施氮對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響研究

李建輝+徐寶安+蒼真名+王秋菊+焦峰+翟瑞常

摘 要：以黑龍江省水稻栽培品種龍粳31和空育131為試驗(yàn)材料，通過田間小區(qū)試驗(yàn)的方法，研究了黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)氮肥施用水平對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響。結(jié)果表明：空育131對(duì)不同施氮處理的反應(yīng)要低于龍粳31，水稻有效穗數(shù)隨著氮肥用量的增加而增大，在90～210kg·hm-2處理的范圍內(nèi)，2個(gè)水稻品種施入氮肥的產(chǎn)量增加效果最為顯著。

關(guān)鍵詞：氮肥；施用水平；水稻；產(chǎn)量；產(chǎn)量性狀

中圖分類號(hào) S143.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）08-42-02

中國(guó)是世界范圍內(nèi)氮肥施用量最大的國(guó)家，2012年我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用氮肥總量接近3 000萬t，約占全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用氮肥總量的30%[1]，而其中的25%左右是應(yīng)用于水稻生產(chǎn)中的。黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)的稻田氮肥用量約300kg/hm2，少數(shù)生產(chǎn)單位達(dá)到450kg/hm2，生產(chǎn)中高水平的氮肥使用量，導(dǎo)致氮肥利用效率偏低。近幾年來，隨著水稻面積的不斷擴(kuò)大和生產(chǎn)中氮肥投入量的持續(xù)增加，這種情況可能更加嚴(yán)重。由于化學(xué)肥料氮素利用效率持續(xù)偏低，使得水稻生產(chǎn)的成本不斷增加[2-3]，同時(shí)也帶來了一系列的環(huán)境問題[4]。因此，不斷提高水稻生產(chǎn)過程中施入氮肥的應(yīng)用效率，并加強(qiáng)水稻田間氮營(yíng)養(yǎng)管理，對(duì)于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究通過田間小區(qū)試驗(yàn)的方法，研究了黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)氮肥施用水平對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響，目的是進(jìn)一步明確水稻氮素營(yíng)養(yǎng)規(guī)律，為黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)科學(xué)合理的施用氮肥和水稻栽培過程中的氮素營(yíng)養(yǎng)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種及土壤 供試品種為水稻新品種龍粳31和黑龍江水稻主產(chǎn)區(qū)常規(guī)品種空育131。試驗(yàn)在黑龍江省八五八農(nóng)場(chǎng)科技園區(qū)內(nèi)進(jìn)行，土壤類型為草甸白漿土，試驗(yàn)前土壤的基礎(chǔ)肥力狀況為：有機(jī)質(zhì)31.13g·kg-1、堿解氮163.51mg·kg-1、有效磷31.14mg·kg-1、速效鉀116.65mg·kg-1，pH6.02。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)根據(jù)不同施氮水平設(shè)5個(gè)處理，分別記為：N0、N1、N2、N3、N4，各處理純氮施用量分別為：0、90、150、210、270kg·hm-2，施入氮肥40%作基肥、30%作蘗肥、30%作穗肥，比例為4∶3∶3。氮肥的氮源為尿素（N，46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5，17%），施入量為P2O5 60kg·hm-2；鉀肥為硫酸鉀（K2O，50%），施入量為K2O90kg·hm-2。磷肥作基肥一次施入，鉀肥60%作基肥施入、40%作穗肥施入。試驗(yàn)田5月15日插秧，其他試驗(yàn)過程中的田間管理方式同大田。

1.3 測(cè)產(chǎn)及數(shù)據(jù)分析 在試驗(yàn)小區(qū)水稻籽粒完全成熟后，每個(gè)處理小區(qū)量取2m2獲得水稻穗部籽粒，進(jìn)行實(shí)收測(cè)產(chǎn)和產(chǎn)量性狀數(shù)據(jù)采集。全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行處理，利用SAS 9.2進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥施用水平對(duì)水稻產(chǎn)量的影響 由圖1可知，水稻生長(zhǎng)過程中，在一定范圍內(nèi)，隨著施N量的增加，試驗(yàn)水稻品種的產(chǎn)量也相應(yīng)增大，龍粳31和空育131均在氮肥投入量為210kg·hm-2的處理時(shí)產(chǎn)量達(dá)到峰值，峰值的產(chǎn)量分別較N0處理高出36.9%和21.1%，而當(dāng)施氮量繼續(xù)增加時(shí)產(chǎn)量增加效果不明顯；2個(gè)供試水稻品種對(duì)不同施氮處理的反應(yīng)有所不同，龍粳31的產(chǎn)量在0.44～0.60t·667m-2的區(qū)間內(nèi)變動(dòng)，而空育131則在0.46～0.55t·667m-2的區(qū)間內(nèi)變動(dòng)，可以看出空育131對(duì)不同施氮處理的反應(yīng)要低于龍粳31。

[處理][9000

8000

7000

6000

5000

4000][產(chǎn)量（kg·hm-2）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

]

圖1 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

2.2 不同氮肥施用水平對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 水稻最終收獲器官的總量決定于各個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素值的高低，因而對(duì)其產(chǎn)量構(gòu)成因素的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行單項(xiàng)及綜合分析，可以明確水稻產(chǎn)量因處理而造成差異的最終原因。一般水稻的相關(guān)研究中，產(chǎn)量構(gòu)成因素主要是有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等指標(biāo)。由圖2可知：（1）在試驗(yàn)范圍內(nèi)，水稻有效穗數(shù)隨著氮肥用量的增加而增大，不同的水稻栽培品種之間相比較，除N0外，龍粳31比空育131有效的總穗數(shù)提高了5.3%～9.3%，可以看出，水稻最終獲得的有效穗數(shù)的提高直接導(dǎo)致了水稻收獲產(chǎn)量的增加。因而，在水稻生產(chǎn)上，應(yīng)該盡量選擇有效穗數(shù)較高的品種，以提高水稻產(chǎn)量。（2）氮肥的施用水平對(duì)水稻單穗上的實(shí)際粒數(shù)也產(chǎn)生了影響，相比于N0處理，龍粳31水稻品種從N1～N4處理穗粒數(shù)分別增加23.9%、35.1%、29.7%和23.9%，而空育131水稻品種則相應(yīng)提高11.9%、16.5%、20.4%和16.5%，且龍粳31水稻品種各施肥水平穗粒數(shù)均高于空育131，可以看出空育131對(duì)N肥的反應(yīng)在穗粒數(shù)低于龍粳31。（3）隨著氮肥施用水平的提高，龍粳31和空育131的千粒重均呈降低趨勢(shì)。一般認(rèn)為水稻的千粒重是相對(duì)穩(wěn)定的指標(biāo)，這可能是因?yàn)榍ЯＶ剡@一指標(biāo)由水稻遺傳特性控制，不同水稻品種之間差異較大。

[400

300

200

100][有效穗數(shù)（穗·m-2）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

][處理][處理][140

120

100

80

60][穗粒數(shù)（粒/穗）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

][處理][35

33

31

29

27

25][千粒重（g）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

]

圖2 不同處理的水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素

本試驗(yàn)中水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素的各項(xiàng)指標(biāo)在不同N水平的影響下對(duì)稻谷產(chǎn)量的貢獻(xiàn)發(fā)生了變化，結(jié)果見表2。由表2可以看出，在不同的施N處理的影響下，2個(gè)供試品種的千粒重隨著產(chǎn)量的增加而降低，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，達(dá)到了極顯著水平；有效穗數(shù)和穗粒數(shù)隨著產(chǎn)量的增加而增加，呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，且達(dá)到了極顯著水平。因而，從本試驗(yàn)中可以得出，增加的田間N肥的投入，提高了水稻的穗數(shù)和穗粒數(shù)，進(jìn)而對(duì)因N肥水平的增加而使千粒重下降對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生的負(fù)面影響產(chǎn)生緩解的效應(yīng)。

表2 穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重與水稻產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系

[產(chǎn)量構(gòu)成因子＼&相關(guān)系數(shù)＼&有效穗數(shù)＼&0.9726**＼&穗粒數(shù)＼&0.9533**＼&千粒重＼&-0.866**＼&]

3 結(jié)論與討論

以往的研究結(jié)果顯示，水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素是引起水稻栽培產(chǎn)量產(chǎn)生差異的重要因素，而水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素很大程度上受到氮素水平的影響，特別是水稻生產(chǎn)中單位面積的有效穗數(shù)量，當(dāng)?shù)赝度胨皆黾訒r(shí)，表現(xiàn)為顯著增大。有研究指出[5]，單位面積水稻生產(chǎn)出的有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量形成有至關(guān)重要的作用，而其他2個(gè)產(chǎn)量因素包括穗粒數(shù)和千粒重則重要性略次之。其他的研究結(jié)果顯示[6]，一定水稻生產(chǎn)面積上形成的穎花數(shù)對(duì)最終的稻谷產(chǎn)量的貢獻(xiàn)超過70%，而其他2個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素則不超過30%。由本次試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在不同施入氮素處理范圍內(nèi)（N0～N4），氮素投入水平與最終獲得的水稻籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)出了單峰曲線的變化趨勢(shì)，不同品種也在N3處理影響下產(chǎn)量表現(xiàn)為最高，而且在N1～N3處理的范圍內(nèi)，水稻施入氮肥的產(chǎn)量增加效果最為顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]FAO.Statistical databases，F(xiàn)ood and Agriculture Organization（FAO） of the United Nations，Rome.http：//www.fao.org，2012.

[2]蘇祖芳，周培南，許乃霞，等.密肥條件對(duì)水稻氮素吸收和產(chǎn)量形成的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2001，15（2）：281-286.

[3]王紹華，曹衛(wèi)星，丁艷鋒，等.水氮互作對(duì)水稻氮吸收與利用的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（4）：497-501.

[4]Jiang L G，Dai T B，Jiang D.Characterizing physiological N-use efficiency as influenced by Nitrogen management in three rice cultivars[J].Field Crops Res.，2004，88：239-250.

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[6]Yoshida S，Cock J H，Parao F T.Physiological aspects of high yields[M].Philippines：International Rice Research Institute，Rice Breeding.Los Banos，2010：455-469. （責(zé)編：張宏民）