氮肥施用量對(duì)江漢平原機(jī)插水稻分蘗成穗及產(chǎn)量的影響

孫志貴 陳慶華 劉俊健

摘要：為研究不同氮肥施用量對(duì)機(jī)插水稻分蘗特性及產(chǎn)量的影響，以黃華占、全兩優(yōu)681和C兩優(yōu)華占為供試材料，以不施加氮肥為對(duì)照，設(shè)置135、180、225 kg/hm2 3個(gè)氮肥水平，研究機(jī)插水稻分蘗成穗特征及對(duì)產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，機(jī)插水稻分蘗葉位較高，一次分蘗發(fā)生葉位為3/0～9/0，其中4/0～8/0葉位是成蘗的優(yōu)勢(shì)葉位，二次分蘗以4/1、5/1和6/1葉位為優(yōu)勢(shì)葉位。主要生育期內(nèi)機(jī)插水稻的干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)N225>N180>N135>N0;分蘗期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至齊穗期，凈干物質(zhì)積累量隨肥力的增加而增加，齊穗期至成熟期品種間存在差異。光能透過(guò)率在分蘗時(shí)期最大，到拔節(jié)期減小，齊穗期最小，成熟期增大。產(chǎn)量以施氮量180 kg/hm2處理最高，與其他處理差異達(dá)顯著水平。生產(chǎn)上應(yīng)結(jié)合品種特性，合理施肥爭(zhēng)取分蘗早生快發(fā)，利用機(jī)插水稻主莖和一次分蘗成穗，提高群體質(zhì)量和產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：江漢平原;機(jī)插水稻;氮肥;分蘗;產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)： S511.06 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）07-0087-05

由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和勞動(dòng)力用工成本的增加，機(jī)插水稻已成為我國(guó)水稻生產(chǎn)的主要方式之一[1]。機(jī)插育秧方式的改變使得水稻秧苗素質(zhì)、分蘗發(fā)生特點(diǎn)和對(duì)肥水的需求發(fā)生重大改變[2]。研究表明，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工移栽秧苗，機(jī)插秧移栽葉齡小，無(wú)分蘗，莖基部不粗，根系活力較弱，秧苗綜合素質(zhì)較差，加上栽插時(shí)機(jī)械對(duì)秧苗的損傷，插秧時(shí)田間水層較薄或無(wú)水層，移栽植傷較重，活棵慢，緩苗期長(zhǎng)，但分蘗起步后，發(fā)苗快[3-6];機(jī)插水稻夠苗期和分蘗高峰期提前，高峰苗數(shù)偏高，成穗率偏低[7];機(jī)插水稻低位分蘗少[8]，有效分蘗集中，水稻不同葉位分蘗發(fā)生及成穗情況差異性很大[9]，一般中部葉位發(fā)生的分蘗位4/0～7/0為優(yōu)勢(shì)分蘗位，底部與上部葉位發(fā)生的分蘗次之[10]。

氮素是影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育的一個(gè)重要因素，增施氮肥對(duì)水稻群體質(zhì)量和產(chǎn)量有顯著影響[11]。增加氮肥施用量可以增加低葉位分蘗發(fā)生和明顯提高水稻分蘗發(fā)生，有利于提高水稻產(chǎn)量[12]。有研究表明，水稻產(chǎn)量、干物質(zhì)、莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)隨著氮肥施用量在一定范圍增加而增加[13]。田永超等研究表明，作物氮素利用率往往與其體內(nèi)氮素營(yíng)養(yǎng)水平呈負(fù)相關(guān)，體內(nèi)含氮量高時(shí)，氮素利用率低[14]。張洪程等研究表明，隨著氮肥施用量的增加，稻株吸氮量、干物質(zhì)積累量、百公斤籽粒需氮量均增加[15]。

江漢平原屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候，是湖北省乃至全國(guó)的重要水稻生產(chǎn)區(qū)域和商品糧生產(chǎn)基地[16]。該區(qū)域以中秈水稻為主要種植品種，生產(chǎn)期光熱資源充沛。研究該區(qū)域肥力對(duì)機(jī)插水稻的分蘗發(fā)生規(guī)律和產(chǎn)量的影響，構(gòu)建適宜的水稻群體質(zhì)量和合理的施肥量，將為該區(qū)域水稻全程機(jī)械化高產(chǎn)高效生產(chǎn)和資源合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年在荊州市太湖農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，供試品種為常規(guī)稻黃華占、雜交中秈稻全兩優(yōu)681和C兩優(yōu)華占。其中全兩優(yōu)681由湖北荃銀高科種業(yè)公司提供，C兩優(yōu)華占由金色農(nóng)華種業(yè)科技股份有限公司提供，黃華占由湖北種子集團(tuán)提供。前茬作物為小麥，土壤肥力中等。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于5月7日播種，6月1日移栽，使用工廠化育秧方法，采用精確定量播種器播種，每盤(pán)播干谷量75 g。栽插株行距30 cm×16 cm，每穴插3～4苗。

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)氮肥用量，分別為135、180、225 kg/hm2（分別標(biāo)記為N135、N180、N225），以不施加氮肥為對(duì)照（標(biāo)記為N0）。氮肥的基肥 ∶ 蘗肥 ∶ 穗肥比例為 6 ∶ 2 ∶ 2，磷肥一次性基施，鉀肥底肥、穗肥比例為7 ∶ 3。氮磷鉀按2 ∶ 1 ∶ 2比例施用，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，小區(qū)面積30 m2。肥力為主區(qū)，品種為副區(qū)，不同小區(qū)間做田埂并包膜隔離，單獨(dú)水肥管理。

1.2.2 測(cè)定分析方法

1.2.2.1 莖蘗發(fā)生與成穗調(diào)查 機(jī)插后定點(diǎn)定時(shí)調(diào)查記載莖蘗消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，每小區(qū)從第3行第3穴選定連續(xù)10穴，返青后每4 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)，直至莖蘗數(shù)不再增加。對(duì)新發(fā)生的分蘗進(jìn)行掛牌跟蹤調(diào)查，每個(gè)主莖和分蘗上掛吊牌，并記載葉位分蘗以及分蘗級(jí)數(shù)。成熟期對(duì)標(biāo)記的植株按單株收獲，計(jì)算各葉位分蘗發(fā)生率和成穗率。用X/0標(biāo)記葉位分蘗，X/0 指著生在主莖第X葉位上的一次分蘗，1/X分蘗指主莖第X葉位一次分蘗的第1葉位上的二次分蘗，依此類(lèi)推。

葉位分蘗發(fā)生率=該蘗位分蘗實(shí)際發(fā)生數(shù)量/觀察株 數(shù)×100%;

蘗位分蘗成穗率=該蘗位分蘗成穗數(shù)/分蘗實(shí)際發(fā)生 數(shù)×100%。

1.2.2.2 干物質(zhì)測(cè)定 在水稻關(guān)鍵生育期（分蘗期、拔節(jié)期、齊穗期和成熟期，下同），每小區(qū)取連續(xù)5穴，洗凈泥沙記錄莖蘗數(shù)，然后剪去根，按葉、莖+鞘、穗分開(kāi)，于105 ℃殺青30 min，然后在80 ℃下烘48 h以上，冷卻至恒溫，稱干物質(zhì)量。

1.2.2.3 群體透光率 在水稻關(guān)鍵生育期，利用冠層分析系統(tǒng)（Delta公司，英國(guó)）測(cè)定各小區(qū)群體冠層頂部和基部（距離地面5 cm）的太陽(yáng)有效輻射，按下式計(jì)算群體太陽(yáng)輻射透過(guò)率。

群體太陽(yáng)輻射透過(guò)率=基部太陽(yáng)總輻射量/頂部太陽(yáng)光總輻射量×100%。

1.2.2.4 測(cè)產(chǎn)與考種 成熟期每小區(qū)取5穴，考察千粒質(zhì)量、有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率以及每穗粒數(shù)。小區(qū)單獨(dú)收獲，脫粒曬干后，去除雜質(zhì)，稱質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016和DPS 9.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮水平下機(jī)插水稻的群體莖蘗動(dòng)態(tài)特征

不同施氮水平下，機(jī)插水稻的群體莖蘗動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)圖1?？傮w上來(lái)看，機(jī)插水稻活根慢，緩苗期長(zhǎng)。機(jī)插水稻從栽插到分蘗起步在8 d之后，但分蘗一經(jīng)起步增速特快，呈直線上升勢(shì)頭。栽后8～12 d，日增苗 11.3萬(wàn)～25.1萬(wàn)/hm2，12～16 d，日增苗15.7萬(wàn)～31.1萬(wàn)/hm2。一般高峰苗可達(dá)到417.1萬(wàn)～775.4萬(wàn)/hm2，最終成穗211.5萬(wàn)～425.9萬(wàn)/hm2，成穗率34.6%～59.1%。

不同肥力水平對(duì)機(jī)插水稻的莖蘗發(fā)生和動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生不同的影響。移栽8 d后，施氮量高的處理莖蘗數(shù)高于低施氮量，其中3個(gè)品種在不同氮肥施用量下最高莖蘗數(shù)大小依次為N0 2.2 不同氮肥水平對(duì)水稻葉位分蘗發(fā)生與成穗的影響

由表1可以看出，機(jī)插水稻分蘗發(fā)生葉位較高，主要為第4葉位到第8葉位，少量的分蘗發(fā)生在第3葉位和第9葉位，其中4～8葉位發(fā)生的一次分蘗數(shù)占總一次分蘗的95%以上。二次分蘗葉位共有5個(gè)，以1/4、2/4、1/5為主。不同葉位分蘗發(fā)生率也存在差異。其中4～8葉位一次分蘗發(fā)生率高，分蘗率均達(dá)到或接近100%;二次分蘗發(fā)生率較高的葉位為1/4、1/5、1/6。從分蘗位次上看，一次分蘗的發(fā)生率明顯高于二次分蘗，體現(xiàn)了一次分蘗在水稻單株建成方面的優(yōu)勢(shì)。

不同施氮水平下機(jī)插水稻各葉位分蘗發(fā)生存在一定差異。施肥促進(jìn)了第3葉位分蘗的發(fā)生。從肥力上看，機(jī)插水稻各葉位的一次分蘗和二次分蘗發(fā)生率均隨肥力的增加而增加。

從品種看，C兩優(yōu)華占分蘗發(fā)生率最高，黃華占次之，全兩優(yōu)681最低。

由表1還可以看出，氮肥對(duì)一次分蘗發(fā)生率有明顯影響，不同品種一次分蘗在一定氮肥施用量的范圍隨著氮肥施用量增加而增加，但隨著氮肥施用量進(jìn)一步增加，一次分蘗發(fā)生率反而減小。二次分蘗發(fā)生率在不同氮肥下沒(méi)有明顯差異。

由表2可知，機(jī)插水稻的一次分蘗成穗的優(yōu)勢(shì)葉位為 4/0～7/0，二次分蘗成穗的葉位為1/4、2/4、1/5。不同氮肥施用量處理優(yōu)勢(shì)葉位一次分蘗的成穗率差異不明顯，但8/0葉位的一次分蘗成穗存在一定的差異，這種差異主要產(chǎn)生在不同品種間。不同氮肥施用量處理優(yōu)勢(shì)葉位二次分蘗的成穗率存在差異，主要表現(xiàn)為缺氮條件下，由于一次分蘗不足，有一定比例葉位的二次分蘗成穗;低氮和高氮條件下優(yōu)勢(shì)葉位的二次分蘗成穗率較低，中等肥力條件下，優(yōu)勢(shì)葉位的二次分蘗成穗率相對(duì)較高。

2.3 不同氮肥水平對(duì)機(jī)插水稻干物質(zhì)積累的影響

由表3可見(jiàn)，主要生育期內(nèi)機(jī)插水稻的干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為N225>N180>N135>N0，表明隨著施氮量增加，干物質(zhì)積累量增加，施肥有利于機(jī)插水稻植株的生長(zhǎng)。從凈干物質(zhì)積累量看，分蘗期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至齊穗期，機(jī)插水稻的規(guī)律基本一致，表現(xiàn)為凈干物質(zhì)積累量隨肥力的增加而增加，但在齊穗期至成熟期，C兩優(yōu)華占、黃華占在N180的凈干物質(zhì)積累量最大，主要與這2個(gè)品種分蘗力強(qiáng)，在N180群體質(zhì)量協(xié)調(diào)較好有關(guān)，全兩優(yōu)681在N225的凈干物質(zhì)積累量大，主要與這一品種的分蘗力相對(duì)較弱、耐肥性好有關(guān)。

2.4 不同氮肥水平對(duì)機(jī)插水稻光能透過(guò)率的影響

總體來(lái)看，3個(gè)品種在分蘗時(shí)期光能透過(guò)率最大，到拔節(jié)期減小，齊穗期最小，成熟期增大。氮肥對(duì)光能透過(guò)率大小影響的順序基本上表現(xiàn)為N0>N135>N180>N225;其中在分蘗期差異最大，3個(gè)品種不施加氮肥光能透過(guò)率在27%～29%，比N135高出16.67%以上;比N180高出33.46%以上;比N225高出50.67%以上，表明在分蘗時(shí)期，隨著氮肥施用量的增加，機(jī)插稻光能透過(guò)率減少，光能利用率高;拔節(jié)期除全兩優(yōu)681以外，其他2個(gè)品種N0與N135相差不大、N180與N225相差不大;齊穗期3個(gè)品種在不同氮肥施用情況下，差異不明顯;成熟期3個(gè)品種N0光能透過(guò)率增長(zhǎng)速度最快，而N135、N180、N225增長(zhǎng)幅度較?。▓D2）。

2.5 不同氮肥水平對(duì)機(jī)插水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由圖3、圖4、圖5可知，不同施氮水平對(duì)機(jī)插稻的產(chǎn)量影響差異明顯，各水平間機(jī)插水稻產(chǎn)量差異極顯著，順序?yàn)镹180>N225>N135>N0。不同品種間產(chǎn)量也存在差異，其中全兩優(yōu)681最低，其產(chǎn)量與黃華占和C兩優(yōu)華占相比差異分別達(dá)顯著和極顯著水平;C兩優(yōu)華占最高，與其他2個(gè)品種產(chǎn)量相比差異達(dá)到極顯著水平。不同品種對(duì)施氮量反應(yīng)不同，各品種對(duì)肥力的反應(yīng)存在差異，其中全兩優(yōu)681隨著施氮量的增加產(chǎn)量增加，但N180與N225、N135與N0間差異不顯著;C兩優(yōu)華占各施氮量間的產(chǎn)量順序?yàn)镹180>N225>N135>N0，但N135與N0間差異不顯著;黃華占各施氮量間的產(chǎn)量順序?yàn)镹180>N135>N225>N0，但N180、N135、N225間差異不顯著。

由表4可知，施氮量對(duì)各品種有效穗、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量均帶來(lái)明顯影響，且不同施氮量對(duì)不同品種影響不完全一樣，除C兩優(yōu)華占外，隨著施氮量的增加，機(jī)插水稻的有效穗變化特征表現(xiàn)為N225>N180> N135>N0，這一現(xiàn)象表明氮素不足時(shí)機(jī)插稻有效穗不足;每穗粒數(shù)具有相反的特點(diǎn)。不同施氮量對(duì)千粒質(zhì)量有影響，但影響的規(guī)律性不強(qiáng)。

3 結(jié)論與討論

本研究中機(jī)插水稻分蘗葉位較高，一次分蘗發(fā)生葉位為3/0～9/0， 4/0～8/0是成穗優(yōu)勢(shì)葉位。 二次分蘗以4/1、 5/1和6/1葉位為優(yōu)勢(shì)葉位，4/1的成穗率最高，5/1和6/1次之。

機(jī)插水稻的分蘗特性和人工移栽、直播的分蘗特性明顯不同[16-17]，與水稻機(jī)播種密度大、移栽秧齡小、秧苗素質(zhì)低、機(jī)械植傷比較嚴(yán)重有關(guān)[18-21]。結(jié)合機(jī)插稻光能利用率和干物質(zhì)積累特征，在機(jī)插水稻生產(chǎn)中，要合理利用機(jī)插水稻主莖和一次分蘗成穗，提高群體質(zhì)量和產(chǎn)量，應(yīng)爭(zhēng)取分蘗早生快發(fā)。

在水肥管理上，結(jié)合品種特性，本區(qū)域施氮量對(duì)黃華占以135 kg/hm2為宜，雜交稻C兩優(yōu)華占以180 kg/hm2為宜，全兩優(yōu)681以180 kg/hm2以上的施氮量為宜。增加施肥雖然有利于促進(jìn)水稻分蘗，但氮肥過(guò)量易導(dǎo)致群體過(guò)旺，群體通風(fēng)透光性能較差，植株個(gè)體質(zhì)量不高，成穗率較低，后期穗粒數(shù)變少而影響產(chǎn)量。

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