蔣明金 王海月 何 艷 王春雨 李 娜 楊志遠 孫永健 馬 均

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所/作物生理生態(tài)及栽培四川省重點實驗室,四川溫江 611130)

水稻(Oryza sativaL.)生產(chǎn)在糧食安全中占據(jù)重要位置。目前,我國水稻生產(chǎn)主要以人工移栽為主,兼有拋秧、機插秧和直播水稻等多種種植方式。與移栽稻、拋秧和機插秧相比,直播水稻省去了繁瑣的育秧移栽環(huán)節(jié),具有省工節(jié)本,易實現(xiàn)全程機械化操作等優(yōu)點[1],在美國和澳大利亞等發(fā)達國家已成為主要的水稻種植方式[2-3]。然而,直播水稻的根系分布淺,莖稈細長,生長后期易發(fā)生倒伏,嚴重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)[4-5],進而限制了其在我國許多地區(qū)的推廣。水稻莖稈倒伏主要分為彎曲型倒伏和折斷型倒伏兩類[6],彎曲型倒伏表現(xiàn)為非基部節(jié)間的彎曲,與重心高度等關(guān)系較大,主要受外界風(fēng)力及降雨等因素影響；折斷型倒伏多發(fā)生在基部節(jié)間,與基部節(jié)間形態(tài)及其化學(xué)成分組成緊密相關(guān)[7]。前人研究表明,氮肥在水稻抗倒伏能力及其產(chǎn)量中起著重要的作用,施氮過量或不合理的施用方式不僅不利于水稻的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn),還可能帶來倒伏風(fēng)險,導(dǎo)致水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。張祖建等[8]研究發(fā)現(xiàn)適宜的施氮水平和施氮方式有利于通過提高有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)增產(chǎn),同時可以優(yōu)化水稻群體結(jié)構(gòu)降低倒伏風(fēng)險。也有研究表明,施氮水平過高不利于莖稈基部碳水化合物的積累,導(dǎo)致莖稈基部節(jié)間細長,增加倒伏風(fēng)險[9-10]。

目前,通過氮肥管理研究水稻抗倒伏能力已有大量報道,主要集中在移栽條件下水稻莖稈抗倒伏能力方面,而直播水稻的生長和發(fā)育進程與移栽稻存在一定差異,氮肥管理對直播雜交水稻抗倒伏能力的影響是否與移栽稻有所差異尚不明確。為此,本研究在前期初步探明直播雜交水稻適宜的播種量與氮肥運籌方式的基礎(chǔ)上,以四川地區(qū)主推雜交稻F優(yōu)498和新選育品種德優(yōu)4923為試驗材料,進一步探究不同施氮水平和氮肥運籌方式對直播雜交水稻莖稈理化特性的影響及其與抗倒伏能力的關(guān)系,以期為四川地區(qū)直播雜交水稻氮肥管理技術(shù)的應(yīng)用與推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試材料

試驗于2016年在四川省成都市溫江區(qū)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所試驗基地進行,試驗地耕層土壤質(zhì)地為沙壤土,肥料中等,土壤養(yǎng)分含量為有機質(zhì)27.70 g·kg-1、總氮 2.08 g·kg-1、速效氮 118.00 mg·kg-1、速效磷 19.60 mg·kg-1和速效鉀 112.30 mg·kg-1。

供試材料:四川主推雜交秈稻品種F優(yōu)498(抗倒伏能力強)和新選育雜交秈稻品種德優(yōu)4923(抗倒伏能力一般),分別由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所和四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所提供。兩品種伸長節(jié)間數(shù)均為5,抽穗期基本一致,但德優(yōu)4923成熟期較F優(yōu)498遲7 d左右。

1.2 試驗設(shè)計

本研究包含2個大田試驗,分別記為試驗一和試驗二。試驗均采用裂區(qū)設(shè)計,主區(qū)均為品種[F優(yōu)498(C1)和德優(yōu)4923(C2)]；副區(qū)設(shè)置包括:試驗一:設(shè)置5個施氮水平處理,分別為 90(N1)、120(N2)、150(N3)、180(N4)和 210(N5)kg·hm-2,氮肥運籌方式按照基肥、分蘗肥和穗肥比例分別為30%、30%和40%施用；試驗二:在施氮水平為150 kg·hm-2的條件下,設(shè)置不同基肥、分蘗肥與穗肥比例,分別為10∶0∶0(P1)、4 ∶4 ∶2(P2)、3 ∶3 ∶4(P3)和 2 ∶2∶6(P4),氮肥(尿素,使用量均折合純氮)基肥在播種前1 d施用,分蘗肥在四葉一心期施用,穗肥按促花肥和?；ǚ适┯?分別占60%和40%,促花肥在倒四葉期施用,?；ǚ试诘苟~期施用。2個試驗均以不施氮肥處理(分別記作N0、P0)為對照(CK),具體氮肥管理見表1。每個小區(qū)面積為13.5 m2,每個處理3次重復(fù),共計66個小區(qū)(試驗一含36個小區(qū),試驗二含30個小區(qū))。

根據(jù)前期研究[11-12],試驗播種量設(shè)為22.5 kg·hm-2,種子均經(jīng)過催芽后于5月20日播種,人工撒播(田間濕潤,無明顯水層),播后當天用防鳥網(wǎng)搭蓋以避免鳥害,出苗后逐漸恢復(fù)灌溉,直至收獲前15 d。磷肥(過磷酸鈣)和鉀肥(氯化鉀)施用量折合P2O5和K2O分別為75和150 kg·hm-2,磷肥全部做基肥施用,鉀肥分基肥和穗肥(倒四葉期)2次等量施用。基肥在播種前1 d施用,小區(qū)間扎埂并用地膜包覆,其他田間管理同常規(guī)管理方式。

表1 試驗處理及施肥措施Table 1 The details of experiment treatments and fertilization measures /(kg·hm－2)

1.3 測定項目與方法

1.3.1 莖稈物理性狀及力學(xué)特性 于齊穗后22 d,各小區(qū)隨機選取具有代表性植株3株,立即帶回實驗室,參照楊志遠等[13]的方法進行抗倒伏能力測定。自行設(shè)計兩支點間隔5 cm的測定臺,每株選取3個生長基本一致的單莖,從穗下到基部依次記為第1～第5節(jié)間,測定各節(jié)間長度,隨后將第4節(jié)間置于設(shè)計的測定臺上,利用0.001 N的HP-50數(shù)顯式推拉力計(樂清艾德堡,浙江)勻速下拉直至莖稈折斷,記錄該過程中的最大值即為抗折力(F,g),然后在折斷部位剪斷莖稈,測量莖稈的外徑長軸(a1,mm)、外徑短軸(a2,mm)、內(nèi)徑長軸(b1,mm)、內(nèi)徑短軸(b2,mm)、直徑(culm diameter,CD,mm),壁厚(thickness of culm wall,TCW,mm)和第4節(jié)間至穗頂?shù)孽r重(fresh weight from the 4thinternode to the top of the panicle,FW,g),并測量計算穗下第4節(jié)間基部至穗頂長度(length from the 4th internode to the top of the panicle,SL,cm)。

參照楊世民等[10]和Ookawa等[14]的方法,按照公式分別計算抗倒伏相關(guān)指標,包括彎曲力矩(bending moment of the whole plant,WP,g·cm)、折斷彎矩(bending moment at breaking,M,g·cm)、倒伏指數(shù)(lodging index,LI)、斷面系數(shù)(section modulus,SM,mm3)和彎曲應(yīng)力(bending stress,BS,g·mm-2):

式中,5:兩支點間的距離。

1.3.2 基部節(jié)間化學(xué)成分 將1.3.1中測定后的材料分別按節(jié)間于105℃殺青45 min,80℃烘干至恒重,然后利用100型高速萬能粉碎機(浙江永康市艾澤拉電器有限公司)粉碎,過60目篩后將第4節(jié)間樣品用于測定莖稈節(jié)間化學(xué)成分。采用分光光度計法測定木質(zhì)素含量,微量法測定半纖維素和纖維素含量,送至齊一生物科技(上海)有限公司進行測定。采用濃H2SO4-H2O消煮,利用FOSS-8400凱氏定氮儀(福斯公司,丹麥)測定莖稈的全氮含量；火焰分光光度計法[15]測定莖稈鉀含量；蒽酮比色法[16]測定莖稈非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(可溶性糖和淀粉)含量。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 于成熟期,每個小區(qū)選擇5個具有代表性點(總計1 m2)調(diào)查有效穗數(shù),同時選取生長一致、有代表性的5株調(diào)查每穗粒數(shù),測定千粒重(1000-grain weight,1000-GW,g),計算結(jié)實率(seedsetting rate,SSR,%)和理論產(chǎn)量(grain yield,GY,kg·hm-2)。收獲時分小區(qū)收割,按實際面積計產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Office Excel 2016進行數(shù)據(jù)整理；Statistix 9.0進行統(tǒng)計分析；Origin 2017作圖。根據(jù)最小顯著差異法(least significant difference,LSD)檢驗處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻莖稈形態(tài)特性

由表2可知,直播條件下水稻品種德優(yōu)4923的株高、重心高度和莖稈各節(jié)間長度的平均值均高于F優(yōu)498。其中,德優(yōu)4923的莖稈第4和第5節(jié)間分別較F優(yōu)498高42.76%～43.53%和39.64%～40.89%。從氮肥調(diào)控對直播水稻莖稈形態(tài)特性影響來看,2個品種的基部節(jié)間長度(第3～第5節(jié)間)、德優(yōu)4923的株高和F優(yōu)498的重心高度整體均隨著施氮水平的提高而逐漸增加,但2個雜交水稻品種的莖稈第2節(jié)間長度呈先減小后增大的變化。隨著氮肥運籌方式中穗肥施用比例的提高,F優(yōu)498莖稈第4和5節(jié)間長度均逐漸增加,株高整體上逐漸減小,而德優(yōu)4923均呈先增加后減小的變化,2個雜交水稻品種莖稈第1～第3節(jié)間長度均先增加后減小,F優(yōu)498和德優(yōu)4923的重心高度分別表現(xiàn)為逐漸上升和先上升后下降的趨勢。

2.2 水稻第4節(jié)間形態(tài)特性

由表3可知,直播條件下水稻品種之間莖稈第4節(jié)間內(nèi)徑長軸、內(nèi)徑短軸和莖壁厚度存在差異。2個試驗中,直播雜交稻德優(yōu)4923莖稈的第4節(jié)間內(nèi)徑長軸和莖壁厚度均高于F優(yōu)498,但內(nèi)徑短軸相對較小。2個雜交水稻品種莖稈第4節(jié)間外徑長軸、外徑短軸、內(nèi)徑長軸、內(nèi)徑短軸和直徑均隨著施氮水平的提高或穗肥施用比例的增加整體呈逐漸減小的趨勢,但當施氮水平高于150 kg·hm-2或穗肥施用比例大于20%時,氮肥處理之間差異不大。2個品種的莖壁厚度在氮肥處理下均無顯著差異。

2.3 水稻莖稈力學(xué)特性與倒伏指數(shù)的關(guān)系

由圖1可知,2個試驗中,直播雜交稻德優(yōu)4923莖稈倒伏指數(shù)較F優(yōu)498高41.99%～47.51%,彎曲力矩高23.42%～24.50%,而折斷彎矩則小11.51%～13.16%。德優(yōu)4923折斷部位到穗頂鮮重和距離均較F優(yōu) 498大。德優(yōu) 4923斷面系數(shù)較 F優(yōu) 498高28.54%～32.79%,但彎曲應(yīng)力低20.96%～31.53%。從施氮水平和運籌方式來看,氮肥處理下2個雜交水稻品種莖稈的力學(xué)特性變化趨勢基本一致。其中,隨著施氮水平的提高或穗肥施用比例的增加,倒伏指數(shù)、彎曲力矩及折斷部位到穗頂鮮重和距離均總體表現(xiàn)為逐漸增加,而折斷彎矩、斷面系數(shù)和彎曲應(yīng)力均表現(xiàn)為逐漸降低。

2.4 水稻基部節(jié)間化學(xué)成分

莖稈中化學(xué)成分是影響莖稈強度的主要原因之一。由表4可知,直播條件下水稻品種F優(yōu)498莖稈基部節(jié)間中木質(zhì)素含量、纖維素含量、半纖維素含量、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量及鉀含量在2個試驗中均略高于德優(yōu)4923,但二者間的含氮量差異不大。隨著施氮水平的提高,2個雜交水稻品種的莖稈基部節(jié)間木質(zhì)素含量整體均先下降后上升,纖維素含量、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量和鉀含量逐漸下降,半纖維素含量先上升后下降,而氮含量逐漸上升。隨著氮素穗肥施用比例的提高,2個雜交水稻品種的莖稈基部節(jié)間木質(zhì)素含量和纖維素含量逐漸下降,半纖維素含量和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量先下降后上升,氮含量逐漸上升,F優(yōu)498和德優(yōu)4923莖稈鉀含量則分別表現(xiàn)為先上升后下降和先下降后上升的趨勢。

進一步比較直播雜交稻莖稈第4節(jié)間碳水化合物各成分所占比例(圖2),發(fā)現(xiàn)2個試驗中水稻品種F優(yōu)498和德優(yōu)4923莖稈中結(jié)構(gòu)性碳水化合物(木質(zhì)素、纖維素和半纖維素)與非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(可溶性糖和淀粉)的分配比例基本一致,但結(jié)構(gòu)性碳水化合物各成分所占比例存在差異。F優(yōu)498莖稈中半纖維素含量所占比例較德優(yōu)4923高3.60%～4.25%,但纖維素含量低2.80%～3.50%。此外,隨著施氮水平的提高,F優(yōu)498第4節(jié)間纖維素含量所占比例下降,半纖維素含量有所上升,而德優(yōu)4923變化與之相反。隨著穗肥施用比例的增加,德優(yōu)4923莖稈纖維素含量所占比例呈先上升后下降變化,半纖維素含量表現(xiàn)為先下降后上升,而F優(yōu)498第4節(jié)間碳水化合物各組分所占比例變化不大。

表2 氮肥管理對直播雜交水稻莖稈物理特性的影響Table 2 Effects of nitrogen management on culm characteristics of direct￣seeded rice

2.5 水稻莖稈性狀與抗倒伏能力的關(guān)系

由表5可知,2個試驗中水稻品種F優(yōu)498和德優(yōu)4923的莖稈折斷彎矩與斷面系數(shù)、彎曲應(yīng)力、外徑長軸、外徑短軸、內(nèi)徑短軸和直徑呈顯著正相關(guān),與莖稈中氮含量呈顯著負相關(guān),而倒伏指數(shù)與斷面系數(shù)、彎曲應(yīng)力、外徑長軸、外徑短軸、內(nèi)徑短軸、直徑和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量呈顯著負相關(guān),與莖稈中氮含量呈顯著正相關(guān)。施氮水平條件下,F優(yōu)498和德優(yōu)4923的莖稈折斷彎矩與折斷部位至穗頂距離、折斷部位至穗頂鮮重、彎曲力矩、株高、重心高度和第4節(jié)間長度均呈顯著負相關(guān)。

表3 氮肥管理對直播雜交水稻莖稈第4節(jié)間莖稈形態(tài)特性的影響Table 3 Effects of nitrogen management on culm morphology of the 4thinternode of direct￣seeded rice /mm

對2個雜交水稻品種在施氮水平或氮肥運籌方式下莖稈各性狀指標與倒伏指數(shù)間進行逐步回歸分析,結(jié)果表明,折斷彎矩(X1)、外徑長軸長(X2)、纖維素含量(X3)和氮含量(X4)4個指標被引入與倒伏指數(shù)有關(guān)的逐步回歸方程中。其中,F優(yōu)498在施氮水平(Y1)和氮肥運籌方式(Y2)下回歸方程分別為Y1=167.76-0.029 4X1和Y2=-445.41+0.971 9X3+304.42X4；而德優(yōu)4923在施氮水平(Y3)和氮肥運籌方式(Y4)下回歸方程分別為Y3=-35.17+204.82X4和Y4=-479.46+65.54X2+0.021 9X3+262.47X4。 由此可見,在不同施氮水平或氮肥運籌方式下,上述4個指標是影響這2個雜交水稻品種抗倒伏能力的主要因素。

2.6 水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

圖1 直播雜交水稻基部節(jié)間力學(xué)特性關(guān)系Fig.1 The relationships among the mechanical indexes of the basal internode of direct￣seeded rice

由表6可知,從產(chǎn)量及其構(gòu)成因素來看,直播條件下水稻品種F優(yōu)498的有效穗數(shù)和結(jié)實率較德優(yōu)4923分別高4.92%～13.03%和12.25%～13.53%,但其千粒重顯著低于德優(yōu)4923,實際產(chǎn)量則相對較高。其中,隨著施氮水平的提高,F優(yōu)498的有效穗數(shù)呈增加趨勢,每穗實粒數(shù)和實際產(chǎn)量均表現(xiàn)為先增加后減少的變化,千粒重變化規(guī)律不明顯,結(jié)實率在施氮水平為180 kg·hm-2(N4)時顯著低于其他施氮處理,在施氮水平為N3和N4時能獲得相對較多的有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù),實際產(chǎn)量較高。而德優(yōu)4923在施氮水平為150 kg·hm-2(N3)時獲得了較高的實際產(chǎn)量,這與其具有較高有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)有關(guān)。氮肥運籌方式下,2個品種產(chǎn)量隨著穗肥比例的增加均表現(xiàn)為先增加后降低,F優(yōu)498的結(jié)實率整體表現(xiàn)為增加,德優(yōu)4923整體表現(xiàn)為先增加后降低,且F優(yōu)498和德優(yōu)4 923分別在穗肥施用比例為40%和20%時實際產(chǎn)量最高；F優(yōu)498的有效穗數(shù)隨著穗肥施用比例的增加總體表現(xiàn)為先減少后增加,每穗實粒數(shù)先增加后減少,而德優(yōu)4923的變化與之相反。

表4 氮肥管理對直播雜交水稻莖稈基部節(jié)間化學(xué)成分的影響Table 4 Effects of nitrogen management on chemical components of the basal culm of direct￣seeded rice

3 討論

3.1 氮肥管理對直播雜交水稻莖稈特性的影響

圖2 直播雜交水稻莖稈基部節(jié)間碳水化合物分配比例Fig.2 The components proportion in the basal internode of direct￣seeded rice

水稻倒伏發(fā)生多由植株上部位和下部位平衡失調(diào)導(dǎo)致[17-18],且主要為莖稈倒伏。研究表明,過多投入氮肥會導(dǎo)致移栽稻莖稈各節(jié)間(特別是基部節(jié)間)伸長、株高和重心高度增加、莖稈直徑減小,進而影響其抗倒伏能力[10,19-21],但關(guān)于氮肥對莖壁厚度影響的結(jié)論不盡一致。本研究中,直播雜交水稻抗倒伏能力弱的主要表現(xiàn)為莖稈基部節(jié)間過長、株高和重心高度較高、基部節(jié)間直徑小,與莖壁厚度關(guān)系不大。這與李杰等[22]研究結(jié)果基本一致。本研究中,施氮水平的提高或穗肥施用比例的增加均會降低直播雜交水稻抗倒伏能力,這主要是因為施氮水平增加會促使直播雜交水稻生長前期分蘗數(shù)量增大,水稻群體的擴大加劇了植株對養(yǎng)分的競爭,導(dǎo)致莖稈基部節(jié)間直徑變小,節(jié)間伸長,伴隨株高和重心高度增加,折斷部位到穗頂?shù)孽r重和距離增大,導(dǎo)致折斷彎矩、斷面系數(shù)和彎曲應(yīng)力減小,造成直播雜交水稻抗倒伏能力下降；而氮肥運籌方式下穗肥施用比例的增加主要是基蘗肥的降低導(dǎo)致水稻植株前期養(yǎng)分需求難以滿足,直播雜交水稻生長發(fā)育受限,莖稈基部節(jié)間直徑、斷面系數(shù)和彎曲應(yīng)力均降低,進而降低水稻抗倒伏能力,但對基部節(jié)間長度的變化、株高和重心高度的影響不大,這與直播雜交水稻品種有關(guān)。Zhang等[21]研究認為,提高施氮水平會使移栽稻莖稈彎曲力矩和折斷部位至穗頂鮮重增加,斷面系數(shù)和彎曲應(yīng)力降低,倒伏指數(shù)增加,而氮素穗肥施用比例的改變對移栽稻莖稈斷面系數(shù)和倒伏指數(shù)的影響均不顯著,這與本研究結(jié)果基本一致。結(jié)合相關(guān)分析和逐步回歸分析,本研究初步認為在莖稈特性方面提高直播雜交水稻抗倒伏能力的關(guān)鍵仍然在于基部節(jié)間長度和直徑、株高、重心高度以及基部節(jié)間到穗頂之間的平衡關(guān)系。適宜的施氮水平和氮肥運籌方式則是保證直播雜交水稻莖稈基部節(jié)間粗壯、植株上部位和下部位平衡的養(yǎng)分調(diào)控管理技術(shù)。本研究僅采用了2個水稻品種為試驗材料,而不同水稻品種對氮素的響應(yīng)也有所不同,今后可選擇多個品種在多個生態(tài)點進行研究,結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度等分析方法深入挖掘直播雜交水稻莖稈各指標與抗倒伏能力的關(guān)系。

3.2 氮肥管理對直播雜交水稻莖稈基部節(jié)間化學(xué)成分的影響

莖稈質(zhì)量也是判斷水稻莖稈抗倒伏能力的重要因素之一。研究發(fā)現(xiàn)水稻生育后期莖稈中化學(xué)成分的含量(碳水化合物、無機元素和微量元素等)均與水稻抗倒伏能力有關(guān)[10,23-26],且養(yǎng)分調(diào)控會改變莖稈中化學(xué)成分分配,從而影響水稻的抗倒伏能力[26],這與本研究結(jié)果相同。本研究中,直播雜交水稻抗倒伏能力與莖稈中碳水化合物含量、氮含量和鉀含量均有一定關(guān)系,施氮水平的提高或穗肥施用比例的增加,均會降低直播雜交水稻莖稈基部節(jié)間中木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、NSC和鉀含量,莖稈抗折力下降,倒伏指數(shù)增加,抗倒伏能力降低。這可能是因為較高的氮素供應(yīng)會引起細胞增長過大,細胞壁變薄,同時消耗大量的碳水化合物,導(dǎo)致莖稈機械組織疏松,降低抗倒伏能力。這與吳曉然等[27]的研究結(jié)果一致。但本研究在莖稈化學(xué)成分組成方面僅測定了水稻易倒伏階段,而莖稈中這些成分的具體變化過程尚不明確。因此,今后將進一步研究氮肥管理下直播雜交水稻拔節(jié)后莖稈木質(zhì)素、纖維素、半纖維素和NSC含量及其相關(guān)酶的動態(tài)變化,以闡明其與水稻抗倒伏能力的關(guān)系。

3.3 氮肥管理對直播雜交水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

石麗紅等[28]研究表明,隨著施氮水平的增加,有效穗數(shù)逐漸增加,每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)和產(chǎn)量均先增加后降低,且適當提高分蘗肥和穗肥的比例有利于庫的形成,進而提高水稻產(chǎn)量。本研究中,隨著施氮水平的提高或穗肥施用比例的增加,直播雜交水稻每穗粒數(shù)和產(chǎn)量也表現(xiàn)為先增加后降低,有效穗數(shù)隨著施氮水平的增加而增加。這主要是因為適宜的施氮水平和氮肥運籌方式能夠保證水稻主要生育時期的氮素供應(yīng),促進水稻的生長發(fā)育,最后增產(chǎn)。不同氮肥運籌方式下2個雜交水稻品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素有所差異,這可能是水稻品種對氮素的需求差異導(dǎo)致,還有待進一步研究驗證。本研究中,2個雜交水稻品種均在施氮水平為150 kg·hm-2下獲得最高產(chǎn)量,但最佳氮肥運籌方式有所差異,進一步說明了這2個雜交水稻品種在不同生育時期對氮素養(yǎng)分需求的差異。此外,直播雜交水稻高產(chǎn)的途徑主要是在適宜的有效穗數(shù)基礎(chǔ)上獲得較多的每穗實粒數(shù)和較高的結(jié)實率,而適宜的氮肥管理可保證水稻生長前期分蘗正常,后期穗分化和籽粒灌漿的良好。

表5 直播雜交水稻莖稈性狀與倒伏之間的關(guān)系Table 5 Correlation coefficients between the culm characteristics and lodging resistance of direct￣seeded rice

3.4 直播雜交水稻抗倒伏能力最優(yōu)氮肥管理

提高水稻抗倒伏能力與獲得較理想產(chǎn)量一直以來難以平衡,而氮肥一直被認為是影響這二者的關(guān)鍵因素之一,優(yōu)化氮肥管理對直播雜交水稻栽培的推廣及大面積生產(chǎn)更具重要意義。本研究從氮肥管理對直播雜交水稻抗倒伏能力和產(chǎn)量的影響出發(fā),發(fā)現(xiàn)四川地區(qū)直播雜交水稻的最適施氮水平約為150 kg·hm-2,而氮肥運籌方式應(yīng)根據(jù)品種特性適當調(diào)節(jié)穗肥施用比例,如本試驗中F優(yōu)498和德優(yōu)4923穗肥施用比例分別為40%和20%時既能增強水稻抗倒伏能力,也可獲得較理想的產(chǎn)量。

表6 氮肥管理對直播雜交水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 6 Effects of nitrogen management on grain yield and its components of direct￣seeded rice

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,直播雜交水稻的最適施氮水平為150 kg·hm-2,施氮方式則根據(jù)品種有所差異,且直播雜交水稻抗倒伏能力與節(jié)間長度、莖稈直徑和株高等多方面因素有關(guān)。但本試驗主要集中在莖稈形態(tài)學(xué)方面的研究,對具體抗倒伏能力調(diào)控生理變化過程的設(shè)計較少。后續(xù)研究將主要集中于參與莖稈細胞壁成分及相關(guān)酶動態(tài)變化和莖稈解剖學(xué)特性在直播雜交水稻抗倒伏能力中的影響,同時考慮多品種、多生態(tài)點進行進一步驗證。