機(jī)械化播栽對雜交稻氮素積累分配及碳氮比的影響

劉 利， 雷小龍， 黃光忠， 劉代銀， 任萬軍*

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川溫江 611130；2 郫縣農(nóng)村發(fā)展局,四川郫縣 611700; 3 四川省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站， 四川成都 610041)

氮是影響水稻產(chǎn)量形成最敏感的元素，作物對氮的吸收和利用是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)的重要過程，氮素吸收與積累是水稻產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)[1]。氮肥施用量及氮肥運(yùn)籌方式對水稻生長發(fā)育影響很大[2-5]。前人研究認(rèn)為不同基因型水稻品種對氮素的吸收利用存在著明顯的差異[6-9]，氮高效類型水稻的氮素積累量、 轉(zhuǎn)移量及轉(zhuǎn)移率均大于低效類型[8]。高產(chǎn)基因型水稻在各個生育階段的氮素積累量、 抽穗前的氮素吸收速率及氮素利用效率均較高[1]。同時，不同基因型水稻品種對氮素的吸收利用特性亦受外界環(huán)境條件的影響[10-11]，水稻植株含氮量、 氮素積累量、 氮素生產(chǎn)效率受到生態(tài)條件、 栽植方式及其互作效應(yīng)的顯著影響[11]，合理的氮肥運(yùn)籌[12-13]、 水分管理[14]、 耕作方法[15]等栽培管理?xiàng)l件能有效地提高水稻氮素利用率。水稻種植方式是水稻栽培管理措施的重要環(huán)節(jié)[16]，不同種植方式水稻由于植株個體和群體生長環(huán)境不同，對養(yǎng)分和溫光等資源的利用不同，必然會對個體和群體生長產(chǎn)生一定的影響[17]，栽插穴苗數(shù)是影響群體大小的主要因素[18-19]。前人有關(guān)不同基因型水稻品種氮素吸收利用以及栽培管理措施對水稻氮素利用特性影響的研究已較為深入，但有關(guān)機(jī)械化播栽方式對雜交秈稻氮素吸收利用特性的研究還較少。碳氮代謝為作物正常生長發(fā)育和高產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，植物的碳氮含量及碳氮比是反映植株體內(nèi)碳氮代謝狀況的診斷指標(biāo)[20]。為此，本研究以中秈遲熟雜交稻組合F優(yōu)498為試驗(yàn)材料，研究了機(jī)械精量穴直播、 機(jī)插和常規(guī)手插3種播栽方式及不同穴苗數(shù)對水稻氮素積累、 分配、 運(yùn)轉(zhuǎn)及碳氮比的影響，旨在明確播栽方式對雜交秈稻氮素利用與生產(chǎn)特性的作用機(jī)理，以期為雜交稻機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)的推廣利用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及供試品種

試驗(yàn)于2012年在四川省成都市郫縣古城鎮(zhèn)花牌村進(jìn)行(30°52′N，103°55′E)。試驗(yàn)地前作為蔬菜，土壤質(zhì)地為中壤土，pH 5.85，含有機(jī)質(zhì)30.85 g/kg、 全氮2.27 g/kg、 堿解氮74.81 mg/kg、 全磷1.08 g/kg、 速效磷149.71 mg/kg、 全鉀39.41 g/kg、 速效鉀51.94 mg/kg。供試水稻品種為F優(yōu)498，三系雜交秈稻(江育F32A×蜀恢498)，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所和江油市川江水稻研究所選育，全生育期約150 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測定項(xiàng)目與方法

每小區(qū)定點(diǎn)20穴分別于拔節(jié)期、 抽穗期和成熟期調(diào)查莖蘗數(shù)。按平均莖蘗法取樣5穴(小區(qū)邊行不取)，測定葉片、 莖鞘和穗(抽穗后)干物重。使用CT410旋風(fēng)式樣品磨分器官進(jìn)行粉樣，過0.25 mm篩。采用FOSS8400全自動凱氏定氮儀測定各器官及籽粒全氮含量。使用K2Cr2O7容量法[21]測定各器官及籽粒全碳含量。

植株全碳含量(g/kg)=(單位面積葉片干物重×葉片全碳含量+單位面積莖鞘干物重×莖鞘全碳含量+單位面積穗干物重×穗全碳含量)/單位面積全株地上部(莖、 葉和穗)干物重。

碳氮比為全碳含量與全氮含量的比值。

1.4 氮素吸收與利用效率的計(jì)算

參照吳文革等[22]方法計(jì)算氮素吸收與利用效率。

植株含氮量(g/kg)=(單位面積葉片干物重×葉片含氮量+單位面積莖鞘干物重×莖鞘含氮量+單位面積穗干物重×穗含氮量)/單位面積全株地上部(莖、 葉和穗)干物重×1000

地上部氮素積累量(kg/hm2)=各時期單位面積地上部各器官(葉片、 莖鞘、 穗)干物重×地上部各器官(葉片、 莖鞘、 穗)含氮量

地上部氮素積累總量(kg/hm2)=成熟期單位面積地上部各器官(葉片、 莖鞘、 穗)氮素積累量之和

氮轉(zhuǎn)運(yùn)量(kg/hm2)=抽穗期某器官氮積累量-成熟時該器官氮積累量

氮表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率(%)=葉片(莖鞘)氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/抽穗期葉片(莖鞘)氮積累量×100

氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率(%)=(氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期穗部氮素積累總量)×100

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率(kg/kg)=成熟期單位面積全株地上部(莖、 葉和穗)干物重/地上部氮素積累總量

氮素稻谷生產(chǎn)效率(kg/kg)=籽粒產(chǎn)量/地上部氮素積累總量

百千克籽粒吸氮量(kg)=植株地上部氮素積累總量/稻谷產(chǎn)量×100

氮素收獲指數(shù)(%)=成熟期籽粒氮積累量/全株地上部分氮積累總量×100

氮肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=稻谷產(chǎn)量/施氮量

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel處理數(shù)據(jù)。用DPS 7.05系統(tǒng)軟件進(jìn)行方差分析，用LSD (least significant difference test)進(jìn)行樣本平均數(shù)的差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播栽方式對雜交稻植株氮素積累及氮素生產(chǎn)效率的影響

由表1可見，播栽方式對植株含氮量、 植株氮素積累量、 氮素生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)均產(chǎn)生極顯著影響。不同播栽方式水稻植株含氮量均隨生育進(jìn)程逐漸降低，植株氮素積累量均隨著生育進(jìn)程不斷增加，但不同生育時期水稻植株含氮量和氮素積累量在不同播栽方式間的表現(xiàn)不同。機(jī)直播和機(jī)插氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率分別比手插低6.62%和1.67%。播栽方式對氮素稻谷生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)的差異表現(xiàn)為機(jī)直播<手插<機(jī)插。穴苗數(shù)對拔節(jié)期和抽穗期植株含氮量、 拔節(jié)期植株氮素積累量、 氮素稻谷生產(chǎn)效率以及氮素收獲指數(shù)有顯著或極顯著影響，且播栽方式和穴苗數(shù)互作對各生育期植株含氮量、 植株氮素積累量以及氮素生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)均有極顯著影響。機(jī)直播高苗處理在拔節(jié)期和成熟期具有較高的植株含氮量，機(jī)插高苗和低苗處理的植株含氮量在抽穗期高于其他栽培方式；手插低苗處理、 機(jī)直播高苗處理在抽穗期和成熟期均有較高的植株氮素積累量。機(jī)直播和機(jī)插氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)均隨穴苗數(shù)增加而降低，手插高苗處理的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素稻谷生產(chǎn)效率均顯著高于其低苗處理。

表1 播栽方式對植株氮素積累及氮素生產(chǎn)效率的影響

2.2 播栽方式對雜交稻各器官氮素積累的影響

不同生育時期水稻葉片、 莖鞘和穗氮積累量受播栽方式影響極顯著(表2)。各生育時期葉片和莖鞘氮素積累量在不同播栽方式間的差異不同，拔節(jié)期表現(xiàn)為機(jī)直播低于機(jī)插和手插，抽穗期則為機(jī)插<機(jī)直播<手插，成熟期表現(xiàn)為機(jī)直播顯著高于機(jī)插和手插。穗氮素積累量在抽穗期和成熟期均表現(xiàn)為機(jī)直播和機(jī)插低于手插。穴苗數(shù)對雜交稻拔節(jié)期和抽穗期葉片、 莖鞘氮素積累量及成熟期穗氮素積累量有極顯著影響，穴苗數(shù)和播栽方式互作對各生育期各器官氮素積累量均有極顯著影響，播栽方式配合穴苗數(shù)對各生育期不同器官氮素積累量產(chǎn)生的影響不同。機(jī)直播葉片和莖鞘氮素積累量在抽穗期和成熟期均隨穴苗數(shù)增加而增加；機(jī)插成熟期高苗處理的葉片、 莖鞘和穗氮素積累量均顯著高于其低苗處理，同時機(jī)插高苗處理并能在拔節(jié)期保持較高的葉片氮素積累量；手插葉片、 莖鞘和穗氮素積累量在成熟期均隨穴苗數(shù)增加而顯著降低。

表2 播栽方式對水稻各器官氮素積累量的影響 (kg/hm2)

2.3 播栽方式對雜交稻階段氮素積累量和積累速率的影響

由表3可以看出，各處理拔節(jié)-抽穗階段氮素積累速率最大，抽穗-成熟階段氮素積累速率較小。播栽方式對水稻不同生育階段的氮素積累量及積累速率存在極顯著影響，機(jī)直播在播種-拔節(jié)階段氮素積累量分別比機(jī)插和手插低13.99%和13.06%，同時該階段所占氮素積累總量的比例分別比機(jī)插和手插低11.46個百分點(diǎn)和7.61個百分點(diǎn)，因其少了移栽返青期，縮短了播種-拔節(jié)生育時間，因而其氮素積累速率最高；機(jī)直播和機(jī)插在拔節(jié)-抽穗階段氮素積累量和積累速率均顯著低于手插，而在抽穗-成熟階段的氮素積累量和積累速率反而顯著高于手插。穴苗數(shù)及其與栽植方式互作對播種-拔節(jié)階段和拔節(jié)-抽穗階段氮素積累量和積累速率產(chǎn)生極顯著影響。播種-拔節(jié)階段各處理氮素積累量和積累速率均隨穴苗數(shù)增加而增加；機(jī)直播高苗處理在拔節(jié)-抽穗階段氮素積累量和積累速率均顯著高于其低苗處理，機(jī)插和手插氮素積累量、 積累速率及所占氮素積累總量的比例均隨穴苗數(shù)增加而降低。抽穗-成熟階段氮素積累量、 積累速率受插栽方式和穴苗數(shù)互作極顯著影響，機(jī)直播氮素積累量和積累速率隨穴苗數(shù)增加而顯著降低，而機(jī)插和手插氮素積累量、 積累速率及所占氮素積累總量的比例均隨穴苗數(shù)增加而增加。

表3 播栽方式對水稻不同生育階段氮素積累量的影響

2.4 播栽方式對雜交稻氮素分配與轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響

2.4.1 水稻氮素分配 不同播栽方式對氮素在水稻植株不同器官中的分配特性有明顯影響(表4)。整體來看，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，水稻葉片氮素分配比例呈逐漸下降的趨勢，抽穗前各器官氮素分配比例表現(xiàn)為葉片>莖鞘，抽穗后則為葉片>穗>莖鞘。機(jī)直播抽穗期和成熟期葉片、 拔節(jié)期和成熟期莖鞘的氮素分配比例均高于手插，機(jī)插拔節(jié)期葉片、 抽穗期穗及成熟期莖鞘的氮素分配比例均顯著高于手插，但機(jī)直播和機(jī)插成熟期氮素向穗的分配能力顯著低于手插，分別比手插低4.28%和2.04%。穴苗數(shù)及其與播栽方式互作對各器官氮素分配比例有顯著或極顯著影響。機(jī)直播高苗處理抽穗期葉片和成熟期莖鞘氮素分配比例均高于其他處理，機(jī)插高苗處理能顯著提高拔節(jié)期葉片氮素分配比例，并在抽穗期和成熟期保持較高的穗氮素分配比例。手插高苗處理在各生育時期保持較高葉片氮素分配比例的同時，提高了成熟期氮素向穗的分配能力。由此可見，通過播栽方式和穴苗數(shù)互作能有效調(diào)控氮素在各器官的分配比例。

表4 播栽方式對水稻植株氮素分配的影響 (%)

2.4.2 水稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn) 由表5可知，水稻葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率均明顯高于莖鞘。葉片和莖鞘氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)均受播栽方式極顯著影響，不同播栽方式水稻植株葉片和莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、 氮素表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率以及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均表現(xiàn)為： 機(jī)直播<機(jī)插<手插。同時播栽方式與穴苗數(shù)互作對雜交稻葉片和莖鞘氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生明顯的影響。機(jī)直播配合高穴苗數(shù)以及機(jī)插配合低穴苗數(shù)處理能顯著提高葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和氮素表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率，從而提高氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率；手插配合低穴苗數(shù)處理能提高雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率，促進(jìn)穗部氮增加。因而合理選擇播栽方式并配套適宜的農(nóng)藝技術(shù)措施對提高葉片和莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量及氮素表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率，促進(jìn)穗部氮的增加具有重要作用。不同播栽方式及不同穴苗數(shù)處理對氮素偏生產(chǎn)力和百千克籽粒吸氮量存在極顯著影響，且存在極顯著互作效應(yīng)。不同播栽方式氮素偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為機(jī)直播<機(jī)插<手插，且氮素偏生產(chǎn)力有隨穴苗數(shù)增加而增加的趨勢，機(jī)插和手插高苗處理在各栽培方式中表現(xiàn)較高的氮素偏生產(chǎn)力。不同播栽方式百千克籽粒吸氮量表現(xiàn)為機(jī)直播>手插>機(jī)插。

表5 播栽方式對水稻植株氮素運(yùn)轉(zhuǎn)的影響

2.5 播栽方式對雜交稻全碳含量及碳氮比的影響

2.5.1 植株全碳含量及碳氮比 由表6可知，水稻植株全碳含量均隨生育進(jìn)程逐漸降低，拔節(jié)期最高，成熟期最低。各處理均在抽穗期保持較高的植株碳氮比。各生育時期水稻植株全碳含量及植株碳氮比均受播栽方式顯著或極顯著影響。拔節(jié)期植株全碳含量及植株碳氮比均表現(xiàn)為機(jī)直播<機(jī)插<手插，抽穗期表現(xiàn)為機(jī)直播高于機(jī)插和手插，成熟期反而表現(xiàn)為機(jī)插明顯低于機(jī)直播和手插。穴苗數(shù)及其與播栽方式互作對拔節(jié)期和抽穗期植株全碳含量及植株碳氮比產(chǎn)生顯著或極顯著影響。機(jī)直播高苗處理能有效提高抽穗期和成熟期植株全碳含量，且抽穗期植株碳氮比高于其他處理。機(jī)插低苗處理植株全碳含量在各生育期內(nèi)均高于其高苗處理；手插低苗處理的植株全碳含量在各生育期內(nèi)均高于其高苗處理，但協(xié)調(diào)植株體內(nèi)碳氮比的能力顯著低于其高苗處理。因而通過選擇合理的播栽方式，并配合與之相適應(yīng)的穴苗數(shù)能有效提高植株全碳含量，協(xié)調(diào)植株碳氮比。

表6 播栽方式對水稻植株全碳含量和碳氮比的影響

2.5.2 各器官全碳含量 由表7可知，不同播栽方式對雜交稻葉片、 莖鞘和穗全碳含量有明顯影響。除成熟期葉片全碳含量受播栽方式影響不顯著外，其它時期雜交稻葉片、 莖鞘和穗全碳含量受播栽方式顯著或極顯著影響。機(jī)直播葉片全碳含量在拔節(jié)期和抽穗期顯著低于機(jī)插和手插，機(jī)插莖鞘全碳含量在拔節(jié)期和成熟期顯著低于機(jī)直播和手插，手插莖鞘全碳含量在抽穗期分別比機(jī)直播和機(jī)插低1.67%和1.92%。機(jī)直播和機(jī)插顯著提高了成熟期穗部全碳含量，比手插分別高7.13%和2.05%。雜交稻葉片、 莖鞘和穗全碳含量受穴苗數(shù)及其與播栽方式互作效應(yīng)顯著或極顯著影響。機(jī)直播和手插高苗處理的葉片和莖鞘全碳含量在拔節(jié)期和成熟期均顯著低于低苗處理；機(jī)插高苗處理葉片和莖鞘含碳量在各生育期內(nèi)均顯著低于低苗處理，機(jī)插高苗處理反而提高了抽穗期和成熟期穗部全碳含量，分別比其低苗處理高3.79%和0.06%。同時水稻不同器官積累碳素的能力存在差異，在抽穗前表現(xiàn)為葉片>莖鞘，抽穗后則表現(xiàn)為莖鞘全碳含量低于葉片和穗全碳含量。

2.5.3 各器官碳氮比 從圖1中可以看出，不同播栽方式雜交稻體內(nèi)葉片碳氮比隨生育進(jìn)程的推進(jìn)而呈逐漸上升的趨勢，葉片碳氮比表現(xiàn)為： 機(jī)直播<機(jī)插<手插，高低穴苗數(shù)葉片碳氮比變化趨勢一致，機(jī)直播和機(jī)插高苗處理的葉片碳氮比在成熟期顯著低于其低苗處理，而手插高苗處理的葉片碳氮比在成熟期則高于其低苗處理，差異達(dá)到顯著水平。除機(jī)直播高苗處理莖鞘碳氮比在成熟期略低于抽穗期外，其余各處理表現(xiàn)為隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，莖鞘碳氮比呈逐漸上升的趨勢，機(jī)直播和機(jī)插高苗處理的莖鞘碳氮比在成熟期顯著低于其低苗處理，而手插高苗處理的莖鞘碳氮比在各生育期內(nèi)均顯著高于其低苗處理。播栽方式對雜交稻穗部碳氮比的分配有明顯影響，在抽穗期不同播栽方式穗部碳氮比表現(xiàn)為： 高苗處理>低苗處理；機(jī)直播和機(jī)插高苗處理穗部碳氮比在成熟期顯著低于其低苗處理，而手插高苗處理穗部碳氮比則顯著高于其低苗處理。

表7 播栽方式對水稻各器官全碳含量的影響(%)

圖1 播栽方式對水稻各器官碳氮比的影響Fig.1 Effect of sowing and transplanting methods on C/N of rice organs

3 討論

3.1 播栽方式對雜交秈稻氮素積累及生產(chǎn)利用效率的影響

氮素是影響作物產(chǎn)量形成的關(guān)鍵營養(yǎng)元素，不同種植方式水稻氮素吸收利用有各自鮮明的特征[16]。梁天鋒等[23]研究表明，水稻植株吸收的氮肥數(shù)量及其體內(nèi)的分配與土壤耕作方式密切相關(guān)。水稻不同器官氮素積累量受栽培密度的影響[24]，氮素積累總量隨種植密度的增加而增加[25]。王紹華等[26]研究表明，適當(dāng)增加穴苗數(shù)是提高水稻氮素利用效率、 減少施氮量的有效方法。本研究結(jié)果表明，播栽方式及其與穴苗數(shù)互作對各生育期植株含氮量、 植株氮素積累量以及氮素生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)有極顯著影響。雜交稻在不同機(jī)械化播栽方式下具有不同的氮素積累和利用特性。機(jī)直播顯著提高了水稻拔節(jié)期和成熟期植株含氮量，同時提高了成熟期各器官及植株氮素積累能力；機(jī)插植株含氮量在抽穗期顯著高于手插，并能在拔節(jié)期保持較高的植株氮素積累量；同時通過播栽方式和穴苗數(shù)互作能有效調(diào)控氮素在各器官的分配比例?；糁醒蟮萚16]研究指出，不同氮素利用效率指標(biāo)在不同種植方式下的變化趨勢并不一致，氮素吸收利用率和偏生產(chǎn)力手栽>機(jī)插>直播，生理利用率直播>機(jī)插>手栽。本研究結(jié)果表明，與手插相比，機(jī)直播顯著降低了雜交稻氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、 氮素稻谷生產(chǎn)效率及氮素偏生產(chǎn)力，而機(jī)插氮素稻谷生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)略有增加。不同播栽方式百千克籽粒吸氮量表現(xiàn)為機(jī)直播>手插>機(jī)插。

3.2 播栽方式對雜交秈稻全碳含量和碳氮比的影響

植物體內(nèi)碳含量的高低受植物種類、 生長期、 器官以及生長環(huán)境條件等多因素的影響[27]。碳氮代謝是植物生長發(fā)育必不可少的代謝之一，而碳氮比則反映了植株碳氮代謝的相對強(qiáng)弱，對調(diào)節(jié)植株生長有著極其重要的作用[20]。碳氮代謝的協(xié)調(diào)程度不僅影響其生長發(fā)育進(jìn)度，而且關(guān)系到產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣[27-29]。本研究結(jié)果表明，不同生育時期水稻植株全碳含量及植株碳氮比均受播栽方式顯著或極顯著影響。機(jī)械化播栽方式顯著降低了拔節(jié)期植株全碳含量及植株碳氮比，機(jī)插在成熟期具有較低的植株碳素積累能力，但機(jī)直播在抽穗期和成熟期保持較高的植株全碳含量和植株碳氮比。不同機(jī)械化播栽方式碳素積累能力的差異可能與不同器官積累碳素的能力有關(guān)，有研究指出，水稻不同器官積累碳素的能力存在差異，主要與水稻不同器官的功能差異有關(guān)[27]。王勛等[30]研究認(rèn)為，穗數(shù)和穎花數(shù)對水稻營養(yǎng)器官中非結(jié)構(gòu)性碳含量有明顯的調(diào)控作用，增加穗數(shù)可降低非結(jié)構(gòu)性碳含量。本研究結(jié)果表明，機(jī)直播高苗處理能有效提高抽穗期和成熟期植株全碳含量，且抽穗期植株碳氮比明顯高于其他處理。機(jī)插低苗處理植株全碳含量在各生育期內(nèi)均高于其高苗處理。通過選擇合理的播栽方式，并配合與之相適應(yīng)的穴苗數(shù)能有效提高植株全碳含量，協(xié)調(diào)植株碳氮比。

3.3 機(jī)械化播栽技術(shù)氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)及協(xié)調(diào)碳氮比的途徑

機(jī)械化播栽技術(shù)能確保水稻穩(wěn)產(chǎn)，并以較少的投入和較高的工效，適當(dāng)提高水稻產(chǎn)量，是農(nóng)田作業(yè)機(jī)械化的重要環(huán)節(jié)[31]。胡劍鋒等[32]研究指出，增加氮肥用量能提高長秧齡機(jī)插稻的氮素積累速率和氮素積累總量，對其氮肥利用效率有先促后抑的作用。機(jī)直播和機(jī)插作為未來機(jī)械化發(fā)展的方向，其氮素積累和分配有各自的特點(diǎn)。本研究結(jié)果表明，機(jī)直播和機(jī)插顯著提高了抽穗到成熟期水稻氮素積累量和積累速率，而機(jī)直播和機(jī)插成熟期氮素向穗部分配比例顯著低于手插。氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)是成熟期穗部氮素積累量的重要來源[11]，機(jī)直播和機(jī)插葉片和莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、 氮素表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率以及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均低于手插。有研究認(rèn)為，水稻產(chǎn)量的高低與氮素的吸收利用關(guān)系密切[33-34]，碳氮代謝作為作物最基本的代謝途徑，為作物生長發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)[27]，在很大程度上決定水稻產(chǎn)量[35]。本研究結(jié)果表明，機(jī)直播和機(jī)插成熟期高苗處理葉片、 莖鞘和穗碳氮比均低于其低苗處理，表明機(jī)械化播栽方式與相應(yīng)的農(nóng)藝措施相配合，有利于雜交稻體內(nèi)碳氮代謝的協(xié)調(diào)。氮肥運(yùn)籌方式對水稻植株體的氮素代謝有著重要影響, 將會改變C /N比值, 從而影響植株的生理代謝[36]，因而對于采用機(jī)械化播栽方式的雜交稻，氮肥要適期和適量施用，從而實(shí)現(xiàn)水稻的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

4 結(jié)論

機(jī)械化播栽對雜交稻氮素吸收利用及碳氮比產(chǎn)生明顯的影響，并在不同播栽方式下具有不同的氮素積累和利用特性。機(jī)直播顯著提高了水稻拔節(jié)期和成熟期植株含氮量，同時提高了成熟期各器官及植株氮素積累能力，并在抽穗期和成熟期保持較高的植株全碳含量和植株碳氮比。機(jī)插植株含氮量在抽穗期顯著高于手插，并能在拔節(jié)期保持較高的植株氮素積累量。同時通過播栽方式和穴苗數(shù)互作能有效調(diào)控氮素在各器官的分配比例。機(jī)直播和機(jī)插葉片和莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、 氮素表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率以及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均低于手插，機(jī)直播顯著降低了雜交稻氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、 氮素稻谷生產(chǎn)效率及氮素偏生產(chǎn)力，而機(jī)插氮素稻谷生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)略有增加。不同播栽方式百千克籽粒吸氮量表現(xiàn)為機(jī)直播>手插>機(jī)插。機(jī)械化播栽方式與相應(yīng)的農(nóng)藝措施相配合，有利于雜交稻體內(nèi)碳氮代謝的協(xié)調(diào)。

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