不同施肥模式與種植密度對寒地水稻分蘗動態(tài)和產(chǎn)量的影響

張明聰， 史國慶， 戰(zhàn)英策， 何松榆， 金喜軍， 王孟雪， 張玉先， 任春元， 丁希武

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶 163319； 2.黑龍江省大興農(nóng)場，黑龍江佳木斯 156300)

插秧密度是決定水稻產(chǎn)量的一個重要因素[1-2]。在一定范圍內(nèi)，水稻產(chǎn)量隨插秧密度的增加而提高，但密度增加往往會使群體質(zhì)量下降，群體通風(fēng)透光變差，限制水稻產(chǎn)量潛力的發(fā)揮。大量研究表明，想要進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量，則必須在增加密度的前提下，有效地利用光能，充分地利用地力，保證個體的正常發(fā)育和群體的協(xié)調(diào)發(fā)展，使單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量得到統(tǒng)一，從而獲得高產(chǎn)[3-4]。而增加密度能否增加產(chǎn)量，取決于適宜的養(yǎng)分管理方式。國內(nèi)外學(xué)者研究表明，增加密度的同時，通過適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分管理方式能提高水稻群體質(zhì)量、抗倒伏性能和產(chǎn)量[5-7]。養(yǎng)分管理方式中氮肥的施用是影響水稻產(chǎn)量的最重要因素之一，氮素營養(yǎng)狀況與水稻的群體特性、產(chǎn)量有著密切關(guān)系[8-9]。因此，適宜的養(yǎng)分管理方式與插秧密度是確保水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵。當(dāng)前黑龍江省大興農(nóng)場水稻高產(chǎn)施肥模式與插秧密度均存在較大盲目性，為探討該農(nóng)場水稻高產(chǎn)施肥模式與栽插密度對水稻分蘗動態(tài)和產(chǎn)量的影響，于2015年進(jìn)行密度和施肥互作試驗，旨在為優(yōu)化該農(nóng)場的水稻高產(chǎn)、節(jié)本、高效的栽培技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗作物與品種

本試驗以水稻品種龍粳36為供試材料。

1.2 試驗地基本情況

試驗于2015年在黑龍江省大興農(nóng)場農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心水田區(qū)進(jìn)行，5月20日插秧，9月29日收獲。土質(zhì)為草甸白漿土，有機(jī)質(zhì)含量2.62%，堿解氮含量161.4 mg/kg，有效磷(P2O5)含量31.8 mg/kg，速效鉀(K2O)含量121.25 mg/kg，pH值6.13。前茬為水稻，秋翻。

1.3 試驗設(shè)計

采用裂區(qū)試驗，均采用缽育苗，共設(shè)3個施肥模式和3種種植密度。其中，主處理為不同的氮素水平，設(shè)3種施肥模式，分別為A1：常規(guī)高產(chǎn)施肥模式，為黑龍江農(nóng)墾高產(chǎn)施肥模式，P2O555 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2；A2：養(yǎng)分優(yōu)化管理模式，采用氮肥總量控制，氮肥后移，增加鉀肥用量(K2O 60 kg/hm2)，減少磷肥用量(P2O535 kg/hm2)的養(yǎng)分優(yōu)化管理模式；A3：農(nóng)民習(xí)慣施肥處理，施肥模式基于地方農(nóng)戶施肥情況調(diào)查形成，P2O560 kg/hm2，K2O 50 kg/hm2。副處理為不同插秧規(guī)格，共設(shè)3種插秧水平，分別為B1：26.7 cm×13.3 cm(28穴/m2)；B2：30 cm×10 cm(33穴/m2)；B3：26.7 cm×10.0 cm(38穴/m2)。共9個處理，每穴4株，每小區(qū)栽插16行，行長23.5 m。各處理施氮量見表1。

1.4 調(diào)查項目與方法

(1)葉齡進(jìn)程：秧田4葉期后標(biāo)記水稻主莖葉齡，插秧時每個小區(qū)栽插10株帶標(biāo)記的秧苗，返青后每5 d記錄1次葉齡；(2)水稻分蘗動態(tài)變化：從水稻返青后(5月26日)到分蘗末期(7月1日)，每5 d調(diào)查1次水稻分蘗數(shù)，每個小區(qū)選取有代表性的植株10 穴，調(diào)查水稻分蘗數(shù)，取平均值為該小區(qū)的分蘗數(shù)；(3)考種測產(chǎn)：每個小區(qū)選取有代表性的2點(diǎn)，測每點(diǎn)數(shù)相鄰的20穴的有效穗數(shù)，選取接近該平均有效穗數(shù)的4穴植株， 調(diào)查每穗粒數(shù)、 結(jié)實率和千粒質(zhì)量等，根據(jù)各產(chǎn)量構(gòu)成要素計算小區(qū)理論產(chǎn)量。

表1 氮肥施用時期和用量

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式與種植密度對水稻分蘗動態(tài)的影響

由表2可知，于6月16日前后各處理達(dá)到最大分蘗期，其中A3B1處理由于氮肥施用量高和密度低的原因分蘗數(shù)達(dá)到各處理最高，為17.21個/穴，但最大分蘗期之后，由于后期供氮不足，無效分蘗較多，分蘗末期分蘗數(shù)僅為13.70個/穴。在相同密度條件下，6月21日至分蘗末期(7月1日)施肥量A2各處理分蘗數(shù)均高于同密度的其他處理，其中A2B1處理分蘗數(shù)最高，A2B2次之。

表2 不同施肥模式與種植密度對水稻分蘗動態(tài)的影響

2.2 不同施肥模式與種植密度對水稻分蘗成穗率的影響

水稻分蘗成穗率是衡量水稻群體質(zhì)量的重要指標(biāo)。從圖1可以看出，A2B2處理成穗率最高，為89.41%，較同密度的A1B2處理和A3B2處理分別高7.28%、11.36%；A3各處理成穗率均低于同密度條件下的其他處理，其中A3B1處理較A1B1和A2B1處理分別低7.86%、7.54%；A3B2處理較A1B2處理和A2B2處理分別低3.66%、10.2%；A3B3處理較A1B3處理和A2B3處理分別低5.60%、5.78%；A3B3處理分蘗成穗率為各處理最低，為76.7%。

2.3 不同施肥模式與種植密度對水稻生育期的影響

從表3可以看出，生育進(jìn)程與氮肥的施肥量呈正相關(guān)，A2和A3處理生育進(jìn)程較A1相比有所延遲，如果7月份的氣溫偏低，抽穗楊花期推遲，生育后期易發(fā)生貪青晚熟現(xiàn)象。抽穗期略晚于前幾年，主要是由于今年在抽穗期間降水頻繁，降水量大，陽光不充足，光合產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)不通暢，使水稻抽穗期延遲。各處理在當(dāng)年的氣候條件下均可以成熟，但施氮量過多對生育期的延遲有促進(jìn)作用。

表3 不同施肥模式與種植密度互作對水稻生育期的影響

2.4 不同施肥模式與種植密度對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表4可知，相同施肥水平條件下，隨著密度增加，穗數(shù)增加，穗長、穗粒數(shù)和結(jié)實率減少，其中A2B1較A2B3穗長、穗粒數(shù)分別增加9.40%、9.86%，A3B1較A3B3穗長、穗粒數(shù)分別增加14.69%、9.37%，均差異顯著；結(jié)實率A3B3最低，僅為84.7%；千粒質(zhì)量各處理間差別不大；產(chǎn)量均表現(xiàn)為B2處理高于其他處理，其中A2B2處理產(chǎn)量最高，較A2B1增加9.86%(P<0.05)。相同密度條件下，隨著施肥量的增加，穗數(shù)和產(chǎn)量均呈先增加后降低的趨勢，在A2施肥條件下，均高于A1和A3處理，其中，比較各處理產(chǎn)量，A2B1較A1B1和A3B1分別增加8.01%和10.10%，A2B2較A1B2、A3B2增加8.48%和7.50%，A2B3較A1B3、A3B3增加6.15%和9.46%，差異顯著。

表4 不同施肥模式與種植密度互作對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.5 不同施肥模式與種植密度對水稻產(chǎn)量影響方差分析

由表5可知，通過F檢驗表明，在試驗中肥料間差異極顯著，種植密度間差異極顯著，肥料與種植密度交互差異達(dá)到顯著水平。據(jù)F值得出對產(chǎn)量作用的大小順序是肥料>種植密度>肥料與種植密度互作。

表5 肥料×種植密度試驗方差分析

注：“*”表示差異顯著(P<0.05)；“**”表示差異極顯著(P<0.01)。

3 結(jié)論與討論

成穗率是衡量水稻群體質(zhì)量的重要指標(biāo)。研究表明，成穗率與種植密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，在種植密度較低時，水稻個體生長優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，成穗率明顯提高，種植密度高時則相反[10]。該研究結(jié)果表明，A1和A3施肥處理在B1和B2種植密度條件下，隨著密度增加，分蘗成穗率呈降低趨勢，而A2處理能避免分蘗成穗率降低，在B2密度條件下，達(dá)到最高。張明聰?shù)葢?yīng)用水稻養(yǎng)分優(yōu)化管理模式，根據(jù)水稻生育期的營養(yǎng)狀況來決定肥料的施用量[2，5]。該試驗中，不同密度條件下，養(yǎng)分優(yōu)化管理模式(A2)由于前期減少施氮量，有效控制了無效分蘗的發(fā)生，提高了分蘗成穗率，其成穗率達(dá)到 82.5%～89.4%，中后期根據(jù)水稻葉色施用氮肥，既保證了水稻氮素的充分供給，又防止其過量供應(yīng)，使A2處理在3種密度條件下均獲得了較高產(chǎn)量，這與張鎮(zhèn)銘等認(rèn)為適宜的群體密度條件下，分蘗成穗率均隨穗肥用量的增加而提高相一致[11]。

由于黑龍江省早春氣溫較低，在水稻栽培管理上，以分蘗早生快發(fā)為核心，強(qiáng)調(diào)基蘗肥的施用。大量研究證實，基蘗氮肥用量高，前期水稻分蘗數(shù)并不高，只是在分蘗中后期分蘗數(shù)增高，但收獲時分蘗前期農(nóng)民習(xí)慣施肥(farmer’s fertilization practice，F(xiàn)FP)與實地氮肥管理技術(shù)(site-specific nitrogen management，SSNM)2個處理分蘗數(shù)基本相同[12-13]，說明大量施基蘗肥不但未明顯促進(jìn)分蘗早生快發(fā)，相反由于分蘗成穗率低，因此收獲時水稻穗數(shù)基本相同。該試驗中，A3施肥模式由于前期氮素施用量高，獲得了較高的穗數(shù)，但由于后期養(yǎng)分供應(yīng)不足，收獲期獲得有效穗數(shù)降低，使A3施肥模式的3個密度處理分蘗成穗率均低于80%，說明營養(yǎng)生長期大量氮肥的投入，使得前期水稻群體旺長，增加了大量的無效分蘗，而后期氮素營養(yǎng)不足，也致使無效分蘗增加，進(jìn)而使不同密度下的A3處理產(chǎn)量降低。

綜上所述，在相同密度條件下，養(yǎng)分優(yōu)化管理模式(A2)滿足了水稻的需肥特性，形成適宜的群體結(jié)構(gòu)，分蘗成穗率、穗數(shù)和產(chǎn)量均高于同密度的其他施肥模式；相同施肥模式條件下，隨著密度增加，有效分蘗數(shù)呈降低趨勢，穗數(shù)增加，穗長、穗粒數(shù)和結(jié)實率減少，產(chǎn)量表現(xiàn)為B2(30 cm×10 cm)處理最高。因此，水稻龍粳36采用插秧密度為30 cm×10 cm(33穴/m2)，配合養(yǎng)分優(yōu)化管理模式進(jìn)行施肥可獲得較高的產(chǎn)量。

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