氮-肥基追比对机插稻产量和氮肥利用效率的影响(9.12)

氮--肥基追比对机插稻产量和氮肥利用效率的影响(9.12)氮肥基追比对机插稻产量和氮肥利用效率的影响罗文姬1，江立庚2，覃丽玲2，梁天锋3，罗必敬2（1广西大学林学院；2广西大学农学院，530004，广西南宁；3广西农业科学院水稻研究所，530007，广西南宁）摘要以特优7571为材料进行田间试验，设置6:3:1（N1）、5:3:2（N2）、4:3:3（N3）3个基：蘖：穗肥比，研究了相同施氮素水平不同基追比例对机插稻产量和氮素吸收利用的影响。结果表明，N3处理产量和氮肥吸收效率明显高于N2和N1处理，与N2差异显著。N3处理的千粒重、结实率、干物质积累量、叶面积指数和穗部氮素积累量均高于其他二个施氮处理，但茎蘖数和有效穗数相对重施基肥处理（N1）略低。因此，提高分蘖肥和穗肥比例可以提高机插水稻中后期氮素和干物质积累量，从而获得高产。关键词机插水稻；氮素利用率；生长；产量EffectsofNitrogenFertilizationRatioonGrainYieldandNitrogenUseEfficiencyofMechanicalTransplantingRiceLuoWenji1,JiangLigeng2,QingLiling2,LiangTianfeng3,LuoBijing2(1CollegeofForestry,GuangxiUniversity,Nanning530004,Guangxi,China;2CollegeofAgronomy,GuangxiUniversity,Nanning530004,Guangxi,China;3RiceResearchInstitute,GuangxiAcademyofAgriculturalSciences,Nanning530007,Guangxi,China)AbstractWithTeyou7571astestmaterial,afieldexperimentwasconductedtostudyeffectsofnitrogenfertilizationratioongrainyieldandnitrogenuseefficiencyofmechanicaltransplantingrice,assigningproportionofbasie,tilleringandpaniclenitrogenfertilizercleas6:3:1（N1）,5:3:2（N2）and,4:3:3（N3）.TheresultsshowedthatthegrainyieldandnitrogenuseefficiencyofN3wassignificantlyhigherthanthoseofN2andN1,andits1000-grainweight,seedsettingrate,drymatter,LAIandnitrogenaccumulationinlategrowthperiodwerehigherthanothertwonitrogentreatments,butitsstemtillersandeffectivepanicleswasslightlylowerthanheavilybaseapplication(N1).Therefore,increasingtilleringandpaniclefertilizerproportionscanimprovethemechanicaltransplantingricenitrogenanddrymatteraccumulationinmidandlategrowingperiodsandobtainhighgainyield.KeywordsMechanicaltransplantingrice;Nitrogenuseefficiency;Growth;Yield随着社会经济发展，部分农村青壮年到城市务工，传统的人工水稻种植方式很难适应我国当前对现代稻作技术发展和粮食产量的需求，水稻机插秧成为我国现代稻作技术的发展方向[1]。机插水稻因省工、省种、省秧田和产量高、效益好、效率优而迅速发展[2]。相比常规栽插苗，机插稻生育期缩短、生育进程后移，单株分蘖发生集中、群体高峰苗多、个体生长量较小[3-4]。由于机插稻生长发育规律和氮肥吸收规律发生变化，因此需根据机插稻生育特点，通过肥料运筹，合理调控群体等措施，争取机插秧高产。氮素是影响水稻生长发育和产量形成的重要因子[5]，氮素施入量不仅对水稻产量有直接影响，而且其基蘖穗肥的比例对水稻产量也有一定的影响[6-7]。因此，在相同氮素水平下研究氮素基蘖穗肥配比对机插水稻生长发育和产量的影响，对实现机插稻高产、开发优质栽培技术具有重要意义。前人研究[8-9]表明，在相同的施纯氮量条件下，基蘖、穗肥比为7:3时水稻养分吸收、转运、分配好、产量高。钵苗机插水稻的适宜基、蘖、穗肥比为3:3:4[10]。基、蘖、穗肥比例对水稻群体质量和产量存在显著的影响，基、蘖、穗肥比为2:5:3处理产量最高[11-12]。以特优7571为试验材料，在相同氮素水平下，研究氮素基、蘖、穗肥配比对机插水稻生育和产量的影响，明确不同生长时期及其氮素吸收特点及适宜基、蘖、穗肥施入比例，为机插水稻高产栽培提供理论依据。1材料与方法 1.1材料供试水稻品种为特优7571，由广西农业科学院提供。1.2试验设计试验于2014年在广西贺州市农业科学研究所试验基地（110°43′E，23°58′N）进行，年均降雨量1944mm，年均气温24.4℃，年均蒸发量1271mm，全年无霜期332d，前作为甘蔗，土壤类型为沙壤土，肥力水平中等。纯N施用量为210kg/hm2，根据基肥、分蘖肥、穗肥比设置3个氮肥施用方式，即基肥、分蘖肥、穗肥比分别为6:3:1（N1）、5:3:2（N2）、4:3:3（N3），设1个不施氮肥的对照（CK），共4个处理，小区面积300m2，每个处理重复3次。磷、钾肥用量为过磷酸钙450kg/hm2、氯化钾225kg/hm1.3测定项目与方法1.3.1茎蘖数采用定点定期检查与普查相结合的方法。每小区选取6点，每点l5穴，每7d调查一次茎蘖数，于移栽期至抽穗期进行普查。1.3.2叶面积和干物重在拔节期、抽穗期和成熟期，每个小区调查90穴水稻的茎蘖数，然后根据每穴平均茎蘖数相同标准取3穴代表性植株，将茎、叶、穗分开，用长宽法测定叶面积后，于105℃杀青30min，70℃烘干1.于水稻成熟期，每小区确定5m2测产区，实收稻谷，从实收稻谷中取30g小样3份，计数后105℃杀青30min，70℃下烘干至恒重，产量换算为13.5%标准含水量。实收稻谷前，每小区调查90穴水稻的有效穗数，并根据每穴平均穗数相同标准沿测产区中心对角线取代表性植株3穴，调查1.3.4植物干样N含量的测定将拔节期、抽穗期和成熟期所取样品烘干后粉碎，采用硫酸-过氧化氢法[13]消煮植物干样，然后用FOSS8420全自动凯式定氮仪进行全氮含量的测定。1.3.5氮素吸收利用率等计算方法根据陶伟等[14]、陈仁天等[15]方法计算氮素吸收利用率各指标。氮素吸收利用率（%）=（成熟期施氮区地上部氮积累量－空白区地上部氮积累量）/施氮量×100；氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区稻谷产量－空白区稻谷产量）/施氮量；氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮区稻谷产量－空白区稻谷产量）/（成熟期施氮区地上部氮素积累－空白区地上部氮素积累量）；氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区产量/施氮量。1.4数据处理与分析采用SAS9.2软件进行数据处理与分析。2结果与分析2.1基、蘖、穗肥配比对特优7571茎蘖消长的影响如图1所示，各处理的茎蘖数变化呈低-高-低的抛物线趋势。移栽后7~35d，各施肥处理分蘖数的差异不明显，但明显高于CK。移栽后42d茎蘖数到达最高值，N1处理茎蘖数最多，N2和N3次之，CK茎蘖数最少，CK高峰苗数仅为N1的53.3%。随后各处理茎蘖数开始明显下降。图1不同基、蘖、穗肥配比条件下机插稻茎蘖动态Fig.1Differentproportionofbasie,tilleringandpaniclenitrogenfertilizercleontillersofmechanicaltransplantedrice2.2基、蘖、穗肥配比对特优7571叶面积指数的影响由表1可知，各处理叶面积指数随着生育进程的推进，表现出先增大后减小的变化趋势。施用氮肥显著提高了水稻叶面积指数，N1、N2、N3处理拔节期、抽穗期和成熟期的叶面积指数比CK最小提高了77.78％，最大提高了187.5％。各施肥处理与CK相比，达极显著性差异。相同施肥水平下，基蘖穗肥配比对叶面积指数的变化存在一定影响。N1处理拔节期叶面积指数最大，比N3处理高出0.3，但N3处理成熟期叶面积指数最大，比N1处理高出1.2。CK和N1成熟期相对抽穗期叶面积衰减达46%以上，N3比N1的叶面积衰减速率低19.17%。表1氮肥施用方式对机插水稻叶面积指数的影响Table1Effectsofnitrogenfertilizationpatternsonleafareaindexofmechanicaltransplantedrice处理Treatments拔节期Elongation抽穗期Heading成熟期Maturation叶面积衰减率Theattenuationrateofleafarea（%）CK2.2±0.62bB4.5±1.91cC2.4±0.91bB46.67N14.6±0.90aA9.9±0.86aA5.3±0.56aA48.03N24.3±0.29aAB8.0±1.03bB6.1±1.73aA23.75N34.3±0.40aAB9.7±0.88aA6.5±0.79aA28.86注：不同小写和大写字母分别表示同一指标不同处理间在0.05和0.01水平上差异显著，下同Differentlowercaseanduppercaselettersrespectivelyrepresentthesameindicatorssignificanteffectsamongdifferenttreatmentat0.05and0.01levels,thesamebelow2.3基、蘖、穗肥配比对特优7571产量及其构成的影响从表2可以看出，施氮肥及基蘖肥比例对水稻穗粒结构和产量产生了显著影响。施氮肥处理（N1、N2、N3）的穗数、每穗粒数、粒重和产量均极显著高于对照，其中，N1、N2、N3处理产量比对照分别增加40.38%、37.88%和44.23%。不同氮肥处理间比较，N3处理的每穗颖花数、每穗结实率和千粒重极显著高于N1、N2处理，但其穗数极显著低于N1、N2处理，其产量显著高于N2处理，与N1处理产量差异不显著。N1与N2处理的产量差异不显著。表2氮肥施用方式对机插水稻产量及产量构成的影响Table2Effectsofnitrogenfertilizationpatternsonyieldandyieldcomponentsofmechanicaltransplantedrice处理Treatments穗数Paniclenumber（万/hm2）每穗颖花数Grainsperpanicle每穗实粒数

Filledgrainsperpanicles结实率Seedsettingrate(%)千粒重1000-grainweight(g)产量Yield(t/hm2)CK187.35dD114.8dC85.1dC74.2cB26.3cC5.2±0.013cBN1354.9aA162.5bB127.7bB78.6bB27.9bB7.3±0.027abAN2329.4bB157.6cB118.9cB75.4bcB28.8bB7.17±0.026bAN3311.7cC177.2aA158.9aA89.7aA29.2aA7.5±0.01aA2.4基、蘖、穗肥配比对特优7571干物质积累的影响如表3所示，拔节期、抽穗期和成熟期N1、N2、N3的干物质积累量均比CK高，达到1％极显著水平。N3成熟期总干物质积累量达21.85t/hm2，比CK高71.0%，比N1、N2分别高8.05%、31.94%，均达显著差异。N1前期干物质积累量最高，但与N2和N3相比未达到显著差异。N3成熟期的干物质积累量相对抽穗期的增加量均高于其他处理，表明适当提高穗肥比例有利于增加后期干物质积累和提高群体质量。表3氮肥施用方式对机插水稻干物质积累的影响（t/hm2）Table3Effectsofdifferentnitrogenfertilizationpatternsondrymatteraccumulationofmechanicaltransplantedrice（t/hm2）处理Treatments拔节期Elongation抽穗期Heading成熟期Maturation相对增加量TherelativeamountCK1.81±0.37bB9.94±0.63cC12.75±0.80dC2.81N13.60±0.6aA15.10±0.16aAB20.22±0.57bA5.12N23.08±0.27aA13.65±0.82bB16.56±0.36cB2.91N33.21±0.37aA16.00±0.23aA21.85±1aA5.852.5基蘖穗肥配比对特优7571氮素吸收的影响由图2可知，N1、N2处理总氮吸收量表现出先增加后降低的规律。CK和N3处理则呈现一直增加的趋势，在成熟期时吸收量达到最高值。拔节期时，氮素吸收量表现为N1>N2>N3；抽穗期时，氮素吸收量表现为N1>N3>N2；成熟期时，则表现为N3>N1>N2。分析表明，氮肥在穗肥中的比例加大时，增加了抽穗期后对氮素的吸收。图2还表明，穗部积累量N3>N1>N2>CK，其中N3比N1多13.89kg/hm2，比N2多26.87kg/hm2。这表明，氮肥在穗肥中的比例加大时，加强了茎、叶器官中的氮素向穗部转运，提高了氮在籽粒中的积累。图2氮肥施用方式对机插水稻氮素吸收与分配的影响Fig.2EffectsofnitrogenfertilizationpatternsonNuptakeamountanddistributionabovegroundplantsofmechanicaltransplantedrice2.6不同氮肥施用方式对机插水稻氮肥利用率的影响从表4可看出，N3的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力在3个施氮处理中都是最高的，其中氮肥吸收利用率分别比N1、N2高11.6%、18.62%，农学利用率分别比N1、N2高0.95、1.57kg/kg。N2对氮肥的生理利用率较高，而N3对氮肥的生理利用率较低。表4氮肥施用方式对机插水稻氮肥利用率的影响Table4Effectsofnitrogenfertilizationpatternsonnitrogenuseefficiencyofmechanicaltransplantedrice处理Treatm-ents吸收利用率Utilizationrate（%)农学利用率Agricultureutilization（kg/kg)偏生产力Partialfactorproductivity（kg/kg)生理利用率Physiologicalefficiency（kg/kg)CK----N135.8310.0034.7627.91N228.819.3834.1432.56N347.4310.9535.7123.093讨论3.1在相同氮素水平下，重施穗肥有利于机插水稻后期生长和增产本试验结果表明，在相同氮素水平下，氮素基、蘖、穗肥比例为4:3:3处理（N3）的产量最高，比对照增加44.23%；其施氮配比对特优7571的茎蘖数动态控制最合理，叶面积指数、穗实粒数和千粒重均比其他处理高，研究结果与陶帅平等[16]一致。由此可知，前期适当施用基蘖肥，提高穗肥用量，有利于机插稻的有效分蘖和干物质转化，从而提高产量。然而在相同氮素水平下，N1和N2处理基蘖肥用量增加，其营养器官的分配比例加大，而穗部的分配比例有所下降。表明基肥过多，不利于植株吸收的N向子粒转运。从叶面积指数和干物质积累的角度进行分析，机插稻产量主要来自于地上部光合作用积累的干物质向子粒的转运，保证适量的基肥，增加穗肥比例能获得较高的LAI，大大地改善了群体质量[17-18]。干物质积累是机插稻产量形成的物质基础，抽穗期的干物质积累量和产量呈正相关。因此，抽穗期的干物质积累量是衡量水稻群体质量的重要指标。本试验表明，N3成熟期的干物质积累量相对抽穗期的增加量均高于其他处理，说明N3处理的群体质量较其他处理更好，为提高机插稻产量奠定了基础。氮素农学利用率、吸收利用率、生理利用率和偏生产力等指标，从不同角度阐述了作物对氮肥的利用情况[19-20]。N3的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力均比CK、N1和N2三个处理高。在氮肥吸收利用率高的前提下，N3偏生产力高，生理利用率相对较低，有利于机插稻高产的形成。李禹尧等[21]研究表明，决定群体质量优劣主要体现在水稻分蘖过程中的无效蘖、弱势蘖和优势蘖所占的比例。施加氮素可提高茎蘖数，且可以延长茎蘖增长的时间，而减少施氮量可以加快生育进程。因此，需合理控制基肥，增加追肥。3.2结合机插稻特性选择最佳氮肥运筹方式机插稻是实现高产、高效、优质和集约化水稻栽培之路的重要途径。其产量构成因子相对人工栽培稻，表现为穗数显著增加、穗粒数稍下降、千粒重与结实率差异不明显[16]。群体适中、成穗率高和千粒重大是实现机插稻高产栽培的关键。因此，为达到高产和高氮肥利用率的目标，机插稻应走穗粒并重之路，注重穗肥，形成大穗和提高千粒重[22]。