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 关键词关键词机插水稻 氮素利用率 生长 产量 Effects of Nitrogen Fertilization Ratio on Grain Yield and Nitrogen Use Efficiency of Mechanical Transplanting Rice Luo Wenji1 Jiang Ligeng2 Qing Liling2 Liang Tianfeng3 Luo Bijing2 1College of Forestry Guangxi University Nanning530004 Guangxi China 2 College of Agronomy GuangxiUniversity Nanning 530004 Guangxi China 3Rice Research Institute Guangxi Academy ofAgricultural Sciences Nanning 530007 Guangxi China Abstract With Teyou 7571 as test material a field experiment was conducted to study effects of nitrogen fertilization ratio on grain yield and nitrogen use efficiency of mechanical transplanting rice assigning proportion of basie tillering and panicle nitrogen fertilizercle as 6 3 1 N1 5 3 2 N2 and 4 3 3 N3 The results showed that the grain yield and nitrogen use efficiency of N3 was significantly higher than those of N2 and N1 and its 1000 grain weight seed setting rate dry matter LAI and nitrogen accumulation in late growth period were higher than other two nitrogen treatments but its stem tillers and effective panicles was slightly lower than heavilybase application N1 Therefore increasing tillering and panicle fertilizer proportions can improve the mechanical transplanting rice nitrogen and dry matter accumulation in mid and late growing periods and obtain high gain yield Key words Mechanical transplanting rice Nitrogen use efficiency 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 hm2 磷肥全部作基肥一次施用 钾肥按基肥 60 分蘖肥 40 施用 基肥在机插前 1d 施入 分蘖肥在返青后施用 穗肥在幼穗发育的 1 2 期施入 其他管理与大 田生产相同 1 3 测定项目与方法测定项目与方法 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 7 d 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 烘干至恒重 1 3 3 产量及各构成因素 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 调查每穗粒数 结实率和 粒重 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 数据处理与分析数据处理与分析 采用 SAS 9 2 软件进行数据处理与分析 2 结果与分析 2 1 基 蘖 穗肥配比对特优基 蘖 穗肥配比对特优 7571 茎蘖消长的影响茎蘖消长的影响 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 图图 1 不同基 不同基 蘖 穗肥配比条件下机插稻茎蘖动态蘖 穗肥配比条件下机插稻茎蘖动态 Fig 1 Different proportion of basie tillering and panicle nitrogen fertilizercle on tillers of mechanical transplanted rice 2 2 基 蘖 穗肥配比对特优基 蘖 穗肥配比对特优 7571 叶面积指数的影响叶面积指数的影响 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 表表 1 氮肥施用方式对机插水稻叶面积指数的影响氮肥施用方式对机插水稻叶面积指数的影响 Table 1 Effects of nitrogen fertilization patterns on leaf area index of mechanical transplanted rice 处理 Treatments 拔节期 Elongation 抽穗期 Heading 成熟期 Maturation 叶面积衰减率 The attenuation rate of leaf area CK 2 2 0 62bB 4 5 1 91cC2 4 0 91bB 46 67 N1 4 6 0 90aA 9 9 0 86aA5 3 0 56aA 48 03 N2 4 3 0 29aAB 8 0 1 03bB6 1 1 73aA 23 75 N3 4 3 0 40aAB 9 7 0 88aA6 5 0 79aA 28 86 注 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 Different lowercase and uppercase letters respectively represent the same indicators significant effects among different treatment at 0 05 and 0 01 levels the same below 2 3 基 蘖 基 蘖 穗肥配比穗肥配比对特优对特优 7571 产量及其构成的影响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 表表 2 氮肥施用方式对机插水稻产量及产量构成的影响氮肥施用方式对机插水稻产量及产量构成的影响 Table2 Effects of nitrogen fertilization patterns on yield and yield components of mechanical transplanted rice 处理 Treatments 穗数 Panicle number 万 hm2 每穗 颖花数 Grains per panicle 每穗实粒数 Filled grains per panicles 结实率 Seed setting rate 千粒重 1000 grainweight g 产量 Yield t hm2 CK 187 35dD114 8dC85 1dC74 2cB26 3cC5 2 0 013cB N1354 9aA162 5bB127 7bB78 6bB27 9bB7 3 0 027abA N2329 4bB157 6cB118 9cB75 4bcB28 8bB7 17 0 026bA N3 311 7cC177 2aA158 9aA89 7aA29 2aA7 5 0 01aA 2 4 基 蘖 基 蘖 穗肥配比穗肥配比对特优对特优 7571 干物质积累的影响干物质积累的影响 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 表表 3 氮肥施用方式对机插水稻干物质积累的影响 氮肥施用方式对机插水稻干物质积累的影响 t hm2 Table 3 Effects of different nitrogen fertilization patterns on dry matter accumulation of mechanical transplanted rice t hm2 处理 Treatments 拔节期 Elongation 抽穗期 Heading 成熟期 Maturation 相对增加量 The relative amount CK1 81 0 37bB9 94 0 63cC12 75 0 80dC2 81 N13 60 0 6aA15 10 0 16aAB20 22 0 57bA5 12 N23 08 0 27aA13 65 0 82bB16 56 0 36cB2 91 N33 21 0 37aA16 00 0 23aA21 85 1aA5 85 2 5 基蘖基蘖穗肥配比穗肥配比对特优对特优 7571 氮素吸收的影响氮素吸收的影响 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 图图 2 氮肥施用方式对机插水稻氮素吸收与分配的影响氮肥施用方式对机插水稻氮素吸收与分配的影响 Fig 2 Effects of nitrogen fertilization patterns on N uptake amount and distribution above ground plants of mechanical transplanted rice 2 6 不同氮肥施用方式对机插水稻氮肥利用率的影响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 表表 4 氮肥施用方式对机插水稻氮肥利用率的影响氮肥施用方式对机插水稻氮肥利用率的影响 Table 4 Effects of nitrogen fertilization patterns on nitrogen use efficiency of mechanical transplanted rice 处理 Treatm ents 吸收利用率 Utilization rate 农学利用率 Agriculture utilization kg kg 偏生产力 Partial factor productivity kg kg 生理利用率 Physiological efficiency kg kg CK N135 8310 0034 7627 91 N228 819 3834 1432 56 N347 4310 9535 7123 09 3 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 彭少兵等 23 研究表明 在水稻栽培过程 中 我国使用的氮肥量较世界其他主要水稻生产国高出约 75 但利用率却很 低 其中氮肥的吸收利用率 30 35 比发达国家低 15 20 个百分点 氮肥 用量过大而利用率低是我国稻作过程中的常态 因此 应结合机插稻的生长和 营养特性 采用合适的肥料运筹方式 以提高氮肥利用率 进而实现水稻高产 4 结论 施用氮肥后 机插秧水稻的每穗颖花数和每穗实粒数显著增加 干物质和 氮素积累量显著增多 因此产量显著提高 在相同氮素水平下 基 蘖 穗肥 的比例也明显影响机插水稻的生长 重施穗肥提高了机插秧水稻后期叶面积指 数 增加了后期干物质和氮素积累 实粒数和千粒重增加 但其穗数比重施基 肥处理 N1 低 因此 其产量比重施基肥处理略高 但差异并不显著 参考文献参考文献 1 潘跃 吴子文 水稻机械化插秧技术分析与种植机械发展趋势 中国稻米 2008 3 21 22 2 于林惠 景启坚 薛艳凤 水稻机插秧实用技术 南京 江苏科学出版社 2004 3 陈佳娜 谢小兵 伍丹丹 等 机插密度与氮肥运筹对中嘉早17产量形成及氮肥利用率的影 响 中国水稻科学 2015 6 628 636 4 张洪程 龚金龙 中国水稻种植机械化高产农艺研究现状及发展探讨 中国农业科学 2014 7 1273 1289 5 付立东 王宇 展广军 盐粳68优化栽培技术研究 辽宁农业科学 2006 2 35 37 6 凌励 水稻精准量化高产栽培技术的研究和应用 北方水稻 2010 40 1 1 5 7 李菊梅 徐明岗 秦道珠 有机无机肥配施对稻田氨挥发和水稻产量的影响 植物营养与肥 料学报 2005 1 51 56 8 贾东 卢晶晶 孙雅君 等 不同氮肥运筹模式对水稻生长发育及物质生产的影响 贵州农 业科学