秈型雜交水稻前氮后移品種間產(chǎn)量及物質(zhì)分配差異研究

□魏先瑜/綿竹市農(nóng)業(yè)局

秈型雜交水稻前氮后移品種間產(chǎn)量及物質(zhì)分配差異研究

□魏先瑜/綿竹市農(nóng)業(yè)局

為緩解環(huán)境和資源的壓力，農(nóng)業(yè)部提出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要“兩減”，其中重要之一減就是減肥料。針對水稻品種對氮肥響應(yīng)存在一定的差異，筆者用多個秈型雜交稻開展水稻氮后移研究，以期獲得秈型雜交稻品種氮后移規(guī)律性表現(xiàn)，或適宜氮后移品種特征特性，為指導(dǎo)大面積水稻生產(chǎn)科學(xué)施氮提供技術(shù)支撐，不斷提升水稻生產(chǎn)效益與氮利用效率。

1 材料與方法

1.1 供試材料

隨機在水稻市場選擇已通過審定的雜交稻20個，它們分別是花香優(yōu)1號（V1）、內(nèi)5優(yōu)306（V2）、川優(yōu)6203（V3）、蓉18優(yōu)447（V4）、岡優(yōu)169（V5）、樂優(yōu)198（V6）、宜香優(yōu)800（V7）、蓉優(yōu)1808（V8）、岡優(yōu)99（V9）、岡優(yōu)725（V10）、Y兩優(yōu)973（V11）、德香4103（V12）、炳優(yōu)900（V13）、渝香203（V14）、金岡優(yōu)983（V15）、F優(yōu)498（V16）、內(nèi)5優(yōu)317（V17）、川農(nóng)優(yōu)華占（V18）、蓉優(yōu)22（V19）和川谷優(yōu)7329（V20）。

1.2 試驗方法

試驗于2013年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所基地實施，小區(qū)面積10.9m2。3月5日播種，地膜濕潤育秧，4月8日移栽，移栽規(guī)格20cm×27cm，每穴雙株，本田每公頃栽185 265穴。磷鉀肥作底肥一次施用（N∶P∶K=1∶0.5∶0.5），每公項施純氮150kg，氮肥設(shè)底肥∶蘗肥=7∶3（CK）和底肥∶促花肥∶?；ǚ?6∶2∶2兩個施氮處理。3次重復(fù)，裂區(qū)設(shè)計，以施氮方式為主處理，品種為副處理。

1.3 考察項目

1.3.1 分蘗

水稻返青成活后，每周調(diào)查1次。每小區(qū)選對角10穴，共20穴；三次重復(fù)共60穴。公頃苗數(shù)=60穴平均數(shù)×185265。

1.3.2 穗數(shù)

水稻成熟時，調(diào)查分蘗，各小區(qū)測20穴穗數(shù)，三次重復(fù)共60穴。公頃穗數(shù)=60穴平均數(shù)×185265。

1.3.3 穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重

在每小區(qū)調(diào)查分蘗和穗數(shù)的每點隨機取5穴，每小區(qū)10穴，三次重復(fù)30穴。分小區(qū)脫粒，將實粒和殼秕粒分開，然后統(tǒng)計實粒數(shù)和殼秕粒數(shù)。穗粒數(shù)=10穴總粒/總穗數(shù)。穗實粒數(shù)=10穴總實粒數(shù)/總穗數(shù)。結(jié)實率=10穴總實粒數(shù)/10穴總粒數(shù)。千粒重=（500粒重+500粒重+500粒重）/3×2。

1.3.4 產(chǎn)量

成熟時分小區(qū)實際收割測產(chǎn)。收割脫粒后晾曬干，除雜質(zhì)和殼秕粒稱重，并按13.5%標準含水量折標準公頃產(chǎn)量。

1.3.5 轉(zhuǎn)運率

轉(zhuǎn)運率（%）=（抽穗期單莖莖鞘重-成熟期單莖莖鞘重）/抽穗期單莖莖鞘重×100%

1.3.6 氮表觀生產(chǎn)力

氮表觀生產(chǎn)力＝籽粒產(chǎn)量/總施氮量

1.3.7 粒葉比

粒葉比（粒/cm2）=總穎花數(shù)/抽穗期葉面積

1.3.8 比葉重

比葉重（g/cm2）=總實粒數(shù)/抽穗期葉面積

試驗數(shù)據(jù)用EXCEL錄入，然后用DPSv7.05對數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 前氮后移品種間產(chǎn)量差異

圖1 前氮后移品種試驗產(chǎn)量結(jié)果

2種施氮方式條件下，20個品種試驗產(chǎn)量結(jié)果如圖1。對試驗各處理產(chǎn)量結(jié)果進行方差分析表明，在相同施氮條件下，不同施氮方式和不同品種產(chǎn)量均達極顯著差異。具體分析看出，前氮后移20個品種，其中有12個品種增產(chǎn)，公頃產(chǎn)量9.15～11.10t，平均公頃產(chǎn)量10.52t。8個品種減產(chǎn)，公頃產(chǎn)量8.37～10.81t，平均公頃產(chǎn)量9.98t。進一步分析表明，氮肥重底早追（CK），12個品種公頃產(chǎn)量8.93～10.38t，平均公頃產(chǎn)量9.98t。前氮后移12個品種產(chǎn)量較傳統(tǒng)氮肥重底早追高5.38%。再深入分析看出，前氮后移12個品種，其增產(chǎn)表現(xiàn)有較大差異，其中內(nèi)5優(yōu)306、蓉18優(yōu)447、德香4103、內(nèi)5優(yōu)317和川谷優(yōu)7329這5個品種，增產(chǎn)達顯著；另外樂優(yōu)198、川香6203、宜香優(yōu)800、蓉優(yōu)1808、岡優(yōu)725、F優(yōu)498和蓉優(yōu)22這7個品種雖然增產(chǎn)，但增產(chǎn)幅度未達顯著。試驗還表明，秈型雜交稻前氮后移處理就產(chǎn)量而言，有的品種適合前氮后移，有的品種仍適宜氮肥重底早追。在前氮后移增產(chǎn)的品種中，其增產(chǎn)幅度也存在較大差異。

2.2 前氮后移對產(chǎn)量構(gòu)成因子影響

對產(chǎn)量構(gòu)成因子試驗結(jié)果進行方差分析表明，產(chǎn)量構(gòu)成因子差異達極顯著，結(jié)果見表1。由于20個秈型雜交稻品種前氮后移表現(xiàn)出多數(shù)品種增產(chǎn)，那么主要分析前氮后移處理對增產(chǎn)品種產(chǎn)量構(gòu)成影響。前氮后移處理每公頃有效穗數(shù)較對照少1.8萬穗，降低0.98%，前氮后移對穗數(shù)影響小。前氮后移處理穗粒數(shù)較對照多4.09粒，增加2.02%。前氮后移處理千粒重較對照增加0.34g，提高1.11%。前氮后移結(jié)實率較對照高1.83百分點，提高2.21%。以上分析表明，秈型雜交稻前氮后移對其產(chǎn)量構(gòu)成因子——有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率均有影響，品種間表現(xiàn)不一致，總體表現(xiàn)為正向效應(yīng)，前氮后移促進了品種增產(chǎn)；但就前氮后移12個增產(chǎn)品種產(chǎn)量構(gòu)成因子平均值而言，除公頃穗數(shù)外，其他因子都表現(xiàn)出一定正效應(yīng)，這與前氮后移處理12個品種平均產(chǎn)量較對照增產(chǎn)5.38%相吻合。

表1 前氮后移對產(chǎn)量構(gòu)成因子影響

2.3 前氮后移水稻物質(zhì)分配變化

2.3.1 葉片SPAD值變化

于齊穗期和成熟期分別測定前氮后移20個品種與對照葉片SPAD值（見表2）。前氮后移12個增產(chǎn)品種齊穗期倒1葉、倒2葉、倒3葉和倒4葉SPAD分別比對照高6.14%、8.93%、9.53%和14.82%；成熟期前氮后移12個品種倒1葉和倒2葉SPAD分別比對照高13.59%和24.41%。說明水稻前氮后移提高后期植株氮含量，進而有利于葉片葉綠素合成，為稻株光合作用奠定良好基礎(chǔ)。再看表3中12個品種齊穗期至成熟期SPAD衰減情況，前氮后移處理倒1葉和倒2葉分別低3.0%和6.34%，進而說明前氮后移有利于維持水稻葉片后期功能，是前氮后移水稻結(jié)實率和千粒重提高的物質(zhì)基礎(chǔ)。

表2 前氮后移與CK齊穗期和成熟期葉片SPAD值

表3 齊穗期與成熟期SPAD對比

表4 前氮后移庫源和氮表觀生產(chǎn)力

表5 前氮后移物質(zhì)運轉(zhuǎn)率

2.3.2 前氮后移物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)

表4中比葉重看出，前氮后移12個品種較對照高10.91%，說明前氮后移較對照葉片質(zhì)量好；這與前面前氮后移12個品種齊穗期葉片SPAD值高于對照一致。表5中前氮后移12個品種齊穗期葉片和莖鞘干重，前氮后移與對照差異較小，成熟期的運轉(zhuǎn)率分別是55.13%和40.06%，分別比對照葉片和莖鞘的運轉(zhuǎn)率52.08%和37.02%高3.05個百分點和3.04個百分點。再看表4中代表庫源協(xié)調(diào)特性的粒葉比，前氮后移12個品種粒葉比為0.6981，對照粒葉比為0.6928，前氮后移粒葉比較對照高0.74個百分點，應(yīng)該說兩者間差異甚微。綜合分析，前氮后移12個品種，在庫容量相當條件下，源較對照有所增強，流較對照比較順暢，是其增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

另外，本試驗前氮后移12個增產(chǎn)品種，其氮表觀生產(chǎn)力較對照提高5.13%。表明在同等施氮量條件下，前氮后移不僅提高水稻產(chǎn)量，而且提高氮生產(chǎn)效率。

2.3.3 適宜前氮后移品種特征

本試驗在相同施氮量條件下，氮肥適當后移，以傳統(tǒng)重底早追為對照。結(jié)果表明，20個品種中有12個品種表現(xiàn)增產(chǎn)，8個品種表現(xiàn)減產(chǎn)。增產(chǎn)品種中增產(chǎn)表現(xiàn)不一致，減產(chǎn)品種減產(chǎn)表現(xiàn)也不一致。為探明哪些品種適合前氮后移，哪些品種不適合前氮后移，將20個品種重底早追條件下產(chǎn)量及穗粒結(jié)構(gòu)列入表6。首先看公頃穗數(shù)，12個增產(chǎn)品種公頃穗數(shù)10.62萬～13.66萬穗，平均12.09萬穗；8個減產(chǎn)品種公頃穗數(shù)10.11萬～14.24萬穗，平均11.98萬穗，增產(chǎn)品種公頃穗數(shù)僅比減產(chǎn)品種多0.91%。其次看穗粒數(shù)，12個增產(chǎn)品種穗粒數(shù)169.74～239.46粒，平均205.3粒，8個減產(chǎn)品種穗粒數(shù)202.7～314.72粒，平均252.6粒，增產(chǎn)品種穗粒數(shù)較減產(chǎn)品種少23.04%。再其次看結(jié)實率，12個增產(chǎn)品種結(jié)實率75.4%～88.74%，平均結(jié)實率83.36%；8個減產(chǎn)品種結(jié)實率74.58%～85.48%，平均結(jié)實率80.13%，增產(chǎn)品種結(jié)實率比減產(chǎn)品種高3.23個百分點。最后看千粒重，12個增產(chǎn)品種千粒重26.47～32.22g，平均千粒重30.09g；8個減產(chǎn)品種千粒重23.35～30.06g，平均千粒重27.15g，增產(chǎn)品種千粒重較減產(chǎn)品種高9.77%。進一步分析看出，增產(chǎn)品種與減產(chǎn)品種的公頃穗數(shù)和結(jié)實率無論是變幅還是平均數(shù)，差異均較小。而穗粒數(shù)和千粒重?zé)o論是變幅還是平均數(shù)，差異均較大。據(jù)此可以初步認為，大穗型品種與較小千粒重秈型雜交稻品種不適宜前氮后移。具體說，穗粒數(shù)250粒左右和千粒重27g左右的品種不宜前氮后移；而穗粒數(shù)200粒左右和千粒重30g左右品種適宜前氮后移，表現(xiàn)出較好的增產(chǎn)效果與氮利用效率，此指標可以作為水稻生產(chǎn)上指導(dǎo)品種施氮依據(jù)。

3 討論

3.1 秈型雜交稻對前氮后移的響應(yīng)

先期研究少數(shù)品種氮后移表現(xiàn)增產(chǎn)，本試驗用20個秈型雜交稻進行前氮后移研究，結(jié)果有12個品種增產(chǎn)，公頃增產(chǎn)量0.14～1.16t；8個品種減產(chǎn)，公頃減產(chǎn)0.02～0.67t。此研究結(jié)果說明兩點，一是不是所有品種前氮后移水稻都會增產(chǎn)，這一結(jié)果與先期研究結(jié)果有所差異。二是前氮后移增產(chǎn)品種的增產(chǎn)量有較大差異，表明品種對前氮后移的響應(yīng)是不同的，這與前人研究結(jié)果相似。水稻品種是水稻生產(chǎn)技術(shù)的載體，水稻產(chǎn)量與氮肥關(guān)系十分密切；在指導(dǎo)水稻生產(chǎn)氮肥使用時，首先要考慮到品種對前氮后移響應(yīng)差異的實際，其次要考慮稻田氮背景值高低，最后還要考慮水稻生長期生態(tài)條件及其年度變化，只有綜合考慮這些與水稻生產(chǎn)氮肥使用有關(guān)的因素，才能把水稻品種前氮后移技術(shù)利用好，促進水稻生產(chǎn)增產(chǎn)增效。

表6 增產(chǎn)品種與減產(chǎn)品種產(chǎn)量構(gòu)成因子對比

3.2 秈型雜交稻前氮后移特征

水稻特征包括形態(tài)特征和生理特征，形態(tài)特征由穗部特征和植株特征構(gòu)成。水稻生理特征包括了植株含糖、酶、葉綠素和激素等，是控制水稻生長的重要物質(zhì)；這些物質(zhì)人們不易用肉眼判別其多少，而只能用化學(xué)的方法分析測試才能知道其多少與運轉(zhuǎn)情況。除現(xiàn)有用SPAD值代表葉綠素外，分析測試其他物質(zhì)不僅耗時，而且耗人財物，難以作為一種指標指導(dǎo)水稻氮肥施用。水稻植株特征包括了葉片長寬、莖稈粗度、節(jié)間長短、植株高度和植株根系，這些指標在水稻生產(chǎn)中考察較少。水稻的產(chǎn)量構(gòu)成特征則包括穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重。水稻形態(tài)特征中的產(chǎn)量構(gòu)成特征，在水稻科學(xué)研究與生產(chǎn)實踐中應(yīng)用較為普遍，作為考察水稻有重要指標，其具體數(shù)據(jù)獲取方法簡單。本試驗研究結(jié)果顯示，穗粒數(shù)250粒左右和千粒重27g左右的品種不宜前氮后移；而穗粒數(shù)200粒左右和千粒重30g左右品種適宜前氮后移，表現(xiàn)出較好的增產(chǎn)效果與氮利用效率。筆者同時分析前氮后移12個增產(chǎn)品種產(chǎn)量與葉片SPAD值相關(guān)性，結(jié)果齊穗期倒4葉SPAD值與12個增產(chǎn)品種產(chǎn)量呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.7200**，12個品種倒4葉平均SPAD值37.2222。這些研究結(jié)果是先期研究沒有，是本試驗獲得的較為重要結(jié)果，建議作為判別秈型雜交稻適宜氮肥后移的指標，并在以后水稻科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中逐步印證與修訂。

3.3 秈型雜交稻前氮后移增產(chǎn)基礎(chǔ)

先期研究水稻前氮適當后移結(jié)果，從產(chǎn)量上看普遍認為氮適當后移增加水產(chǎn)，從氮素看增加中后期葉片氮總累積量、凈累積量和提高氮利用率，從干物質(zhì)積累看有利于齊穗期物質(zhì)累積，從物質(zhì)源看提高了氣孔導(dǎo)度、比葉重、葉綠素含量，從而提高了光合速率，從產(chǎn)量構(gòu)成因素看增加了單位面積粒數(shù)，而結(jié)實率和千粒穗穩(wěn)定，就水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素而言，本研究前氮后移12個增產(chǎn)秈型雜交稻除穗數(shù)變化小外，穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重均有增加，對增產(chǎn)都有貢獻，這與先期研究產(chǎn)量構(gòu)成因素對增產(chǎn)結(jié)果略有不同。齊穗期上部葉片SPAD值較對照高，齊穗至成熟衰減慢；比葉重較對照高；齊后葉片和莖鞘物質(zhì)運轉(zhuǎn)率較對照高，源庫流協(xié)調(diào)是供試秈型雜交稻前氮后移增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，這與先期水稻前氮后移研究結(jié)果相似。值得注意的是，本試驗結(jié)實率與千粒重對增產(chǎn)有貢獻，秈型雜交稻前氮后移的同時，要注意通過氮水耦合協(xié)調(diào)個體與群體、物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)和庫源的關(guān)系，方能夠達到氮適當后移增產(chǎn)與提高氮利用率的效果。