摘要：以雜交中熟晚稻隆香優(yōu)130為材料，在田間試驗(yàn)條件下，探討不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)水稻產(chǎn)量形成及氮肥利用的影響。結(jié)果表明：（1）有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，水稻的理論產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量較高；（2）有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，水稻的千粒重、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、有效穗數(shù)較高；（3）有機(jī)肥替代比為0時(shí)，灌漿期與成熟期的莖干物質(zhì)量、孕穗期與灌漿期的葉干物質(zhì)量、灌漿期與成熟期的穗干物質(zhì)量、孕穗期灌漿期和成熟期的整株干物質(zhì)量較高；有機(jī)肥替代比為20%時(shí)，分蘗期與齊穗期的莖干物質(zhì)量、齊穗期的葉干物質(zhì)量、齊穗期的穗干物質(zhì)量、分蘗期與齊穗期的整株干物質(zhì)量較高；有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，孕穗期的莖干物質(zhì)量、分蘗期與成熟期的葉干物質(zhì)量較高；（4）有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，孕穗期的葉綠素相對(duì)含量較高；（5）有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，氮肥貢獻(xiàn)率較高；（6）有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力較高。

關(guān)鍵詞：水稻；有機(jī)肥替代；氮肥貢獻(xiàn)率；干物質(zhì)量；水稻產(chǎn)量形成

中圖分類號(hào)：S511.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）11-0094-07

小麥、水稻、玉米、大豆和薯類作為我國(guó)重要的產(chǎn)糧作物，水稻的產(chǎn)量占到了糧食總產(chǎn)量的1/2，是我國(guó)產(chǎn)量最高的糧食作物，年種植面積達(dá)2 900萬～3 300萬hm2，占我國(guó)糧食作物種植面積的30%左右，所以確保水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定對(duì)我國(guó)糧食安全意義重大［1］。隨著我國(guó)人口的增加以及人們對(duì)更高生活水平的追求，市場(chǎng)對(duì)更高產(chǎn)量和質(zhì)量的水稻需求逐漸增加。水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的主要栽培方式之一是施肥，因此，在水稻生產(chǎn)管理過程中，普遍存在施肥不合理的現(xiàn)象，不僅使水稻養(yǎng)分利用率和產(chǎn)量減少，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染［2］。

湖南省是我國(guó)重要的水稻生產(chǎn)省份之一，水稻種植面積和總產(chǎn)量位居全國(guó)前列。水稻作為湖南特色優(yōu)勢(shì)作物成為了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的中堅(jiān)力量，在地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著重要角色。近幾年湖南地區(qū)的水稻種植面積約460萬hm2，產(chǎn)量超3 000萬t。湖南稻有高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。湖南地理環(huán)境比較特殊（如多江河、湖泊），其他作物無法取代水稻的優(yōu)勢(shì)地位，此外，水稻種植需要保持田間水分，可以有效補(bǔ)充地下水，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境與田間小氣候［3］。然而，由于田間管理和氮肥施用配比不合理，會(huì)導(dǎo)致水稻生產(chǎn)低產(chǎn)、低效，同時(shí)也導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境遭受破壞［4］。

氮對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成有顯著影響。然而，氮肥施用不合理會(huì)導(dǎo)致氮素吸收利用率降低，經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益降低［5］。地上部干物質(zhì)積累量與水稻產(chǎn)量有顯著關(guān)系，地上部干物質(zhì)積累量受施肥配比影響較大［6］。呂偉生等的研究表明，適宜的施肥配比會(huì)促進(jìn)雙季機(jī)械化水稻穗數(shù)增加，使葉面積指數(shù)和干物積累量在水稻生長(zhǎng)中后期保持較高的水平，使穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重增加，最終使產(chǎn)量提高［7］。嚴(yán)奉君等的研究表明，合理控制雜交水稻重要生育期的地下部生長(zhǎng)，可顯著促進(jìn)水稻抽穗至成熟期地上部干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提高了水稻重要生育時(shí)期的氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)和成熟期產(chǎn)量［8］。葉面光合效率會(huì)顯著影響水稻產(chǎn)量，并且氮是形成植物光合相關(guān)細(xì)胞與光合色素分子的基本元素，所以水稻葉片中氮含量顯著影響水稻生長(zhǎng)，葉片光合作用為水稻灌漿期提供了60%～80%的養(yǎng)分來源［9-10］。因此，調(diào)控氮肥施用配比可以影響水稻葉片在生育后期的氮素積累量，進(jìn)而影響水稻葉片光合作用強(qiáng)度，最終影響產(chǎn)量。

當(dāng)前，栽培技術(shù)創(chuàng)新和選育新品種是我國(guó)水稻研究的主要方向，對(duì)水稻主產(chǎn)區(qū)化肥施用與產(chǎn)量關(guān)系的研究不多。本研究通過比較不同有機(jī)肥替代比例施肥模式對(duì)水稻產(chǎn)量、干物質(zhì)量、葉綠素相對(duì)含量的影響，分析其中的影響機(jī)制，提出提高水稻產(chǎn)量及干物質(zhì)量等的有機(jī)肥替代比例，一定程度上彌補(bǔ)當(dāng)前研究的不足，以期為稻田大面積應(yīng)用有機(jī)肥比例實(shí)施提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年在湖南省益陽市赫山區(qū)紅勝水稻種植專業(yè)合作社（112°37′28.74″E，28°30′0.03″N）試驗(yàn)田進(jìn)行。該地區(qū)屬亞熱帶向北亞熱帶過渡的季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候，其特點(diǎn)為四季分明，光熱豐富，降水量充足。試驗(yàn)?zāi)?～20 cm土壤基本理化性質(zhì)為：pH值5.4，堿解氮含量168.90 mg/kg，速效磷含量1147 mg/kg，速效鉀含量240.06 mg/kg，全氮含量1.89 g/kg，全鉀含量19.08 g/kg，全磷含量 0.65 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量34.74 g/kg。

1.2 供試材料

供試水稻品種為雜交中熟晚稻隆香優(yōu)130，在湖南省作雙季晚稻栽培，種植密度為22.2萬株/hm2，全生育期110.2 d。供試無機(jī)氮肥為尿素（N含量46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5含量12%），鉀肥為氯化鉀（K2O含量60%）。有機(jī)肥為菜枯肥（N、P2O5、K2O含量分別為2%、1%、2%），由長(zhǎng)沙綠豐源生物有機(jī)肥料有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)5個(gè)處理：有機(jī)肥替代比為（100%，F(xiàn)1）、有機(jī)肥替代20%尿素（F2）、有機(jī)肥替代40%尿素（F3）、有機(jī)肥替代60%尿素（F4）、空白對(duì)照不施肥（CK）。F1～F4處理的無機(jī)養(yǎng)分用量保持一致，氮肥、磷肥、鉀肥具體比例為1 ∶0.5 ∶1，其中氮肥的基肥、蘗肥、穗肥比例為5 ∶3 ∶2。

整個(gè)試驗(yàn)從2022年7月6日持續(xù)到10月10日，7月6—8日施基肥，7月8—16日插秧，7月16日至8月10日施蘗肥，8月10—22日分蘗盛期，8月22日施穗肥，8月22日至9月8日孕穗期，9月8—23日齊穗期，9月23日至10月10日灌漿期，10月10日之后進(jìn)入成熟期。

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.4.1 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

成熟期每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取50穴連續(xù)的水稻植株，統(tǒng)計(jì)每穴有效穗數(shù)，推算單位面積有效穗數(shù)，按每穴平均穗數(shù)取樣5穴，考察穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重，計(jì)算理論產(chǎn)量；每個(gè)小區(qū)分收分曬，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4.2 干物質(zhì)量

水稻各生育期田間取樣并測(cè)定葉面積后，將水稻樣品按不同部位（莖鞘、葉、穗）分開，放置于烘箱中殺青（烘箱設(shè)置105 ℃、30 min），然后在恒溫（80 ℃）下烘干至恒重，等待冷卻至室溫后稱重。

1.4.3 葉綠素相對(duì)含量

于分蘗盛期、孕穗期、齊穗期、灌漿期和成熟期，選取植株最上部全展葉，用SPAD 502葉綠素儀測(cè)定葉片中部位置的SPAD值，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)測(cè)定5張葉片，取其中3個(gè)最接近的值求平均值作為該小區(qū)的葉片SPAD值。

1.4.4 氮肥貢獻(xiàn)率

Ny=（Y1-Y2）/ Y1×100%。

式中：Ny為氮肥貢獻(xiàn)率；Y1為施氮區(qū)產(chǎn)量；Y2為不施氮區(qū)產(chǎn)量。

1.4.5 氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥偏生產(chǎn)力

Nf=（Yn1-Yn2）/ Nn×100%；

Np=Y1/Nn×100%。

式中：Nf為氮肥農(nóng)學(xué)利用率；Yn1為施氮區(qū)作物地上部吸氮量；Yn2為不施氮區(qū)作物地上部吸氮量；Nn為施氮量；Np為氮肥偏生產(chǎn)力。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2.1.1 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)理論及實(shí)際產(chǎn)量的影響

通過圖1分析可知，不同施肥模式下水稻實(shí)際產(chǎn)量呈現(xiàn)一定差異，從大到小排序?yàn)镕3＞F1＞F2＞CK＞F4。F1、F3處理的實(shí)際產(chǎn)量高于F2、F4、CK組；F2處理的實(shí)際產(chǎn)量顯著高于F4、CK組；CK的實(shí)際產(chǎn)量顯著高于F4組。由此可見，當(dāng)有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，水稻的實(shí)際產(chǎn)量較高。但與實(shí)際生產(chǎn)相比，本試驗(yàn)的實(shí)際產(chǎn)量是偏低的，是由于試驗(yàn)期間降雨較少，連續(xù)干旱導(dǎo)致的。

不同施肥模式下水稻理論產(chǎn)量也呈現(xiàn)一定差異，理論產(chǎn)量從大到小排序?yàn)镕3＞F1＞F2＞F4＞CK。F1、F3處理的理論產(chǎn)量高于F2、F4、CK組；F2、F4處理的理論產(chǎn)量顯著高于CK組。由此可見，當(dāng)有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，水稻的理論產(chǎn)量較高。

2.1.2 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

通過表1分析可知，不同施肥模式下，千粒重大小表現(xiàn)為F3＞F4＞F2＞F1＞CK，即有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，千粒重最高，但不同施肥模式下的千粒重差異并不顯著。穗粒數(shù)表現(xiàn)為F1＞F3＞F2＞CK＞F4，F(xiàn)1、F3組穗粒數(shù)顯著高于F2、F4、CK組，F(xiàn)2、CK組穗粒數(shù)顯著高于F4組，說明當(dāng)有機(jī)肥替代比為0或40%時(shí)，穗粒數(shù)較高。結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為F3＞F1＞F2＞F4＞CK，F(xiàn)1、F2、F3組結(jié)實(shí)率顯著高于F4、CK組，說明當(dāng)有機(jī)肥替代比為0、20%、40%時(shí)，結(jié)實(shí)率較高；有效穗數(shù)方面，表現(xiàn)為F3＞F4＞CK＞F2＞F1，可見有機(jī)肥替代比為40%時(shí)水稻的有效穗數(shù)最高，但不同施肥模式處理下的有效穗數(shù)差異并不顯著。

綜上來看，不同施肥模式對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響方面，F(xiàn)3處理普遍表現(xiàn)較好，即有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，水稻的經(jīng)濟(jì)性狀較優(yōu)。

2.2 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)干物質(zhì)量的影響

2.2.1 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)莖干物質(zhì)量的影響

由表2可知，在分蘗期，莖干物質(zhì)量表現(xiàn)為F2＞F1＞F4＞CK＞F3，F(xiàn)1、F2、F4組顯著高于F3、CK組，CK組顯著高于F3組。孕穗期的莖干物質(zhì)量表現(xiàn)為F4＞CK＞F3＞F1＞F2，F(xiàn)1、F3、F4、CK組顯著高于F2組。齊穗期的莖干物質(zhì)量表現(xiàn)為F2＞F1＞F4＞F3＞CK，F(xiàn)2組顯著高于F3、F4、CK組，F(xiàn)1、F3、F4組顯著高于CK組。灌漿期的莖干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞CK＞F2＞F3＞F4，F(xiàn)1組顯著高于F2、F3、F4組，CK顯著高于F3、F4組。成熟期的莖干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F3＞F2＞CK＞F4，F(xiàn)1組顯著高于F2、F3、F4、CK組，F(xiàn)3組顯著高于F2、F4、CK組，F(xiàn)2、CK組顯著高于F4組。

可見，在分蘗期與齊穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為20%時(shí)，水稻莖的干物質(zhì)量較高；在孕穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，水稻莖的干物質(zhì)量較高；在灌漿期與成熟期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為0時(shí)，水稻莖的干物質(zhì)量較高。

2.2.2 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)葉干物質(zhì)量的影響

由表3可知，在分蘗期，葉干物質(zhì)量表現(xiàn)為F4＞F2＞F1＞F3＞CK，F(xiàn)1、F2、F4組顯著高于F3、CK組。孕穗期的葉干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F2＞F4＞F3＞CK，F(xiàn)1、F2、F4組顯著高于CK組。齊穗期的葉干物質(zhì)量表現(xiàn)為F2＞F4＞F1＞F3＞CK，F(xiàn)2組顯著高于F1、F3、CK組。灌漿期的葉干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F3＞F2＞F4＞CK，F(xiàn)1組顯著高于CK組。成熟期的葉干物質(zhì)量表現(xiàn)為F4＞F1＞F3＞F2＞CK，F(xiàn)4顯著高于F2、F3、CK組，F(xiàn)1顯著高于CK組。可見，在分蘗期與成熟期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，水稻的葉干物質(zhì)量較高；在孕穗期與灌漿期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為0時(shí)，水稻葉片的干物質(zhì)量較高；在齊穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為20%時(shí)，水稻葉片的干物質(zhì)量較高。5個(gè)時(shí)期中，不施肥處理下的葉片干物質(zhì)量均顯著最低。

2.2.3 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)穗干物質(zhì)量的影響

由表4可知，在齊穗期，穗干物質(zhì)量表現(xiàn)為F2＞F4＞F1＞F3＞CK，F(xiàn)1、F2、F4組顯著高于F3、CK組。灌漿期，穗干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F2＞F3＞CK＞F4，F(xiàn)1組顯著高于F2、F3、F4、CK組。成熟期的穗干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F3＞F2＞CK＞F4，F(xiàn)1、F3顯著高于F2、F4、CK組。

可見，在齊穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為20%時(shí)，水稻穗的穗干物質(zhì)量較高，不施肥處理下的穗干物質(zhì)量較低。在灌漿期與成熟期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為0時(shí)，水稻穗的干物質(zhì)量較高，有機(jī)肥替代比為60%處理下的穗干物質(zhì)量較低。

2.2.4 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)整株干物質(zhì)量的影響

由表5可知，在分蘗期，整株干物質(zhì)量表現(xiàn)為F2＞F4＞F1＞F3＞CK，F(xiàn)1、F2、F4組顯著高于F3、CK組。孕穗期的整株干物質(zhì)量表現(xiàn)為F4＞F1＞F3＞CK＞F2，F(xiàn)1、F4組顯著高于F2、CK組，F(xiàn)2顯著低于CK組。齊穗期的整株干物質(zhì)量表現(xiàn)為 F2＞F4＞F1＞F3＞CK，F(xiàn)1、F2、F4組顯著高于F3、CK組，F(xiàn)3組顯著高于CK組。灌漿期的整株干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F2＞CK＞F3＞F4，F(xiàn)1顯著高于F2、F3、F4、CK組。成熟期的整株干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1＞F2＞CK＞F3＞F4，F(xiàn)1顯著高于F2、F3、F4、CK組。

可見，在分蘗期與齊穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為20%時(shí)，水稻的整株干物質(zhì)量較高；在孕穗期、灌漿期和成熟期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為0時(shí)，水稻整株干物質(zhì)量較高。此外，在分蘗期、齊穗期和孕穗期，不作施肥處理的水稻整株干物質(zhì)量較低；灌漿期和成熟期則表現(xiàn)為有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，水稻的整株干物質(zhì)量較低。

2.3 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)葉綠素相對(duì)含量的影響

由表6可知，分蘗期葉綠素相對(duì)含量表現(xiàn)為F1＞F3＞F2＞CK＞F4，各處理下葉綠素相對(duì)含量無顯著差異。孕穗期葉綠素相對(duì)含量表現(xiàn)為F4＞F1＞F3＞F2＞CK，F(xiàn)1、F3、F4組顯著高于CK組。齊穗期葉綠素相對(duì)含量表現(xiàn)為F2＞CK＞F4＞F1＞F3，各處理下葉綠素相對(duì)含量無顯著差異。灌漿期葉綠素相對(duì)含量表現(xiàn)為F2＞CK＞F4＞F3＞F1，各處理下葉綠素相對(duì)含量差異不顯著。

可見，在分蘗期、齊穗期和灌漿期有機(jī)肥各個(gè)替代比例下，葉綠素相對(duì)含量均無顯著差異。在孕穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，葉綠素相對(duì)含量較高。

2.4 不同有機(jī)肥替代比施肥模式下氮肥貢獻(xiàn)率分析

由表7可知，氮肥貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為F3＞F1＞F2＞F4，F(xiàn)1、F3組顯著高于F2組，F(xiàn)2組顯著高于F4組。即有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，氮肥貢獻(xiàn)率最高；有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，氮肥貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)負(fù)值，表現(xiàn)為抑制作用。

2.5 不同有機(jī)肥替代比施肥模式下氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥偏生產(chǎn)力分析

由表8可知，氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥偏生產(chǎn)力總體表現(xiàn)均為F3＞F1＞F2＞F4，當(dāng)有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥偏生產(chǎn)力均最大，其次為有機(jī)肥替代比為0、20%、60%。當(dāng)有機(jī)肥替代比上升到60%時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥偏生產(chǎn)力均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，表明有機(jī)肥替代比例過低或過高都不利于氮素利用效率的提升。

2.6 不同有機(jī)肥替代比施肥模式對(duì)水稻實(shí)際產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表9可知，不同施肥模式下，實(shí)際產(chǎn)量呈現(xiàn)F3＞F1＞F2＞CK＞F4，F(xiàn)3組顯著高于F2、F4、CK組，F(xiàn)1、F2、CK組顯著高于F4組。其中有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，實(shí)際產(chǎn)量值最高，達(dá) 6.827 t/hm2，實(shí)際產(chǎn)量值最低為F4組。從不同有機(jī)肥替代比施肥模式來看對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響方面，無論是不施肥還是不同有機(jī)肥替代比施肥模式下，對(duì)穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等均呈現(xiàn)出顯著性差異。有效穗數(shù)以F3處理最高，但不同施肥模式處理下的有效穗數(shù)差異并不顯著。穗粒數(shù)呈F1＞F2＞F3＞F4＞CK，各處理相較于CK增幅達(dá)10.35%～42.35%。結(jié)實(shí)率以F3處理最高，最低為CK，最大增幅9.35%。千粒重以F3處理最高，其次為F4處理，并且F3與F4處理之間差異不顯著。

3 討論

在水稻產(chǎn)量方面，有研究表明，有效穗數(shù)在一定范圍內(nèi)隨氮肥施用量的增加而逐漸增加［11］。本研究觀察到，在有機(jī)肥替代比例為40%時(shí)，氮肥貢獻(xiàn)率較高且顯著提高穗數(shù)，說明有機(jī)替代40%處理有效降低了無效分蘗，提高了有效穗數(shù)和氮肥農(nóng)學(xué)利用率。提高水稻產(chǎn)量的方法之一是提高總穎花數(shù)，當(dāng)水稻穗數(shù)增加到一定限度時(shí)，可以通過增加穗粒數(shù)提高產(chǎn)量［12-13］。水稻分蘗分為有效分蘗和無效分蘗，能成穗最終結(jié)實(shí)的分蘗是有效分蘗，不能結(jié)實(shí)或最終消亡的分蘗為無效分蘗，無效分蘗會(huì)爭(zhēng)奪植株養(yǎng)分導(dǎo)致產(chǎn)量降低，降低群體無效分蘗，使養(yǎng)分主要供給有效分蘗，提高群體穗數(shù)，可以顯著增加水稻產(chǎn)量［14-16］。穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重受氮肥施用配比影響顯著［17-18］。低有機(jī)肥替代比例雖然提高了穗數(shù)和穗粒數(shù)，但由于水稻生長(zhǎng)過快，導(dǎo)致群體結(jié)構(gòu)構(gòu)建失衡，千粒重和結(jié)實(shí)率下降，造成低產(chǎn)；高有機(jī)肥替代比例雖然提高了結(jié)實(shí)率和千粒重，但由于群體穗數(shù)降低，也使產(chǎn)量降低［19-20］。穗數(shù)和穗粒數(shù)受施肥配比影響顯著，但結(jié)實(shí)率受其影響不顯著［21］。低有機(jī)肥替代比例，顯著減小了水稻千粒重和結(jié)實(shí)率，導(dǎo)致產(chǎn)量減少［22］。但有些學(xué)者認(rèn)為，低有機(jī)肥替代比例會(huì)使千粒重和結(jié)實(shí)率提高，導(dǎo)致增產(chǎn)［23-24］。本研究發(fā)現(xiàn)，不同有機(jī)肥替代比例對(duì)水稻千粒重?zé)o顯著影響；結(jié)實(shí)率與總粒數(shù)均表現(xiàn)為在有機(jī)肥替代比為40%時(shí)顯著最高，可見，此處理方式對(duì)水稻的千粒重、總粒數(shù)、有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率均起到優(yōu)良作用，進(jìn)而獲得高產(chǎn)與氮肥高效利用的效果。

對(duì)于氮在水稻植株中的含量，前人認(rèn)為不使用氮肥的水稻分蘗至孕穗期、孕穗至灌漿期氮素利用率大致相同；灌漿之前施氮處理的水稻氮素利用率高于未施氮處理。施氮后孕穗期氮素利用率顯著增加［25］。在本研究中，干物質(zhì)量積累在不同有機(jī)肥替代比下水稻莖、葉的干物質(zhì)量都在不斷向穗轉(zhuǎn)移，這說明灌漿期水稻莖葉中貯存的養(yǎng)分迅速供應(yīng)給穗，促進(jìn)子粒灌漿飽滿，增加了穗的干物質(zhì)量。

當(dāng)有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，分蘗期與成熟期的葉片干物質(zhì)量、孕穗期的莖干物質(zhì)量較高，表明這些階段的水稻葉片與莖受到高濃度有機(jī)肥的影響，干物質(zhì)積累較多。當(dāng)有機(jī)肥替代比為20%時(shí)，分蘗期的莖與齊穗期所有部位都呈現(xiàn)出干物質(zhì)量較高。而在灌漿期與成熟期，基本不需要有機(jī)肥替代，可能是因?yàn)榇穗A段前期所需的氮含量及干物質(zhì)等已經(jīng)積累到一定程度，已經(jīng)可以滿足水稻發(fā)育所需。

從干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)上來看，50%～70%的干物質(zhì)積累發(fā)生在抽穗期之前，不做施肥處理下的干物質(zhì)積累量最少，僅為56%，其余處理的干物質(zhì)積累均較高，尤其在有機(jī)肥替代比例為60%的處理下，在齊穗期之前就已處理完成了90%的干物質(zhì)積累，這表明有機(jī)肥替代處理下，使水稻干物質(zhì)的積累量在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期增加，為水稻的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。在灌漿期之前，水稻整株的干物質(zhì)的積累隨著有機(jī)肥替代比例的上升而增加，為后期生殖生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分。但在灌漿期及之后，水稻整株的干物質(zhì)量則表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，可見過量的施氮導(dǎo)致水稻灌漿期及成熟期的干物質(zhì)累積量下降，從而影響水稻產(chǎn)量。

開花前儲(chǔ)存在莖鞘的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物為水稻產(chǎn)量形成貢獻(xiàn)了10%～40%的有機(jī)物質(zhì)，并且其能促進(jìn)籽粒的灌漿速率，所以籽粒灌漿速率、千粒重以及產(chǎn)量的形成受儲(chǔ)存在莖鞘的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的轉(zhuǎn)運(yùn)速率影響［26］。同時(shí)，水稻植株進(jìn)行光合作用吸收光能的主要色素之一是葉綠素，而葉綠素相對(duì)含量的高低取決于其受到光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)元素、氧氣、水分等環(huán)境因素的影響，在營(yíng)養(yǎng)元素中，氮素是葉綠素的重要組成部分，葉片含氮量與葉片葉綠素相對(duì)含量之間有顯著關(guān)系，作物光合產(chǎn)物的供應(yīng)能力與葉片葉綠素相對(duì)含量有顯著正相關(guān)關(guān)系，所以水稻產(chǎn)量與葉片含氮量關(guān)系顯著［27-29］。本研究觀察到，在孕穗期，有機(jī)肥替代比為40%與60%時(shí)，均可顯著提高植株葉片中的葉綠素相對(duì)含量，作物光合產(chǎn)物的供應(yīng)能力增強(qiáng)，抽穗前有機(jī)物的積累量提高，促進(jìn)了灌漿期非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)，提高了灌漿期籽粒的灌漿速率。

葉片葉綠素相對(duì)含量與葉片含氮量密切相關(guān)。較高的葉片葉綠素相對(duì)含量可以使作物光合產(chǎn)物的供應(yīng)能力增加，對(duì)增加水稻產(chǎn)量具有重要作用。

光合作用是水稻生產(chǎn)干物質(zhì)的主要方式，光合作用在葉肉細(xì)胞中的葉綠體進(jìn)行，不同的有機(jī)替代比例會(huì)影響葉片葉綠素相對(duì)含量進(jìn)而影響光合作用強(qiáng)度，水稻生產(chǎn)和積累干物質(zhì)能力的衡量指標(biāo)之一是凈光合速率。本研究中分蘗期和孕穗期葉片葉綠素相對(duì)含量較其他生育期高，這是因?yàn)樗旧L(zhǎng)最活躍的時(shí)期是分蘗期，干物質(zhì)合成需要生產(chǎn)大量有機(jī)物，同時(shí)這一時(shí)期水稻地下部生理活動(dòng)活躍，這也導(dǎo)致地上部代謝活躍并增強(qiáng)了光合作用。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示，當(dāng)有機(jī)肥替代比例為20%時(shí)，分蘗期的莖、葉片與齊穗期的莖、葉、穗的干物質(zhì)量較高；當(dāng)有機(jī)肥替代比例為60%時(shí)，分蘗期的葉、孕穗期的莖、成熟期的葉的干物質(zhì)量較高；當(dāng)有機(jī)肥替代比例為0時(shí)，孕穗期的葉與灌漿期的莖、葉、穗與成熟期的莖、穗的干物質(zhì)量較高。分蘗期、齊穗期和灌漿期有機(jī)肥各個(gè)替代比例下，葉綠素相對(duì)含量均無顯著差異。在孕穗期，當(dāng)有機(jī)肥替代比為60%時(shí)，孕穗期的葉綠素相對(duì)含量較高。在有機(jī)肥替代比為40%時(shí)，田間氮肥貢獻(xiàn)率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力最高；水稻的理論及實(shí)際產(chǎn)量顯著最高，在千粒重、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、有效穗數(shù)等方面也普遍表現(xiàn)優(yōu)良。

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