施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種物質生產及產量的影響

袁秋梅 吳海燕 唐 青 董桂春（南通科技職業(yè)學院，江蘇省南通市 6000；江蘇省常熟市古里鎮(zhèn)農業(yè)服務中心 555；揚州大學，江蘇省揚州市 5009）

施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種物質生產及產量的影響

袁秋梅1.3吳海燕1唐 青2董桂春3（1南通科技職業(yè)學院，江蘇省南通市 226000；2江蘇省常熟市古里鎮(zhèn)農業(yè)服務中心 215515；3揚州大學，江蘇省揚州市 225009）

為明確施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種物質生產及產量的影響，為秈稻品種的高產高效栽培提供參考依據(jù)，在盆栽土培條件下，以15個不同氮素吸收效率類型常規(guī)秈稻品種為供試材料，研究了不同施氮量條件下，不同氮素吸收效率類型秈稻品種物質生產及產量的差異。結果表明，秈稻品種間、不同施氮處理間成熟期吸氮量的差異均達顯著或極顯著水平，隨著施氮量的增加，各氮素吸收效率類型秈稻品種成熟期吸氮量均呈增加的趨勢。氮素高吸收效率類型秈稻品種抽穗前、抽穗后干物質生產量較大，生物產量大，經濟系數(shù)大多較小。但不同氮素吸收效率類型秈稻品種間經濟系數(shù)均無顯著差異。增施氮肥可有效提高各類型秈稻品種抽穗前、抽穗后和成熟期干物質生產量，降低經濟系數(shù)。氮素高吸收效率類型秈稻品種的產量均高于氮素中、低吸收效率類型秈稻品種，隨著施氮量的增加，各類型秈稻品種的產量均呈增加的趨勢，同時，氮素高吸收效率類型秈稻品種在低氮（N1處理）、常氮（N2處理）條件下便能獲得高產，而且這個產量水平要高于氮素低吸收效率類型秈稻品種在高氮條件下的產量。隨著秈稻品種氮素吸收效率的提高，即吸氮量的增加，有效穗數(shù)均呈下降的趨勢，千粒重均呈上升的趨勢，每穗穎花數(shù)、結實率的變化趨勢不一。增施氮肥有利于各氮素吸收效率類型秈稻品種有效穗數(shù)和千粒重的增加，但在高氮（N3處理）條件下，千粒重有所下降，每穗穎花數(shù)、結實率呈先增加后降低的趨勢。

秈稻；氮素吸收效率；氮素積累量；物質生產與分配；產量

氮素是影響水稻生長的重要營養(yǎng)元素之一，是促進水稻物質生產和產量形成的首要因素[1-3]，而物質生產又是水稻產量形成的基礎，增加水稻干物質生產量可顯著提高水稻產量[4]。因此，培育耐氮肥水稻品種和增施氮肥一直是穩(wěn)定和提高我國水稻單產的重要措施。目前，關于氮肥施用與水稻產量間關系的研究較多[5-7]；另有記載[8-14]，在水培條件下，研究了88～122個常規(guī)秈稻品種的產量及其構成因素、物質生產與分配、源庫性狀、根系性狀、氮素吸收效率利用等性狀，闡明了吸氮量和氮素籽粒生產效率是提高水稻產量的重要因素，氮素累積量對產量的影響要大于氮素籽粒生產效率對產量的影響，并分析了氮素高吸收效率類型秈稻品種的基本特點。但上述研究是在水培條件下進行的，在土培條件下，不同氮素吸收效率類型秈稻品種對氮肥處理有何反應，以及如何從提高產量和氮肥利用率兩個角度制定合理的氮肥施用技術，尚不清楚。因此，本研究在水培試驗的基礎上，以篩選出的15個不同氮素吸收效率類型的常規(guī)秈稻品種為供試材料，研究了施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種產量及其構成因素、物質生產與分配的影響，以期為不同氮素吸收效率類型秈稻品種的高產、高效栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為15個不同氮素吸收效率類型常規(guī)秈稻品種，分別為“1826”、“6078”、“bluebell”、“cpslo17”、“Kentanangka”、“IR74”、“臺中本地1號”、“臺中秈”、“桂朝2號”、“珍珠矮”、“揚稻2號”、“揚稻3號”、“揚稻5號”、“揚稻6號”、“窄葉青”。

1.2 試驗設計

各秈稻品種均采用盆缽栽培，盆缽直徑25 cm、高30 cm，每盆裝過篩砂壤土17.5 kg。各秈稻品種均采用大田育秧，于5月15日播種，6月9日移栽，選取生長一致的秧苗栽插。全生育期保持淺水層，及時防治病蟲害。各秈稻品種均設4個施氮量處理，分別是不施氮（N0）、低氮（每盆施2 g純氮，N1）、常氮（每盆施4 g純氮，N2）、高氮（每盆施6 g純氮，N3），基肥和穗肥的施用比例為7∶3。各秈稻品種每處理種植8盆，每盆種植3穴，每穴種植1苗。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 干物重的測定

在普查穗（莖蘗）數(shù)的基礎上，各秈稻品種抽穗期和成熟期取其中具代表性植株2盆，按根、莖鞘、綠葉、黃葉、穗器官分樣，105 ℃殺青30 min、80 ℃烘干至恒重（一般為72 h）后測定不同器官的干物重。1.3.2 產量及其構成因素的測定

在普查有效穗數(shù)的基礎上，各秈稻品種成熟期選取其中具有代表性植株2盆，測定每株有效穗數(shù)、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，計算理論產量。

1.3.3 植株全氮含量的測定

將抽穗期和成熟期的樣品粉碎，用H2SO4硝化，采用凱氏定氮法測定莖鞘、綠葉、黃葉、穗及根系等器官的含氮量，計算各器官和全株吸氮量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用聚類分析的方法，按常氮（N2處理）條件下成熟期氮素累積量從低到高依次分為低、中、高3種類型秈稻品種，其它3個施氮量處理均按常氮（N2處理）的分類結果進行數(shù)據(jù)處理。以Excel進行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 不同氮素吸收效率類型秈稻品種成熟期氮素累積量的聚類分類結果

分類結果表明，氮素低、中、高吸收效率類型秈稻品種數(shù)量分別為3、6、6個。

由表1可知，在N0、N2、N3處理下，隨著秈稻品種氮素吸收效率的提高，成熟期吸氮量均呈明顯增加的趨勢。

方差分析表明，在不同施氮量處理下，不同氮素吸收效率類型秈稻品種間、不同施氮水平處理間，成熟期吸氮量的差異均達顯著或極顯著水平，品種類型間與氮肥處理間無顯著互作效應。

表1 不同氮素吸收效率類型秈稻品種成熟期氮素累積量的聚類分類結果

2.2 施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種物質生產的影響

2.2.1 對抽穗前干物質生產量的影響

由表2可知，隨著秈稻品種氮素吸收效率的提高，即吸氮量的增加，抽穗前干物質生產量呈增加的趨勢。增加施氮量，氮素高吸收效率類型和氮素低吸收效率類型秈稻品種抽穗前干物質生產量均呈上升的趨勢。不同氮素吸收效率類型秈稻品種間、不同施氮水平處理間抽穗前干物質生產量的差異均達極顯著水平。

2.2.2 對抽穗后干物質生產量的影響

由表2可知，隨著秈稻品種吸氮量的增加，抽穗后干物質生產量呈增加的趨勢。增加施氮量，各氮素吸收效率類型秈稻品種抽穗后干物質生產量均呈上升的趨勢。不同氮素吸收效率類型秈稻品種間、不同施氮水平處理間抽穗后干物質生產量的差異均達極顯著水平。

2.2.3 對生物產量的影響

由表2可知，隨著秈稻吸氮量的增加，生物產量呈增加的趨勢。增加施氮量，氮素高吸收效率和低吸收效率類型的秈稻品種生物產量均呈上升趨勢。不同氮素吸收效率類型秈稻品種間、不同施氮水平處理間生物產量的差異均達極顯著水平。

2.2.4 對經濟系數(shù)的影響

由表2可知，隨秈稻品種吸氮量的增加，經濟系數(shù)大多呈下降的趨勢。增加施氮量，各氮素吸收效率類型秈稻品種經濟系數(shù)降低，且隨著進一步增加施氮量，各氮素吸收效率類型秈稻品種的經濟系數(shù)無明顯變化。不同氮素吸收效率類型秈稻品種間、不同施氮水平處理間經濟系數(shù)差異均不顯著。

2.3 施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種產量及其構成因素的影響

2.3.1 對產量的影響

由圖1可知，隨著秈稻品種吸氮量的增加，產量均呈增加的趨勢，氮素高吸收效率類型秈稻品種的產量均大于氮素中、低吸收效率類型秈稻品種。在N0、N1、N2、N3處理下，氮素高吸收效率類型秈稻品種的產量比氮素中吸收效率類型秈稻品種分別增加14.66%、11.36%、21.19%、21.22%，氮素中吸收效率類型秈稻品種的產量 比氮素低吸收效率類型秈稻品種分別增加14.60%、7.84%、7.87%、4.6%，說明氮素高吸收效率類型秈稻品種在不同氮肥施用水平下均具有較高的產量潛力。增加施氮量，各氮素吸收效率類型秈稻品種產量均呈上升的趨勢。

圖1 施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種產量的影響

2.3.2 對有效穗數(shù)的影響

由圖2可知，除N0處理外，其他處理的有效穗數(shù)均隨著秈稻品種吸氮量的增加呈下降的趨勢。增加施氮量，各氮素吸收效率類型秈稻品種有效穗數(shù)均呈上升的趨勢

2.3.3 對每穗穎花數(shù)的影響

由圖2可知，各處理每穗穎花數(shù)均表現(xiàn)為氮素低吸收效率類型秈稻品種＞氮素高吸收效率類型秈稻品種＞氮素中吸收效率類型秈稻品種。增加施氮量，除氮素中吸收效率類型秈稻品種外，其他氮素吸收效率類型秈稻品種的每穗穎花數(shù)均表現(xiàn)為先增加后下降的趨勢。

圖2 施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種產量構成因素的影響

2.3.4 對結實率的影響

由圖2可知，在N1和N2處理下，結實率表現(xiàn)為氮素中吸收效率類型秈稻品種＞氮素高吸收效率類型秈稻品種＞氮素低吸收效率類型秈稻品種，在N3處理下，隨著秈稻品種吸氮量的增加，結實率呈上升的趨勢。增加施氮量，各氮素吸收效率類型秈稻品種的結實率大多呈先上升后下降的趨勢。2.3.5 對千粒重的影響

由圖2可知，隨著秈稻品種吸氮量的增加，千粒重呈增加的趨勢。增加施氮量，氮素高吸收效率類型秈稻品種的千粒重呈上升的趨勢，其他氮素吸收效率類型秈稻品種的千粒重無明顯規(guī)律。

3 結論與討論

3.1 施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種物質生產的影響

研究認為[15,16]，氮素累積量大或氮素高吸收效率類型秈稻品種的生物產量高，且氮素高吸收效率類型秈稻品種的抽穗期、結實期干物質生產量均顯著大于氮素低吸收效率類型粳稻品種，但氮素高吸收效率類型秈稻品種的經濟系數(shù)較低，且與氮素低吸收效率類型秈稻品種間差異較小。從相關氮肥試驗結果來看，增施氮肥有利于干物質累積量的顯著增加，但氮肥施用量越大，生物量增加的幅度逐漸減小[17]。本試驗結果表明，氮素高吸收效率類型秈稻品種抽穗前、抽穗后干物質生產量和生物產量均顯著大于氮素中、低吸收效率類型秈稻品種，但經濟系數(shù)較小；增加施氮量有利于提高各氮素吸收效率類型秈稻品種抽穗前、抽穗后干物質生產量和生物產量，對經濟系數(shù)影響較小。

3.2 施氮量對不同氮素吸收效率類型秈稻品種產量的影響

合理施用氮肥是影響作物氮素吸收效率及作物產量的重要栽培措施。張洪程等[18]研究表明，在相同氮肥條件下，吸氮能力較強的“兩優(yōu)培九”的產量高于“汕優(yōu)63”。同時，從不同吸氮能力類型秈稻品種角度，研究氮肥運籌對其產量影響的報道較少。本試驗結果表明，在不同氮肥施用水平處理下，氮素高吸收效率類型秈稻品種的產量均顯著大于氮素中、低吸收效率類型秈稻品種，氮素高吸收效率類型秈稻品種在低氮、常氮條件下便能獲得高產，且產量水平要高于氮素低吸收效率類型秈稻品種在高氮條件下的產量，這與張洪程等的研究結果基本一致。增加施氮量有利于提高各氮素吸收效率類型秈稻品種的產量，但各氮素吸收效率類型秈稻品種產量的增加幅度表現(xiàn)不一，氮素低、中吸收效率類型秈稻品種在不施氮-低氮、中氮-高氮條件下，產量增加的幅度要大于氮素高吸收效率類型秈稻品種，但在低氮-標氮水平下，氮素高吸收效率類型秈稻的產量增加幅度明顯高于其它氮素吸收效率類型秈稻品種。結合氮肥施用量、施用成本、產量等因素，不同氮素吸收效率類型秈稻品種應采用適宜施氮水平，即氮素低、中吸收效率類型秈稻品種在中低氮施肥水平下，氮素高吸收效率類型秈稻品種在中高氮施肥水平下，較易實現(xiàn)產量與種植效益的有機統(tǒng)一。

水稻的產量決定于有效穗數(shù)、結實率、每穗穎花數(shù)和千粒重的乘積。樸鐘澤等[19]研究結果表明，氮素吸收效率總量與有效穗數(shù)、結實率呈顯著的正相關；張岳芳[15]研究結果表明，氮素累積量大的水稻品種，表現(xiàn)為每穗穎花數(shù)多、千粒重高、有效穗數(shù)較多，但結實率較低。本試驗結果表明，在不同氮肥施用水平處理下，氮素高吸收效率類型秈稻品種的每穗穎花數(shù)、千粒重較大，結實率居中等水平；而氮素低吸收效率類型秈稻品種的有效穗數(shù)、氮素中吸收效率類型秈稻品種的結實率，則較有優(yōu)勢。增施氮肥有利于提高氮素高吸收效率類型秈稻品種的結實率和千粒重。

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2016-09-22