水氮互作對水稻群體結(jié)構(gòu)的影響

翟 晶，張淑玲，周 鵬，曹湊貴

（1.上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院園藝園林系，上海 201609；2.農(nóng)業(yè)部長江中游作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，湖北 武漢 430070）

水分是影響水稻生長發(fā)育的重要因素，水稻的光合、蒸騰作用離不開水，作物對養(yǎng)分的吸收和運輸也需要先將養(yǎng)分溶解在水中轉(zhuǎn)化為離子形式以實現(xiàn)。氮素是水稻正常生長發(fā)育必不可少的大量營養(yǎng)元素。水稻是耗水量和需氮量較大的作物，過多的水分和氮肥消耗不僅增加了水稻生產(chǎn)成本，同時對生態(tài)環(huán)境造成了一定的危害。研究表明，水分和氮素營養(yǎng)對水稻的生長發(fā)育有明顯的互作效應(yīng)。本文在借鑒前人成果的基礎(chǔ)上在適宜水稻生長的生態(tài)條件下進行水氮互作對水稻群體結(jié)構(gòu)的影響研究，以期探明水氮因子對水稻分蘗、株高及葉面積指數(shù)的影響規(guī)律。同時，為利用水氮因子調(diào)節(jié)優(yōu)化高產(chǎn)稻田群體結(jié)構(gòu)，提高水稻產(chǎn)量、品質(zhì)，促進水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2008年在湖北省隨州市均川鎮(zhèn)進行。供試品種為揚兩優(yōu)6號。供試土壤前茬為大麥，基本理化性質(zhì)為pH值5.56、有機質(zhì)3.43%、全氮134.4mg／kg、全磷228.0mg／kg、全鉀393.9mg／kg。試驗設(shè)置4 個氮肥水平，依次為0 kg／hm2、120kg／hm2、240kg／hm2、360kg／hm2。磷肥總用量為120kg／hm2，磷肥作底肥一次性施入。P2O5∶K2O＝1∶2.7，鉀肥按基肥∶幼穗分化肥∶粒肥＝5∶3∶2施入。3個水分處理為W1：常規(guī)管理，整個生育期保持淺水層；W2：分蘗期土壤水勢控制在－20kpa左右，處理一周復(fù)水，其它時間同常規(guī)管理；W3：孕穗期土壤水勢－20kpa左右，處理一周復(fù)水。

1.2 測定項目及方法

分蘗、株高動態(tài)變化：每小區(qū)選取有代表性的植株10穴定點，每隔5d考查水稻分蘗數(shù)，以直尺測量水稻株高，取平均值。

水稻葉面積指數(shù)的測定：用Sunscan 冠層分析系統(tǒng)測定。株高以直尺每5d測量1次。單株綠葉面積選取有代表性的葉片采取比葉重法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥互作對水稻分蘗動態(tài)的影響

水稻分蘗消長是水稻基本生長發(fā)育特性之一，是形成健康水稻群體的前提保證。主要受土壤水分、行株距、光照、養(yǎng)分供應(yīng)以及其他環(huán)境和栽培條件影響。分蘗中一部分形成有效分蘗，是水稻產(chǎn)量形成的因素之一。從圖1為大田條件下水肥互作對水稻分蘗動態(tài)的影響，從中可以看出分蘗期水稻分蘗迅速，分蘗期過后分蘗迅速下降，到孕穗期下降又趨于平緩。氮肥是水稻分蘗的主要影響因子，三種水分處理條件下不同時期水稻分蘗數(shù)均隨施氮量的提高而增加。而同一氮肥水平下輕微干旱處理分蘗數(shù)高于常規(guī)灌溉處理，尤其是高氮處理最高分蘗超過了21個，其原因可能是其土壤的透氣性較好，利于水稻分蘗的生長。不施氮條件下不同水分處理分蘗數(shù)差異不大，峰值均在9個左右，表明氮肥是分蘗增加的限制因子。

2.2 水肥互作對水稻株高的影響

圖2為2008年隨州大田條件下水肥互作對水稻株高的影響。由圖可知，返青后施氮處理（N2、N3、N4）總體上水稻株高增長迅速，增長速度隨施氮量的增加而提高，低氮處理株高增長較緩慢，不同肥料處理間株高的差異逐漸加大，到孕穗期生長均開始減速，從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化。不同灌溉方式間輕微干旱水稻株高小于常規(guī)灌溉，增長速度也較常規(guī)灌溉平緩，這是由于在水分不充分的情況下，水稻的生長量受到了抑制，使莖桿的增長量小于常規(guī)灌溉處理，W2N4處理也沒有了高肥產(chǎn)生的相應(yīng)的增長強勢，增長速度小于常規(guī)淺水灌溉的高氮處理，并且與輕微干旱灌溉的其他施氮處理差異不大，生長過程中幾乎與W2N3處理一致，這說明水分和氮肥及其交互作用對水稻的生長有明顯的影響。

圖1 水肥互作對水稻分蘗動態(tài)的影響Fig.1 Effects of water and fertilizer interaction on tillers development of rice

圖2 水肥互作對水稻株高的影響Fig.2 Effects of water and fertilizer interaction on plant height of rice

圖3 水肥互作對水稻葉面積指數(shù)的影響Fig.3 Effects of water and fertilizer interaction on LAI of rice

2.3 水肥互作對水稻葉面積指數(shù)的影響

水稻葉片為主要的光合器官，通過內(nèi)含葉綠素的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并最終以碳水化合物的形式儲存于水稻體內(nèi)。因此，稻葉的良好生長發(fā)育、適當(dāng)葉面積的形成及葉片活力的保持（尤其是后期葉片活力）對水稻的高產(chǎn)有著重要意義。

圖3為大田分蘗期及齊穗期水肥互作對水稻葉面積指數(shù)（LAI）的影響，從中可以看出LAI隨施肥量的增加而增加，齊穗時LAI明顯高于分蘗期。分蘗期同一氮肥水平下各水分處理間差異不大，W2N3和W2N4略高，而齊穗期W3灌溉方式下的N2、N3及N4均低于相應(yīng)的W2灌溉方式，干旱及高氮的交互作用抑制了水稻葉面積的增加，說明過高的氮肥處理并不利于水稻葉片的生長。

3 結(jié)論與討論

從水稻群體的生長狀況來看，水稻的分蘗數(shù)，株高受氮肥影響較大，均隨施氮量的提高而提高，分蘗、株高受灌溉條件的影響不明顯。除過高的氮肥并不表現(xiàn)為更利于水稻的生長外，葉面積指數(shù)總體上也是隨施氮量的提高而增加?？傮w上來說，增勢氮肥可以改善大田條件下水稻揚兩優(yōu)6號的群體生長質(zhì)量。水稻葉片為主要的光合器官，通過內(nèi)含葉綠素的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并最終以碳水化合物的形式儲存于水稻體內(nèi)。因此，稻葉的良好生長發(fā)育、適當(dāng)葉面積的形成及葉片活力的保持（尤其是后期葉片活力）對水稻的高產(chǎn)有著重要意義。大棚盆栽水稻在分蘗期和灌漿結(jié)實期低氮處理下各土壤水勢下葉面積差異不明顯。而同一施氮水平下表現(xiàn)為0KPa土壤水勢下葉面積最大。表明水分脅迫會抑制水稻葉片的生長。張歲岐在冬小麥上的試驗結(jié)果表明，葉面積和株高都隨土壤含水量的下降而下降，但不同氮素水平的反應(yīng)并不完全相同，水分脅迫下，不同氮素水平間的差異減小，高氮處理葉面積隨土壤含水量的降低，但高氮處理的絕對株高和葉面積仍高于低氮處理，與水肥對中稻生長情況的影響表現(xiàn)相似。

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