氮肥運籌對水稻生育動態(tài)和莖蘗利用特征的影響

陳書強

摘要：利用多蘗小穗型常規(guī)品種空育131和少蘗大穗型品種超級稻龍粳21，設(shè)置3個用氮水平及4個基蘗肥與穗粒肥用氮比例，研究了氮肥施用方式對寒地水稻分蘗動態(tài)特征的影響。結(jié)果表明，隨著施氮水平的提高，群體莖蘗數(shù)增加，高峰苗數(shù)顯著增多，多蘗小穗型常規(guī)品種空育131增加幅度較大，而少蘗大穗型超級稻品種龍粳21增加幅度較小。基蘗肥比例增加，群體莖蘗數(shù)增多，隨著穗粒肥比例的提高，高峰苗數(shù)有減少的趨勢。氮肥總量與運籌互作對群體莖蘗動態(tài)有較大的影響，低氮（115 kg/hm2）水平下氮肥后移降低群體莖蘗數(shù)的效應(yīng)明顯高于高氮（161 kg/hm2）水平下的效應(yīng)。隨著施氮總量的增加，兩品種的群體最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)、分蘗穗數(shù)和分蘗穗比例有逐漸增加的趨勢，有效分蘗率和成穗率逐漸降低。少蘗大穗型超級稻品種龍粳21以基蘗肥與穗粒肥施用比例7∶3處理的有效分蘗率和成穗率較高，多蘗小穗型常規(guī)品種空育131以8∶2處理有效分蘗率和成穗率較高。在低氮水平下，增加穗粒肥施入比例可明顯降低多蘗小穗型常規(guī)品種群體莖蘗數(shù)，導(dǎo)致群體收獲穗不足。在中高氮水平下，適當(dāng)增加穗粒肥施入比例將有利于提高少蘗大穗型超級稻品種群體有效分蘗率和成穗率。

關(guān)鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；寒地；施氮方式；生育動態(tài)；成穗率

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）06-0020-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.06.004

Abstract： Utilization traits of different types of rice， more tillers and smaller panicle variety Kongyu131 and less tillers and bigger panicle variety Longjing 21 were used in this study. Four base-tiller nitrogen to spike-grain nitrogen application ratios of 10∶0， 8∶2， 7∶3， 6∶4 were used with three N levels of 115， 138， 161 kg/ha. The results showed that the tiller number of plant population and the maximum tiller number of more tillers and smaller panicle variety Kongyu131 were more than those of less tillers and bigger panicle variety Longjing 21， with the increase of nitrogen supply level. Increase of the base-tiller nitrogen led to the increase of stem and tiller number in the population， and increase of the spike-grain nitrogen led to the decrease of peak seedlings number. Effect of nitrogen fertilizer postponing on stem and tiller number in the population under low nitrogen level was higher than that under high nitrogen level. With the increase of nitrogen rate， the highest stems number（THSN）， the highest tillers number （THTN）， tillers panicle number （TPN） and tillers panicle proportion （TPP） in populations of two rice varieties increased， but effective tiller number rate and panicle rate decreased. When the nitrogen application ratio was 7∶3， the less tillers and bigger panicle variety Longjing 21 had higher effective tiller number rate and panicle rate. Whereas the more tillers and smaller panicle variety Longjing131 had higher effective tiller number rate and panicle rate when the nitrogen application ratio was 8∶2. Under low nitrogen level， increase of spike-grain nitrogen application led to the decrease of population stem and tiller number of more tillers and smaller panicle variety， and further resulted in insufficient population spike. The suitable increase of spike-grain nitrogen application would be helpful for improving effective tillering rate and panicle rate of the less tillers and bigger panicle variety under middle and high nitrogen level.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； cold region； nitrogen supply method； growth dynamics； panicle rate

黑龍江省屬于寒地稻作區(qū)，極易受低溫冷害的危害[1-3]。尤其主產(chǎn)區(qū)第三、四積溫帶溫度低、積溫少，生育期較短，一般在122～130 d。種植的水稻（Oryza sativa L.）品種必須在安全抽穗期內(nèi)抽穗才能完全成熟，所以要求水稻品種的每穗粒數(shù)要偏少，才能有較好的成熟度和容重。在寒地稻作實踐中爭取高產(chǎn)，產(chǎn)量構(gòu)成四要素中必須獲得單位面積足夠的穗數(shù)，才能獲得較大的庫容，取得較高的產(chǎn)量。單位面積穗數(shù)與品種的分蘗能力和插植密度有關(guān)，不同品種分蘗能力差異較大，尤其大穗少蘗型超級稻品種分蘗能力較弱，但稈強耐肥抗倒，適合高氮水平栽培。在種植管理過程中分蘗受氮肥和溫度的影響最大，氮肥不同用量及前后期分配比例對分蘗成穗率有很大影響。成穗率是水稻高產(chǎn)群體質(zhì)量最直觀的綜合形態(tài)指標，是制約水稻高產(chǎn)的重要因子[4]。蘇祖芳等[5]對南方秈稻品種的研究認為，在獲得適宜穗數(shù)的前提下，采用適宜的基蘗肥與穗粒肥配比和適當(dāng)提前擱田，才能控制無效分蘗，調(diào)高分蘗成穗率，有利于大穗形成，協(xié)調(diào)穗數(shù)和大穗二者之間的關(guān)系，最終提高單位面積的總穎花量，而獲得水稻高產(chǎn)。馮惟珠等[6]的研究認為，基肥與蘗肥比為4∶1或不施分蘗肥，基肥、蘗肥的肥效期以達到有效分蘗臨界葉齡期為準，在適宜穗數(shù)下，能減少無效分蘗，提高成穗率。本研究利用分蘗能力不同和穗大小不同的常規(guī)品種和超級稻品種，研究氮肥運籌對不同類型水稻品種生育動態(tài)和莖蘗利用特征的影響，提高不同類型品種的分蘗成穗率，對其在寒地高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配套栽培有重要的指導(dǎo)作用和意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

氮肥：尿素（含N 46%）；磷肥：磷酸二氫銨（含P2O5 46%）；鉀肥：硫酸鉀（含K2O 50%）。

水稻品種：空育131（多蘗小穗型）和龍粳21（少蘗大穗型）。

1.2 試驗地點

試驗于2011和2012年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所試驗區(qū)內(nèi)進行。

1.3 試驗設(shè)計

3個氮肥水平處理，即N1：比當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮肥水平降低17%的施氮肥水平純氮115 kg/hm2；N2：當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮肥水平純氮138 kg/hm2；N3：比當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮肥水平提高17%的施氮肥水平純氮161 kg/hm2。

氮肥的4個基蘗肥與穗粒肥不同比例處理，即F1：基蘗肥與穗粒肥比為10∶0；F2：基蘗肥與穗粒肥比為8∶2；F3：基蘗肥與穗粒肥比為7∶3；F4：基蘗肥與穗粒肥比為6∶4（表1）。另外每次重復(fù)設(shè)1個無氮肥區(qū)的處理N0作為空白對照。

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，氮肥水平和基蘗肥與穗粒肥施用比例作為主區(qū)，品種作為副區(qū)，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次，共計39個小區(qū)。

所有處理均施用相同數(shù)量的磷酸二氫銨（N0處理施用與磷酸二氫銨含磷量等量的過磷酸鈣）和硫酸鉀，P、K含量按N2計算，N∶P2O5∶K2O=2∶1∶1。磷酸二氫銨做基肥100%一次施用，硫酸鉀做基肥和穗肥各施50%。氮肥（46%尿素）分基肥、分蘗肥（4葉齡）、穗肥（倒4葉齡）、粒肥（倒2葉齡）4次施用，基蘗肥中60%作基肥、40%作蘗肥，穗粒肥中60%穗肥、40%粒肥。

1.4 試驗實施

水稻于4月20日播種，采用大棚旱育苗移栽的種植方式，育壯中苗，葉齡3.1～3.5葉，秧齡30 d。5月20日移栽，插秧規(guī)格行株距為30 cm×13.3 cm。每穴基本苗為4～5苗。采用間歇灌溉和曬田的灌溉方式。其余病蟲害防治及除草措施同生產(chǎn)田。10月1日分小區(qū)收獲測產(chǎn)。

1.5 測定項目與方法

1）結(jié)合葉齡記載生育期：播種期、移栽期、始穗期、齊穗期、成熟期。

2）葉齡調(diào)查：每個處理定1個點，每個點調(diào)查5穴，每隔7 d調(diào)查1次，至劍葉抽出。

3）莖蘗動態(tài)：從分蘗期至抽穗期每7 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)，調(diào)查樣點定位5穴，并記載基本苗、高峰苗和成熟期的有效穗數(shù)。

1.6 參數(shù)計算

群體最高莖數(shù)：將調(diào)查所得的每平方米最高莖數(shù)定義為該群體最高莖數(shù)。

群體最高分蘗數(shù)：將群體每平方米最高莖數(shù)與每平方米基本苗數(shù)的差定義為群體最高分蘗數(shù)。

群體分蘗穗數(shù)：將每平方米收獲穗數(shù)與每平方米基本苗數(shù)的差定義為群體分蘗穗數(shù)。

分蘗穗比例：分蘗穗數(shù)占收獲穗數(shù)之百分比定義為分蘗穗比率。

有效分蘗率：分蘗穗數(shù)占最高分蘗數(shù)之百分比定義為有效分蘗率。

成穗率：收獲穗數(shù)占最高莖數(shù)之百分比定義為成穗率。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2003，dps 7.05和spss 11.5軟件進行數(shù)據(jù)整理及差異性分析，顯著水平為P<0.05。由于2011和2012年結(jié)果較為一致，對2011年數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對兩類品種群體生育動態(tài)特征的影響

2.1.1 群體莖蘗動態(tài)特征變化 不同施氮總量對兩個類型品種的群體莖蘗動態(tài)有一定影響，不施氮處理的群體莖蘗數(shù)在整個生育期內(nèi)始終最低，且增加緩慢。高施氮量處理的群體莖蘗數(shù)最高，始終高于中低氮處理，高峰苗出現(xiàn)在7月6日。161 kg/hm2條件下多蘗小穗型品種空育131群體莖蘗數(shù)達到了600個/m2以上，少蘗大穗型品種龍粳21達到了450個/m2以上（圖1）。

不同氮肥運籌模式對兩個類型品種的群體莖蘗動態(tài)影響不同，基蘗肥與穗粒肥不同施用比例對空育131有明顯影響，對少蘗大穗型品種龍粳21影響不大。多蘗小穗型品種空育131生育期內(nèi)4個處理中以10∶0和8∶2處理群體莖蘗數(shù)較高，6∶4處理較低。龍粳21生育期內(nèi)4個處理群體莖蘗數(shù)相差不多。隨穗肥比例的提高，空育131高峰苗數(shù)有減少的趨勢，而對龍粳21沒有影響（圖2）。

2.1.2 氮肥總量與運籌互作對群體莖蘗動態(tài)的影響

氮肥總量與運籌互作對群體莖蘗動態(tài)有較大的影響，但對兩個類型品種的影響程度不同，對多蘗小穗型品種空育131影響較大，對少蘗大穗型品種龍粳21影響較小。低氮（115 kg/hm2）水平下的氮肥后移降低空育131群體莖蘗數(shù)較多，中氮（138 kg/hm2）水平下的次之，高氮（161 kg/hm2）水平下的最少（圖3）。低氮（115 kg/hm2）水平下的氮肥后移降低群體莖蘗數(shù)的效應(yīng)明顯高于高氮（161 kg/hm2）水平下的效應(yīng)。

2.2 對兩類品種群體莖蘗利用情況的影響

2.2.1 群體最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)和分蘗穗數(shù)比較

隨著施氮總量的增加，兩品種的群體最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)和分蘗穗數(shù)有逐漸增加趨勢，以高氮處理數(shù)值最高。多蘗小穗型品種空育131中低氮水平間差異不明顯，少蘗大穗型品種龍粳21中氮處理略高于低氮處理（圖4、圖5）。

不同氮肥運籌模式對兩品種的群體最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)和分蘗穗數(shù)有一定影響，但規(guī)律不太明顯。多蘗小穗型品種空育131以基蘗肥與穗粒肥施用比例8∶2處理群體最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)和分蘗穗數(shù)較大，少蘗大穗型品種龍粳21各處理間差異不大（圖6、圖7）。

2.2.2 群體分蘗穗比例、有效分蘗率和成穗率比較 不同施氮總量對兩個類型品種的分蘗穗比例有一定的影響，且規(guī)律較明顯，隨施氮總量的增加，兩品種的分蘗穗比例逐漸增加，有效分蘗率和成穗率逐漸降低。兩品種的有效分蘗率和成穗率均以不施氮肥最高，其他3個肥量處理差異不明顯（圖8、圖9）。

從圖10、圖11可以看出，不同氮肥運籌模式對兩品種的群體分蘗穗比例、有效分蘗率和成穗率影響規(guī)律不明顯。多蘗小穗型品種空育131以基蘗肥與穗粒肥施用比例8∶2處理有效分蘗率和成穗率較高，少蘗大穗型品種龍粳21以基蘗肥與穗粒肥施用比例7∶3處理有效分蘗率和成穗率較高。

3 小結(jié)與討論

寒地水稻生產(chǎn)中，由于春季氣溫較低，栽培管理上一直注重前期分蘗早生快發(fā)，在有效分蘗臨界葉齡期達到適宜穗數(shù)，所以90%以上氮肥作為基蘗肥施入，以便促進水稻快速分蘗。WU等[7]認為，水稻分蘗在干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成中有重要作用，分蘗能力強的品種單位面積干物質(zhì)生產(chǎn)多，產(chǎn)量高。空育131是個分蘗能力很強的品種，在獲得高產(chǎn)處理（9 617.5 kg/hm2）中收獲穗數(shù)達到564.6個/m2，而龍粳21是個分蘗能力較弱的品種，在獲得高產(chǎn)處理 （9 893.4 kg/hm2）收獲穗數(shù)只達到450.3個/m2，可見多蘗型品種收獲穗數(shù)對高產(chǎn)的貢獻遠大于其他產(chǎn)量要素。本研究中，隨著施氮水平的提高，群體莖蘗數(shù)增加，高峰苗數(shù)明顯增多，多蘗小穗型品種空育131增加幅度要比少蘗大穗型品種龍粳21大。如果基蘗肥施入比例增加，會使群體莖蘗數(shù)增多；若穗粒肥施入比例提高，則可以減少高峰苗數(shù)。在低氮（115 kg/hm2）水平下氮肥后移降低群體莖蘗數(shù)的效應(yīng)明顯高于高氮（161 kg/hm2）水平下的效應(yīng)。所以在低氮水平下，如果增加穗粒肥施入比例，將明顯降低多蘗小穗型品種空育131群體莖蘗數(shù)，導(dǎo)致群體收獲穗不足。在中高氮水平下，適當(dāng)增加穗粒肥施入比例將有利于提高少蘗大穗型品種群體有效分蘗率和成穗率。莖蘗成穗率是衡量水稻群體質(zhì)量的重要指標[8]，一些學(xué)者也證實了適當(dāng)減少基蘗肥用量，增加穗肥比例，可以減少無效分蘗的發(fā)生，提高分蘗成穗率，改善群體質(zhì)量，提高單莖的莖鞘重，延緩抽穗后葉片的衰老，增加抽穗后干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量[9，10]。

水稻分蘗成穗率與群體質(zhì)量各指標均存在密切相關(guān)，是診斷水稻群體質(zhì)量好壞的綜合指標，實現(xiàn)高產(chǎn)群體質(zhì)量栽培必須以提高分蘗成穗率為重點。在保證獲得適宜穗數(shù)的前提下，提高群體成穗率是提高群體質(zhì)量、實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的核心問題，當(dāng)成穗率達到80%以上，在此基礎(chǔ)上群體的各項指標均可以全面優(yōu)化實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[11]。De Datta[12]通過研究認為，水稻生育前期施用氮肥主要是對分蘗數(shù)有影響，后期施用氮肥主要是對每穗粒數(shù)和結(jié)實率有影響。已有研究證實，寒地水稻產(chǎn)量構(gòu)成四個因素中對產(chǎn)量的影響大小順序為穗數(shù)>穗粒數(shù)>結(jié)實率>千粒重，穗數(shù)是產(chǎn)量構(gòu)成因素中決定產(chǎn)量高低的最重要因子。對多蘗小穗型品種在施氮量一定條件下使基蘗肥數(shù)量充足，前期抓住足夠的分蘗穗數(shù)；而對少蘗大穗型品種適當(dāng)增加施氮量和穗粒肥比例，后期獲得較多粒數(shù)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

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