油菜秸稈全量還田減鉀栽培對(duì)雜交稻分蘗及產(chǎn)量的影響

唐保國(guó)，陶詩(shī)順，張榮萍，段轉(zhuǎn)寧

(西南科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng)621000)

油菜秸稈全量還田減鉀栽培對(duì)雜交稻分蘗及產(chǎn)量的影響

唐保國(guó)，陶詩(shī)順*，張榮萍，段轉(zhuǎn)寧

(西南科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng)621000)

為了明確川東北紫色土稻區(qū)油菜秸稈全量還田減鉀栽培雜交稻的可行性，以10個(gè)雜交稻品種為材料進(jìn)行田間試驗(yàn)，在油菜秸稈全量還田條件下,探討3個(gè)施鉀(K2O)量處理[處理1：高鉀(135.0 kg/hm2)，為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上的常規(guī)施鉀量;處理2：低鉀(67.5 kg/hm2);處理3：不施鉀](méi)對(duì)油菜茬雜交稻分蘗及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，在3個(gè)施鉀量處理下，參試雜交稻品種莖蘗數(shù)無(wú)顯著差異；成穗率、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素僅個(gè)別品種存在顯著差異，大多品種無(wú)顯著差異。不同雜交稻品種產(chǎn)量對(duì)施鉀的反應(yīng)表現(xiàn)為：在低鉀和不施鉀處理下，有7個(gè)品種的產(chǎn)量與高鉀處理差異不顯著，有2個(gè)品種(F優(yōu)498和內(nèi)5優(yōu)H25)不施鉀處理、低鉀處理的產(chǎn)量極顯著低于高鉀處理10.31%、4.53%和7.79%、4.29%，有1個(gè)品種(旌3優(yōu)177)不施鉀處理、低鉀處理的產(chǎn)量極顯著高于高鉀處理5.28%、3.61%，10個(gè)雜交稻品種的平均產(chǎn)量在3個(gè)施鉀量處理之間無(wú)顯著差異。表明在川東北紫色土稻區(qū)采用油菜秸稈全量還田減鉀栽培雜交稻總體可行。

雜交稻； 秸稈還田； 減鉀栽培； 產(chǎn)量； 分蘗

鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素之一。在稻田施用化學(xué)鉀肥一直被作為提高水稻產(chǎn)量的一項(xiàng)有效措施。但我國(guó)鉀資源缺乏，近年來(lái)的鉀肥進(jìn)口量一直維持在500萬(wàn)～600萬(wàn)t/a，進(jìn)口依賴度達(dá)到50%[1]。由于鉀肥價(jià)格偏高且一直上漲較快[2]，較大的鉀肥施用量也在一定程度上增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。因此，鉀肥的合理施用一直是人們關(guān)注的問(wèn)題。四川盆地紫色土分布廣泛，鉀含量豐富[3]，稻田土壤鉀含量達(dá)到139～185 kg/hm2[4]。但自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，化學(xué)鉀肥大量施用，使本來(lái)含鉀豐富的紫色土的鉀含量又得以提升。鉀肥沒(méi)有因地施用，造成浪費(fèi)。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高，在川東北兩熟制稻區(qū)，秸稈全量還田已在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，不僅可以遏制農(nóng)作物秸稈污染的上升趨勢(shì)[5]，而且油菜或小麥秸稈腐解后可釋放出較多的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，其中以鉀含量尤為豐富[6]，可以為作物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)而節(jié)約肥料用量。如油菜秸稈還田在稻季可節(jié)約K2O約90 kg/hm2[7]。這些都為油菜或小麥茬雜交水稻的減鉀栽培提供了良好的條件。目前，已有研究表明，在高鉀和中鉀土壤田塊，秸稈還田鉀素可以不同程度地替代化學(xué)鉀肥的施用[8]；在土壤鉀素含量較高的情況下，在稻—油輪作區(qū)開(kāi)展連續(xù)秸稈還田能降低鉀肥的投入量[9]。目前，關(guān)于川東北地區(qū)秸稈還田減鉀栽培雜交稻的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，探討了該區(qū)油菜秸稈全量還田條件下減鉀栽培對(duì)雜交稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，以期為該區(qū)兩熟制雜交稻的減鉀栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及材料

試驗(yàn)于2015年在西南科技大學(xué)科研基地進(jìn)行。試驗(yàn)田前作為油菜，土質(zhì)均勻，含有機(jī)質(zhì)25.320 g/kg、全氮1.785 g/kg、速效氮15.143 mg/kg、速效磷17.064 mg/kg、速效鉀62.532 mg/kg。

試驗(yàn)材料為10個(gè)四川盆地宜栽的雜交稻品種，包括F優(yōu)498、旌優(yōu)127、Y兩優(yōu)973、宜香優(yōu)7808、內(nèi)5優(yōu)H25、Q優(yōu)5號(hào)、蓉優(yōu)1808、廣優(yōu)9939、德優(yōu)4983和旌3優(yōu)177。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)施鉀量(K2O )處理，即處理1：高鉀，135.0 kg/hm2；處理2：低鉀，67.5 kg/hm2；處理3：不施鉀，0 kg/hm2。 處理1為當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)上的常規(guī)施鉀量。鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，按底肥50%、分蘗肥50%施用。氮肥(純氮)施用量為150 kg/hm2，其來(lái)源為尿素(含N 46%)，按底肥60%、分蘗肥40%施用。磷肥施用普通過(guò)磷酸鈣(含P2O514.53%)，P2O5用量為87 kg/hm2，作底肥一次性施用。前作油菜采用機(jī)收碎稈，將油菜秸稈風(fēng)干。待試驗(yàn)小區(qū)劃分和隔離后，按6 746 kg/hm2的用量以人工模擬大田耕作的方法翻埋于各小區(qū)。試驗(yàn)小區(qū)面積18 m×4 m，每小區(qū)中各品種均栽植6行，實(shí)行寬窄行栽植，寬行距為45 cm,窄行距為25 cm，穴距為17 cm，每穴均栽植分蘗數(shù)和長(zhǎng)勢(shì)相近的秧苗1株，即16.8萬(wàn)株/hm2，每品種每小區(qū)栽7.2 m2。小區(qū)兩端各設(shè)保護(hù)行1行。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。所有小區(qū)的田間管理按當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 莖蘗數(shù) 、有效穗數(shù)、成穗率 于移栽后5 d、移栽后15 d、最高分蘗期對(duì)F優(yōu)498、Y兩優(yōu)973、內(nèi)5優(yōu)H25、蓉優(yōu)1808和德優(yōu)4983 五個(gè)品種不同施肥處理下的莖蘗數(shù)進(jìn)行調(diào)查，計(jì)算平均每株莖蘗數(shù)。成熟前，調(diào)查各處理每品種全部有效穗數(shù)(非正常株除外)，求平均單株有效穗數(shù)，并根據(jù)有效穗數(shù)和最高莖蘗數(shù)計(jì)算成穗率。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟時(shí)，在每小區(qū)收取各品種有效穗數(shù)接近其平均有效穗數(shù)的植株5株，分別將其稻穗全部摘下，置于尼龍網(wǎng)袋內(nèi)風(fēng)干至水分含量達(dá)13.5%左右時(shí)脫粒，將其秸稈部分置于晾曬棚中風(fēng)干稱質(zhì)量，測(cè)定每穗著粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量等，各試驗(yàn)小區(qū)分品種單收計(jì)產(chǎn)(包括取樣株產(chǎn)量)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003、DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施鉀量對(duì)雜交稻莖蘗數(shù)量和成穗率的影響

由表1可知，調(diào)查的5個(gè)雜交稻品種莖蘗數(shù)在3個(gè)鉀肥施用量處理間有差異，但不顯著，說(shuō)明油菜秸稈全量還田減鉀栽培雜交稻在莖蘗數(shù)方面可以達(dá)到與高鉀栽培相似的效果；成穗率方面，有的雜交稻品種3個(gè)鉀肥施用量處理間無(wú)顯著差異，有的有顯著差異，因品種而異。對(duì)于F優(yōu)498，移栽后5、15 d的莖蘗數(shù)總體以處理1較高，最高莖蘗數(shù)以處理2最多，其較處理1、3分別提高4.28%、5.44%；成穗率以處理1顯著高于處理2、3，處理1較處理2、3分別提高13.15%、13.33%。對(duì)于Y兩優(yōu)973，處理2移栽后5、15 d及最高莖蘗期的莖蘗數(shù)均最多，其最高莖蘗數(shù)較處理1、3分別提高12.53%、6.53%；處理1成穗率最高，處理3次之，處理1較處理2、3分別提高9.99%、3.24%，但3個(gè)處理之間差異不顯著。對(duì)于內(nèi)5優(yōu)H25，移栽后5、15 d的莖蘗數(shù)總體以處理1最高，最高莖蘗數(shù)以處理2最多，處理2最高莖蘗數(shù)較處理1、3分別提高11.44%、19.50%；成穗率以處理1、3顯著高于處理2，處理1最高，其較處理2、3分別提高14.82%、4.53%。對(duì)于蓉優(yōu)1808，移栽后5 d和最高莖蘗期的莖蘗數(shù)均以處理2最高，其最高莖蘗數(shù)較處理1、3分別提高16.74%、8.91%；成穗率以處理1、3顯著高于處理2，處理1最高，其較處理2、3分別提高12.76%、5.93%。對(duì)于德優(yōu)4983，移栽后5、15 d的莖蘗數(shù)總體以處理3較高，最高莖蘗數(shù)以處理2最多，其較處理1、3分別提高13.17%、0.83%；成穗率以處理1最高，處理3次之，處理1較處理2、3分別提高5.71%、4.01%，但3個(gè)處理間差異不顯著。

綜上，對(duì)于5個(gè)雜交稻品種來(lái)說(shuō)，3個(gè)處理間莖蘗數(shù)無(wú)顯著差異，均以處理2(低鉀)的最高莖蘗數(shù)最多；成穗率僅個(gè)別品種處理間存在顯著差異，大多品種處理間無(wú)顯著差異，表明油菜秸稈全量還田減鉀栽培雜交稻對(duì)于大多雜交稻品種來(lái)說(shuō)可行。

表1 不同施鉀量處理雜交稻的莖蘗數(shù)和成穗率

注：同品種同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 不同施鉀量對(duì)雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可知，在油菜秸稈全量還田的基礎(chǔ)上，僅個(gè)別雜交稻品種有效穗數(shù)、穗著粒數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)及產(chǎn)量在3個(gè)鉀肥施用量處理間有顯著或極顯著差異，大部分雜交稻品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素在3個(gè)鉀肥施用量處理間無(wú)顯著差異，說(shuō)明油菜秸稈全量還田減鉀栽培雜交稻總體上可以達(dá)到與高鉀栽培相似的產(chǎn)量效果。

具體來(lái)看，旌優(yōu)127、宜香優(yōu)7808、Y兩優(yōu)973、蓉優(yōu)1808、廣優(yōu)9939、德優(yōu)4983產(chǎn)量及其構(gòu)成因素在3個(gè)鉀肥施用量處理間均無(wú)顯著差異，說(shuō)明減鉀處理對(duì)其產(chǎn)量均無(wú)顯著影響。對(duì)于F優(yōu)498來(lái)說(shuō)，處理1有效穗數(shù)顯著高于處理2、3，分別提高9.57%、15.73%，其余4個(gè)產(chǎn)量性狀在3個(gè)處理間無(wú)顯著差異；產(chǎn)量表現(xiàn)為處理1>處理2>處理3，3個(gè)處理之間差異極顯著，處理1、2較處理3分別提高11.49%、6.45%。對(duì)于內(nèi)5優(yōu)H25來(lái)說(shuō)，處理1有效穗數(shù)顯著高于處理3，增幅達(dá)12.09%，處理2與處理1、3之間無(wú)顯著差異；處理1、3穗著粒數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)均顯著高于處理2，分別提高8.26%、9.57%和9.27%、11.76%；產(chǎn)量表現(xiàn)為處理1>處理2>處理3，其中處理1極顯著高于處理2、3，增幅分別達(dá)4.48%、8.45%。對(duì)于Q優(yōu)5號(hào)來(lái)說(shuō)，處理3有效穗數(shù)顯著高于處理1、2，均提高11.63%，其余性狀及產(chǎn)量無(wú)顯著差異。對(duì)于旌3優(yōu)177來(lái)說(shuō)，處理3穗著粒數(shù)顯著高于處理1、2，分別提高18.85%、10.94%；處理3穗實(shí)粒數(shù)顯著高于處理1、2，分別提高15.45%、8.64%，其中處理2穗實(shí)粒數(shù)顯著高于處理1；產(chǎn)量表現(xiàn)為處理2、3極顯著高于處理1，增幅分別為3.61%、5.28%，處理2、3之間差異不顯著。

綜上，F(xiàn)優(yōu)498、內(nèi)5優(yōu)H25在減鉀處理下減產(chǎn)，主要與有效穗數(shù)的減少有關(guān)；旌3優(yōu)177在減鉀處理下增產(chǎn)，主要是由于減鉀處理增加了穗著粒數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)。雖然F優(yōu)498、內(nèi)5優(yōu)H25在不施鉀肥的情況下減產(chǎn)，但從10個(gè)雜交稻品種的平均產(chǎn)量來(lái)看，鉀肥的減少并沒(méi)有對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響。表明，參試的10個(gè)品種除了F優(yōu)498和內(nèi)5優(yōu)H25，其余8個(gè)品種可以采用油菜秸稈全量還田減鉀栽培。

表2 不同施鉀量處理雜交稻的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

注：同品種同列數(shù)據(jù)后不同大寫(xiě)字母表示處理間差異極顯著(P<0.01)。

3 結(jié)論與討論

在雜交稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，鉀素起著非常重要的作用[10]。增施鉀肥一直被作為雜交稻高產(chǎn)栽培的重要措施之一。但鉀肥的施用必須充分考慮其實(shí)際增產(chǎn)效果和肥料成本。本試驗(yàn)結(jié)果表明，減鉀栽培對(duì)雜交稻的最高莖蘗數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率均沒(méi)有顯著影響，但是，減鉀處理F優(yōu)498和內(nèi)5優(yōu)H25的有效穗數(shù)、產(chǎn)量均明顯降低，這與施用鉀肥能在一定程度上提高有效穗數(shù)[11]、鉀肥主要通過(guò)提高有效穗數(shù)來(lái)促進(jìn)水稻產(chǎn)量形成[12]的研究結(jié)果一致；另外，減鉀處理旌3優(yōu)177的穗實(shí)粒數(shù)及產(chǎn)量顯著提高。前人研究表明，不同水稻品種對(duì)鉀肥的反應(yīng)有差異[13-14]，同一品種產(chǎn)量與鉀肥的施用量呈顯著的拋物線關(guān)系[15]，過(guò)量的鉀對(duì)雜交稻產(chǎn)量產(chǎn)生消極作用[16]。因此，減鉀栽培使F優(yōu)498和內(nèi)5優(yōu)H25減產(chǎn)及旌3優(yōu)177增產(chǎn)，可能是由于品種的特性不同，前2個(gè)品種處于鉀肥拋物線的上升段，后者處于下降段。雖然各參試品種在不同施鉀量處理下產(chǎn)量有一定差異，但在減半施鉀和不施鉀肥處理下，絕大多數(shù)參試品種的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量均與高鉀處理無(wú)顯著差異，只有極個(gè)別品種產(chǎn)量低于高鉀處理。其原因可能是所設(shè)試驗(yàn)的稻田為富鉀型的紫色壤土，長(zhǎng)期實(shí)行氮、磷、鉀配合施用，加之實(shí)行前作油菜秸稈全量還田，其腐解后也會(huì)釋放出較多的鉀素，因而在減半施用鉀肥或不施鉀肥條件下，土壤中的鉀素也能滿足水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的需要。但高施鉀量的副作用只在極少數(shù)品種上表現(xiàn)出來(lái)。

因此，因地施肥、因種施肥很重要。在四川紫色土油菜/小麥茬兩熟制稻區(qū)，在土壤富鉀，同時(shí)又有大量秸稈還田釋放鉀素的條件下，可以采取減鉀栽培雜交稻，以降低雜交稻生產(chǎn)成本、節(jié)約我國(guó)的鉀肥資源。

[1] 陳麗．2012年鉀肥行業(yè)盤點(diǎn)與2013年展望[J].中國(guó)石油與化工經(jīng)濟(jì)分析,2013(3):34-36．

[2] 申向東,趙曦陽(yáng),艾鵬慧,等.傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)施肥的不足及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)施肥的發(fā)展方向[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,45(12):77-81.

[3] 許宗林,茍曦,李昆,等.四川省耕地土壤養(yǎng)分分布特征與動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)探討[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,21(3):718-723.

[4] 梁濤,陳軒敬,趙亞南,等.四川盆地水稻產(chǎn)量對(duì)基礎(chǔ)地力與施肥的響應(yīng)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(23):4759-4768.

[5] 李華,馬麗.綿陽(yáng)市農(nóng)業(yè)面源污染特征與區(qū)域差異分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,43(11):59-64.

[6] 劉秋霞,戴志剛,周先竹,等.油菜秸稈還田對(duì)水稻增產(chǎn)及供鉀的效果[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,53(21):5112-5115.

[7] 劉禹池,曾祥忠,馮文強(qiáng),等.稻—油輪作下長(zhǎng)期秸稈還田與施肥對(duì)作物產(chǎn)量和土壤理化性狀的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2014,20(6):1450-1459.

[8] 李繼福,魯劍巍,任濤,等.稻田不同供鉀能力條件下秸稈還田替代鉀肥效果[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,47(2):292-302.

[9] 李繼福,薛欣欣,李小坤,等.水稻—油菜輪作模式下秸稈還田替代鉀肥的效應(yīng)[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2016,22(2):317-325.

[10] 莫釗文,李武,段美洋,等.減鉀對(duì)華南早晚兼用型水稻產(chǎn)量形成、品質(zhì)及鉀吸收利用的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2014,29(1):151-158.

[11] 倪道理,王美娥,袁曉明,等.不同鉀肥施用量對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2013(6):112-113，122.

[12] 李珣,付立東,齊春華.氮磷鉀不同施入量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響[J].北方水稻,2010，40(4)：19-21,24.

[13] 林咸永,孫羲.不同水稻品種對(duì)鉀的吸收及其對(duì)鉀肥的反應(yīng)[J].土壤學(xué)報(bào),1995,32(1):77-83.

[14] 侯文峰,徐正偉,李小坤,等.9個(gè)水稻品種對(duì)氮、磷和鉀肥的響應(yīng)及差異[J].中國(guó)土壤與肥料,2015(1):18-23.

[15] 尤志明,黃景燦,陳明朗,等.雜交稻氮鉀肥施用量研究[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,22(1):5-9.

[16] 王強(qiáng)盛.水稻鉀素營(yíng)養(yǎng)的積累特征及生理效應(yīng)[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009:1-2.

Effect of Total Rape Straw Returning with Reduced Potassium Fertilizer on Tiller and Yield of Hybrid Rice

TANG Baoguo,TAO Shishun*,ZHANG Rongping,DUAN Zhuanning

(School of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621000,China)

In order to define the feasibility of cultivation of hybrid rice under rape straw returning with reduced potassium fertilizer in northeast Sichuan,field experiment was carried out with 10 hybrid rice varieties as materials.Under the condition of rape straw returned to field,the effect of 3 potassium fertilizer(K2O) treatments[treatment 1:high K(135.0 kg/ha),which was the local potassium amount,treatment 2: low K(67.5 kg/ha) and treatment 3:no K(0 kg/ha)]on the tiller and yield of hybrid rice.The results showed that,under the three treatments of potassium fertilizer,there was no significant difference in the tiller number; only a few varieties had significant differences in the spike rate,yield and yield composition factors,most varieties had no significant difference.The reaction of different varieties to potassium application was as follows: under no K and low K treatments,there was no significant difference in the yield of 7 varieties with high K treatment; the yield of the 2 varieties(FYou498 and Nei5YouH25) were significantly lower than that of the high K treatment,decreased by 10.31%,4.53% and 7.79%,4.29% respectively;the yield of 1 variety(Jing3You177) was significantly higher than that of the high K treatment with increase rate of 5.28% and 3.61%;the average yield of 10 hybrid rice varieties had no significant difference between the 3 treatments.The above results indicated that hybrid rice could be cultivated under rape straw returning with reduced potassium fertilizer in northeast Sichuan.

hybrid rice; straw returning to field; potassium reduction cultivation; yield; tiller

2016-11-20

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAD07B13)

唐保國(guó)(1991-)，男，重慶豐都人，在讀碩士研究生，研究方向：植物發(fā)育與調(diào)控。E-mail:tbg102324@163.com

*通訊作者：陶詩(shī)順(1959-)，男，四川蒼溪人，教授，碩士，主要從事水稻栽培研究。E-mail:tss2203@163.com

S511

A

1004-3268(2017)03-0029-05