林忠秀，易鎮(zhèn)邪

(1 衡陽縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南衡陽 421200；2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128)

合理增施氮肥可明顯提高水稻產(chǎn)量[1－3]。研究表明，施氮量是影響水稻產(chǎn)量和氮素利用效率的主要因素，施氮過多或過少均不利于提高水稻產(chǎn)量和氮素利用效率[4－6]。衡邵丘陵盆地是湖南省重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，其糧食總產(chǎn)量占全省總量的30%以上，但該地區(qū)在水稻種植過程中缺乏科學(xué)的養(yǎng)分管理技術(shù)，存在水稻施肥量大、肥料利用率不高的問題。盛泰優(yōu)018 是岳陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的優(yōu)質(zhì)晚秈雜交稻新組合，2013 年通過湖南省品種審定，2015 年被評(píng)為“湘米工程”高檔優(yōu)質(zhì)稻主推品種[7]。關(guān)于盛泰優(yōu)018 的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，前人做過少量研究，如文炯等[8]研究了多效唑和氮肥用量對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。近年來，盛泰優(yōu)018 因具有產(chǎn)量較高、品質(zhì)較好的特點(diǎn)，逐漸成為衡陽地區(qū)的主栽優(yōu)質(zhì)稻品種。本研究通過大田試驗(yàn)，對(duì)盛泰優(yōu)018 在不同氮肥施用量條件下的產(chǎn)量形成特性和氮素利用效率進(jìn)行比較，以明確盛泰優(yōu)018 在衡陽地區(qū)的適宜施氮量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于衡陽縣西渡鎮(zhèn)梅花村開展大田試驗(yàn)。土壤基本理化性質(zhì)為:pH6.2，含有機(jī)質(zhì)25.3 g/kg、全氮1.51 g/kg、全磷0.6 g/kg、全鉀19.0 g/kg、堿解氮160.7 mg/kg、有效磷9.6 mg/kg、速效鉀101.81 mg/kg。以盛泰優(yōu)018(三系雜交中熟晚稻，全生育期114.5 d)為材料，設(shè)置4 個(gè)施氮量處理:0 kg/hm2(CK，N0)、150 kg/hm2(N1)、180 kg/hm2(N2)、210 kg/hm2(N3)。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)面積為30 m2，水稻株行距為16.7 cm×20.0 cm。小區(qū)間田埂用塑料薄膜覆蓋、壓至犁底層，防止串水、串肥。各處理磷鉀肥施用量一致:過磷酸鈣(P2O5含量為12%)625 kg/hm2全部基施，氯化鉀(K2O 含量為60%)200 kg/hm2按基肥與蘗肥比例為6∶4施用。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

(1)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。成熟期每小區(qū)選取連續(xù)的60 穴水稻調(diào)查有效穗數(shù)，然后根據(jù)平均單穴有效穗數(shù)取5 穴水稻植株帶回室內(nèi)，考察每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量。成熟后，在每小區(qū)各收割3 m2水稻，脫粒后稱量籽粒質(zhì)量，按13.5%含水率折算實(shí)際產(chǎn)量。

(2)葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD 值)。于分蘗盛期、孕穗期、齊穗期、灌漿中期、成熟期，每小區(qū)各選取3 穴水稻，測(cè)定每株水稻最上面全展葉的SPAD 值。選擇葉片中部、距葉鞘1/3 處和距葉尖1/3 處3 個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量，取平均值。

(3)葉面積、干物質(zhì)量、含氮量與氮素利用效率。水稻返青后，每5 d 觀察記載1 次莖蘗數(shù)；于分蘗盛期、孕穗期、齊穗期、乳熟期和成熟期等生育時(shí)期取樣，根據(jù)長(zhǎng)寬系數(shù)法測(cè)定葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)；將樣品按葉、莖、穗分開裝袋，于105 ℃烘箱中殺青30 min，再用80 ℃烘至恒重后進(jìn)行稱量；將烘干后的樣品粉碎后過篩，經(jīng)H2SO4—H2O2法消化后采用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定全氮含量，計(jì)算氮素累積量與氮素利用效率指標(biāo):

氮素累積量＝干物質(zhì)量×含氮量

氮素偏生產(chǎn)力(NPFP，kg/kg)＝產(chǎn)量/施氮量

氮肥農(nóng)學(xué)效率(ANUE，kg/kg)＝施氮區(qū)產(chǎn)量－對(duì)照區(qū)產(chǎn)量)/施氮量

氮素回收效率(NRE，%)＝施氮區(qū)水稻氮素積累量－未施氮區(qū)水稻氮素積累量)/施氮量

氮素收獲指數(shù)(NHI，%)＝成熟期水稻籽粒氮積累總量/植株氮素積累量

氮素生理效率(NPE，kg/kg)＝成熟期水稻地上部分干質(zhì)量/植株氮素積累量

氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率(NTE，%)＝水稻齊穗后莖葉氮表觀輸出量/齊穗期莖葉氮總量×100

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 22.0 進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量對(duì)盛泰優(yōu)018 產(chǎn)量構(gòu)成的影響

如表1 所示，與對(duì)照N0 相比，施氮顯著提高了盛泰優(yōu)018 的產(chǎn)量，以N1 處理產(chǎn)量最高，其次為N2、N3 處理；N1 較N2、N3 分別增產(chǎn)0.43%和2.49%，但3 個(gè)施氮處理間無顯著差異。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，有效穗數(shù)隨施氮量增加而提高，N3 處理有效穗數(shù)顯著高于N2、N1 處理；施氮處理的每穗粒數(shù)均低于CK，但差異不顯著；施氮使結(jié)實(shí)率顯著下降，但3 個(gè)施氮處理間差異不大；各處理千粒質(zhì)量差異不顯著。綜合分析，施氮顯著提高了盛泰優(yōu)018 產(chǎn)量，但施氮量不宜過高，150 kg/hm2的施氮量比較適宜；施氮能顯著提高盛泰優(yōu)018 產(chǎn)量的原因在于顯著提高了有效穗數(shù)。

表1 各處理盛泰優(yōu)018 的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 1 The yield and its components of Shengtaiyou 018 under different treatments

2.2 氮肥用量對(duì)盛泰優(yōu)018 產(chǎn)量形成特性的影響

2.2.1 葉面積指數(shù)(LAI)

由表2 可見，施氮處理盛泰優(yōu)018 的LAI 均顯著高于CK 處理。比較3 個(gè)施氮處理，各時(shí)期LAI均以N3 處理最高，N1 處理最低，但各處理間差異顯著性表現(xiàn)不同，分蘗盛期與齊穗期N3 顯著高于N1，孕穗期3 個(gè)處理間無顯著差異，而齊穗后表現(xiàn)為N3、N2 處理顯著高于N1 處理。總體來看，盛泰優(yōu)018 葉面積指數(shù)隨施氮量增大而提高。

表2 各處理盛泰優(yōu)018 的葉面積指數(shù)Table 2 The leaf area index of Shengtaiyou 018 under different treatments

2.2.2 葉片SPAD 值

如表3 所示，分蘗盛期與孕穗期，4 個(gè)處理的葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD 值)無顯著差異，但齊穗以后，施氮處理的葉片SPAD 值顯著高于CK；3 個(gè)施氮處理的葉片SPAD 值在各時(shí)期均不具有顯著差異，除成熟期以外，均以N3 處理最大。因此，施氮量對(duì)盛泰優(yōu)018 葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD 值)有一定影響，但主要體現(xiàn)在水稻齊穗以后。

表3 各處理盛泰優(yōu)018 的葉片SPAD 值Table 3 The leaf SPAD value of Shengtaiyou 018 unded different treatments

2.2.3 地上部分干物質(zhì)量

如表4 所示，各生育時(shí)期，盛泰優(yōu)018 各施氮處理的地上部分干物質(zhì)積累量均顯著高于對(duì)照，分蘗盛期水稻干物質(zhì)積累量隨施氮量增加而顯著增加，但其他時(shí)期各施氮處理干物質(zhì)積累量差異不顯著。說明干物質(zhì)積累量不會(huì)隨施氮量的增加而持續(xù)增加。

表4 各處理盛泰優(yōu)018 的地上部分干物質(zhì)積累量Table 4 The dry matter accumulation of upland parts of Shengtaiyou 018 under different treatments t·hm－2

2.3 氮肥用量對(duì)盛泰優(yōu)018 氮素利用效率的影響

如表5 所示，隨氮肥用量增加，氮素利用效率指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)。氮素偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為N1 處理顯著高于N3 處理，N2、N3 處理差異不顯著；氮素生理效率表現(xiàn)為N1 處理顯著高于N2、N3 處理；氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率表現(xiàn)為N1 和N2 顯著高于N3 處理；氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮素回收效率和氮素收獲指數(shù)均表現(xiàn)為N1顯著高于N2，N2 顯著高于N3。說明施氮量增加并不利于氮素利用效率的提高。本試驗(yàn)條件下，施氮量為150 kg/hm2時(shí)氮素利用效率較高。

表5 各處理盛泰優(yōu)018 的氮素利用效率Table 5 Nitrogen utilization efficiency of Shengtaiyou 018 in different treatments

3 討論

衡邵丘陵盆地是湖南省重要的水稻產(chǎn)區(qū)，科學(xué)合理施用肥料，對(duì)提高水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。

本研究中，施氮量為150～210 kg/hm2時(shí)，增加施氮量有利于提高水稻莖蘗數(shù)、單位面積有效穗數(shù)、葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累量，但不能顯著提高水稻產(chǎn)量。施氮量與晚稻產(chǎn)量間存在明顯的報(bào)酬遞減規(guī)律，將施氮量提高到180～210 kg/hm2，光合產(chǎn)物積累量提高，但其產(chǎn)量不增反降，可能是在本試驗(yàn)栽培密度下，分蘗大量增加會(huì)導(dǎo)致水稻群體惡化，病蟲害加重，而生育中后期分蘗的大量死亡則會(huì)導(dǎo)致群體環(huán)境惡化、降低水稻成穗率，這與林娜[4]、劉良軍等[5]的研究結(jié)果一致。

一般認(rèn)為，施氮量的增加雖能增加水稻氮素積累量，但卻降低了水稻氮素偏生產(chǎn)力、氮素農(nóng)學(xué)利用率和氮素回收效率[9]。也有研究表明，氮素利用率隨施氮量增加呈拋物線關(guān)系，總施氮量過多或過少都不利于水稻氮素利用效率的提高[10]。本研究中，施氮量150～210 kg/hm2時(shí)，增加施氮量會(huì)顯著降低晚稻氮素偏生產(chǎn)力、氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素收獲指數(shù)、氮素生理效率。原因可能是:(1)施氮總量過大造成水稻土壤和水體中各種形態(tài)的氮含量在短期內(nèi)迅速增加，加劇硝態(tài)氮淋溶流失和銨態(tài)氮揮發(fā)[11]；(2)在本試驗(yàn)條件下，增大施氮量致使水稻群體惡化，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量并不隨施氮量的增加而顯著提升[12]，成熟期水稻籽粒氮積累總量不高，最終導(dǎo)致各氮素利用率指標(biāo)降低。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，150 kg/hm2的施氮量可有效改善盛泰優(yōu)018 的群體結(jié)構(gòu)，較好地協(xié)調(diào)單位面積有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率間的關(guān)系，從而獲得較高產(chǎn)量，同時(shí)還能獲得較高的氮素偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮素回收效率、氮素收獲指數(shù)、氮素生理效率，可在衡陽地區(qū)推廣應(yīng)用。