不同生態(tài)條件下施氮量和移栽密度對(duì)雜交稻氮、磷、鉀吸收積累的影響

蔣鵬，熊洪，張林，朱永川，周興兵，劉茂，郭曉藝，徐富賢

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川德陽(yáng) 618000；國(guó)家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川瀘州 646100）

不同生態(tài)條件下施氮量和移栽密度對(duì)雜交稻氮、磷、鉀吸收積累的影響

蔣鵬，熊洪，張林，朱永川，周興兵，劉茂，郭曉藝，徐富賢*

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川德陽(yáng) 618000；國(guó)家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川瀘州 646100）

【目的】不同生態(tài)條件下水稻需要的施氮量和移栽密度不同，研究不同生態(tài)條件、施氮量和移栽密度下雜交稻產(chǎn)量及氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用規(guī)律，可為不同生態(tài)稻區(qū)肥料優(yōu)化管理和合理密植提供依據(jù)?！痉椒ā恳噪s交稻旌優(yōu) 127 為材料，在四川德陽(yáng)和瀘州進(jìn)行兩因素列區(qū)田間試驗(yàn)。主區(qū)為中氮 (N 120 kg/hm2) 和高氮 (N 180 kg/hm2) 兩種施氮量，副區(qū)為低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5 穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2) 3 種移栽密度。調(diào)查了雜交稻產(chǎn)量及氮、磷、鉀的吸收利用規(guī)律。【結(jié)果】德陽(yáng)土壤全氮、堿解氮、水稻全生育期平均太陽(yáng)輻射、最高溫度、最低溫度、晝夜溫差、積溫均高于瀘州點(diǎn)，在德陽(yáng)點(diǎn)的雜交稻產(chǎn)量、氮、磷、鉀吸收量分別較瀘州點(diǎn)增加了 19.2%、24.0%、3.3%、9.5%，生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量所需的磷、鉀量較瀘州分別減少了 15.2%、8.0%，氮需要量與瀘州點(diǎn)相當(dāng)，雜交稻氮、磷、鉀收獲指數(shù)分別增加了 9.2%、9.4%、5.6%。不同生態(tài)條件下雜交稻的氮磷鉀吸收特點(diǎn)和利用特性不同。在德陽(yáng)點(diǎn)，高氮處理較中氮處理雜交稻氮、磷、鉀吸收量高但產(chǎn)量低；相同氮水平下雜交稻產(chǎn)量、氮磷鉀吸收量隨著移栽密度的增加而增加，以中氮高密組合產(chǎn)量較高，為 10.87～11.72 t/hm2，且該肥密組合下成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量處于中等水平，氮、磷、鉀收獲指數(shù)最高，單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀需要量相對(duì)較低。在瀘州點(diǎn)，雜交稻產(chǎn)量和氮磷鉀吸收量在高氮高密度處理最優(yōu)，產(chǎn)量達(dá)到了9.25～9.85 t/hm2，成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀吸收量也相對(duì)較高，但不同肥密組合之間生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀需要量差異不顯著?！窘Y(jié)論】生態(tài)條件顯著影響著雜交稻對(duì)氮、磷、鉀的吸收利用能力，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)狀況，需要根據(jù)具體情況制定施氮量和移栽密度。本試驗(yàn)中，德陽(yáng)稻區(qū)溫光資源充足，土壤肥力也較高，最佳肥密組合為 N 120 kg/hm2和密度 22.5 穴/m2；瀘州稻區(qū)溫光資源略低，土壤肥力水平也不如德陽(yáng)，其適宜的施氮量為 N 180 kg/hm2，密度為 22.5 穴/m2。

生態(tài)條件；雜交稻；施氮量；養(yǎng)分吸收；密度

氮、磷、鉀是水稻正常生長(zhǎng)需求量最多的三大營(yíng)養(yǎng)元素，也是其獲得高產(chǎn)的重要條件。前人在品種基因型[1-3]、施肥技術(shù)[4-6]、栽培管理[7]、土壤條件[8]、生態(tài)條件[9-10]對(duì)水稻植株氮、磷、鉀吸收積累及其利用率的影響做了一系列的研究工作，獲得了一些重要的結(jié)論。相同品種 (組合) 于不同生態(tài)稻區(qū)種植不僅產(chǎn)量差異大[10-12]，對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收利用特點(diǎn)也截然不同[10,13-14]。敖和軍等[10]發(fā)現(xiàn)施氮水平對(duì)超級(jí)雜交稻植株體內(nèi)的氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累影響不顯著 。 徐 富 賢 等[9]研 究 表 明 ， 生 態(tài) 條 件 對(duì) 雜 交 中 稻 產(chǎn)量、氮磷鉀吸收量、每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮磷鉀需要量影響顯著，且每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量和氮、磷、鉀收獲指數(shù)與地理位置、施氮水平及土壤特性呈極顯著相關(guān)。殷春淵等[15]認(rèn)為，水稻產(chǎn)量與氮素階段吸氮量呈顯著相關(guān)，高產(chǎn)水稻對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累具有生育前期較低，中后期較高的特點(diǎn)[3,5,7,16]。李靜[17]發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)地點(diǎn)之間水稻氮、磷、鉀積累量及其收獲指數(shù)差異顯著；隨著移栽密度的增加，氮、磷、鉀吸收量呈增加趨勢(shì)，氮、磷、鉀的收獲指數(shù)呈下 降趨勢(shì)。周江明等[18]認(rèn)為，隨著移栽密度的增加，水稻氮素積累量顯著增加，但氮素收獲指數(shù)顯著下降。這些研究結(jié)果顯示，在水稻實(shí)際生產(chǎn)中，必須根據(jù)不同稻區(qū)生態(tài)條件確定施肥方案和栽插密度，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染。四川雜交稻多為重穗型 (大穗型) 品種，目前推廣的栽培技術(shù)為低密度(密度 ＜ 13.5 穴/m2) 高氮量 (≥ 180 kg/hm2)[19]。本文選取川東南冬水田區(qū)和成都平原區(qū)，系統(tǒng)的研究了不同生態(tài)條件下施氮量 (中氮 120 kg/hm2、高氮 180 kg/hm2) 和移栽密度 (低密 12.0 穴/m2、中密 16.5 穴/m2、高密 22.5 穴/m2) 對(duì)雜交稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累及利用率的影響，以期為相似稻區(qū)雜交稻的肥料高效管理和最佳密度的確定提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為雜交中稻‘旌優(yōu) 127’，種子由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于 2014 和 2015 年分別在四川省瀘州和德陽(yáng)進(jìn)行大田試驗(yàn) (兩年試驗(yàn)均是在肥力均勻的同一田塊不同位置進(jìn)行的)，瀘州為冬水田 (中稻+再生稻)，德陽(yáng)為兩季田 (蔬菜+水稻)。試驗(yàn)田土壤肥力詳見表 1，雜交稻全生育期氣象條件詳見表 2。設(shè) 2 種施氮 (N)量，分別為中氮 (N 120 kg/hm2)、高氮 (N 180 kg/hm2)；3 個(gè)移栽密度，分別為低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2)，每穴兩苗。磷肥、鉀肥全部做基肥，P2O5和 K2O 用量分別為 62.5 kg/hm2、135 kg/hm2。氮肥按基肥∶分蘗肥 = 7∶3 施用。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，施氮量為主區(qū)，移栽密度為副區(qū)，副區(qū)面積為 15 m2，3 次重復(fù)。主區(qū)間作田埂并覆膜，防止肥水串灌，副區(qū)間間隔 30 cm。其他管理按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培管理進(jìn)行。瀘州于 3 月 5 日播種，4 月 5 日移栽，2014 年 7 月 5 日齊穗，8 月 5 日成熟，2015年 7 月 3 日齊穗，8 月 4 日成熟；德陽(yáng)于 4 月 5 日播種，5 月 8 日移栽，2014 年 7 月 26 日齊穗，9 月 6日成熟，2015 年 7 月 25 日齊穗，9 月 5 日成熟。

表1 德陽(yáng)和瀘州試驗(yàn)田理化性狀Table 1 Soil physical and chemical properties in Deyang and Luzhou sites

表2 德陽(yáng)和瀘州雜交稻全生育期的氣象資料Table 2 Meteorological condition during whole growth duration of hybrid rice in Deyang and Luzhou

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及取樣方法

于成熟期按小區(qū)穗數(shù)平均數(shù)取 5 穴代表性植株，用水沖洗干凈，剪去根系，人工脫粒，分成稻草、實(shí)粒、空秕粒三部分，于 105℃ 殺青 30 min，再經(jīng) 75℃ 烘至恒重后稱重。采用植物粉碎機(jī)將植株樣品粉碎，用于測(cè)定植株 (稻草、實(shí)粒、空秕粒)氮、磷、鉀含量。采用凱氏定氮法測(cè)氮；采用鉬銻抗比色法測(cè)磷；采用火焰光度計(jì)法測(cè)鉀。收割整個(gè)小區(qū)植株，每小區(qū)單收單曬，折算為 14% 含水量后，計(jì)為實(shí)收產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算

氣象數(shù)據(jù) (最低溫度、最高溫度、降雨量) 來(lái)源于當(dāng)?shù)貧庀缶?，其中太?yáng)輻射主要是利用已改進(jìn)的Hargreaves-Samani 模型[20-21]進(jìn)行估算，且其在不同的地理區(qū)域內(nèi)其估算值與實(shí)測(cè)值之間吻合較好，無(wú)需進(jìn)一步修正[22]。

植株氮素 (磷素、鉀素) 總吸收量 = 稻草、實(shí)粒、空秕粒三部分的氮素 (磷素、鉀素) 吸收量之和；

氮素 (磷素、鉀素) 收獲指數(shù) = 成熟期實(shí)粒氮素(磷素、鉀素) 吸收量 ÷ 植株氮素 (磷素、鉀素) 總吸收量；

每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素 (磷素、鉀素) 需要量 =植株氮素 (磷素、鉀素) 總吸收量 ÷ 籽粒產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用 Microsoft Excel 2003 整理數(shù)據(jù)，Statistix 8.0軟件進(jìn)行方差分析，LSD0.05法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交稻產(chǎn)量

由表 3 可知，不同生態(tài)地點(diǎn)之間雜交稻產(chǎn)量差異極顯著，德陽(yáng)點(diǎn) 2 年平均產(chǎn)量為 10.75 t/hm2，較瀘州點(diǎn)高了 19.2%，經(jīng)分析，同一地點(diǎn)不同年份之間產(chǎn)量差異不顯著，故用兩年的平均值進(jìn)行分析。德陽(yáng)點(diǎn) N 120 kg/hm2與 N 180 kg/hm2處理的產(chǎn)量差異不顯著，瀘州點(diǎn) N 180 kg/hm2處理的產(chǎn)量比 N 120 kg/hm2處理平均增加了 4.2%，也未達(dá)顯著水平。不同移栽密度之間雜交稻產(chǎn)量差異極顯著。隨著移栽密度的增加，雜交稻產(chǎn)量顯著增加。德陽(yáng)點(diǎn)以中氮高密組合的產(chǎn)量最高，為 10.87～11.72 t/hm2，較其他 5 個(gè)肥密組合高了 0.4%～11.9%；而瀘州點(diǎn)則是以高氮高密組合的產(chǎn)量最高，為 9.25～9.85 t/hm2，較其他 5 個(gè)肥密組合高了 0.4%～16.2%?？梢姡煌鷳B(tài)地點(diǎn)之間雜交稻獲得最高產(chǎn)的最佳施氮量和移栽密度組合并不一致。

表3 不同生態(tài)條件下施氮量和移栽密度對(duì)雜交稻產(chǎn)量的影響 (t/hm2)Table 3 Effects of the N rate and the planting density on grain yield of hybrid rice grown under different ecological conditions

2.2 雜交稻氮素、磷素、鉀素吸收量

由表 4 可知，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻氮吸收量為 15.4～16.8 g/m2，與瀘州點(diǎn)相比，平均增加了 24.0%。增加施氮量，雜交稻氮吸收量呈增加趨勢(shì)。與 N 120 kg/hm2處理相比，N 180 kg/hm2處理氮吸收量增加了2.3% (德陽(yáng)點(diǎn))、8.0% (瀘州點(diǎn))。不同移栽密度之間雜交稻氮吸收量差異顯著，隨著移栽密度的增加，雜交稻氮吸收量顯著增加。與瀘州點(diǎn)相比，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻磷、鉀吸收量平均分別高了 3.3% 和 9.5%。與N 120 kg/hm2處理相比，N 180 kg/hm2處理磷吸收量平均增加了 2.2% (德陽(yáng)點(diǎn))、7.0% (瀘州點(diǎn))；鉀吸收量平均增加了 3.7% (德陽(yáng)點(diǎn))、2.6% (瀘州點(diǎn))。隨著移栽密度的增加，雜交稻磷、鉀吸收量呈增加趨勢(shì)。由表 4 還可以看出，不論是德陽(yáng)點(diǎn)還是瀘州點(diǎn)，均一致以高氮高密組合的氮、磷、鉀吸收量最高。

表4 不同施氮量和移栽密度下雜交稻氮磷鉀養(yǎng)分吸收量 (g/m2)Table 4 N, P and K uptakes of hybrid rice affected by different N rates and the planting densities

2.3 雜交稻氮素、磷素、鉀素收獲指數(shù)

由表 5 可以看出，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻氮、磷、鉀收獲指數(shù)分別為 69.1%～71.8%、78.6%～85.3%、12.6%～14.1%，與瀘州點(diǎn)相比，平均分別高了 9.2%、9.4%、 5.6%。增加施氮量，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻氮、磷收獲指數(shù)呈下降趨勢(shì)，與 N 120 kg/hm2處理相比， N 180 kg/hm2處 理 氮 、 磷 收 獲 指 數(shù) 分 別 下 降 了1.5% 、2.5%， N 120 kg/hm2處理鉀收獲指數(shù)與 N 180 kg/hm2處理相當(dāng)；瀘州點(diǎn) N 180 kg/hm2處理氮、鉀收獲指數(shù)較 N 120 kg/hm2處理分別下降了 2.6%、3.6%；而磷收獲指數(shù)則增加了 1.4%。除磷收獲指數(shù)外，不同移栽密度對(duì)雜交稻氮、鉀收獲指數(shù)影響不顯著。

表5 不同施氮量和移栽密度下雜交稻氮素、磷素、鉀素收獲指數(shù) (%)Table 5 N, P and K harvest indices of hybrid rice affected by different N rates and the planting densities

2.4 每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷雜交稻氮素、磷素、鉀素的需要量

由表 6 可知，雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量分別為 13.7～15.9 kg、2.7～3.4 kg、15.2～18.5 kg。與瀘州點(diǎn)相比，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻每生產(chǎn)1000 kg 稻谷氮素需要量平均高了 4.2%，但其雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷磷素、鉀素需要量平均分別減少了 15.2%、8.0%。增加施氮量，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量呈增加趨勢(shì)，與 N 120 kg/hm2處理相比，N 180 kg/hm2處理每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量分別增加了 4.1%、6.0%、5.5%。瀘州點(diǎn) N 180 kg/hm2處理每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素需要量較 N 120 kg/hm2處 理 高 了4.0%、2.0%， 鉀 素 需 要 量 則 較 N 120 kg/hm2處理低了 1.5%。德陽(yáng)點(diǎn)不同移栽密度之間雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素需要量差異不顯著，磷素、鉀素需要量以移栽密度 12.0 穴/m2處理較小。瀘州點(diǎn)隨著移栽密度的增加，雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量呈增加趨勢(shì)，但不同移栽密度之間雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量差異不顯著。由表 5 還可以看出，德陽(yáng)點(diǎn)和瀘州點(diǎn)每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要 量 的 比 值 分 別 為1 ∶0.16 ～ 0.2 ∶1.03 ～ 1.12、1∶0.23～0.24∶1.17～1.29。不同施氮量和移栽密度之間每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量的比值差異較小。

表6 不同施氮量和移栽密度下雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量Table 6 N, P and K requirements for producing 1000 kg of hybrid rice grains under different N rates and planting densities

3 討論

3.1 生態(tài)條件對(duì)雜交稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量及其收獲指數(shù)的影響

已有的研究表明，生態(tài)條件對(duì)水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累量影響顯著[9-10,17]，高產(chǎn)生態(tài)點(diǎn) (≥ 9.0 t/hm2) 水稻成熟期氮、磷吸收量較中低產(chǎn)生態(tài)點(diǎn) (大約 7.0 t/hm2) 低，鉀吸收量略高于中低產(chǎn)生態(tài)點(diǎn)，高產(chǎn)點(diǎn)氮素、磷素、鉀素收獲指數(shù)均高于中低產(chǎn)點(diǎn)[17]。敖 和 軍 等[10]研 究 表 明 ， 超 級(jí) 雜 交 稻 在 超 高 產(chǎn) 生 態(tài) 點(diǎn)(≥ 12.0 t/hm2) 種植，成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量?jī)H處于中等水平，氮素、磷素、鉀素收獲指數(shù)相對(duì)較高，且施肥水平對(duì)超雜交級(jí)稻植株體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量及其收獲指數(shù)影響不顯著。前人的研究結(jié)果表明，溫度對(duì)水稻成熟期氮素積累量影響較小[23]，光照才是影響水稻氮素特性的主要?dú)庀笠蜃?，溫光資源充足稻區(qū)水稻植株含氮量、成熟期氮素積累量較高濕寡照稻區(qū)低，抽穗前莖鞘氮素的分配比例較高，抽穗后莖鞘氮素向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)加快，氮素收獲指數(shù)較高濕寡照稻區(qū)顯著提高[24]，同時(shí)光照不足還會(huì)造成磷、鉀收獲指數(shù)下降[25]。本研究結(jié)果表明，雜交稻于德陽(yáng)和瀘州兩種不同生態(tài)條件下種植產(chǎn)量差異顯著，德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻產(chǎn)量較瀘州點(diǎn)平均增加了 19.2%。雜交稻在不同生態(tài)條件下具有不同的氮、磷、鉀吸收積累和利用特性。不同生態(tài)條件下雜交稻植株氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數(shù)均存在差異。德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻植株氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數(shù)均高于瀘州點(diǎn)。德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻全生育期平均最高溫度、平均最低溫度、平均晝夜溫差、積溫 、 日 平 均 太 陽(yáng) 輻 射 分 別 較 瀘 州 點(diǎn) 高 了10.2% 、4.9%、23.6%、7.8%、14.2% (表 2)，相對(duì)較高的溫度促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，晝夜溫差大有利于植株對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累，充足的光照資源加速了水稻齊穗后氮素、磷素、鉀素向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)，提高氮素、磷素、鉀素收獲指數(shù)，保證較高的干物質(zhì)和稻谷生產(chǎn)效率。可見，溫度和光照是德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻植株氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數(shù)提高的主要原因。同時(shí), 本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，德陽(yáng)點(diǎn)土壤全氮、堿解氮較瀘州點(diǎn)分別高了 50.0%、8.2% (表 1)，較高的土壤內(nèi)源氮有利于水稻產(chǎn)量、氮素吸收積累及其利用率的提高[14]，也是德陽(yáng)點(diǎn)在中氮水平就可獲得最高產(chǎn)量的主要原因，而德陽(yáng)點(diǎn)較高的土壤肥力可能與前茬蔬菜季較高的施肥量有關(guān)。隨著產(chǎn)量水平的提高，雜交稻氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數(shù)也隨之增加與李靜[17]的結(jié)果不一致，這可能與德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻產(chǎn)量相對(duì)較高 (≥ 10.0 t/hm2) 有關(guān)。也進(jìn)一步說(shuō)明了在高產(chǎn)條件下，養(yǎng)分向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)能力增強(qiáng)。

3.2 生態(tài)條件對(duì)生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量氮、磷、鉀需要量的影響

敖和軍等[10]對(duì)超級(jí)雜交稻的研究結(jié)果表明，每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量分別為 16.5～22.4 kg、2.6～3.56 kg、14.4～24.3 kg，且隨著超級(jí)雜交稻產(chǎn)量水平的提高，氮、磷、鉀需要量呈下降趨勢(shì)，即產(chǎn)量水平越高，氮、磷、鉀養(yǎng)分利用率也就越高。而 Witt 等[24]則認(rèn)為，隨著產(chǎn)量水平的提高，生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀吸收量也隨之提高，即產(chǎn)量水平的提高，氮、磷、鉀養(yǎng)分利用效率呈下降趨勢(shì)。徐富賢等[9]以普通雜交中稻為材料，分析了西南稻區(qū) 7 個(gè)生態(tài)點(diǎn)水稻對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用特點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)西南稻區(qū)每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量分別為 16.4～17.1 kg、2.9～3.1 kg、18.3～20.3 kg，且氮、磷、鉀需要量與稻谷產(chǎn)量水平無(wú)相關(guān)性。本研究結(jié)果表明，雜交稻在不同生態(tài)條件下種植每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量具有不同特點(diǎn)。德陽(yáng)點(diǎn)雜交稻每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量分別為 14.3～15.0 kg、2.7～3.0 kg、15.2～16.8 kg，瀘州點(diǎn)氮、磷、鉀需要量分別為 13.7～14.8 kg、3.2～3.4 kg、17.0～18.2 kg。該結(jié)果與徐富賢等[9]的研究結(jié)果較相似，較敖和軍等[10]的氮、磷、鉀需要量低，可能與其產(chǎn)量相對(duì)較低有關(guān)。德陽(yáng)點(diǎn)每生產(chǎn)1000 kg 稻谷氮需要量與瀘州點(diǎn)相當(dāng)，但磷、鉀需要量平均分別較瀘州點(diǎn)減少了 15.2%、8.0%，即產(chǎn)量水平越高，肥料利用率也就越高。從植株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收特點(diǎn)來(lái)看，德陽(yáng)點(diǎn)較高的氮、磷、鉀收獲指數(shù)是其生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量氮、磷、鉀需要量較低的主要原因。與瀘州點(diǎn)相比，德陽(yáng)點(diǎn)氮、磷、鉀收 獲 指 數(shù) 分 別 高 了9.2%、9.4%、5.6%。 李 靜[17]認(rèn)為，光照強(qiáng)、溫差大有利于氮、磷、鉀養(yǎng)分向稻谷籽粒中運(yùn)轉(zhuǎn)，即有利于氮、磷、鉀收獲指數(shù)的提高。本研究中，德陽(yáng)點(diǎn)太陽(yáng)輻射 (18.5 MJ/m2) 和晝夜溫差 (8.9℃) 較瀘州點(diǎn) (16.2 MJ/m2、7.2℃) 高，促進(jìn)了氮、磷、鉀養(yǎng)分向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高了氮、磷、鉀收獲指數(shù)。徐富賢等[9]認(rèn)為，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，生產(chǎn)單位稻谷的磷素、鉀素需要量越低。本研究中，德陽(yáng)點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量與瀘州點(diǎn)相當(dāng)，但瀘州點(diǎn)生產(chǎn)單位稻谷的磷素、鉀素需要量卻顯著高于德陽(yáng)點(diǎn)，這可能與瀘州點(diǎn)土壤速效磷 (100.2 mg/kg)、有效鉀 (135.1 mg/kg) 均較德陽(yáng)點(diǎn) (13.0 mg/kg、123.0 mg/kg) 高，造成成熟期植株奢侈吸磷、鉀，且大部分未轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒中，磷、鉀收獲指數(shù)較低，導(dǎo)致生產(chǎn)單位稻谷磷素、鉀素需要量顯著增加有關(guān)。

3.3 施氮量和移栽密度對(duì)雜交稻氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用的影響

氮肥管理和種植密度作為水稻生產(chǎn)的兩個(gè)關(guān)鍵栽培技術(shù)，它們影響水稻產(chǎn)量和氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用。已有研究表明，通過(guò)優(yōu)化氮肥管理和合理密植可顯著提高水稻產(chǎn)量和肥料利用率[18,27-28]。本研究結(jié)果表明，在移栽密度為 22.5 穴/m2時(shí)，德陽(yáng)點(diǎn)(溫光資源充足的稻區(qū)) 以施氮量為 120 kg/hm2的產(chǎn)量最高，且該肥密組合 (中氮高密) 下雜交稻每生產(chǎn)1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量相對(duì)較低。中氮高密組合成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量處于中等水平，且其氮、磷、鉀收獲指數(shù)也處于相對(duì)較高的水平是生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀需要量減少的重要原因。瀘州點(diǎn) (溫光資源適中的稻區(qū)) 則以施氮量為 180 kg/hm2產(chǎn)量最高，同時(shí)高氮高密組合處理成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀吸收量也是最高，說(shuō)明適當(dāng)?shù)脑黾邮┑亢兔苤材懿糠謴浹a(bǔ)外部逆境對(duì)雜交稻氮、磷、鉀吸收積累及產(chǎn)量的不利影響；且該肥密組合與其他肥密組合之間雜交稻生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀需要量差異不顯著。此外，在移栽密度為 22.5 穴/m2時(shí)，德陽(yáng)點(diǎn)施 120 kg/hm2就可獲得最高的產(chǎn)量，而瀘州點(diǎn)則施 180 kg/hm2才可獲得最高產(chǎn)量，可能與其土壤全氮、堿解氮含量較高有關(guān)。因此，在當(dāng)前著重考慮氮肥管理的同時(shí)，協(xié)調(diào)移栽密度，并考慮不同稻作區(qū)域基礎(chǔ)地力及其生態(tài)條件是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)和提高氮磷鉀養(yǎng)分利用率的關(guān)鍵。如德陽(yáng)等溫光資源充足的稻區(qū)，采用中氮高密可顯著提高雜交稻產(chǎn)量和氮磷鉀養(yǎng)分利用效率；瀘州等溫光資源適中的稻區(qū)，在合理密植條件下，適當(dāng)?shù)脑黾邮┑恳材軐?shí)現(xiàn)產(chǎn)量和肥料利用率協(xié)同提高。

4 結(jié)論

不同生態(tài)地點(diǎn)之間雜交稻產(chǎn)量、氮磷鉀吸收量、氮磷鉀收獲指數(shù)和每生產(chǎn) 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量差異較大。德陽(yáng)點(diǎn) (溫光資源充足的稻區(qū))以中氮高密 (N 120 kg/hm2和 22.5 穴/m2) 組合產(chǎn)量最高，成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量處于中等水平，氮、磷、鉀收獲指數(shù)顯著提高，生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀需要量較低；瀘州點(diǎn) (溫光資源適中稻區(qū)) 以高氮高密 (N 180 kg/hm2和 22.5 穴/m2)組合雜交稻產(chǎn)量最高，成熟期植株體內(nèi)氮、磷、鉀吸收相對(duì)較高，生產(chǎn)單位稻谷產(chǎn)量的氮、磷、鉀需要量較其他肥密組合差異不顯著?？梢?，不同生態(tài)條件下，通過(guò)與之相適應(yīng)的施氮量和移栽密度的有機(jī)結(jié)合能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和肥料利用率的協(xié)同提高。

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Effects of N rate and planting density on nutrient uptake and utilization of hybrid rice under different ecological conditions

JIANG Peng, XIONG Hong, ZHANG Lin, ZHU Yong-chuan, ZHOU Xing-bing, LIU Mao, GUO Xiao-yi, XU Fu-xian*
( Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding, Ministry of Agriculture, Deyang, Sichuan 618000, China; Luzhou Branch of the National Rice Improvement Center, Luzhou, Sichuan 646100, China )

【Objectives】The objective of this study is to explore the suitable N fertilizer rate and planting density of one cultivar under different ecological conditions.【Methods】Two-factor split-plot design field experiments with hybrid rice cultivar Jingyou 127 as tested crop were conducted in Deyang City and Luzhou City, Sichuan Province. The main plots were two N rates： medium (N 120 kg/hm2) and high (N 180 kg /hm2). The subplots were three planting densities： low density (12.0 hills/m2), medium density (16.5 hills/m2) and high density(22.5 hills/m2). The grain yield, the uptakes and use efficiency of N, P and K by hybrid rice were analyzed.【Results】The soil total N and available N contents in Deyang City is higher than in Luzhou City. Deyang City also has higher average solar radiation, maximum and minimum temperature, larger diurnal temperature difference and higher accumulated temperature during the whole rice growing season. With the same hybrid cultivar, the averaged rice yield, N, P and K uptakes in Deyang site were 19.2%, 24.0%, 3.3% and 9.5% higher than those in Luzhou site (P＜0.05), the requirements for P and K nutrients to produce 1000 kg grain yield in Deyang was 15.2% and 8.0% lower than those in Luzhou, and that for N was similar. The consequent N, P and K harvest indices in Deyang were 9.2%, 9.4% and 5.6% higher than in Luzhou. In Deyang. the rice yields were higher with medium N rate treatments, while the N, P and K uptakes were higher with the high N rate treatments. The rice yields, N, P and K uptakes were increased with the increase of the planting density, and the highest grain yield (10.87-11.72 t/hm2) was recorded in the treatment of medium N with high density, but the highest N, P and K uptake were in treatment of high N treatments. The relatively high N, P and K harvest indies in the medium N with high density treatment resulted in lower for N, P and K requirements for producing 1000 kg grain yield. In Luzhou. the rice yields and N, P and K uptakes were increased with the high N rate and increased planting density. The high N and high density combination produced the highest grain yield (9.25-9.85 t/hm2) and relatively high N, P and K uptakes, but similar N, P and K requirements for producing 1000 kg of grain among the six combinations.【Conclusions】There were significant differences in the characteristic of N, P and K uptakes and its use efficiency between the two different ecological conditions. The optimum light and temperature is helpful for N, P and K uptake and usage in grain formation, leading to high N, P and K harvest indices. For rice production in Deyang, the optimum combination is N 120 kg/hm2plus density of 22.5 hills/m2, and N 180 kg/ hm2plus density of 22.5 hills/m2in Luzhou.

ecological condition; hybrid rice; nitrogen application rate; nutrient uptake; planting density

2016-07-15 接受日期：2016-11-09

四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年基金（2014CXSF-038）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)水稻栽培與土壤崗位科學(xué)家項(xiàng)目（CARS-01-29）資助。

蔣鵬（1982—），男，廣西桂平人，博士，助理研究員，主要從事水稻栽培、生理、生態(tài)研究。

E-mail:jiangyipeng137@163.com 。 * 通信作者 E-mail:xu6501@163.com