唐海明，肖小平，李超，程凱凱，汪柯，孫耿，張帆，潘孝晨

湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125

水稻（Oryza sativa L.）是中國最重要的糧食作物之一，水稻種植面積和產(chǎn)量對國家糧食生產(chǎn)安全具有重要的戰(zhàn)略意義（張小莉等，2009）。水稻產(chǎn)量受較多因素的影響，其中施肥是影響水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一。近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素和施肥習(xí)慣的改變，越來越多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者逐漸減少有機肥的投入、加大了化肥的施用量。施肥結(jié)構(gòu)的改變對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田生態(tài)環(huán)境造成了諸多影響，許多研究者對此開展了相應(yīng)的研究（Gao et al.，2002；Roelck et al.，2004；張娟琴等，2017）。前人研究認為，有機-無機肥配施有利于充分發(fā)揮所施用肥料的優(yōu)點，改善稻田生態(tài)環(huán)境，促進植株生長發(fā)育，提高水稻干物質(zhì)累積，有利于水稻獲得高產(chǎn)（張文鋒等，2016）。

前人就不同施肥模式對稻田土壤理化特性、微生物多樣性、溫室氣體排放、作物生長發(fā)育、植株理化特性、營養(yǎng)特性、水稻產(chǎn)量等方面開展了大量的研究。徐明崗等（2006）研究認為，施用有機肥或有機肥配施化肥能顯著提高土壤活性有機質(zhì)含量和碳庫管理指數(shù)。李凱等（2010）研究結(jié)果表明，長期有機-無機肥配合施用促進了土壤大團聚體形成，增加了土壤固碳能力。邵興華等（2012）研究認為，長期有機-無機肥配合施用，可顯著提高稻田土壤肥力，增強土壤酶活性，有利于提高土壤生產(chǎn)力。譚周進等（2004）研究結(jié)果表明，合理輪作、施用有機肥均有利于提高稻田土壤肥力和增強土壤酶活性。郝曉暉等（2010）研究認為，施用有機肥有利于提高稻田土壤微生物的碳源利用率和微生物群落功能多樣性。Tang et al.（2016）研究結(jié)果表明，施用有機肥增加了稻田甲烷和氧化亞氮溫室氣體的排放量和綜合溫室效應(yīng)。張奇春等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，水稻產(chǎn)量與水稻吸收氮、磷、鉀總量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系。陳敏等（2014）研究結(jié)果表明，小調(diào)整配方處理（施肥量為N 150 kg·hm-2、P2O5120 kg·hm-2、K2O 105 kg·hm-2）水稻植株對磷、鉀的吸收總量均高于常規(guī)施肥處理。李娟等（2011）研究認為，在農(nóng)民習(xí)慣施氮水平上減施氮肥增加了水稻植株各生育期的株高、分蘗數(shù)、葉片SPAD值與總生物量，提高了植株的有效穗數(shù)、結(jié)實率、千粒重和水稻產(chǎn)量。鄭盛華等（2017）研究結(jié)果表明，施肥處理有利于促進水稻提早分蘗，增加水稻分蘗數(shù)，提高水稻產(chǎn)量。前人研究結(jié)果表明，在各試驗區(qū)域不同的管理措施下施肥方式對土壤理化特性、水稻生長發(fā)育、植株理化和營養(yǎng)特性、產(chǎn)量等均具有明顯的影響，施用有機肥有利于培肥土壤、改善水稻生長特性，從而提高水稻產(chǎn)量。

南方雙季稻區(qū)是中國主要的糧食主產(chǎn)區(qū)，其糧食種植面積和產(chǎn)量對保障國家糧食生產(chǎn)安全具有十分重要的現(xiàn)實意義。前人已在該區(qū)域開展了不同施肥模式對雙季稻田土壤養(yǎng)分、溫室氣體排放、水稻生物學(xué)和理化特性、產(chǎn)量等方面的影響研究（邵興華等，2012；譚周進等，2004；郝曉暉等，2010；Tang et al.，2016；李文軍等，2015；唐海明等，2015；徐一蘭等，2015）。不同施肥模式對水稻生物學(xué)特性影響方面的研究結(jié)果表明，有機-無機肥配施有利于協(xié)調(diào)水稻個體群體生長及促進群體生長率（姜佰文等，2013；彭耀林等，2004），提高植株干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量（唐海明等，2015；徐一蘭等，2015），然而在長期定位施肥條件下如何確保稻田生態(tài)環(huán)境、改善雙季稻植株養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運特性的系統(tǒng)研究較少。為了探明長期施肥下雙季稻植株養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運變化特征，本研究以連續(xù) 31年長期大田肥料定位試驗田為基礎(chǔ)，開展在長期定位施肥后雙季稻植株各部位干物質(zhì)積累和養(yǎng)分轉(zhuǎn)運特征的研究，以期為南方雙季稻區(qū)養(yǎng)分高效利用選擇最佳的施肥模式提供科學(xué)理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　試驗地概況

不同施肥模式定位試驗始于 1986年，在湖南省寧鄉(xiāng)縣農(nóng)技中心（112°18′E，28°07′N）內(nèi)進行。該地區(qū)為典型的雙季稻主產(chǎn)區(qū)，海拔36.1 m，年均氣溫16.8 ℃，年平均降雨量1553.70 mm，年蒸發(fā)量1353.9 mm，無霜期274 d。試驗地土壤為水稻土，河沙泥土種植，種植制度為大麥（Hordaum vulgare L.）-雙季稻，肥力中等，排灌條件良好。1986年試驗前耕層土壤（0～20 cm）基礎(chǔ)肥力：有機質(zhì) 29.39 g·kg-1、全氮 2.01 g·kg-1、全磷 0.59 g·kg-1、全鉀 20.6 g·kg-1、堿解氮 144.1 mg·kg-1、有效磷 12.87 mg·kg-1、速效鉀 33.0 mg·kg-1和 pH 值 6.85。

1.2　試驗設(shè)計及田間管理

試驗設(shè)5個施肥處理：（1）化肥處理：施氮、磷、鉀化肥，不施任何有機肥（MF：mineral fertilizer alone）；（2）秸稈還田+化肥處理：施用稻草秸稈與化肥處理（RF：rice residues and mineral fertilizer）；（3）30%有機肥+化肥處理：有機肥的氮含量占總施氮量的30%，其余70%為化肥氮（LOM：30% organic matter and 70% mineral fertilizer）；（4）60%有機肥+化肥處理：有機肥的氮含量占總施氮量的60%，其余 40%為化肥氮（HOM：60% organic matter and 40% mineral fertilizer）；（5）無肥對照：不施任何肥料（CK：without fertilizer input）。每個小區(qū)長10.00 m，寬6.67 m，面積66.7 m2，小區(qū)間用水泥埂隔開，埋深100 cm，高出田面35 cm。保證各小區(qū)獨立，不竄灌竄排。

早稻供試品種為湘早秈45號，于2016年4月5日進行播種，5月3日結(jié)合稻田土壤翻耕施用基肥，5月4日移栽，7月25日收獲；晚稻供試品種為岳優(yōu)9113，6月28日播種，7月28日結(jié)合稻田土壤翻耕施用基肥，7月29日移栽，11月6日收獲。早稻和晚稻均采用人工移栽，移栽行株距均為25.0 cm×25.0 cm。各處理以等氮量為基準(zhǔn)，不足的氮、磷、鉀肥用化肥補足，保證每一年早稻和晚稻季各施肥處理N、P2O5和K2O施用量均一致；早稻生育期各施肥處理總共施 N 142.5 kg·hm-2、P2O554.0 kg·hm-2、K2O 63.0 kg·hm-2；晚稻生育期各施肥處理總共施 N 157.5 kg·hm-2、P2O527.0 kg·hm-2、K2O 81.0 kg·hm-2；施用有機肥的處理，早稻和晚稻的有機肥均為腐熟雞糞，早稻季30%有機肥和60%有機肥處理有機肥的施用量分別為 2625.0、5250.0 kg·hm-2，晚稻季30%有機肥和60%有機肥處理有機肥的施用量分別為 2670.0、5340.0 kg·hm-2（有機肥養(yǎng)分含量均為 N 1.77%、P2O50.80%和 K2O 1.12%）；秸稈還田配施化肥處理，早稻季秸稈還田量為 2850 kg·hm-2，晚稻季秸稈還田量為 3000 kg·hm-2，秸稈中N、P2O5、K2O含量分別為9.1%、1.3%和18.9 g·kg-1。早稻和晚稻季各施肥處理N和K2O作基肥和追肥2次施入，基肥在耕地時施入，追肥在移栽后7 d施用，基追肥比例均按7∶3施用；有機肥、秸稈和 P2O5均在耕地時作基肥一次性施入。其他管理措施同常規(guī)大田生產(chǎn)。

1.3　樣品采集和測定

2016年11月，于晚稻成熟期用土鉆采集各施肥處理稻田耕層土壤（0～20 cm）樣品，風(fēng)干后過篩，用于測定土壤pH值、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，其測定方法參見文獻（鮑士旦，2000）。

2016年，在水稻齊穗期和成熟期，于每個重復(fù)中選擇5穴水稻進行干物質(zhì)測定。將植株分為莖、葉和穗3部分，在105 ℃條件下殺青，80 ℃條件下烘干至恒重，測定各部位干物質(zhì)重量。成熟期的植株樣品烘干稱重后進行粉碎，過 40目篩，用濃硫酸消化制成待測液，N、P，K含量分別用 Auto Analyzer3（AA3）連續(xù)流動分析儀，火焰分光光度計測定。

水稻抽穗后干物質(zhì)的運轉(zhuǎn)：莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運量、抽穗后物質(zhì)同化量、莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運率、莖葉物質(zhì)貢獻率、抽穗后物質(zhì)同化貢獻率均按姜佰文等（2013）方法計算。

莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運量（g·plant-1）=抽穗期莖葉干質(zhì)量-成熟期莖葉干質(zhì)量；

抽穗后物質(zhì)同化量（g·plant-1）=成熟期干物質(zhì)量-抽穗期干物質(zhì)量；

莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運率（%）=(抽穗期莖葉干質(zhì)量-成熟期莖葉干質(zhì)量)/抽穗期莖葉干質(zhì)量×100%；

莖葉物質(zhì)貢獻率（%）=(抽穗期莖葉干質(zhì)量-成熟期莖葉干質(zhì)量)/成熟期稻谷質(zhì)量×100%；

抽穗后物質(zhì)同化貢獻率（%）=(成熟期干質(zhì)量-抽穗期干質(zhì)量)/成熟期稻谷質(zhì)量×100%；

1.4　數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗結(jié)果均以3次重復(fù)的平均值表示，試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003軟件進行處理，采用SPSS 統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。

2　分析與結(jié)果

2.1　不同施肥模式對水稻植株干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運的影響

2.1.1干物質(zhì)積累和分配

早、晚稻成熟期，不同施肥處理水稻植株各部位干物質(zhì)積累量大小順序均表現(xiàn)為穗＞莖稈＞葉（表1）。早稻齊穗期和成熟期，化肥（MF）、秸稈還田+化肥處理（RF）、30%有機肥+化肥處理（LOM）和60%有機肥+化肥處理（HOM）水稻植株各部位的干物質(zhì)積累量均顯著高于無肥（CK）處理（P＜0.05）。早稻齊穗期和成熟期，HOM 處理植株的莖干重均顯著高于MF和CK處理（P＜0.05）；RF處理植株的葉和穗干重均顯著高于 MF、LOM 和CK 處理（P＜0.05）。

晚稻齊穗期和成熟期，MF、RF、LOM和HOM處理植株的莖、葉和穗干重均顯著高于 CK處理（P＜0.05）。晚稻齊穗期和成熟期，LOM和HOM處理植株的莖干重均顯著高于RF和CK處理；RF處理植株的葉和穗干重均顯著高于MF、LOM和CK處理。晚稻齊穗期和成熟期，地上部分干物質(zhì)積累量大小順序表現(xiàn)為HOM＞RF＞LOM＞MF＞CK，HOM處理均顯著高于MF和CK處理（P＜0.05）。

表1　長期不同施肥模式對水稻植株各器官干物質(zhì)積累的影響Table 1　Effects of different long-term fertilization managements on dry matter accumulation in different parts of rice plant　　　g·plant-1

2.1.2干物質(zhì)轉(zhuǎn)運

各施肥處理早稻植株的莖、葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量均顯著高于CK處理（P＜0.05）；其中，HOM和MF處理植株的莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量均顯著高于 RF、LOM和CK處理，RF處理植株的葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量顯著高于MF、LOM、HOM和CK處理。各施肥處理水稻植株抽穗后物質(zhì)同化量均顯著高于 CK處理（P＜0.05），其中以 RF處理植株的抽穗后物質(zhì)同化量為最高，顯著高于其他處理。各施肥處理水稻植株莖、葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運率和莖葉物質(zhì)貢獻率均高于 CK處理。各施肥處理植株的抽穗后物質(zhì)同化貢獻率均高于CK處理，大小順序表現(xiàn)為 RF＞LOM＞HOM＞MF＞CK（表 2）。

各施肥處理晚稻植株的莖、葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量均顯著高于CK處理（P＜0.05）；其中，HOM處理植株莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量顯著高于MF、RF、LOM和CK處理，RF、LOM 和 HOM處理植株的葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量均顯著高于MF和CK處理。RF處理植株抽穗后物質(zhì)同化量為最高，顯著高于MF、LOM、HOM和CK處理。各施肥處理水稻植株莖、葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運率和莖葉物質(zhì)貢獻率均高于CK處理。各施肥處理植株抽穗后物質(zhì)同化貢獻率均高于CK處理，其大小順序表現(xiàn)為RF＞HOM＞LOM＞MF＞CK。

2.2　不同施肥模式對水稻養(yǎng)分吸收量的影響

2.2.1水稻植株各器官氮素積累量

早稻成熟期，LOM和HOM處理植株莖的氮素積累量均顯著高于MF、RF和CK處理（P＜0.05）。HOM處理葉和地上部氮素積累量均顯著高于MF、RF和CK處理（P＜0.05）。RF、LOM和HOM處理穗氮素積累量均顯著高于MF和CK處理（P＜0.05）。從積累比例看，穗所占比例最大，為 68.82%～78.16%；莖最小，為12.70%～15.41%；葉片居中，為9.13%～16.18%（表3）。

晚稻成熟期，RF和HOM處理植株莖氮素積累量均顯著高于 MF、LOM 和 CK處理（P＜0.05）。MF和 RF處理葉氮素積累量均顯著高于 LOM、HOM和CK處理（P＜0.05）。LOM和HOM處理穗和地上部氮素積累量均顯著高于 MF和 CK處理（P＜0.05）。從積累比例看，穗所占比例最大，為72.08%～78.61%；莖最小，為 10.66%～13.11%；葉片居中，為9.55%～15.90%（表3）。

表2　水稻抽穗后干物質(zhì)的運轉(zhuǎn)Table 2　Dry matter translocation of plant after heading stage of rice

表3　長期不同施肥模式對水稻成熟期植株各器官氮素積累量的影響Table 3　Effects of different long-term fertilization managements on N accumulations in different parts of rice plant at maturity stages

2.2.2水稻植株各器官磷素積累量

早稻成熟期，LOM和HOM處理植株莖磷素積累量均顯著高于 MF、RF和 CK處理（P＜0.05）。HOM處理葉磷素積累量均顯著高于MF、RF、LOM和CK處理（P＜0.05）。LOM和HOM處理穗和地上部磷素積累量均顯著高于 RF、MF和 CK處理（P＜0.05），RF和MF處理間無顯著性差異（P＞0.05）。從積累比例看，穗所占比例最大，為 80.37%～89.06%；葉最小，為 3.49%～7.69%；莖居中，為7.45%～11.94%（表4）。

晚稻成熟期，HOM 處理莖、葉、穗和地上部分的磷素積累量均為最高，均顯著高于MF、RF、LOM和CK處理（P＜0.05）。LOM和RF處理葉磷素積累量均顯著高于MF和CK處理（P＜0.05），但兩者間無顯著性差異（P＞0.05）。MF、RF和LOM處理穗和地上部磷素積累量均顯著高于 CK處理（P＜0.05）。從積累比例看，穗所占比例最大，為79.80%～89.50%；葉最小，為 4.02%～7.25%；莖居中，為5.74%～12.95%（表4）。

2.2.3水稻植株各器官鉀素積累量

早稻成熟期，RF、LOM 和 HOM 處理植株莖鉀素積累量均顯著高于MF和CK處理（P＜0.05）。HOM 處理葉、穗和地上部分的鉀素積累量均顯著高于MF、RF和CK處理（P＜0.05）。MF和RF處理水稻植株穗和地上部分的鉀素積累量均顯著高于 CK 處理（P＜0.05），但兩者間均無顯著性差異（P＞0.05）。從積累比例看，莖所占比例最大，為63.79%～74.84%；葉片最小，為7.61%～12.18%；穗居中，為17.16%～26.43%（表5）。

晚稻成熟期，HOM 處理植株莖、葉、穗和地上部分的鉀素積累量均顯著高于MF、RF、LOM和CK處理（P＜0.05）。MF和 RF處理水稻植株莖、穗的鉀素積累量均顯著高于CK處理（P＜0.05），但兩者間均無顯著性差異（P＞0.05）。MF、RF和LOM處理植株葉和地上部分的鉀素積累量均顯著高于CK處理（P＜0.05）。從積累比例看，莖所占比例最大，為 69.89%～76.91%；葉片最小，為 8.38%～13.04%；穗居中，為13.57%～19.20%（表5）。

表4　長期不同施肥模式對水稻成熟期植株各器官磷素積累量的影響Table 4　Effects of different long-term fertilization managements on P accumulations in different parts of rice plant at maturity stages

表5　長期不同施肥模式對水稻成熟期植株各器官鉀素積累量的影響Table 5　Effects of different long-term fertilization managements on K accumulations in different parts of rice plant at maturity stages

2.3　不同施肥模式對稻田土壤養(yǎng)分的影響

如表6所示，經(jīng)過31年連續(xù)長期定位試驗后，各施肥處理間稻田耕層（0～20 cm）土壤養(yǎng)分含量存在較大差異。不同施肥處理間土壤全氮、全磷含量均以HOM處理為最高，分別為3.41、2.55 g·kg-1，均顯著高于其他處理；其次是LOM處理，分別為2.77、1.76 g·kg-1，均顯著高于MF和CK處理。各處理間土壤全鉀含量和 pH值均無顯著性差異。HOM和LOM處理土壤堿解氮和有效磷含量均為最高，分別為 250.4、212.5 mg·kg-1和 167.5、91.6 mg·kg-1，均顯著高于其他處理。HOM 處理土壤速效鉀含量為最高，達49.8 mg·kg-1，顯著高于其他處理；其次是LOM和RF處理，均顯著高于MF和CK處理。

3　討論

3.1　不同施肥模式與水稻植株干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運

水稻植株各部位的干物質(zhì)積累量與其生長發(fā)育動態(tài)密切相關(guān)，干物質(zhì)積累是水稻產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)（陳麗楠等，2010）。同時，水稻產(chǎn)量的高低與植株生產(chǎn)能力和同化物向生殖器官運轉(zhuǎn)能力關(guān)系密切，植株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運貢獻率受較多因素的影響，如作物類型和品種、種植制度、土壤耕作、施肥、水分灌溉等栽培措施等方面（Virmani，1996；Peng et al.，1999；Kobata et al.，2000）。本研究結(jié)果表明，各施肥處理均增加了水稻植株各部分的干物質(zhì)積累量和轉(zhuǎn)運量。其原因可能是一方面長期施肥后各施肥措施增加了稻田土壤養(yǎng)分含量（表6），培肥土壤，為植株對營養(yǎng)元素的吸收提供了物質(zhì)來源，從而增加了植株各部位的干物質(zhì)累積（唐海明等，2015；徐一蘭等，2015）；另一方面，長期不同的施肥措施可改善稻田土壤理化性狀、增加土壤養(yǎng)分含量（表 6），協(xié)調(diào)土壤供肥特性與植株需肥規(guī)律之間的關(guān)系，改善植株生育后期的理化特性，有效防止水稻早衰（唐海明等，2015；徐一蘭等，2015），為植株各部位干物質(zhì)積累奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，并促進了莖、葉干物質(zhì)向穗部轉(zhuǎn)移，增加水稻抽穗后物質(zhì)同化貢獻率。

不同施肥處理間水稻植株干物質(zhì)生產(chǎn)積累和轉(zhuǎn)運存在明顯差別，秸稈還田處理增加了早稻成熟期植株的抽穗后物質(zhì)同化量和抽穗后物質(zhì)同化貢獻率。其原因可能是在秸稈還田條件下，配施化肥使秸稈在早稻生育期分解速率加快，增加了稻田土壤營養(yǎng)物質(zhì)、為早稻生長發(fā)育提供了良好的營養(yǎng)條件（徐一蘭等，2016），提高了植株各部位干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)在各個器官分配量，促進了植株莖、葉物質(zhì)向穗部的轉(zhuǎn)運。30%有機肥處理增加了晚稻成熟期植株莖、葉物質(zhì)貢獻率，這是因為在30%有機肥配施化肥措施下，長期合理施用有機肥處理在晚稻生育期有部分有機肥仍然分解、釋放營養(yǎng)物質(zhì)，為晚稻生長發(fā)育提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)（徐一蘭等，2016），增加了植株各個器官干物質(zhì)的積累與分配，促進了晚稻植株莖、葉中干物質(zhì)向穗部的轉(zhuǎn)運，提高了莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運量、莖葉物質(zhì)貢獻率和抽穗后物質(zhì)同化量。而秸稈還田處理增加了晚稻植株抽穗后物質(zhì)同化量和物質(zhì)同化貢獻率，這是因為在秸稈還田措施條件下秸稈配施化肥有利于改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤酶活性、增加養(yǎng)分的有效性，為晚稻生長發(fā)育提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)（徐一蘭等，2016），增加了生育前期植株各器官干物質(zhì)積累，擴大了庫容、促進了生育后期植株莖葉物質(zhì)向穗部的轉(zhuǎn)運，提高了植株抽穗后物質(zhì)同化貢獻率，為水稻高產(chǎn)提供了物質(zhì)來源，從而為水稻獲得高產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，這與唐海明等（2015）和易鎮(zhèn)邪等（2013）的研究結(jié)果相似。在本研究中，秸稈還田和30%有機肥處理植株的莖桿物質(zhì)轉(zhuǎn)運量和物質(zhì)轉(zhuǎn)運率均低于其他施肥處理，這是因為莖的物質(zhì)轉(zhuǎn)運率增加，會導(dǎo)致過多的莖桿物質(zhì)輸出，易造成倒伏，適當(dāng)?shù)那o桿物質(zhì)輸出是水稻穩(wěn)產(chǎn)的前提條件，這與羅盛國等（2015）的研究結(jié)果相似。

3.2　不同施肥模式與水稻植株養(yǎng)分積累

施肥是提高水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵措施，不同施肥措施影響植株各個器官的養(yǎng)分含量。施用有機肥有利于改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機質(zhì)含量等，培肥土

表6長期施肥模式對稻田土壤養(yǎng)分的影響

Table 6Effects of different long-term fertilization managements on soil nutrients content (0～20 cm)TreatmentsTotal N/(g·kg-1) Total P/(g·kg-1) Total K/(g·kg-1) Available N/(g·kg-1) Available P/(g·kg-1) Available K/(g·kg-1)pH

MF2.01±0.10 c0.67±0.07 c19.0±0.54 a149.5±7.23 d6.83±0.20 c31.3±1.44 c6.58±0.19 a RF2.28±0.09 b0.65±0.05 c19.3±0.56 a185.1±6.13 c5.48±0.16 c35.8±1.03 b6.17±0.18 a LOM2.77±0.07 b1.76±0.02 b18.6±0.57 a212.5±5.34 b91.6±2.64 b34.5±1.02 b6.09±0.17 a HOM3.41±0.06 a2.55±0.02 a19.7±0.55 a250.4±4.32 a167.5±4.84 a49.8±0.90 a6.32±0.18 a CK1.87±0.05 d0.49±0.01 d18.5±0.53 a125.2±3.61 e3.68±0.11 c28.2±0.81 d6.48±0.19 a壤；秸稈還田是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所普遍采用的一種施肥措施，這是由于秸稈中含有豐富的碳、氮、磷、鉀以及中微量元素，秸稈還田后腐解釋放養(yǎng)分，對減少化肥用量和培肥土壤等方面均具有重要的意義。前人研究結(jié)果表明，水稻生育后期籽粒的營養(yǎng)元素主要依靠營養(yǎng)器官進行物質(zhì)轉(zhuǎn)運（Mae，1997）。張磊等（2017）研究表明，秸稈翻壓還田有利于增加水稻植株的氮、磷養(yǎng)分累積量。Toriyama（2002）研究認為，氮轉(zhuǎn)運率變化范圍44.7%～66.7%，氮轉(zhuǎn)運貢獻率變化范圍 29.6%～59.7%；Norman et al.（1992）發(fā)現(xiàn)，水稻植株的轉(zhuǎn)運氮貢獻率可達80%。本研究結(jié)果顯示，各施肥處理條件下水稻植株群體干物質(zhì)積累量和氮、磷、鉀素積累量均顯著高于無肥對照，其原因可能是長期施肥增加了稻田土壤養(yǎng)分含量（表6），為水稻植株群體干物質(zhì)積累提供了養(yǎng)分供應(yīng)，增加其營養(yǎng)元素含量和干物質(zhì)積累量，從而增加了各施肥處理植株各部位養(yǎng)分積累量。

各個長期不同施肥處理間植株的氮、磷、鉀素積累量存在明顯的差異。其中，以60%有機肥處理早稻植株莖、葉、穗的氮素積累量為最高，30%有機肥處理穗部氮素積累量較高、葉片氮素積累量較低，其原因可能是長期60%有機肥處理，明顯增加了稻田土壤中的養(yǎng)分含量（表6），在早稻生育期外界溫度較低的條件下，較好的營養(yǎng)條件為早稻生長提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，增強了植株的部分生理特性（Ko et al.，2017），有利于提高各部位干物質(zhì)積累量和養(yǎng)分含量，從而增加植株莖、葉、穗的氮素積累量；而長期30%有機肥處理也有利于培肥土壤，為植株的干物質(zhì)積累奠定基礎(chǔ)，但該施肥處理促進了葉片中氮素向營養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)運，降低了葉片中氮素積累量、增加了穗部氮素積累量。秸稈還田處理晚稻植株莖、葉氮素積累量為最高，有機-無機肥配施處理（LOM 和 HOM）穗部氮素積累量最高、莖和葉氮素積累量較低，其原因可能是晚稻生育期外界氣溫較高，有利于秸稈和有機肥的分解，提高了土壤中養(yǎng)分有效性，為植株養(yǎng)分積累提供了物質(zhì)來源，其中秸稈還田處理提高了莖、葉中氮的含量，但植株莖、葉中物質(zhì)向營養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)運率和貢獻率較低，從而增加了莖和葉中氮素積累量、降低了穗部氮素積累量（表 3）。長期有機-無機肥配施處理有利于改善植株各部位物質(zhì)的分配與轉(zhuǎn)運，增加莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和物質(zhì)貢獻率（表2），從而提高穗部氮素積累量、降低莖和葉氮素積累量。早稻和晚稻成熟期，有-機無機肥配施處理（LOM和HOM）植株莖、葉、穗的磷和鉀素積累量均為最高，均明顯高于其他施肥處理，這可能是由于長期有機-無機肥配施有利于改善土壤理化特性、培肥土壤（表6），為水稻生長發(fā)育提供了營養(yǎng)來源，一方面增加了植株各部位氮、磷、鉀素的含量，另一方面有利于增加植株各部位的干物質(zhì)積累，且莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運率和莖葉物質(zhì)貢獻率適中，干物質(zhì)在植株各部位分配合理，從而增加了植株莖、葉、穗的磷和鉀素積累量。在本研究中，水稻成熟期各施肥處理植株不同部位氮、磷、鉀素的積累量大小受植株不同部位干物質(zhì)積累量和養(yǎng)分含量的影響，植株不同部位氮、磷的養(yǎng)分積累量大小順序均表現(xiàn)為穗＞莖稈＞葉，植株氮、磷的積累量受各部位干物質(zhì)積累量的影響較大；而鉀素的積累量大小順序則表現(xiàn)為莖稈＞穗＞葉，其積累量的高低與各部位鉀素含量及干物質(zhì)積累量大小密切相關(guān)（表1和表5）。

本研究結(jié)果表明，各施肥模式間水稻植株養(yǎng)分積累和分配比例均存在一定的差異。早稻生育期，有機-無機肥配施處理（LOM和HOM）增加了植株莖、葉氮、磷和鉀素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)，降低了穗部氮、磷和鉀素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)，這是因為有機-無機肥配施處理植株莖和葉氮、磷和鉀含量均明顯高于其他處理，且莖和葉干物質(zhì)積累量均明顯高于其他處理，而穗干物質(zhì)積累量低于秸稈還田處理（表1）；秸稈還田處理降低了莖、葉氮素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)，增加了穗部的百分?jǐn)?shù)，其原因為秸稈還田處理降低了植株莖和葉干物質(zhì)積累量、增加了穗干物質(zhì)積累量。晚稻生育期，60%有機肥處理增加了植株莖、葉的磷和鉀素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)，降低了穗部的磷和鉀素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)，這可能是因為該施肥處理增加了植株的莖、葉干物質(zhì)積累及相應(yīng)的養(yǎng)分積累量，且穗部干物質(zhì)積累和磷、鉀含量與其他處理均無明顯差異，因此增加了植株莖和葉、降低了穗部的磷和鉀素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)；而秸稈還田處理增加了莖、葉的氮素積累量占地上部總積累量的百分?jǐn)?shù)、降低了穗部的百分?jǐn)?shù)，這是因為秸稈還田條件下各部位干物質(zhì)積累量與其他處理無明顯差異，但增加了植株莖葉氮含量、降低了穗部氮含量（表3）。早稻成熟期，穗部的氮、磷和鉀素積累量分別占地上部總積累量的 68.82%～73.11%、80.37%～86.31%和 20.64%～26.43%；晚稻成熟期，穗部積累的氮、磷和鉀素積累量分別占地上部總積累 量 的72.08%～77.37% 、 79.80%～89.50% 和13.57%～19.20%；各處理間植株養(yǎng)分積累和分配比例出現(xiàn)差異的原因可能與所施用的肥料類型和施用量不同有關(guān)（石祖梁等，2016）。各處理水稻植株葉片和莖稈的花前干物質(zhì)貯藏量和轉(zhuǎn)運量均表現(xiàn)為莖稈高于葉片，其原因可能是長期施肥改善了稻田土壤養(yǎng)分，有利于增加花前水稻植株干物質(zhì)積累量，改善植株各部位養(yǎng)分轉(zhuǎn)運，促進了后期莖桿中養(yǎng)分向穗部的轉(zhuǎn)運，為水稻高產(chǎn)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，這與姜佰文等（2013）研究結(jié)果一致。

本研究僅進行了不同施肥模式對水稻植株各部位干物質(zhì)積累和養(yǎng)分轉(zhuǎn)運特征的初步研究，有關(guān)植株的生理特性及與營養(yǎng)特性之間的相關(guān)性還有待進一步研究。

4　結(jié)論

在水稻植株干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運方面：長期施肥處理有利于增加早稻和晚稻成熟期植株各部位的干物質(zhì)積累量。早稻和晚稻成熟期，長期施用秸稈還田、有機肥配施化肥處理均有利于增加植株的葉、穗和地上部分群體干物質(zhì)積累量。長期施用60%有機肥處理水稻植株的莖物質(zhì)貢獻率為最高，均明顯高于其他處理，促進了莖部干物質(zhì)向穗部位轉(zhuǎn)運；長期施用秸稈還田處理水稻植株的葉物質(zhì)貢獻率、抽穗后物質(zhì)同化量和抽穗后物質(zhì)同化貢獻率均為最高，高于其他處理，促進了葉干物質(zhì)向穗部位轉(zhuǎn)運。

在水稻植株養(yǎng)分積累方面：長期施用60%有機肥處理有利于增加早稻成熟期植株莖、葉、穗和地上部的氮、磷和鉀素積累量；長期秸稈還田處理增加了晚稻成熟期植株莖、葉氮素積累量，60%有機肥處理增加了植株莖、葉、穗和地上部分的磷和鉀素積累量。長期秸稈還田、有機肥配施化肥處理均有利于提高稻田耕層（0～20 cm）土壤養(yǎng)分含量，培肥土壤。

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