施氮量對早熟晚粳武運粳30號產(chǎn)量及氮肥吸收利用的影響

朱邦輝，徐曉杰，徐玉峰，徐潔芬，石世杰，張慶，張岳芳

（1.江蘇（武進）水稻研究所，江蘇常州 213175；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇南京 210014）

施氮量對早熟晚粳武運粳30號產(chǎn)量及氮肥吸收利用的影響

朱邦輝1，徐曉杰1，徐玉峰1，徐潔芬1，石世杰1，張慶1，張岳芳2

（1.江蘇（武進）水稻研究所，江蘇常州 213175；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇南京 210014）

對機插秧和機直播2種播栽方式下的早熟晚粳武運粳30號進行施氮量對水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、氮素吸收及氮肥利用效率的影響研究。結(jié)果表明，隨著施氮量增加，武運粳30號單位面積穗數(shù)明顯增加、每穗穎花數(shù)先增加后減少、結(jié)實率和千粒重呈下降趨勢，抽穗前和成熟期氮素累積量均隨施氮量的增加而增加，抽穗后氮素累積量和抽穗后氮素累積比例呈先增加后減少趨勢，氮肥生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力隨著施氮量增加顯著下降，施氮量對武運粳30號產(chǎn)量及氮肥吸收利用的影響在機插秧和機直播處理間表現(xiàn)趨勢基本相同。武運粳30號機插秧和機直播處理在施氮量為270 kg·hm-2時的產(chǎn)量水平最高，根據(jù)氮肥效應方程計算得出的氮肥適宜用量分別為290和283.3 kg·hm-2。建議在大田生產(chǎn)中施氮量控制在270～290 kg·hm-2。

早熟晚粳稻；武運粳30號；氮肥；栽插方法；產(chǎn)量；氮肥吸收利用效率

施氮肥是提高水稻綜合生產(chǎn)能力的主要農(nóng)藝措施之一。氮素對水稻的生長發(fā)育、光合產(chǎn)物的形成與積累以及最終的產(chǎn)量和品質(zhì)有著重大影響［1-3］，但氮肥用量過多會降低水稻氮肥利用率、增加種植成本并帶來農(nóng)業(yè)面源污染等負面影響，同時也不利于水稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)［4-5］。因此，前人就如何協(xié)調(diào)產(chǎn)量與氮肥利用率做了大量研究工作［6-9］。武運粳30號是江蘇（武進）水稻研究所育成的優(yōu)質(zhì)早熟晚粳水稻新品種，2014年通過江蘇省品種委員會審定，在江蘇沿江及蘇南地區(qū)具有較好的適應性和推廣前景［10］。本試驗在小麥秸稈全量還田條件下，設置水稻機插秧和機直播2種播栽方式，研究了施氮量對武運粳30號產(chǎn)量、氮肥吸收利用的影響，以期為該品種氮肥合理施用和推廣種植提供參考?，F(xiàn)將試驗結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013年在江蘇省蘇州市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（水稻）示范區(qū)（31°33＇N，120°37＇E）內(nèi)進行。試驗田土壤類型屬烏柵土，試驗前耕層（0～20 cm）土壤容重1.2 g·cm-3，有機質(zhì)含量33.0 g·kg-1，全氮含量1.9 g·kg-1，全磷含量2.6 g·kg-1，速效鉀含量101.4 mg·kg-1，PH值6.3（水土比2.5∶1）。供試水稻品種為早熟晚粳武運粳30號。

使用的機械有東洋PF455S步行式插秧機（購自江蘇東洋機械有限公司），滬嘉J-2BD-10Ⅱ水稻直播機（購自上海達力機械有限公司）。

1.2 處理設計

采用雙因素裂區(qū)試驗，以播栽方式為主區(qū)，設機插秧和機直播2種播栽方式；施氮量為裂區(qū)，設0，90，180，270和360 kg·hm-2共5個施氮（N）水平，組成10個處理組合，小區(qū)面積60 m2，重復2次。小區(qū)間筑小埂，塑料薄膜包覆，單獨灌排。機插秧處理，采用塑料軟盤育秧，播種量干種子每盤120 g，5月25日播種，6月11日機插，秧齡17 d，移栽葉齡3.1～3.2葉，用東洋PF455S步行式插秧機插秧，行株距為30 cm×11.7 cm，每穴2～3株；機直播處理，于6月11日水直播，用滬嘉J-2BD-10Ⅱ水稻直播機播種，行距為20 cm，用種量60 kg·hm-2。

試驗田前茬作物小麥秸稈全量還田（4.5 t· hm-2），機插秧處理的氮肥按基肥∶分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?∶4∶2∶2施用，分蘗肥于栽后7 d和15 d分2次施用；機直播氮肥施用比例為3∶3∶2∶2，分蘗肥于3葉1心期施用。試驗施用的磷肥（過磷酸鈣）和鉀肥（氯化鉀）用量相同，分別為P2O5120 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，磷肥一次性基施（播栽前1 d施入），鉀肥分別作基肥和促花肥等量施入。其他田間管理措施同一般高產(chǎn)大田。

1.3 測定內(nèi)容與方法

抽穗期和成熟期每個重復取長勢均勻的代表性植株1.0 m2，按不同器官分樣后105℃殺青30 m in，80℃烘干72 h至恒重后測定干物重。成熟期測定每穗穎花數(shù)、飽粒率（水漂法，沉入水底者為飽粒）、飽粒千粒重，并計算理論產(chǎn)量。植株樣品用H2SO4-H2O2消化，凱氏定氮法測定全氮含量。

計算氮肥吸收利用率，氮肥生理利用率，氮肥農(nóng)學利用率，氮肥偏生產(chǎn)力。

氮肥吸收利用率/%=（施氮區(qū)植株氮素累積量-氮空白區(qū)植株氮素累積量）/施氮量×100；

氮肥生理利用率/（kg·kg-1）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-氮空白區(qū)籽粒產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株氮素累積量-氮空白區(qū)植株氮素累積量）；

氮肥農(nóng)學利用率/（kg·kg-1）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-氮空白區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥偏生產(chǎn)力/（kg·kg-1）=籽粒產(chǎn)量/施氮量。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

施氮量對武運粳30號產(chǎn)量有顯著影響，適當增加施氮量有利于水稻產(chǎn)量的提高（圖1）。機插秧和機直播均以施氮量為270 kg·hm-2時的產(chǎn)量水平最高，產(chǎn)量分別為11.58和11.03 t·hm-2，其次是360和180 kg·hm-2的處理。與機直播相比，機插秧在施用等量氮肥時能獲得更高的產(chǎn)量。武運粳30號的施氮量（X）與產(chǎn)量（Y）呈二次曲線關(guān)系（圖2），其中機插秧處理的氮肥效應方程為Y=-0.000 06X2+0.034 8X+5.826 2（R2= 0.972 1），機直播處理的氮肥效應方程為Y= -0.000 06X2+0.034X+5.573 1（R2=0.987 8），說明武運粳30號施氮量與產(chǎn)量之間存在一個適宜值，通過氮肥效應方程得到機插秧處理氮肥適宜用量為290 kg·hm-2，而機直播氮肥適宜用量為283.3 kg·hm-2，因此在大田生產(chǎn)上，建議施氮量控制在270～290 kg·hm-2。

圖1 施氮量對武運粳30號產(chǎn)量的影響

圖2 施氮量與武運粳30號產(chǎn)量的關(guān)系

從表1可以看出，隨著施氮量增加，武運粳30號單位面積穗數(shù)明顯增加、每穗穎花數(shù)先增加后減少、結(jié)實率和千粒重呈下降趨勢；相同施氮量條件下機插秧的穗數(shù)低于機直播，而每穗穎花數(shù)、結(jié)實率和千粒重則高于后者。統(tǒng)計分析表明，4個產(chǎn)量構(gòu)成因素中，除結(jié)實率與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)不顯著外，其他3個產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)均達顯著或極顯著水平（表2）。進一步分析4個產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)性表明，單位面積穗數(shù)與結(jié)實率和千粒重呈極顯著的負相關(guān)，結(jié)實率和千粒重呈極顯著正相關(guān)。因此從武運粳30號高產(chǎn)高效的角度來看，必須注意各產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的相互協(xié)調(diào)制約關(guān)系，首先應考慮單位面積穗數(shù)和每穗穎花數(shù)，其次是結(jié)實率和千粒重，從而充分發(fā)揮各產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的綜合正向效應。

表1 施氮量對武運粳30號產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表2 武運粳30號主要產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)系數(shù)

2.2 氮素吸收

表3表明，機插秧和機直播條件下武運粳30號在抽穗前和成熟期氮素累積量均隨施氮量的增加而增加，抽穗后氮素累積量和抽穗后氮素累積比例均隨施氮量的增加呈先增加后減少趨勢；相同施氮量條件下機插秧處理的抽穗前、抽穗后和成熟期氮素累積量以及抽穗后氮素累積比例均高于機直播處理。說明適當增加施氮量有利于提高武運粳30號對氮素的吸收，特別是提高抽穗后氮素累積量和抽穗后氮素累積比例。

表3 施氮量對武運粳30號氮素吸收的影響

2.3 氮肥利用效率

施氮量增加使武運粳30號的氮肥生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著下降，氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學利用率在施氮量360 kg·hm-2時明顯降低；相同施氮量條件下機插秧的氮肥吸收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均略高于機直播，氮肥生理利用率略低于后者（表4）。說明施氮量的增加降低了武運粳30號吸收的肥料氮素轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟產(chǎn)量的能力以及吸收肥料氮和土壤氮后所產(chǎn)生的邊際效應，過高的氮肥用量降低了氮肥回收利用率和氮肥產(chǎn)谷效益。

表4 施氮量對武運粳30號氮肥利用效率的影響

3 小結(jié)與討論

已有研究表明，水稻產(chǎn)量與施氮量呈開口向下的二次曲線關(guān)系，過量施用氮肥不利于高產(chǎn)［3，6，9，11］。本試驗中，武運粳30號機插秧和機直播處理在施氮量為270 kg·hm-2時的產(chǎn)量水平最高，根據(jù)氮肥效應方程計算得出的氮肥適宜用量分別為290和283.3 kg·hm-2。因此在大田生產(chǎn)上，建議施氮量控制在270～290 kg·hm-2。本研究表明，除結(jié)實率與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)不顯著外，其他3個產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)均達顯著或極顯著水平。武運粳30號必須在獲得較高單位面積穗數(shù)的基礎上，綜合協(xié)調(diào)每穗穎花數(shù)、結(jié)實率和千粒重，充分發(fā)揮各產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的綜合正向效應，才能取得最終的高產(chǎn)高效。在相同施氮量條件下機插秧的穗數(shù)要低于機直播，而產(chǎn)量、每穗穎花數(shù)、結(jié)實率和千粒重均高于后者。

本試驗結(jié)果顯示，水稻抽穗前和成熟期氮素累積量隨施氮量的增加而增加，抽穗后氮素累積量隨施氮量的增加呈先增加后減少趨勢，這與前人［6，12］的研究結(jié)果基本一致。本試驗中，武運粳30號抽穗后氮素累積比例有隨施氮量增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，這與王海候等［6］的結(jié)論一致，而與張洪程等［11-12］的報道不同。施氮量的增加使武運粳30號的氮肥生理利用率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著下降，過高的氮肥用量也使武運粳30號的氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學利用率明顯降低，這與之前［3，6，12］對其他水稻品種的研究結(jié)果相一致。相同施氮量條件下機插秧的氮肥吸收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均略高于機直播，氮肥生理利用率略低于后者。如何在適量增施氮肥提高水稻產(chǎn)量的基礎上提高對氮素的吸收利用，最終達到同步提高水稻產(chǎn)量和氮肥吸收利用效率的目的，這一問題需進一步深入研究。

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（責任編輯：張才德）

S 511

A

0528-9017（2015）03-0321-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20150311

2014-12-16

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項（201103001）；江蘇省三新工程項目［sxgc（201406）］；常州市科技支撐計劃（20142006）

朱邦輝（1990-），男，江蘇泗陽人，高級農(nóng)藝師，碩士，主要從事水稻育種與新品種推廣工作。E-mail:banghuizhu@163.com。

文獻著錄格式:朱邦輝，徐曉杰，徐玉峰，等.施氮量對早熟晚粳武運粳30號產(chǎn)量及氮肥吸收利用的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2015，56（3）:321-324.