鎂水耦合對(duì)寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

呂艷東++馬慶輝++李紅宇++周健++潘世駒++姜玉偉++王龍++陳建新++溫紹溥++鄭桂萍

摘要：在黑龍江慶安水利試驗(yàn)站，以水稻（Oryza sativa L.）龍慶稻3號(hào)為試驗(yàn)材料，采用隨機(jī)區(qū)組法，以負(fù)壓式土壤濕度計(jì)監(jiān)測土壤水勢，研究鎂水耦合對(duì)寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響，以期為節(jié)水栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。結(jié)果表明，龍慶稻3號(hào)的鎂肥與水分處理間在穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量上均存在互作關(guān)系；鎂肥施用后，龍慶稻3號(hào)的穗數(shù)增加、穗粒數(shù)增加、結(jié)實(shí)率降低、千粒重降低、理論產(chǎn)量增加；以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理，龍慶稻3號(hào)的穗數(shù)減少、穗粒數(shù)增加、結(jié)實(shí)率降低、千粒重降低、理論產(chǎn)量增加；以-15～-20 kPa為控水下限同時(shí)施用鎂肥的處理，龍慶稻3號(hào)的理論產(chǎn)量最高。返青期至成熟期進(jìn)行-15～-20 kPa的間歇控水處理，節(jié)水率為28.5%。

關(guān)鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；鎂水耦合；產(chǎn)量構(gòu)成因素；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S511；S365 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）22-5740-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.003

Effect of Magnesium Fertilizer and Water Coupling on Yield Components

and Yield of Rice in Cold Region

L？譈 Yan-dong1，MA Qing-hui1，2，LI Hong-yu1，ZHOU Jian1，PAN Shi-jü1，JIANG Yu-wei1，

WANG Long1，CHEN Jian-xin1，WEN Shao-pu1，ZHENG Gui-ping1

（1.College of Agronomy， Heilongjiang Bayi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Germplasm Improvement and Cultivation in Cold Regions of Heilongjiang Provincial Education Department， Daqing 163319， Heilongjiang， China； 2.Qixing Farm of General Bureau of State Farms of Heilongjiang Province， Jiansanjiang 156300， Heilongjiang， China）

Abstract： In order to provide the theory base and technical support for water-saving cultivation technique， with Longqingdao 3 as material， the effects of magnesium fertilizer and water coupling on yield components and yield of rice in cold region were studied with the random area group experiment by examining soil water potential with a negative pressure soil moisture meter in Qin'an irrigation testing station. Results showed that there were interactions in the number of panicle， grain number per panicle，kernel setting rate and yield of Longqingdao 3 between magnesium fertilizer and water treatments. After application of magnesium fertilizer， the number of panicle， grain number per panicle and yield of Longqingdao 3 increased， and kernel setting rate and 1000-grain weight of Longqingdao 3 decreased. Intermittent controlling water treatments at-15～-20 kPa of soil water potential were carried out from re-green to mature， the number of panicle， kernel setting rate and 1000-grain weigh of Longqingdao 3 decreased， and grain number per panicle and yield of Longqingdao 3 increased. When carrying out intermittent controlling water treatments at-15～-20 kPa of soil water potential from re-green to mature with application of magnesium fertilizer， the yield of Longqingdao 3 was the highest. When carrying out intermittent controlling water treatments at-15～-20 kPa of soil water potential from re-green to mature， the water saving rate was 28.5%.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； magnesium and water coupling； yield component； yield

在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，水分和養(yǎng)分是密不可分的，合理的水肥交互作用能促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量[1]。土壤水分和養(yǎng)分是影響水稻產(chǎn)量的重要因子，水是發(fā)展水稻生產(chǎn)的先決條件。研究表明[2-4]，適宜的水肥條件可以促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量，在土壤水分很少的情況下，通過協(xié)調(diào)土壤水分和養(yǎng)分的關(guān)系，可獲得較為理想的產(chǎn)量。多年來，國內(nèi)外關(guān)于水分和養(yǎng)分對(duì)水稻（Oryza sativa L.）產(chǎn)量作用的研究已有豐富的報(bào)道[5-12]。然而水分和肥料對(duì)產(chǎn)量的交互作用報(bào)道很少[13-19]，尤其是有關(guān)水分和肥料對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的交互作用報(bào)道更少[20]，而有關(guān)鎂肥和水分對(duì)寒地水稻產(chǎn)量交互作用的研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)以土壤水勢為指標(biāo)嚴(yán)格監(jiān)測土壤水勢，研究返青至成熟期控水及不同的鎂肥處理對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響，以期為節(jié)水栽培提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2014年在慶安水利試驗(yàn)站進(jìn)行。

1.2 供試品種

供試品種為龍慶稻3號(hào)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。肥料種類為史丹利復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=30∶5∶5）和99.5%七水硫酸鎂。施肥方法：史丹利復(fù)合肥312.5 kg/hm2、鎂肥60.0 kg/hm2作基肥在最后一次整地前施入，耙入土中8～10 cm；60.0 kg/hm2鎂肥用于中期追肥，追肥時(shí)期于9.0～9.3葉時(shí)進(jìn)行，各種肥料施入量及比例見表1。分蘗肥早施，分2次進(jìn)行，第一次施分蘗肥總量的70%～80%，于返青后（4葉期）立即施用；第二次施分蘗肥總量的20%～30%，于6.0葉齡施于植株色淡、生長差、分蘗少處。用負(fù)壓式真空表監(jiān)測土壤水勢，當(dāng)土壤水勢達(dá)-15～-20 kPa時(shí)灌水，即-15～-20 kPa為控水下限，自泡田起就要記錄灌水定額。具體操作為秧苗移栽本田后，5～6 cm水層深水護(hù)苗返青，在返青后的各個(gè)生育階段，除了除草和施肥期間外，灌水后田面不再保留水層，水分管理見表2。以常規(guī)栽培的水分管理為對(duì)照；蠟熟末期停止灌水。

1.4 栽培方式

育苗按常規(guī)旱育壯苗模式化進(jìn)行，在同一條件下育苗。每個(gè)小區(qū)面積400 m2，每個(gè)小區(qū)單排單灌，行距30 cm，穴距14 cm，每穴4苗。本田按葉齡指標(biāo)計(jì)劃管理。適期收割。

1.5 測試內(nèi)容與方法

記錄每次灌水的時(shí)間及灌水量。水稻成熟時(shí)每個(gè)品種的處理和對(duì)照選取有代表性的植株6穴，帶回室內(nèi)考察農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀，測定項(xiàng)目主要有穗數(shù)/穴、實(shí)粒數(shù)/穴、空秕粒數(shù)/穴，并稱取相應(yīng)粒重，計(jì)算結(jié)實(shí)率、千粒重和理論產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 鎂肥與水耦合對(duì)水稻穗數(shù)的影響

鎂肥與水耦合對(duì)龍慶稻3號(hào)穗數(shù)（個(gè)/m2）影響的F測驗(yàn)結(jié)果說明：水分間的差異不顯著，肥料間、肥料×水分間的差異顯著。肥料間的比較：龍慶稻3號(hào)的兩種肥料處理以F2處理的穗數(shù)較多，F(xiàn)1處理的穗數(shù)較少，且兩者差異達(dá)顯著水平，說明鎂肥的施用能夠增加龍慶稻3號(hào)的穗數(shù)。水分間的比較：龍慶稻3號(hào)的兩個(gè)水分處理間差異不顯著，其中S1的穗數(shù)較多，S2的穗數(shù)較少。上述結(jié)果說明，以-15～ -20 kPa為控水下限的水分管理不利于龍慶稻3號(hào)穗數(shù)的增加（圖1）。

由于鎂肥與水分間存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡單相加，而是鎂肥效應(yīng)隨水分而不同。龍慶稻3號(hào)以F2S2處理的穗數(shù)最多，以F1S2處理的穗數(shù)最少，且處理間的差異達(dá)極顯著水平。由表3可以看出，在施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號(hào)以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時(shí)其穗數(shù)較多，而以常規(guī)的水分管理其穗數(shù)較少；即在施用鎂肥的情況下，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)穗數(shù)的增加。

2.2 鎂肥與水耦合對(duì)水稻穗粒數(shù)的影響

鎂肥與水耦合對(duì)龍慶稻3號(hào)穗粒數(shù)影響的F測驗(yàn)結(jié)果說明：肥料間的差異顯著，水分間的差異不顯著，肥料×水分間的差異顯著。肥料間的比較：龍慶稻3號(hào)以F2處理的穗粒數(shù)較多，F(xiàn)1處理的穗粒數(shù)較少，且兩者差異達(dá)顯著水平。上述結(jié)果說明，施用鎂肥能夠使龍慶稻3號(hào)的穗粒數(shù)增加。水分間的比較：龍慶稻3號(hào)的兩個(gè)水分處理間差異不顯著，其中S2的穗粒數(shù)較多，S1的穗粒數(shù)較少。上述結(jié)果說明，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)穗粒數(shù)的增加（圖2）。

由于鎂肥與水分間存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡單相加，而是鎂肥效應(yīng)隨水分不同而不同。龍慶稻3號(hào)以F2S2處理的穗粒數(shù)最多，以F1S1處理的穗粒數(shù)最少，且兩者的差異達(dá)顯著水平。由表4可以看出無論在有或沒有施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號(hào)均以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時(shí)其穗粒數(shù)較多，而常規(guī)的水分管理其穗粒數(shù)較少，即以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)穗粒數(shù)的增加。

2.3 鎂肥與水耦合對(duì)水稻結(jié)實(shí)率的影響

鎂肥與水耦合對(duì)龍慶稻3號(hào)結(jié)實(shí)率影響的F測驗(yàn)結(jié)果說明：肥料間和水分間的差異均不顯著，肥料×水分間的差異顯著。肥料間的比較：龍慶稻3號(hào)以F1處理的結(jié)實(shí)率較多，F(xiàn)2處理的結(jié)實(shí)率較少，但兩者差異未達(dá)顯著水平。上述結(jié)果說明，鎂肥的施用不利于龍慶稻3號(hào)結(jié)實(shí)率的增加。水分間的比較：龍慶稻3號(hào)以S1處理的結(jié)實(shí)率較多，S2處理的結(jié)實(shí)率較少，但兩者差異未達(dá)顯著水平。上述結(jié)果說明，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理不利于龍慶稻3號(hào)結(jié)實(shí)率的增加（圖3）。

由于鎂肥與水分間存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡單相加，而是鎂肥效應(yīng)隨水分不同而不同。龍慶稻3號(hào)以F1S1處理的結(jié)實(shí)率最高，以F1S2處理的結(jié)實(shí)率最低。由表5可以看出，在施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號(hào)以 -15～-20 kPa為控水下限的水分管理時(shí)其結(jié)實(shí)率較高，而常規(guī)水分管理的其結(jié)實(shí)率較低；即在施用鎂肥的情況下，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)結(jié)實(shí)率的增加。

2.4 鎂肥與水耦合對(duì)水稻千粒重的影響

鎂肥與水耦合對(duì)龍慶稻3號(hào)千粒重影響的F測驗(yàn)結(jié)果說明：肥料間、水分間、肥料×水分間的差異不顯著。肥料間的比較：龍慶稻3號(hào)以F1處理的千粒重較高，F(xiàn)2處理的千粒重較低，但兩者差異未達(dá)顯著水平。上述結(jié)果說明，鎂肥的施用不利于龍慶稻3號(hào)千粒重的增加。水分間的比較：龍慶稻3號(hào)以S2處理的千粒重較高，S1處理的千粒重較低，但兩者差異未達(dá)顯著水平。上述結(jié)果說明，以-15～ -20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)千粒重的增加（圖4）。

由于鎂肥與水分間不存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)只是各單因素效應(yīng)的簡單相加。龍慶稻3號(hào)以F1S2處理的千粒重最高，以F2S1處理的千粒重最低。由表6可以看出無論在施用或不施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號(hào)均以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時(shí)其千粒重較高，而常規(guī)的水分管理其千粒重較低，即以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)千粒重的增加。

2.5 鎂肥與水耦合對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

鎂肥與水耦合對(duì)龍慶稻3號(hào)產(chǎn)量影響的F測驗(yàn)結(jié)果說明：肥料間、水分間、肥料×水分間的差異均顯著。肥料間的比較：龍慶稻3號(hào)兩種肥料處理以F2處理的產(chǎn)量較高，F(xiàn)1處理的產(chǎn)量較低，且兩者差異達(dá)極顯著水平。上述結(jié)果說明，鎂肥的施用能夠增加龍慶稻3號(hào)的理論產(chǎn)量。水分間的比較：龍慶稻3號(hào)以S2處理的產(chǎn)量較高，S1處理的產(chǎn)量較低。上述結(jié)果說明，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于其產(chǎn)量的增加（圖5）。

由于鎂肥與水分間存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡單相加，而是鎂肥效應(yīng)隨水分不同而不同。龍慶稻3號(hào)以F2S2處理的理論產(chǎn)量最高，以F1S2處理的理論產(chǎn)量最低，且兩者差異達(dá)到極顯著水平，上述結(jié)果說明同樣以 -15～-20 kPa為控水下限的水分管理，施用鎂肥能夠極顯著地提高龍慶稻3號(hào)的產(chǎn)量。由表7可以看出在施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號(hào)以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時(shí)其理論產(chǎn)量較高，而常規(guī)的水分管理其理論產(chǎn)量較低；即在施用鎂肥的情況下，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號(hào)理論產(chǎn)量的增加。

2.6 不同控水處理的節(jié)水效果

通過計(jì)量不同處理的全生育期用水量，最后計(jì)算出不同控水處理的節(jié)水率（表8），返青至成熟期進(jìn)行-15～-20 kPa的間歇控水處理，節(jié)水率為28.5%。

3 討論

鎂對(duì)作物正常生長發(fā)育、生理代謝、提高產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)具有重要作用。李曉鳴[21]的研究認(rèn)為，施用礦質(zhì)鎂肥水稻產(chǎn)量提高40.7%。孫蘭英等[22]的研究認(rèn)為，缺鎂稻田施用鎂肥，緩解了土壤中鎂的不足，使稻苗返青快，分蘗早，從而使有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀有明顯改善，有利于產(chǎn)量的提高。溫海英等[23]的研究認(rèn)為，水稻施用鎂肥能增加水稻有效穗，促成大穗，提高每穗實(shí)粒數(shù)，提高成穗率和結(jié)實(shí)率，明顯改善水稻農(nóng)藝性狀，對(duì)水稻有明顯增產(chǎn)效果。曾志等[24]的研究表明，水稻施用鎂肥能增加每穗實(shí)粒，提高結(jié)實(shí)率，增加千粒重，農(nóng)藝性狀較好，對(duì)水稻有明顯的增產(chǎn)效果。王安東等[25]的研究表明，合適鎂鉀比通過提高穗數(shù)和結(jié)實(shí)率，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量。趙潔等[26]的研究認(rèn)為，水稻施用硫酸鉀鎂肥后，產(chǎn)量較不施肥提高。本研究結(jié)果表明，鎂肥施用后，龍慶稻3號(hào)的穗數(shù)增加、穗粒數(shù)增加、結(jié)實(shí)率降低、千粒重降低、理論產(chǎn)量增加；說明穗數(shù)和穗粒數(shù)的增加能夠彌補(bǔ)結(jié)實(shí)率和千粒重降低所帶來的產(chǎn)量損失，從而使龍慶稻3號(hào)的產(chǎn)量增加。關(guān)于施用鎂肥能夠提高水稻的產(chǎn)量，本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果一致；而鎂肥對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果有所不同，這可能與試驗(yàn)所用的品種和土壤不同有關(guān)。

呂艷東等[27]在寒地稻作區(qū)進(jìn)行水稻全生育期 -8～-10 kPa間歇控水盆栽試驗(yàn)，認(rèn)為間歇控水引起品種有效穗數(shù)降低，穗粒數(shù)增多，結(jié)實(shí)率提高，千粒重增加，最終引起墾鑒稻5號(hào)產(chǎn)量增加、墾稻12號(hào)產(chǎn)量降低。程建平等[28]的研究表明，間歇灌溉有利于增加單株有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和每穗穎花數(shù)，提高結(jié)實(shí)率和千粒重，從而提高了產(chǎn)量。鄧環(huán)等[29]的研究表明，間歇灌溉是一種可節(jié)約用水、提高水稻產(chǎn)量的有效灌溉模式。彭世彰等[30]的研究認(rèn)為控灌與常灌相比，成穗數(shù)增多，穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重增加，理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量均增加，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)基礎(chǔ)上的再增產(chǎn)。張慎鳳[31]的研究認(rèn)為，與水層灌溉相比，輕干濕交替灌溉（灌溉的低限土壤水勢指標(biāo)為-15 kPa～-25 kPa）顯著增加了產(chǎn)量；從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，輕干濕交替灌溉的單位面積穗數(shù)與對(duì)照無顯著差異，但輕干濕交替灌溉的每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和粒重均顯著高于對(duì)照。本研究結(jié)果表明，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理，龍慶稻3號(hào)的穗數(shù)減少、穗粒數(shù)增加、結(jié)實(shí)率降低、千粒重降低、理論產(chǎn)量增加。說明穗粒數(shù)的增加能夠彌補(bǔ)穗數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重降低所帶來的產(chǎn)量損失，從而使龍慶稻3號(hào)的產(chǎn)量增加。本試驗(yàn)的研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果有異同，出現(xiàn)結(jié)果的不一致可能與土壤和氣候條件、水稻品種特性以及灌溉方法等有關(guān)，也可能與間歇灌溉控水下限的土壤水勢指標(biāo)有密切關(guān)系。

4 結(jié)論

鎂肥與水耦合對(duì)龍慶稻3號(hào)穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量影響的F測驗(yàn)結(jié)果說明：鎂肥與水分間存在互作效應(yīng)。以-15～-20 kPa為控水下限同時(shí)施用鎂肥的處理龍慶稻3號(hào)的理論產(chǎn)量最高，以-15～ -20 kPa為控水下限不施用鎂肥的處理龍慶稻3號(hào)的理論產(chǎn)量最低。返青期至成熟期進(jìn)行-15～-20 kPa的間歇控水處理，節(jié)水率為28.5%。

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