超級稻甬優(yōu)12不同產(chǎn)量水平群體的鉀素營養(yǎng)特性

韋還和　孟天瑤　李　超　張洪程，*　戴其根，*　馬榮榮　王曉燕　楊筠文

1揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇揚(yáng)州 225009；2浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所， 浙江寧波 315101；3浙江省寧波市種子公司， 浙江寧波315101；4浙江省寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站， 浙江寧波 315100

超級稻甬優(yōu)12不同產(chǎn)量水平群體的鉀素營養(yǎng)特性

韋還和1孟天瑤1李超1張洪程1，*戴其根1，*馬榮榮2王曉燕3楊筠文4

1揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇揚(yáng)州 225009；2浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所， 浙江寧波 315101；3浙江省寧波市種子公司， 浙江寧波315101；4浙江省寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站， 浙江寧波 315100

2013—2014年， 以超級稻甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體為研究對象， 系統(tǒng)比較研究甬優(yōu)12高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm–2）、更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm–2）、超高產(chǎn)（＞13.5 t hm–2） 3個產(chǎn)量群體的鉀素吸收與積累特征差異。結(jié)果表明: （1）甬優(yōu)12超高產(chǎn)、更高產(chǎn)和高產(chǎn)群體的兩年平均產(chǎn)量分別為13.9、12.6和10.8 t hm–2。（2）拔節(jié)期植株含鉀量呈高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體； 抽穗期和成熟期植株含鉀量呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體； 拔節(jié)期3個產(chǎn)量群體間鉀素吸收量差異不顯著， 超高產(chǎn)群體抽穗期和成熟期鉀素吸收量分別為364.1 kg hm–2和374.6 kg hm–2， 顯著高于更高產(chǎn)（326.7 kg hm–2、331.1 kg hm–2）和高產(chǎn)群體（282.8 kg hm–2、284.1 kg hm–2）。（3）隨產(chǎn)量上升， 植株鉀素積累量播種至拔節(jié)期隨之下降， 而拔節(jié)至抽穗期隨之增加。播種至拔節(jié)期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)， 拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。（4）與對照相比， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體抽穗期和成熟期莖鞘、葉片和穗部鉀素吸收量較高且與產(chǎn)量呈顯著或極顯著線性正相關(guān)。（5）與對照相比， 盡管甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素吸收總量較高， 但其籽粒生產(chǎn)率和鉀素偏生產(chǎn)力較低， 表明甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素利用率較低， 在今后甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視鉀肥的高效利用。最后就提高甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素吸收利用的措施進(jìn)行了探討。

超級稻； 甬優(yōu)12； 不同產(chǎn)量群體； 鉀素吸收和積累

近幾年， 隨著高產(chǎn)水稻品種的不斷推廣， 生產(chǎn)上重視氮磷肥施用而忽視鉀肥施用等現(xiàn)象導(dǎo)致作物帶走鉀素增多， 土壤鉀素逐漸缺乏［1-2］。鉀素是水稻生長必需的三大養(yǎng)分之一， 可促進(jìn)水稻光合作用、增強(qiáng)對逆境的抗性以及改善稻米品質(zhì)［3-4］。土壤缺鉀已成為限制水稻產(chǎn)量進(jìn)一步提高的重要限制因子， 鉀肥施用在生產(chǎn)上的增產(chǎn)效應(yīng)日益顯著［5］， 對于水稻高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培， 鉀肥施用也越來越受到重視。我國鉀素資源缺乏， 從維持水稻可持續(xù)生產(chǎn)的角度出發(fā)， 需要進(jìn)一步明確超高產(chǎn)水稻鉀素的需求特點(diǎn)。

水稻超高產(chǎn)研究一直是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)， 此前對水稻超高產(chǎn)研究多集中于栽培技術(shù)［5-6］、產(chǎn)量構(gòu)成因素［7-8］、干物質(zhì)生產(chǎn)［9-10］等方面。近些年， 隨著人們對于氮、磷、鉀養(yǎng)分高效利用問題的關(guān)注， 有關(guān)超高產(chǎn)水稻養(yǎng)分吸收利用的研究報(bào)道也越來越多［11-14］。潘圣剛等［12］研究表明， 與高產(chǎn)（≥9.0 t hm–2）水稻相比，超高產(chǎn)（≥12.0 t hm–2）水稻分蘗盛期對氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用優(yōu)勢不明顯， 而幼穗分化期、齊穗期和成熟期對氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用高且積累速度快。于林惠等［13］研究機(jī)插粳稻超高產(chǎn)群體不同產(chǎn)量群體養(yǎng)分吸收利用特征表明， 隨產(chǎn)量提高， 抽穗至成熟期氮積累量和積累比例均上升， 磷鉀的吸收量上升，吸收比例卻呈下降趨勢； 高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm–2）機(jī)插粳稻百千克籽粒需氮量為2.0～2.1 kg， 氮磷鉀吸收比例為2.0∶0.9∶1.4。杜永等［14］報(bào)道了超高產(chǎn)栽培下遲熟中粳養(yǎng)分吸收特點(diǎn)， 與一般高產(chǎn)（≥7.5 t hm–2）栽培相比， 超高產(chǎn)（≥11.0 t hm–2）栽培下稻株對氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收具有生育前期較低、中后期較高的特點(diǎn)， 并具有較高的籽粒生產(chǎn)率。目前對超高產(chǎn)水稻鉀素吸收利用特點(diǎn)的研究多以7.5～12.0 t hm–2左右的群體為對象， 產(chǎn)量在13.5 t hm–2以上超高產(chǎn)水稻對鉀素吸收利用特征方面的報(bào)道并不多見， 并缺乏系統(tǒng)的比較研究。本研究連續(xù)多年在甬優(yōu)12單產(chǎn)超13.5 t hm–2的豐產(chǎn)方上進(jìn)行大田追蹤測定［15］， 以更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm–2）群體和高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm–2）群體為對照， 探究其超高產(chǎn)群體鉀素吸收、積累與分配特征及其與稻谷產(chǎn)量的關(guān)系， 以期為水稻超高產(chǎn)和鉀素高效利用栽培管理提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與栽培管理

2013—2014年， 在浙江省寧波市鄞州區(qū)洞橋鎮(zhèn)百梁橋村種糧大戶許躍進(jìn)田中進(jìn)行甬優(yōu)12 （主莖總?cè)~片數(shù)17葉、伸長節(jié)間數(shù)7個）超高產(chǎn)攻關(guān)試驗(yàn)， 連片豐產(chǎn)方面積為6.67 hm2。土壤類型為黃化青紫泥，pH 5.51， 含有機(jī)質(zhì)38.37 g kg–1、全氮0.16%、堿解氮82.45 mg kg–1、速效磷20.14 mg kg–1、速效鉀78.45 mg kg–1。每年在10塊大田（采用五點(diǎn)取樣法）測定土壤理化性質(zhì)參數(shù)， 取2012年和2013年測定數(shù)據(jù)的平均值。兩年中水稻主要生育階段的平均溫度、日照時數(shù)、降雨量見表1。

1.1.1超高產(chǎn)（ ＞13.5 t hm–2）群體的栽培管理 2年中播種期均在5月中上旬， 塑料軟盤育秧， 秧齡20 d左右， 移栽葉齡4.1葉左右， 平均帶蘗數(shù)0.51～0.62個， 栽插株行距為30.0 cm × 26.7 cm， 每穴2～3個種子苗。按基蘗肥∶穗粒肥 = 6∶4施用純氮330 kg hm–2； 按基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施用磷酸鈣（含12% P2O5） 1250 kg hm–2； 按基蘗肥∶穗粒肥 = 4∶6施用鉀肥（含60% K2O） 750 kg hm–2。同時基肥中加施450 kg hm–2硅肥（含70% SiO2）。移栽后采用濕潤灌溉為主， 建立淺水層； 群體達(dá)到目標(biāo)穗數(shù)的80%時擱田， 控制無效分蘗發(fā)生； 保持抽穗揚(yáng)花期田間3 cm水層， 灌漿結(jié)實(shí)期間歇灌溉， 干濕交替， 收割前7 d斷水?dāng)R田。按超高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

1.1.2更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm–2）群體的栽培管理

塑料軟盤育秧， 秧齡20 d左右， 移栽葉齡4.1葉左右， 栽插株行距為30.0 cm × 26.7 cm， 每穴2～3個種子苗。按基蘗肥∶穗粒肥 = 6∶4施用純氮300 kg hm–2； 過按基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施用磷酸鈣（含12% P2O5） 1050 kg hm–2； 按基蘗肥∶穗粒肥 = 4∶6施用鉀肥（含60% K2O） 675 kg hm–2。同時基肥中加施300 kg hm–2硅肥（含70% SiO2）。莖蘗數(shù)達(dá)到預(yù)期穗數(shù)的90%左右時， 開始排水?dāng)R田； 保持抽穗揚(yáng)花期田間3 cm水層， 至成熟期實(shí)行濕潤灌溉， 干濕交替， 收割前7 d斷水?dāng)R田。按超高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

在連片超高產(chǎn)攻關(guān)田外選取部分甬優(yōu)12田塊作為對照（CK）， 對照田塊（10.5～12.0 t hm–2）仍以塑料軟盤育秧， 秧齡20 d左右， 移栽葉齡4.1葉左右，栽插株行距為30.0 cm × 26.7 cm， 每穴2～3個種子苗。按基蘗肥∶穗粒肥 = 7∶3施用純氮270 kg hm–2；基施過磷酸鈣（含12% P2O5） 900 kg hm–2； 基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施用鉀肥（含60% K2O） 600 kg hm–2。當(dāng)莖蘗數(shù)達(dá)到預(yù)期穗數(shù)時排水?dāng)R田， 拔節(jié)至成熟期實(shí)行濕潤灌溉， 干濕交替， 按常規(guī)高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

1.2測定項(xiàng)目與方法

于主要生育期（拔節(jié)、抽穗和成熟期）， 從不同產(chǎn)量水平群體田塊取6穴植株為1個樣本（2013年超高產(chǎn)、更高產(chǎn)、高產(chǎn)田塊取樣數(shù)分別是7、8和5塊； 2014年分別是4、10和6塊）， 將各樣本按器官分成莖鞘、葉和穗（抽穗期和成熟期）， 105℃殺青30 min， 75℃烘干至恒重， 測定干物質(zhì)量。采用火焰分光光度法測定植株中的鉀素含量。

于成熟期調(diào)查不同產(chǎn)量水平群體田塊有效穗數(shù)，并按穗數(shù)的平均值分別取各田塊10穴植株調(diào)查每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率； 在各代表性田塊中采用五點(diǎn)法，每方20 m2， 收割稻種晾曬， 并抓取5組1000粒干種子求千粒重。由專家組驗(yàn)收實(shí)產(chǎn)。

1.3計(jì)算方法與數(shù)據(jù)處理

某生育時期的干物重與該時期植株鉀素含量乘積為該時期鉀素吸收量。某時期的鉀素吸收量減去前一個生育期的鉀素吸收量為這2個生育期之間的鉀素積累量； 籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg–1） = 籽粒產(chǎn)量/成熟期植株鉀素吸收量； 每噸籽粒鉀素吸收量（kg t–1grain） = 成熟期植株鉀素吸收量/籽粒產(chǎn)量； 鉀素偏生產(chǎn)力（kg kg–1） = 籽粒產(chǎn)量/鉀肥施用量； 鉀素收獲指數(shù) = 成熟期籽粒鉀素吸收量/成熟期植株鉀素吸收量。

運(yùn)用Microsoft Excel軟件錄入數(shù)據(jù)， SigmaPlot軟件制圖， SPSS軟件統(tǒng)計(jì)分析。

表1　水稻主要生育階段的平均溫度、日照時數(shù)和降雨量Table 1 Mean temperature， sunshine hours， and precipitation during rice main growing periods

2　結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體平均產(chǎn)量為13.9 t hm–2， 顯著高于更高產(chǎn)（12.6 t hm–2）和高產(chǎn)群體（10.9 t hm–2）。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素， 兩年中超高產(chǎn)群體的平均穗數(shù)（×104hm–2）、平均每穗粒數(shù)分別為226.8和328.4， 顯著高于更高產(chǎn)（211.8和304.3）和高產(chǎn)群體（196.3和277.7）； 此外， 2014年甬優(yōu)12每穗粒數(shù)較2013年有較明顯的降幅， 穗數(shù)則較2013年有較明顯的增幅。結(jié)實(shí)率和千粒重以高產(chǎn)群體最高、超高產(chǎn)群體最低， 但差異不顯著（表2）。

2.2不同產(chǎn)量群體主要生育期含鉀率及鉀素吸收量

兩年中， 拔節(jié)期植株含鉀率均以高產(chǎn)群體最高，超高產(chǎn)群體最低， 差異不顯著； 抽穗期植株含鉀率以超高產(chǎn)群體顯著高于高產(chǎn)群體； 成熟期植株含鉀率呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體， 差異不顯著（圖1）。兩年中， 拔節(jié)期植株鉀素吸收量呈高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體； 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體抽穗期植株鉀素吸收量為364.1 kg hm–2， 顯著高于更高產(chǎn)（326.7 kg hm–2）群體和高產(chǎn)（282.8 kg hm–2）群體； 超高產(chǎn)成熟期植株鉀素吸收量為374.6 kg hm–2， 顯著高于更高產(chǎn)（331.1 kg hm–2）群體和高產(chǎn)（284.1 kg hm–2）群體。綜合兩年結(jié)果， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體拔節(jié)期鉀素吸收量130.1～155.1 kg hm–2， 抽穗期311.6～391.1 kg hm–2，成熟期360.5～399.5 kg hm–2（圖2）。

表2　兩年中甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體實(shí)產(chǎn)及其構(gòu)成因素Table 2 Grain yield and yield components of different yield populations of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖1　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期含鉀量Fig. 1 K content at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014 At the same stage bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% probability level. SHY: super high yield； HRY: higher yield； HY: high yield.

圖2　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期鉀素吸收量Fig. 2 K uptake at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014 Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% （small） probability level at the same stage. SHY: super high yield； HRY: higher yield； HY: high yield.

2.3不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵生育階段鉀素積累量及其與產(chǎn)量的關(guān)系

兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素吸收總量為374.6 kg hm–2（兩年平均值）， 顯著高于更高產(chǎn)群體（333.1 kg hm–2）和高產(chǎn)群體（284.1 kg hm–2）。甬優(yōu)12各產(chǎn)量群體鉀素積累的主要生育階段為播種至拔節(jié)期和拔節(jié)至抽穗期（這兩個階段鉀素積累占吸收總量的96%～99%）； 播種至拔節(jié)期的鉀素積累量及其占吸收總量的積累率均以高產(chǎn)群體最高，超高產(chǎn)群體最低； 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體拔節(jié)至抽穗期植株鉀素積累量為226.0 kg hm–2（兩年平均值），顯著高于更高產(chǎn)群體（176.6 kg hm–2）和高產(chǎn)群體（126.5 kg hm–2）； 拔節(jié)至抽穗期的鉀素積累量占吸收總量的積累率亦以超高產(chǎn)群體最高， 高產(chǎn)群體最低（表3）。

鑒于播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期為鉀素積累的主要階段， 我們對這兩階段鉀素積累量與產(chǎn)量關(guān)系進(jìn)行線性方程擬合， 分別見圖3-A和B。播種至拔節(jié)期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)（y =–0.0307x+17.031， R2= 0.1828**）； 拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)， 線性方程為y = 0.0196x+9.0088， R2= 0.6192**。

表3　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵生育階段鉀素積累量及積累率Table 3 K accumulation and K accumulation rate during main growth periods in different yield populations of Yongyou 12

2.4 不同產(chǎn)量群體各器官鉀素吸收、分配差異及其與產(chǎn)量的關(guān)系

2.4.1抽穗期各器官鉀素吸收與產(chǎn)量的關(guān)系 兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體抽穗期莖鞘、葉片和穗部鉀素吸收量的均值分別為248.5、96.1和19.4 kg hm–2，高于更高產(chǎn)群體（228.2、82.9和15.6 kg hm–2）和高產(chǎn)群體（193.4、76.2和13.1 kg hm–2）。圖4-A和B表明，抽穗期植株莖鞘和穗部鉀素吸收量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)， 葉片鉀素吸收量與產(chǎn)量呈顯著線性正相關(guān)， 線性方程見圖4。

圖3　甬優(yōu)12播種至拔節(jié)期（A）、拔節(jié)至抽穗期（B）鉀素積累量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 3 Relationships between K uptake from sowing to jointing （A）， and from jointing to heading （B） and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖4　抽穗期莖鞘（A）、葉片（B）和穗部（C）鉀素吸收量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 4 Relationships between K uptake in the stem and sheath （A）， leaf （B）， and panicle （C） at heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.4.2 成熟期各器官鉀素吸收與產(chǎn)量的關(guān)系

兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體成熟期莖鞘、葉片和穗部鉀素吸收量的均值分別為186.6、90.8和97.1 kg hm–2， 高于更高產(chǎn)群體（172.5、67.7和90.9 kg hm–2）和高產(chǎn)群體（152.7、65.0和66.4 kg hm–2）。圖5-A和C表明， 成熟期植株莖鞘和穗部鉀素吸收量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)， 線性方程分別為y = 0.0448x+4.7966， R2= 0.5335**， y = 0.0364x+9.3218，R2= 0.3494**。

2.5不同產(chǎn)量群體鉀素利用效率

2013年， 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體籽粒生產(chǎn)率以更高產(chǎn)群體最高、超高產(chǎn)群體最低， 2014年則以高產(chǎn)群體最高、超高產(chǎn)群體最低。兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體每噸籽粒鉀素吸收量為27.5 kg t–1grain， 顯著高于更高產(chǎn)（26.4 kg t–1grain）和高產(chǎn)群體（26.2 kg t–1grain）。2013年， 不同產(chǎn)量群體鉀素偏生產(chǎn)力以超高產(chǎn)群體較高， 2014年則以更高產(chǎn)群體較高。兩年中， 不同產(chǎn)量群體鉀收獲指數(shù)均以更高產(chǎn)群體較高（表4）。綜合兩年結(jié)果， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg–1） 34.6～40.6， 每噸籽粒鉀素吸收量（kg t–1grain） 24.6～28.8， 鉀肥偏生產(chǎn)力（kg kg–1）18.0～19.8， 鉀收獲指數(shù)0.229～0.294。

表4　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體鉀素利用效率Table 4 K use efficiency in different yield populations of Yongyou 12

圖5　成熟期莖鞘（A）、葉片（B）和穗部（C）鉀素吸收量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 5 Relationships between K uptake in the stem and sheath（A）， in the leaf （B）， and in the panicle （C） at maturity and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

3　討論

3.1超級稻甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的產(chǎn)量構(gòu)成因素

近些年， 超級稻甬優(yōu)12在浙江地區(qū)高產(chǎn)攻關(guān)產(chǎn)量屢屢突破13.5 t hm–2［15-17］。王曉燕等［15］量化了甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體（≥13.5 t hm–2）的產(chǎn)量構(gòu)成因素， 即穗數(shù)210.0×104～217.5×104hm–2、每穗粒數(shù)350～360、結(jié)實(shí)率近85.0%、千粒重23.0～23.5 g。本試驗(yàn)條件下， 兩年中甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體產(chǎn)量均超13.5 t hm–2，2013年甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的產(chǎn)量構(gòu)成因素為穗數(shù)217.8×104hm–2、每穗粒數(shù)352.1、結(jié)實(shí)率84.4%、千粒重22.8 g； 2014年則為穗數(shù)235.8×104hm–2、每穗粒數(shù)304.7、結(jié)實(shí)率86.8%、千粒重23.3 g。與王曉燕等［15］報(bào)道相比， 2013年甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的產(chǎn)量構(gòu)成因素與之較為接近， 而2014年超高產(chǎn)群體穗數(shù)偏多、每穗粒數(shù)偏低。

本文發(fā)現(xiàn)， 2014年產(chǎn)量在13.5 t hm–2以上的田塊數(shù)和田塊產(chǎn)量均低于2013年。比較兩年超高產(chǎn)群體產(chǎn)量構(gòu)成因素可發(fā)現(xiàn)， 2014年穗數(shù)較2013年高出7.6%， 每穗粒數(shù)則較2013年下降13.5%。其中2014年每穗粒數(shù)較2013年明顯降低可能與2014年拔節(jié)至抽穗期期間較長時期的低溫、寡照氣候有關(guān)（表1），而此階段也正是穗分化的關(guān)鍵階段， 此前的研究已表明， 穗分化階段的低溫、寡照氣候會明顯降低每穗粒數(shù)［18-19］。該結(jié)果也從大田試驗(yàn)角度驗(yàn)證了甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體應(yīng)采取適宜穗數(shù)（210.0×104～217.5× 104hm–2）基礎(chǔ)上攻取大穗的技術(shù)路線； 盡管2014年穗數(shù)較2013年有所增加， 但每穗粒數(shù)、超高產(chǎn)田塊數(shù)量以及產(chǎn)量水平均較2013年有較大降幅， 影響了甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性， 這可給生態(tài)條件與本試驗(yàn)類似地區(qū)的甬優(yōu)12超高產(chǎn)攻關(guān)提供借鑒和參考。

3.2甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素的吸收與積累特征

嘉慶二十五年（1820年）嘉慶帝去世，道光皇帝的登基給了初彭齡一次發(fā)揮余熱的機(jī)會。道光元年（1821年）正月，刑部員外郎初彭齡受賞禮部侍郎銜，不久署禮部左侍郎，七月，署禮部右侍郎，八月復(fù)任兵部尚書，十二月，兼署順天府府尹事和工部尚書。一年時間里，初彭齡從沒有實(shí)權(quán)的員外郎一躍為工部和兵部兩部最高官員。次年閏三月，賞工部尚書初彭齡在紫禁城內(nèi)騎馬。五月改派初彭齡等人承修地壇牌樓石枋及周圍澤河等處工程。道光三年（1823年）三月，命其署教習(xí)庶吉士。道光四年（1824年）四月，初彭齡年老休致，受賞半俸，翌年秋七月謝世。

水稻產(chǎn)量的形成需要在各生育階段吸收、積累與產(chǎn)量相適應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)， 并合理分配于各營養(yǎng)器官中， 以滿足植株的生理代謝活動。李鴻偉等［20］研究表明， 與高產(chǎn)栽培（對照）相比， 超高產(chǎn)栽培下水稻植株拔節(jié)期鉀素吸收量較低， 抽穗期和成熟期鉀素吸收量顯著高于對照， 且超高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm–2）栽培下植株抽穗期、成熟期鉀素吸收量大致為309.38～317.82 kg hm–2、315.0～329.0 kg hm–2。潘圣剛等［12］研究雜交中秈稻的鉀素吸收特性發(fā)現(xiàn)， 與高產(chǎn)栽培（對照）相比， 超高產(chǎn)栽培下水稻植株分蘗盛期對鉀素吸收優(yōu)勢不明顯， 而幼穗分化期、齊穗期和成熟期對鉀素吸收利用高且積累速度快， 超高產(chǎn)栽培下雜交秈稻抽穗期、成熟期鉀素吸收量分別為127.83～156.42 kg hm–2、90.01～130.83 kg hm–2。紀(jì)洪亭等［21］擬合了超級雜交稻準(zhǔn)兩優(yōu)527和Q優(yōu)6號與對照II優(yōu)838全生育期鉀素積累特征， 3個品種的鉀素積累均呈“慢—快—慢”的變化， 但I(xiàn)I優(yōu)838在生育期最后階段鉀素積累呈下降趨勢， 而準(zhǔn)兩優(yōu)527和Q優(yōu)6號則積累增長趨勢平穩(wěn)； 超級雜交稻準(zhǔn)兩優(yōu)527和Q優(yōu)6號成熟期鉀素吸收量分別為192.63 kg hm–2和175.50 kg hm–2， 高于對照II優(yōu)838（159.44 kg hm–2）。杜永等［14］研究表明， 在有效分蘗臨界葉齡期以前， 超高產(chǎn)栽培下水稻植株鉀素吸收量與高產(chǎn)栽培差異很小， 自拔節(jié)起， 前者明顯高于后者。本試驗(yàn)條件下， 拔節(jié)期植株鉀素吸收量以高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體， 而抽穗期和成熟期植株鉀素吸收量則以超高產(chǎn)群體顯著高于對照。且兩年中甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體拔節(jié)期鉀素吸收量為130.1～155.1 kg hm–2， 抽穗期為311.6～391.1 kg hm–2，成熟期為360.5～399.5 kg hm–2； 抽穗期和成熟期鉀素吸收量明顯高于潘圣剛等［12］和紀(jì)洪亭等［21］報(bào)道的水稻植株成熟期鉀素吸收量， 這可能與參試品種的差異有關(guān)。

紀(jì)洪亭等［21］采用Gompertz模型擬合超級雜交稻養(yǎng)分的積累動態(tài)表明， 鉀素積累的快速增長期出現(xiàn)在拔節(jié)前12～16 d至孕穗期前1～5 d， 此期的鉀素積累量占積累總量的60.1%～61.7%。李鴻偉等［20］研究表明， 超高產(chǎn)栽培和高產(chǎn)栽培水稻植株鉀素積累量以播種至拔節(jié)期和拔節(jié)至抽穗期為主（這兩個階段鉀素積累量占總積累量的96%～98%）， 超高產(chǎn)栽培下拔節(jié)前鉀素積累量低于高產(chǎn)栽培處理， 拔節(jié)至抽穗期則顯著高于高產(chǎn)栽培處理， 且拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量占積累總量的60%左右。本試驗(yàn)條件下，甬優(yōu)各產(chǎn)量水平群體鉀素積累亦以播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期兩個階段為主（這兩個階段鉀素積累量占吸收總量的96%～99%）； 隨產(chǎn)量水平增加， 播種至拔節(jié)期鉀素積累量以及積累比例隨之下降， 拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量以及積累比例隨之上升。我們對兩年中各產(chǎn)量水平群體鉀素積累量與實(shí)產(chǎn)關(guān)系線性擬合表明， 播種至拔節(jié)期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)， 拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)， 說明促進(jìn)生育中期（拔節(jié)至抽穗期）養(yǎng)分積累量， 而非生育前期（播種至拔節(jié)期）養(yǎng)分積累量， 有利于提高甬優(yōu)12產(chǎn)量。因此， 在甬優(yōu)12攻關(guān)田塊栽培管理上， 應(yīng)適當(dāng)控制群體在生育前期的過旺生長， 在生育中期通過合理的水分管理和肥料施用促進(jìn)稻株對鉀素等養(yǎng)分的吸收， 從而利于水稻產(chǎn)量的提高。

3.3甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素利用效率及提高措施

當(dāng)前， 就高產(chǎn)、超高產(chǎn)水稻鉀素利用效率的研究已有較多報(bào)道。于林惠等［13］研究表明， 機(jī)插粳稻不同產(chǎn)量群體的鉀收獲指數(shù)隨產(chǎn)量增加而下降。陳進(jìn)紅等［22］研究表明， 超高產(chǎn)雜交粳稻每生產(chǎn)100 kg籽粒吸收的鉀素低于高產(chǎn)處理， 而鉀素收獲指數(shù)和鉀素利用效率則高于高產(chǎn)處理。李鴻偉等［20］研究表明， 采用實(shí)地氮肥管理模式和輕干濕交替灌溉技術(shù)可協(xié)同提高作物產(chǎn)量和鉀素利用效率； 其改進(jìn)栽培管理下水稻籽粒生產(chǎn)率37～39 kg grain kg–1、鉀素偏生產(chǎn)力134～139 kg kg–1、鉀收獲指數(shù)0.180～0.190。凌啟鴻等［23］研究表明， 7.5 t hm–2和12.0 t hm–2群體每生產(chǎn)100 kg籽粒吸收的鉀素分別為2.73 kg和3.13 kg。本試驗(yàn)條件下， 兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)（≥13.5 t hm–2）群體每生產(chǎn)100 kg籽粒吸收的鉀素平均為2.75 kg， 高于更高產(chǎn)（2.64 kg）和高產(chǎn)群體（2.62 kg）。兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)鉀肥偏生產(chǎn)力均顯著高于高產(chǎn)群體； 鉀收獲指數(shù)以更高產(chǎn)群體最高、高產(chǎn)群體最低。

此外， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體成熟期植株鉀素吸收量顯著高于對照， 而甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg–1）為36.6， 低于更高產(chǎn)（38.2）群體和高產(chǎn)（38.3）群體， 表明超高產(chǎn)群體鉀素吸收量增多，但鉀素籽粒生產(chǎn)率反而降低。這種現(xiàn)象可用邊際效應(yīng)解釋［24］， 即隨著鉀肥用量的增加， 至一定程度后，同樣吸收1 kg鉀， 生產(chǎn)出的稻谷反而減少， 這也表明甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀肥利用率較低， 應(yīng)重視鉀肥的高效利用。

就甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀肥高效施用技術(shù)， 我們提出如下兩點(diǎn): （1）肥料應(yīng)以氯化鉀（KCl）作為本地區(qū)鉀肥施用的首選。盡管有文獻(xiàn)報(bào)道以硫酸鉀（K2SO4）作為鉀肥， 可獲得比氯化鉀（KCl）更高的籽粒產(chǎn)量、分蘗數(shù)、籽粒和莖葉鉀含量、以及回收利用率和農(nóng)學(xué)效率［25-26］， 但本試驗(yàn)地區(qū)土壤不缺乏硫元素， 因此若施用硫酸鉀在淹水還原條件下會還原成H2S，從而對植株產(chǎn)生毒害（楊筠文， 個人通訊）。（2）本研究結(jié)果以及前人的研究結(jié)果［12，14，21］均表明， 拔節(jié)至抽穗期是水稻鉀素吸收最多的時期， 因此應(yīng)重視此階段植株的根系活力。常規(guī)栽培管理中， 在此階段會擱田， 因此在擱田管理中， 可多次輕擱、切勿重?cái)R損傷根系， 這樣可促進(jìn)植株對鉀素的吸收。

4　結(jié)論

與一般高產(chǎn)群體相比， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素積累量拔節(jié)前較低， 拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期較高， 其中拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量占總積累量的60%左右。播種至拔節(jié)期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)； 拔節(jié)至抽穗期鉀素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體每噸籽粒鉀素吸收量較高（kg t–1grain）， 為24.6～28.8， 但其籽粒生產(chǎn)率（34.6～40.6）、鉀肥偏生產(chǎn)力（18.0～19.8）較低，今后在甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視鉀肥利用率的提高。建議以氯化鉀（KCl）作為本地區(qū)甬優(yōu)12鉀肥施用的首選并維持拔節(jié)至抽穗期較高的根系活力以提高甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體鉀素利用效率。

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Potassium Nutrition Characteristics in Different Yield Populations of Super Rice Yongyou 12

WEI Huan-He1， MENG Tian-Yao1， LI Chao1， ZHANG Hong-Cheng1，*， DAI Qi-Gen1，*， MA Rong-Rong2，WANG Xiao-Yan3， and YANG Jun-Wen4

1Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley， Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China；2Crop Research Institute， Ningbo Academy of Agricultural Sciences of Zhejiang Province， Ningbo 315101， China；3Ningbo Seed Company of Zhejiang Province， Ningbo 315101， China；4Agricultural Technology Extension and Service， Yinzhou District， Ningbo 315101， China

A field experiment was conducted using super rice Yongyou 12 to compare the differences in absorption and accumulation characteristics of potassium among high yield population （HY， 10.5–12.0 t ha–1）， higher yield population （HRY， 12.0–13.5 t ha–1）， and super high yield population （SHY， ≥13.5 t ha–1） in 2013 and 2014. Results followed that， on an average across two years， grain yield of SHY was 13.9 t ha–1， significantly higher than that of HRY （12.5 t ha–1） and HY （10.9 t ha–1）. HY showed higher K content in plants， followed by HRY and SHY， with no significant difference among them. K content at heading and maturity stages，showed a trend of SHY ＞ HRY ＞ HY， while K uptake amount at jointing stage showed HY＞HRY＞SHY. K uptake amount at heading stage of SHY was 364.1 kg ha–1， significantly higher than that of HRY （326.7 kg ha–1） and HY （282.8 kg ha–1）， respectively. K uptake amount at maturity stage of SHY was 374.6 kg ha–1， significantly higher than that of HRY （331.1 kg ha–1） and HY（284.1 kg ha–1）， respectively. With increasing grain yield， K accumulation amount decreased from sowing to jointing stage， while increased from jointing to heading. Very significantly negative linear relationship was observed between K accumulation amount from sowing to jointing and grain yield. Very significantly positive linear relationship was observed between K accumulation amount from jointing to heading and grain yield. Compared with HY and HRY， SHY showed higher K uptake amount in the stem and sheath， leaf， and panicle at heading and maturity stages， which was significantly or very significantly and positively correlated with grain yield. SHY showed higher K uptake amount but lower internal nutrient efficiency and K partial productivity， indicating its relatively lower K use efficiency， when compared with HY and HRY. Great attention should be paid for increasing K use efficiency in production of rice. Methods to improve K use efficiency in SHY of Yongyou 12 were discussed.

Super rice； Yongyou 12； Different yield populations； Accumulation and absorption characteristics of potassium

10.3724/SP.J.1006.2016.01047

本研究由國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303102）， 農(nóng)業(yè)部超級稻專項(xiàng)（02318802013231）， 寧波市重大科技項(xiàng)目（2013C11001）， 江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（BE2015340）， 揚(yáng)州大學(xué)研究生創(chuàng)新培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（KYLX15_1371）， 揚(yáng)州大學(xué)科技創(chuàng)新培育基金（2015CXJ042）和基于模型與GIS的高郵市小麥精確管理和診斷調(diào)控技術(shù)的開發(fā)與示范推廣（SXGC［2013］248）資助。

This study was supported by China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest （201303102）， the Special Program of Super Rice of the Ministry of Agriculture （02318802013231）， the Great Technology Project of Ningbo City （2013C11001）， the Key Projects of Jiangsu Province （BE2015340）， Innovative Training Program of Yangzhou University （KYLX15_1371）， Science and Technology Innovation Fund of Yangzhou University （2015CXJ042）， and Precise Diagnosis and Management of Control Technology Based On Modelling and GIS of Gaoyou City （SXGC［2013］248）.

（Corresponding authors）: 張洪程， E-mail: hczhang@yzu.edu.cn； 戴其根， E-mail: qgdai@yzu.edu.cn

聯(lián)系方式: E-mail: 920964110@qq.com

Received（）: 2015-11-13； Accepted（接受日期）: 2016-03-14； Published online（網(wǎng)絡(luò)出版日期）: 2016-04-13.

URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160413.1600.002.html