摘要：為探討不同栽培模式對(duì)雙季稻氮素吸收利用的影響，以中早25和桃優(yōu)香占為材料，設(shè)置機(jī)插秧（JC）、機(jī)拋秧（JP）、人工手拋（RP）3種栽培模式，采用大區(qū)試驗(yàn)，比較不同栽培模式下雙季稻產(chǎn)量及氮素吸收利用的差異。結(jié)果表明：早稻季JC處理的理論產(chǎn)量分別比JP處理、RP處理高51.91%、32.70%；實(shí)際產(chǎn)量分別比JP處理、RP處理高51.62%、48.78%。晚稻季JP處理的理論產(chǎn)量分別比JC處理、RP處理高9.45%、8.26%；實(shí)際產(chǎn)量分別比JC、RP處理高11.66%、7.07%。早稻成熟期JC處理的總干物質(zhì)積累量分別比JP處理、RP處理高51.60%、131.69%；晚稻成熟期RP處理的總干物質(zhì)積累量分別比JC、JP處理高17.18%、3.73%。早稻植株總氮積累量以JC處理最高，分別比JP、RP處理高45.22%、33.01%；晚稻植株總氮積累量以JP處理最高，分別比JC、RP處理高25.09%、5.77%。因此，在湘北地區(qū)早稻機(jī)插與晚稻機(jī)拋有利于提高氮素利用率和水稻產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：雙季稻；機(jī)插；機(jī)拋；手拋；氮素利用

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2024）04-0027-04

Effects of Different Cultivation Modes on Yield and Nitrogen Uptake and Utilization of"Double Cropping Rice

YE Zhi-xi1，HE Jun2，LIU Ze-lin3，F(xiàn)U Zhi-qiang1

（1. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC; 2. Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic， Changsha 410127， PRC; 3. Yueyang Agricultural and Rural Affairs Center， Yueyang 414599， PRC）

Abstract： To explore the effects of different cultivation modes on nitrogen （N） uptake and utilization in double cropping rice， the differences in the yield and the N uptake and utilization of double cropping rice under different cultivation modes were compared by using wide field trial， setting three cultivation modes of machine transplanting （JC）， machine throwing （JP） and hand throwing （RP）， with Zhongzao 25 and Taoyouxiangzhan as the materials. Results showed that early season rice by JC had the theoretical yield 51.91% and 32.70% higher than that by JP and RP， respectively， and the actual yield 51.62% and 48.78% higher; late season rice by JP showed the theoretical yield 9.45% and 8.26% higher than that by JC and RP while the actual yield 11.66% and 7.07% higher. During the mature period， the total dry matter accumulation amount of early season rice by JC was 51.60% and 131.69% higher than that by JP and RP， while that of late season rice by RP was 17.18% and 3.73% higher than that by JC and JP， respectively. For early season rice， those by JC showed the highest total N accumulation， which was 45.22% and 33.01% higher than that by JP and RP， respectively; while for late season rice， those by JP exhibited the highest value， which was 25.09% and 5.77% higher than that by JC and RP， respectively. Therefore， in northern Hunan， machine transplanting （JC） for early season rice and machine throwing （JP） for late season rice are conducive to the improvement of N utilization rate and rice yield.

Key words： double cropping rice; machine transplanting; machine throwing; hand throwing; nitrogen utilization

在過去的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，為了追求高產(chǎn)，氮肥的施用量曾一度居高不下，導(dǎo)致氮肥利用率僅有30%～40%[1]。此外，氮肥隨著田間水的排出，進(jìn)入周圍水循環(huán)中，加大了水體富營養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。有大量研究表明，我國河流湖泊中的氮養(yǎng)分負(fù)荷有一半以上來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[2-3]，農(nóng)業(yè)面源污染日益嚴(yán)重[4]，該問題亟待研究與解決。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，提升氮素吸收利用成為減少氮肥流失的主要措施之一。

隨水稻栽培技術(shù)的發(fā)展，挖掘和提高水稻產(chǎn)量潛力的栽培措施呈現(xiàn)多元化發(fā)展的趨勢。當(dāng)前中國水稻栽培方式主要為育秧移栽，而傳統(tǒng)育秧移栽的人工成本和時(shí)間成本都較高，節(jié)省人力和時(shí)間的機(jī)插秧、機(jī)拋秧等輕簡栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛[5-6]。有學(xué)者研究了機(jī)插秧對(duì)水稻氮素吸收利用的影響，發(fā)現(xiàn)機(jī)插秧可促進(jìn)氮素吸收利用及提高產(chǎn)量[6-7]。但將幾種不同的栽培模式進(jìn)行對(duì)比的研究還較少。目前大部分研究集中于對(duì)單一插秧方式，如人工插秧、機(jī)插秧等，根據(jù)配施材料的不同來對(duì)比氮素利用率效果的領(lǐng)域，并無多種栽培模式的區(qū)分。為明確不同栽培模式對(duì)水稻氮素吸收利用的影響，對(duì)比不同栽培模式下氮素吸收利用的差異，探索適宜湘北地區(qū)省工高產(chǎn)、節(jié)本增效的水稻栽培方式，為湘北地區(qū)水稻綠色高效生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概述

試驗(yàn)于2020年在湖南省華容縣三封寺鎮(zhèn)（112°40'E，29°32'N）進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為第四紀(jì)紅壤發(fā)育的潴育型水稻土，土壤理化性狀為：土壤有機(jī)質(zhì)含量35.52 g/kg、全氮含量1.93 g/kg、堿解氮含量135.60 mg/kg、有效磷含量12.83 mg/kg、速效鉀含量48.14 mg/kg、pH 值5.93。屬于濕潤大陸性氣候，年均氣溫16.3～17.6℃，積溫5 270.3 ℃·d，無霜期256d左右，年降雨量1 200～1 500 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

早稻試驗(yàn)選用品種為中早25，晚稻品種試驗(yàn)選用為桃優(yōu)香占。早、晚稻試驗(yàn)均設(shè)為3個(gè)處理，即機(jī)插秧（JC）、機(jī)拋秧（JP）、人工手拋（RP）。早、晚稻均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法，相鄰3個(gè)小區(qū)為一個(gè)區(qū)組，隨機(jī)安排3個(gè)處理，進(jìn)行3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積1 667 m2。早稻試驗(yàn)種子于3月13日浸種，3月15日播種，4月14日移栽。施復(fù)合肥（N-P5O2-K2O=15-15-15）33.3 kg/667m2作基肥，于2葉一心時(shí)期施尿素2.5 kg作斷奶肥，移栽7 d后施尿素6.5 kg/667m2作分蘗肥。5月20日曬田，復(fù)水后在幼穗分化二期施尿素1.8 kg/667m2，鉀肥7.3 kg/667m2作穗肥。早稻所有處理于7月19日統(tǒng)一收獲。晚稻試驗(yàn)種子于6月22日浸種，6月24日播種。RP于7月23日移栽。JC和JP待大田耕整好后沉實(shí)一晚于7月24日移栽，早、晚稻JC、JP、RP處理的栽植密度為25×16 cm，插秧45盤/667m2。7月27日施分蘗肥，用尿素8 kg/667m2，曬田復(fù)水后在幼穗分化二期施尿素5 kg/667m2、鉀肥10 kg/667m2作穗肥。于7月27日和8月23日進(jìn)行中耕除草作業(yè)，除草劑拌尿素均勻撒施，保水5～7 d。晚稻所有處理于11月14日統(tǒng)一收獲。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素 水稻收獲時(shí)，連續(xù)數(shù)30株水稻，計(jì)算平均單株有效穗數(shù)，按平均穗數(shù)從每小區(qū)取 3 株完整水稻植株，自然風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，測定有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗空癟粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率等?？挤N后分別按根、莖、葉和穗分類裝袋烘干，測定各部位干物質(zhì)量，計(jì)算理論產(chǎn)量。理論產(chǎn)量（t/hm2）=有效穗數(shù)（萬/hm2）×每穗粒數(shù)（粒）×結(jié)實(shí)率（%）×千粒重（g）×106。

在水稻的成熟期，以小區(qū)為單位，在每個(gè)小區(qū)選擇 5 個(gè)生長一致的水稻區(qū)域作為測產(chǎn)區(qū)，每個(gè)測產(chǎn)區(qū)面積為 1m2，脫粒后曬干測定產(chǎn)量，并計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。實(shí)際產(chǎn)量（t/hm2）=（實(shí)收產(chǎn)量×（1-實(shí)際含水量/100）/（1-0.135））/10 000×1 000。

1.3.2 地上部干物重 分別于早、晚稻分蘗盛期、齊穗期和成熟期3個(gè)時(shí)期，各處理連續(xù)數(shù)60株水稻，計(jì)算平均莖蘗數(shù)進(jìn)行樣品采集，每小區(qū)取3株完整水稻植株，然后將植株按莖、葉和穗分類裝袋，于105 ℃殺青30 min，80 ℃下烘干48 h至恒重，冷卻后用電子天平測定干物質(zhì)量。

1.3.3 水稻植株總氮含量 將成熟期植株地上部按莖、葉、穗分類裝袋，烘干至恒重，將各部位樣品分別粉碎、過篩、混合均勻，稱取各部位樣品0.150 0 g

左右放入指型管中。再在100 ℃下烘至恒重，置于消化管中，經(jīng)消化處理后，用連續(xù)流動(dòng)分析儀FUTURA

（Alliance French）測定莖、葉和穗部的全氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

1.4.1 指標(biāo)計(jì)算 氮素積累量及氮素積累量按公式（1） （2）計(jì)算。

氮素積累量=氮素含量×干物質(zhì)質(zhì)量" " " " " （1）

植株總氮積累量=莖部氮素積累量+葉部氮素積累量+穗部氮素積累量" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（2）

1.4.2 數(shù)據(jù)分析 運(yùn)用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和作圖，SPSS Statistics 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，方差分析采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培模式對(duì)雙季稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表1可知，早稻理論產(chǎn)量 和實(shí)際產(chǎn)量均以JC處理最高，理論產(chǎn)量分別比JP處理、RP處理高51.91%、32.70%；實(shí)際產(chǎn)量分別比JP處理、RP處理高51.62%、48.78%。理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量提升的主要原因在于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的提升。有效穗數(shù)方面，JC處理分別比JP處理、RP處理高57.20%、37.65%；每穗粒數(shù)方面，JC處理分別比JP處理、RP處理高22.11%、52.66%。

晚稻理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均以JP處理最高。其中，理論產(chǎn)量分別比JC處理、RP處理高9.45%、8.26%；實(shí)際產(chǎn)量分別比JC處理、RP處理高11.66%、7.07%。理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量提升的主要原因在于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的提升。有效穗數(shù)方面，JP處理分別比JC處理、RP處理高4.58%、15.17%；每穗粒數(shù)方面，JP處理分別比JC處理、RP處理高13.46%、0.97%。

2.2 不同栽培模式對(duì)水稻干物質(zhì)積累量的影響

2.2.1 早稻干物質(zhì)積累量 由表2可知，不同栽培方式的早稻總干物質(zhì)積累隨生育期的推進(jìn)呈上升趨勢，并于成熟期達(dá)到最大值。在分蘗盛期，以JP處理的總干物質(zhì)積累量最高，水稻莖和葉部位干物質(zhì)重顯著高于其他處理。齊穗期，JP處理的莖、穗部位干物質(zhì)重顯著高于其他處理。成熟期，以JC處理的總干物質(zhì)積累量最高，各處理的水稻莖、葉和穗干物質(zhì)重和總干物質(zhì)積累量從高到低排序均為JC、JP、RP；總干物質(zhì)積累量方面，成熟期JC處理分別比JP處理、RP處理高51.60%和131.69%。

2.2.2 晚稻干物質(zhì)積累量 由表3可知，晚稻分蘗盛期，不同栽培模式莖、葉干物質(zhì)重及總干物質(zhì)積累量均未達(dá)到顯著差異水平；晚稻齊穗期和成熟期，不同栽培模式各部位干物質(zhì)重存在差異性，各處理的水稻莖、葉和穗干物質(zhì)重和總干物質(zhì)積累量從高到低排序均為RP、JP、JC；RP處理成熟期的總干物質(zhì)積累量分別比JC處理、JP處理高17.18%、3.73%。

2.3 不同栽培模式對(duì)雙季稻成熟期氮素積累量的影響

由表4可知，在不同栽培方式下，早、晚稻成熟期植株各器官中氮素積累量均表現(xiàn)為穗＞莖鞘＞葉片。早稻植株各器官氮積累量中均以JC處理為最高，其次是JP處理和RP處理。早稻3個(gè)處理的莖

鞘氮素積累量、比例平均值分別為40.48 kg/hm2和23.63%；葉片氮素積累量、比例平均值分別為12.60 kg/hm2和7.37%；穗氮素積累量、比例平均值分別為120.52 kg/hm2和69.00%。其中，JC處理的莖鞘氮積累量分別比JP處理、RP處理高18.28%、20.19%；

JC的葉片氮積累量分別比JP處理、RP處理高9.64%、33.90%；JC處理的穗氮積累量分別比JP處理、RP處理高60.88%、37.22%；JC處理的總氮積累量分別比JP處理、RP處理高45.23%、33.01%。

由表4可知，晚稻各栽培方式葉片和穗氮積累量均表現(xiàn)為JP＞RP＞JC。在莖鞘部表現(xiàn)為RP＞JP＞JC。晚稻3個(gè)處理的葉片氮積累量、比例平均值分別為13.81 kg/hm2和7.36%；莖鞘氮素積累量、比例平均值分別為48.95 kg/hm2和25.98%；穗氮素積累量、比例平均值分別為124.49 kg/hm2和66.66%。

其中，RP處理的莖鞘氮積累量分別比JC處理、JP處理高64.94%、19.86%； JP處理的葉片氮積累量分別比JC處理、RP處理高37.46%、34.59%；JP處理的穗氮積累量分別比JC處理、RP處理高19.81%、13.93%；JP處理的總氮積累量分別比JC處理、RP處理高25.09%、5.77%。

3 討論

3.1 不同栽培模式對(duì)雙季稻產(chǎn)量的影響

不同栽培模式對(duì)水稻產(chǎn)量有不同程度的提升。徐一蘭等[8]研究發(fā)現(xiàn)，拋秧產(chǎn)量gt;機(jī)插產(chǎn)量。謝成林等[9]研究發(fā)現(xiàn)拋秧產(chǎn)量最高，機(jī)插秧和手插秧次之，直播產(chǎn)量最低。與前人研究結(jié)果相反，早稻理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均以JC處理最高，理論產(chǎn)量分別比JP處理、RP處理高51.91%、32.70%；實(shí)際產(chǎn)量分別比JP處理、RP處理高51.62%、48.78%。晚稻理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均以JP處理最高。其中，理論產(chǎn)量分別比JC處理、RP處理高9.45%、8.26%；實(shí)際產(chǎn)量分別比JC處理、RP處理高11.66%、7.07%。

3.2 不同栽培模式對(duì)雙季稻干物質(zhì)積累量的影響

干物質(zhì)積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，水稻籽粒產(chǎn)量的形成和干物質(zhì)的積累速率及生長速率密切相關(guān)[8-12]，因此，研究水稻生產(chǎn)中的栽培措施對(duì)干物質(zhì)積累量的影響是非常重要的。有研究表明[13-15]，水稻干物質(zhì)積累量越多，氮素積累量越高。與前人的研究結(jié)果一致，研究中發(fā)現(xiàn)，早稻機(jī)插秧各時(shí)期的干物質(zhì)積累量較其他栽培方式有顯著區(qū)別，即表現(xiàn)為生育前期較小，從齊穗期開始干物質(zhì)積累多，增長速度明顯加快。從晚稻各生育時(shí)期來看，分蘗盛期至成熟期，機(jī)拋秧的總干物質(zhì)積累量最多，人工手拋其次，機(jī)插秧最少。在總干物質(zhì)積累量方面，早稻成熟期JC處理的總干物質(zhì)積累量比JP處理高51.60%，比RP處理高131.69%。晚稻成熟期RP處理的總干物質(zhì)積累量比JC處理高17.18%，比JP處理高3.73%。其中，導(dǎo)致總干物質(zhì)積累量差異較大的主要因素是莖和穗的干物質(zhì)積累量。

3.3 不同栽培模式對(duì)雙季稻氮素積累的影響

氮素在作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成中起著關(guān)鍵作用[16-17]。

巨曉棠等[18]認(rèn)為，水稻產(chǎn)量與植株氮積累量呈顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系，要提高水稻產(chǎn)量水平，就必須增加水稻植株的氮素積累量。研究結(jié)果表明，在雙季稻總氮積累量方面，早稻季以JC處理最高，比JP處理高45.22%，比RP處理高33.01%；晚稻季以JP處理最高，比JC處理高25.09%，比RP處理高5.77%。早稻的總氮積累量與產(chǎn)量均以機(jī)插秧為最高，晚稻的總氮積累量與產(chǎn)量均以機(jī)拋秧為最高，這與凌啟鴻[19]和韋銀蘭[20]研究結(jié)果一致，這表明提高氮素積累有助于提高水稻產(chǎn)量，較高的氮素積累量為其高產(chǎn)形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同栽培模式下雙季稻氮素吸收存在差異，在湘北地區(qū)早稻機(jī)插與晚稻機(jī)拋有利于提高氮素利用率，提高水稻產(chǎn)量。

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（責(zé)任編輯：賀麗江）

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFD2300305）

作者簡介：葉芷汐（1994—），女，湖南長沙人，碩士研究生，主要從事生態(tài)種養(yǎng)與碳氮循環(huán)研究。

通信作者：傅志強(qiáng)