差異不顯著。T4和CK穗粒數(shù)顯著高于其他處理，這可能與這兩個(gè)處理以主莖和1～2次分蘗成穗為主有關(guān)。各處理理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量的差異規(guī)律一致，產(chǎn)量表現(xiàn)為T3>T2>T1>T4>CK。其中，T3、T2、T1和T4實(shí)際產(chǎn)量分別較CK增產(chǎn)45.0%、37.2%、28.2%和15.8%，T3較T1產(chǎn)量增產(chǎn)13.2%。

2.4 氮肥農(nóng)學(xué)利用效率

由圖2可知，不同氮肥運(yùn)籌處理下機(jī)插秧晚粳稻氮肥利用率差異顯著。隨氮肥后移，T1、T2、T3氮肥利用率逐漸增大，但T4卻顯著低于其他處理。其中，T3氮肥利用率較T4和T1分別提高64.9%和37.4%。

3 小結(jié)與討論

3.1 氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

氮肥運(yùn)籌是基于適宜施氮量合理分配水稻不同生育期氮肥配比的田間管理措施[8]。張洪程等[9]提出合理的氮肥運(yùn)籌模式的高產(chǎn)機(jī)制，通過(guò)氮肥后移可以鞏固有效分蘗，以高成穗率爭(zhēng)足穗；攻取大穗，優(yōu)化中期群體結(jié)構(gòu)，至抽穗期既有足量干物質(zhì)積累又具有較高粒葉比；強(qiáng)化抽穗后光合物質(zhì)生產(chǎn)與積累，協(xié)調(diào)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)，以強(qiáng)源暢流促充實(shí)。在中國(guó)雙季稻區(qū)，氮肥施用習(xí)慣采用“一轟頭”的施肥方式，即基蘗肥與穗肥比例為10∶0，其注重以增穗提高產(chǎn)量。趙鋒等[10]對(duì)機(jī)插早稻氮肥運(yùn)籌的研究發(fā)現(xiàn)，基肥：分蘗肥：穗肥為5∶3∶2時(shí)顯著高于只施基蘗肥處理，且產(chǎn)量最高，這與本研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)，足夠的有效穗數(shù)依然是機(jī)插晚粳稻產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，這可能與晚粳品種分蘗能力較差、穗庫(kù)容較小有關(guān)。

3.2 氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

隨著氮肥后移，晚粳光合物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率降低，表明齊穗前光合物質(zhì)積累量對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率逐漸減少，當(dāng)基肥：蘗肥：穗肥比例為4∶3∶3時(shí)，水稻生物量和穗重顯著下降。有研究認(rèn)為，氮肥后移比例過(guò)高會(huì)顯著加重轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率的負(fù)效應(yīng)，只有當(dāng)?shù)鼗Y肥與穗肥比例協(xié)調(diào)時(shí)才能提高氮素在抽穗前的累積，促進(jìn)結(jié)實(shí)期氮素向子粒轉(zhuǎn)運(yùn)，才能盡可能地提高結(jié)實(shí)期各營(yíng)養(yǎng)器官氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率及收獲指數(shù)[11，12]。

3.3 氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻氮肥利用的影響

萬(wàn)靚軍等[13]研究認(rèn)為氮肥利用率隨著穗肥施氮比例的下降，呈先升后降的趨勢(shì)，以基蘗肥與穗肥比例6∶4時(shí)氮素利用效率最高。何虎等[14]研究認(rèn)為等施氮量條件下，氮素積累量隨穗肥施用比例下降而降低，氮素利用率和生理利用率以基肥：分蘗肥：穗肥為5∶2∶3時(shí)最高。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著穗肥比例增加，水稻氮肥利用率呈先升后降的趨勢(shì)，以基肥∶分蘗肥∶穗肥為5∶3∶2時(shí)最高。

有效穗數(shù)是影響不同氮肥運(yùn)籌機(jī)插晚粳稻產(chǎn)量的主要因素，T3（基肥、蘗肥和穗肥比例為5∶3∶2）有效穗數(shù)最高，實(shí)際產(chǎn)量為599.5 kg/667 m2，較T1（僅施基蘗肥）產(chǎn)量增加13.2%。隨著穗肥比例增加，水稻產(chǎn)量、生物量積累量和氮肥利用率均呈先增后減的趨勢(shì)，而莖鞘物質(zhì)輸出率（EPMSS）和莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)換率（TPMSS）逐漸減少。施氮處理齊穗后5 d灌漿速率均低于CK（不施氮），而后灌漿速率逐漸高于CK。由此可見(jiàn)，提高有效穗數(shù)是增加機(jī)插晚粳稻產(chǎn)量的關(guān)鍵，適當(dāng)?shù)屎笠朴欣谠黾赢a(chǎn)量、提高氮肥利用率，其中氮肥在基肥、蘗肥和穗肥比例為5∶3∶2是最佳施氮模式。

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