氮素調(diào)控對水稻黃華占生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

萬淑紅 田應(yīng)兵 許昌雨

摘要：設(shè)置常規(guī)施氮（180 kg/hm2）和減量施氮（135 kg/hm2）2個水平以及不同的基、蘗、穗肥比例，采用田間試驗(yàn)方法研究了不同氮素調(diào)控方式對秈稻品種黃華占生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，旨在為黃華占的氮肥合理施用提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，與常規(guī)施氮相比，減量施氮水平下，基、蘗、穗肥比例為4 ∶ 1 ∶ 3的產(chǎn)量最高，達(dá)7 541.11 kg/hm2，較其他處理增產(chǎn)7.98%～15.88%，后期干物質(zhì)積累量較大，群體質(zhì)量較好，穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量高是產(chǎn)量較高的主要原因;常規(guī)施氮水平下，分蘗數(shù)較高，但后期干物質(zhì)的積累量較小，產(chǎn)量較低。在氮肥總量適當(dāng)減少、確保獲得適宜有效穗數(shù)的前提下，基、蘗、穗肥比例為4 ∶ 1 ∶ 3時(shí)，有利于改善黃華占生長中后期干物質(zhì)積累和群體質(zhì)量，提高穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，為獲得高產(chǎn)提供保障。

關(guān)鍵詞：氮素調(diào)控;秈稻品種;生長發(fā)育;產(chǎn)量;減氮施肥

中圖分類號：S511.06?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）06-0068-05

通信作者：田應(yīng)兵，博士，教授，主要從事土壤與植物營養(yǎng)研究。E-mail：497404161@qq.com。? 水稻是世界上最重要的糧食作物之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，發(fā)展優(yōu)質(zhì)與高產(chǎn)并重的水稻生產(chǎn)模式是我國糧食生產(chǎn)的戰(zhàn)略方向，也是緩解目前我國糧食質(zhì)量與數(shù)量間矛盾的有效措施之一[1-3]。氮素作為水稻生長發(fā)育的重要營養(yǎng)元素之一，其施用量和施用比例對水稻群體構(gòu)建和產(chǎn)量形成均有顯著的調(diào)控作用，合理的氮素調(diào)控能改善稻田群體結(jié)構(gòu)，最終提高水稻產(chǎn)量[4-6]。

黃華占是廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的一個優(yōu)質(zhì)常規(guī)秈稻品種，因其米質(zhì)優(yōu)良、生育期短、耐肥抗倒、播期彈性大、管理簡便等優(yōu)點(diǎn)而倍受種植戶認(rèn)可和喜愛，成為目前我國南方稻區(qū)同類型種植面積最大的水稻新品種之一，且種植面積還有繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢[7-8]。目前，關(guān)于黃華占的農(nóng)藝性狀及高產(chǎn)栽培技術(shù)方面的研究較多[9-11]，但有關(guān)氮素調(diào)控對黃華占生長發(fā)育及產(chǎn)量影響的研究報(bào)道較為鮮見。為此，本研究以黃華占為試驗(yàn)材料，通過設(shè)置2種氮肥水平、7種施氮比例，研究不同氮素調(diào)控方式對其生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，試圖為黃華占的養(yǎng)分管理與高產(chǎn)栽培提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年在湖北省荊州市李埠鎮(zhèn)楊井村（30°32′N，112°06′E）進(jìn)行，該地區(qū)屬于典型北亞熱帶季風(fēng)氣候，年降水量約1 150 mm，年均溫在 16.5 ℃ 左右，年日照時(shí)間≥2 000 h，年無霜期≥230 d。試驗(yàn)地為冬閑田，土壤類型為灰潮土，質(zhì)地中壤，pH值為7.6，有機(jī)質(zhì)含量為14.5 g/kg，堿解氮含量為95.23 mg/kg，速效磷含量為 26.66 mg/kg，全鉀含量為8.14 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)7個處理，重復(fù)3次，共21個小區(qū)，小區(qū)面積24 m2（3 m×8 m），隨機(jī)區(qū)組排列，區(qū)組間設(shè)排灌溝，小區(qū)間筑埂覆膜，四周設(shè)有保護(hù)行。施氮方案見表1，設(shè)置常規(guī)施氮（180 kg/hm2）和減量施氮（135 kg/hm2）2個水平，其中N1、N2和N3處理的施氮量為180 kg/hm2，N4、N5和N6處理的施氮量為135 kg/hm2;N1、N2、N3、N4、N5和N6處理的基、蘗、穗肥比例分別為5 ∶ 2 ∶ 3、4 ∶ 2 ∶ 4、3 ∶ 2 ∶ 5、3 ∶ 2 ∶ 3、5 ∶ 0 ∶ 3和4 ∶ 1 ∶ 3。所有處理的磷肥用量（P2O5，75 kg/hm2）和鉀肥用量（K2O，180 kg/hm2）相同。磷肥作為基肥一次性施入，鉀肥按基肥 ∶ 穗肥為6 ∶ 4分2次施用。

試驗(yàn)于5月25日采用精準(zhǔn)直播，株行距為8.3 cm×20 cm，1苗/穴;人工除草，病蟲害防治和用水管理同當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣。播種、取樣、收獲均在 1 d 內(nèi)完成，調(diào)查取樣時(shí)，各試驗(yàn)小區(qū)同法、同時(shí)進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土樣采集與理化性質(zhì)測定 試驗(yàn)前采集耕層（0～20 cm）土壤樣品，用相關(guān)方法[12]測定pH值、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷與全鉀含量。

1.3.2 分蘗動態(tài)及成穗率 播種17 d后（6月11日），每個小區(qū)定10穴掛牌跟蹤調(diào)查，每4 d調(diào)查1次并記錄分蘗數(shù)，8月22日結(jié)束調(diào)查。成穗率=（收獲時(shí)莖蘗數(shù)/最高分蘗數(shù)）×100%。

1.3.3 葉面積指數(shù)（LAI）及SPAD值 分別于分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期用植物冠層分析儀（AccuPAR LP-80，美國）測定LAI。在各關(guān)鍵時(shí)期，各小區(qū)掛牌標(biāo)記5穴，用葉綠素儀SPAD-502（Konica Minolta公司，日本）測定劍葉SPAD值，每葉片測上中下3次，取平均值。

1.3.4 干物質(zhì)動態(tài) 分別于分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期3點(diǎn)法取各處理植株的穗、葉、莖鞘、根各部分裝袋，置于烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干降至恒質(zhì)量后分別稱其干質(zhì)量。

1.3.5 產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量 成熟期各小區(qū)調(diào)查10穴有效穗數(shù)，并選取3穴進(jìn)行常規(guī)考種，測定穗長、穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒質(zhì)量。于9月30日分區(qū)實(shí)收，脫粒曬干后計(jì)算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)處理及作圖采用Microsoft Excel 2016完成，數(shù)據(jù)分析采用SAS 9.2軟件進(jìn)行單因素方差分析，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素調(diào)控對黃華占分蘗動態(tài)的影響

由圖1可見，不同處理下黃華占的分蘗數(shù)呈大致相似的變化動態(tài)，在8月2日達(dá)到最高分蘗數(shù)。在不同施氮量水平下，隨著生育期的推進(jìn)，分蘗數(shù)呈先增后減的趨勢。不同施氮比例在不同氮肥用量條件下總苗數(shù)表現(xiàn)略有差異。減量施氮（135 kg/hm2）水平下，不同的基蘗穗肥配比隨著基肥施用量的增多總苗數(shù)減少;常規(guī)施氮（180 kg/hm2）水平下，不同的基蘗穗肥配比隨著穗肥施用量的增多總苗數(shù)增加，其中以N3處理最高。整體來看，常規(guī)施氮可以促進(jìn)分蘗發(fā)生。

2.2 氮素調(diào)控對黃華占成穗率的影響

成穗率是表征水稻有效分蘗數(shù)量的重要指標(biāo)，也是影響產(chǎn)量的主要因素。由圖2可見，不同處理下黃華占成穗率的大小順序?yàn)镹1>N3>N6>N5>N2>N4>N0，所有施氮處理成穗率均顯著高于N0。其中，以N1處理成穗率最高（79.23%），N3處理次之（76.12%），均顯著高于N2、N4、N5。N6的成穗率為73.54%，顯著高于N2、N4，而與N1、N3、N5差異不顯著。

2.3 黃華占葉面積指數(shù)（LAI）動態(tài)變化

由圖3可知，不同處理下LAI變化趨勢大致相同，整體呈先增后降的單峰曲線。除分蘗期外，其余時(shí)期施氮處理的LAI均顯著高于N0，這說明LAI大小與施氮密切相關(guān)。齊穗期，N3處理LAI較N2、N4處理分別高出8.3%和8.6%，且差異顯著。在灌漿期（9月9日）LAI達(dá)到最大值，大小順序?yàn)?N6>N1>N2>N3>N5>N4>N0，其中，N6處理顯著高于其他處理。成熟期各施氮處理間無顯著差異，但以N1處理最高（2.94），N6次之。綜合來看，減量施氮（135 kg/hm2）有助于LAI的提高，相同施氮量下各處理的LAI值差異不顯著。

2.4 黃華占SPAD值變化

SPAD值是衡量葉綠素相對數(shù)量的指標(biāo)。由表2可知，在植株生長過程中不同處理的劍葉SPAD值總體呈先增后降的規(guī)律性變化，所有處理生育前期的SPAD值均較低，之后逐漸增加，齊穗期達(dá)最大值，隨后又開始下降。幼苗期各處理差異不顯著，但以N6處理最高;齊穗期不同處理SPAD值的大小順序?yàn)镹3>N5>N6>N4>N1>N2>N0，其中，N2與N3處理差異顯著，所有施氮處理與N0比較均表現(xiàn)出極顯著差異;灌漿期和成熟期SPAD值均有所下降，施氮處理間無顯著差異。

2.5 氮素調(diào)控對黃華占干物質(zhì)積累的影響

由表3可知，不同處理的干物質(zhì)積累量隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而逐漸增大，各關(guān)鍵時(shí)期所有施氮處理干物質(zhì)總量與N0均達(dá)極顯著水平。在分蘗期，由于N1處理前期施氮量較高，因此干物質(zhì)量高于其他處理，其中N1、N3處理顯著大于N4、N6處理，所有處理的干物質(zhì)積累量極顯著高于N0;拔節(jié)期的葉、莖、根和總干質(zhì)量顯著高于分蘗期，其中，N6處理最高，為5.81 t/hm2，較N0處理高24.10%。齊穗期至成熟期，穗部干物質(zhì)積累顯著增加，其中，齊穗期的干物質(zhì)總量大小順序?yàn)镹6>N3>N1>N5>N4>N2>N0; 成熟期，N6處理的干物質(zhì)積累總量比。

2.6 氮素調(diào)控對黃華占產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表4看出，各處理產(chǎn)量的大小順序?yàn)镹6>N2>N3>N1>N5>N4>N0，其中N6處理（基肥 ∶ 蘗肥 ∶ 穗肥為4 ∶ 1 ∶ 3）的產(chǎn)量最高，達(dá) 7 541.11 kg/hm2，較其他處理提高7.98%～15.88%。除穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率外，所有施氮處理的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素與N0差異極顯著。各處理穗質(zhì)量的變化范圍為2.53～3.73 g，其中以N6最大，且與其他處理差異顯著。各處理的有效穗數(shù)大小順序?yàn)镹3>N1>N4>N6>N2>N5>N0。所有處理的穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量均以N6處理最高，其中，N6的穗粒數(shù)比N5提高21.03%，且差異顯著。各處理的千粒質(zhì)量為20.59～22.69 g，N6比N5、N0分別高出1.86 g和2.10 g，與各處理差異顯著。說明在常規(guī)施氮基礎(chǔ)上適當(dāng)減氮能夠增加穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，最終促進(jìn)產(chǎn)量的提高。

3 討論與結(jié)論

氮素是影響水稻生長發(fā)育的關(guān)鍵因子，缺氮和過量施氮均影響水稻產(chǎn)量。研究表明， 在水稻高產(chǎn)栽培中，要想發(fā)揮氮肥對水稻的增產(chǎn)作用，必須確定適宜的施氮量[13]。一般認(rèn)為，施氮量與產(chǎn)量呈拋物線關(guān)系，適量施用氮肥能明顯增加水稻產(chǎn)量，增加施氮量可以明顯增加分蘗數(shù)和單位面積有效穗數(shù)，但降低結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量[14-16]。本研究結(jié)果也反映了這一趨勢，當(dāng)施氮量為135 kg/hm2時(shí)黃華占產(chǎn)量最高，達(dá)7 541.11 kg/hm2。常規(guī)施氮水平（180 kg/hm2）下，雖然分蘗數(shù)、有效穗數(shù)和成穗率較高，但無效分蘗增多，穗質(zhì)量、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量降低，產(chǎn)量反而下降。李錦等研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施氮處理相比，減少15%的氮肥施用量時(shí)，產(chǎn)量反而增加了7.2%，當(dāng)減少30%的施氮量時(shí)，谷粒與秸稈的產(chǎn)量也未見顯著降低[17]。本研究結(jié)果表明，在常規(guī)施氮（180 kg/hm2）基礎(chǔ)上減少25%的施氮量（135 kg/hm2），黃華占的分蘗數(shù)和有效穗數(shù)雖然低于常規(guī)施氮處理，但是無效分蘗較少，成熟期干物質(zhì)積累量、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量都較高。這說明適當(dāng)減少氮肥施用量可獲得與常規(guī)施氮模式相當(dāng)甚至更高的產(chǎn)量，這也有利于節(jié)約氮肥資源和保護(hù)環(huán)境。

合理的施氮比例對水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量也有重要影響?；糁醒蟮日J(rèn)為，適當(dāng)降低基肥比例能保證生育中后期氮素供應(yīng)充足，但穗肥比例不宜過大，否則會造成小穗多、貪青晚熟等問題[18]。張洪程等研究表明，前期減少蘗肥施用比例可以控制無效分蘗的發(fā)生，提高群體質(zhì)量，后期適宜的穗肥可促進(jìn)大穗形成和花后籽粒灌漿，進(jìn)而顯著提高結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，因而可以維持高產(chǎn)水平[19]。本研究結(jié)果表明，常規(guī)施氮（180 kg/hm2）水平下，基肥 ∶ 蘗肥 ∶ 穗肥為5 ∶ 2 ∶ 3和3 ∶ 2 ∶ 5這2種氮素調(diào)控處理的產(chǎn)量并非最高，表明氮肥前移或后移雖然可以促進(jìn)分蘗或生育后期干物質(zhì)積累，但均無助于產(chǎn)量的提高?？赡茉蛟谟诔Ｒ?guī)施氮處理的氮素用量偏高，黃華占在整個生育期間氮素供應(yīng)過多，導(dǎo)致了結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量略低，產(chǎn)量不高，這與前人研究結(jié)果[20-21]相似。減量施氮（135 kg/hm2）水平下，當(dāng)基肥 ∶ 蘗肥 ∶ 穗肥為4 ∶ 1 ∶ 3時(shí)產(chǎn)量最高（7 541.11 kg/hm2），較其他處理提高7.98%～15.88%。說明產(chǎn)量的形成是各項(xiàng)因素綜合作用的結(jié)果，在氮肥總量適當(dāng)減少、確保獲得適宜有效穗數(shù)的前提下，合理分配中、后期的施氮量，有利于改善黃華占生長中后期干物質(zhì)積累量和群體質(zhì)量，提高穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，為獲得高產(chǎn)提供保障。

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