生化抑制劑組合與施肥模式對(duì)黃泥田水稻群體質(zhì)量的影響

周旋 金蓉 吳良?xì)g 戴鋒

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生化抑制劑組合與施肥模式對(duì)黃泥田水稻群體質(zhì)量的影響

周旋1,2,3金蓉4吳良?xì)g1,2,*戴鋒5

(1浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院/教育部環(huán)境修復(fù)與生態(tài)健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 杭州 310058；2浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院/浙江省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 杭州 310058；3湖南省土壤肥料研究所, 長沙 410125；4浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站, 杭州 310058；5浙江奧復(fù)托化工有限公司, 浙江 上虞 312300；)

【目的】添加生化抑制劑是提高水稻肥料利用率的有效途徑之一。本研究旨在結(jié)合不同施肥模式揭示其節(jié)肥增效的群體優(yōu)勢，尋找適合黃泥田地區(qū)水稻高產(chǎn)高效的施用方式。【方法】采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，研究生化抑制劑組合與施肥模式(一次性和分次施肥)互作對(duì)黃泥田水稻群體質(zhì)量的影響。【結(jié)果】尿素分次施用處理水稻有效莖蘗數(shù)、有效葉面積指數(shù)(LAI)、抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量、抽穗期SPAD值和籽粒產(chǎn)量較一次性施用處理分別顯著提高0.8%、24.0%、9.3%、1.5%和14.2%。不同施肥模式下，配施生化抑制劑組合-丁基硫代磷酰三胺/-丙基硫代磷酰三胺+2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(NBPT/NPPT+CP)顯著提高水稻有效莖蘗數(shù)及莖蘗成穗率，增加抽穗后干物質(zhì)積累量，增大有效LAI，增加抽穗期SPAD值，提高水稻粒葉比，改善源庫關(guān)系。相關(guān)性分析表明，抽穗至成熟期干物質(zhì)累積與水稻籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。新型脲酶抑制劑-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)單獨(dú)施用及與2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)配施的水稻群體質(zhì)量與-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)相似。【結(jié)論】通過施肥技術(shù)和抑制劑配施的集成與優(yōu)化，可以改善黃泥田水稻群體質(zhì)量，提高光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，獲得更高產(chǎn)量。

脲酶抑制劑；硝化抑制劑；-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)；-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)；2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)；黃泥田；群體質(zhì)量

氮(N)素是植物生長所必需的大量營養(yǎng)元素之一。我國是最大的化肥生產(chǎn)國和消費(fèi)國，約占世界化肥消費(fèi)總量的34%[1]。氮肥施用不合理，不僅降低N肥利用效率[2-4]，劣化稻米品質(zhì)[5]，由此造成的農(nóng)業(yè)面源污染也備受關(guān)注[6,7]。目前，減少化肥氮損失、提高氮素利用率的主要措施包括科學(xué)減施氮肥、改進(jìn)氮肥施用技術(shù)、應(yīng)用長效緩控釋肥料、優(yōu)化水肥管理與添加生化抑制劑等[8-11]。

脲酶抑制劑通過抑制土壤脲酶活性，延緩尿素水解，但受土壤性質(zhì)和環(huán)境影響較大[12,13]。徐星凱等[14]研究發(fā)現(xiàn)，尿素配施適量氫醌(HQ)，能促進(jìn)水稻(L.)生長發(fā)育、干物質(zhì)積累，并提高稻谷產(chǎn)量，還能提高稻田土壤供氮能力和植株含氮量。-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)可以延長施肥點(diǎn)的尿素?cái)U(kuò)散，降低土壤溶液中NH4+和NH3的濃度，抑制NH3的揮發(fā)損失，從而使釋放出來的營養(yǎng)成分被作物吸收[15]。硝化抑制劑雙氰胺(DCD)對(duì)減少稻田土壤溫室氣體(CH4和N2O)的排放效果顯著[16,17]，且低劑量DCD能增加根系體積，改善根系吸收能力，增強(qiáng)根系活力，并提高水稻植株下部葉片的光合性能，增加產(chǎn)量[18]。

我國水稻種植面積與產(chǎn)量分別約占糧食作物總量的27%和38%[19]，主要分布在我國華南與長江中下游稻區(qū)。黃泥田是廣泛分布于南方省份的一種典型滲育型水稻土[20]，通常水分供應(yīng)不足，磷、鉀養(yǎng)分缺乏，屬于中低產(chǎn)水稻田[21]。張宣等[22]研究認(rèn)為，黃泥田地區(qū)漏肥現(xiàn)象較為嚴(yán)重，需實(shí)行分期施肥。傳統(tǒng)施肥方式采用“重施基肥、早施攻蘗肥”，依靠增加穗數(shù)來提高產(chǎn)量，有悖于以大穗形成較多穎花量來實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的栽培發(fā)展趨勢，不利于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的形成[23,24]。同時(shí)，適當(dāng)?shù)幕?、蘗氮肥是構(gòu)建超級(jí)稻最大庫容量的基礎(chǔ)，通過合理調(diào)控植株體內(nèi)的氮使其維持營養(yǎng)生長階段達(dá)到群體的最大光合水平，逐漸將光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲笞蚜．a(chǎn)量[25]。

目前，在黃泥田上關(guān)于生化抑制劑組合配施的應(yīng)用較少[26]，而結(jié)合施肥模式的研究更是鮮有報(bào)道。浙江奧復(fù)托化工公司經(jīng)多次篩選發(fā)現(xiàn)一款有良好應(yīng)用前景的脲酶抑制劑——-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)，具有一定的抑制作用[27]。因此，我們開展脲酶抑制劑(NBPT/NPPT)和硝化抑制劑(CP)配施結(jié)合不同施肥模式對(duì)黃泥田單季稻群體質(zhì)量影響的研究，旨在揭示黃泥田中合理的尿素與抑制劑配施的組合，尋找適合該地區(qū)水稻高產(chǎn)高效施用方式，為黃泥田生化抑制劑直接配施農(nóng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年5—10月在浙江省金華市婺城區(qū)瑯琊鎮(zhèn)金朱村(29°01'19"N，119°27'96"E)進(jìn)行。該區(qū)地處金衢盆地東緣，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，海拔86 m，年均降雨量1424 mm，年均氣溫17.5 ℃。供試土壤為黃泥田水稻土，前茬為冬閑田。耕層土壤基本理化性質(zhì)為pH(H2O)值5.31(土∶水=1∶1)，有機(jī)質(zhì)25.60 g/kg，全氮1.87 g/kg，堿解氮118.40 mg/kg，有效磷7.21 mg/kg，速效鉀93.00 mg/kg。

1.2 供試材料

供試水稻品種為雜交秈稻兩優(yōu)培九。氮肥為尿素(含N 46%)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，由金華市婺城區(qū)瑯新糧食專業(yè)合作社提供。脲酶抑制劑-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)和硝化抑制劑2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)24%乳油劑型為分析純，由浙江奧復(fù)托化工有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用生化抑制劑組合×施氮模式兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置2種施氮模式(一次性和分次施肥)和6種生化抑制劑組合及不施氮處理(CK)，共13個(gè)處理(表1)。氮肥與抑制劑配施前將二者混合均勻。磷（P2O5）、鉀(K2O)用量分別為90 kg/hm2和120 kg/hm2。磷肥和鉀肥全部用作基肥于移栽前一次性施入。栽插密度為19.8 cm×19.8 cm，25萬穴/hm2，每穴2苗。單季稻于2015年5月28日播種，6月21日移栽，10月14日收獲。小區(qū)面積30 m2(5 m×6 m)，重復(fù)3次。每小區(qū)之間筑埂并用塑料薄膜包裹，區(qū)組間設(shè)排灌溝，單灌單排。田間其他管理按常規(guī)進(jìn)行。

水稻生長期(6－10月)氣象溫度數(shù)據(jù)由浙江省金華市氣象站提供(圖1)，最高氣溫、最低氣溫及平均氣溫分別為29.9℃、22.6℃、26.2℃。

表1 氮肥施用方式

分次施肥(基肥、分蘗肥、穗肥)時(shí)間分別為6月21日、7月8日、8月10日。U－尿素；NBPT－-丁基硫代磷酰三胺；NPPT－-丙基硫代磷酰三胺；CP－2-氯-6-(三氯甲基)吡啶。下同。

The time of split fertilization (basal, for tillering and topdressing for panicle initiation) are 21 June, 8 July, and 10 August, respectively. U, Urea; NBPT,-(-butyl) thiophosphoric triamide; NPPT,-(-propyl) thiophosphoric triamide; CP, 2-chloro-6-(trichloromethyl)pyridine. The same as below.

圖1 水稻生育期間氣溫

Fig. 1. Temperature during rice growth stage.

1.4 測定項(xiàng)目及方法

水稻成熟后，按小區(qū)收獲脫粒風(fēng)干后測實(shí)產(chǎn)。

干物質(zhì)量和葉面積指數(shù)(LAI)分別于各主要生育期每小區(qū)取5穴，采用長寬系數(shù)法測定劍葉、倒2、倒3葉和下部葉片綠葉面積，之后分植株部位烘干稱量。

抽穗期有效葉面積指數(shù)、高效葉面積指數(shù)分別為有效分蘗的葉面積指數(shù)、上3葉的葉面積指數(shù)。有效葉面積率和高效葉面積率分別為有效葉面積和高效葉面積占總?cè)~面積的比例。

穎花數(shù)/葉面積(cm2)、實(shí)粒數(shù)/葉面積(cm2)、粒重(mg)/葉面積(cm2)：各指標(biāo)中穎花數(shù)、實(shí)粒數(shù)、粒重分別指總穎花數(shù)、總實(shí)粒數(shù)、總粒重，葉面積指最大葉面積期的葉面積[28]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 17.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻株高

由圖2可知，不同施肥模式下，各主要生育期施氮處理水稻株高均顯著高于對(duì)照處理。生化抑制劑組合和施肥模式對(duì)水稻株高的交互效應(yīng)不顯著(>0.05)。抽穗期U3處理水稻株高較U處理提高1.7%。尿素一次性施用中，各抑制劑處理較U處理增加0.2%~10.5%。尿素分次施用中，各抑制劑處理較U3處理增加2.7%~7.8%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供氮能力持續(xù)時(shí)間長，能提高水稻株高。

2.2 水稻莖蘗成穗率

由表2可知，施肥模式對(duì)水稻有效莖蘗數(shù)效應(yīng)顯著(＜0.05)，生化抑制劑組合對(duì)水稻最高莖蘗數(shù)和成穗率效應(yīng)極顯著(＜0.001)，兩者交互效應(yīng)不顯著(>0.05)。

MT－分蘗盛期；PI－孕穗期；HS－抽穗期；MS－成熟期。下同。

Fig. 2. Plant height of rice under different treatments.

不同施肥模式下，施氮處理有效莖蘗數(shù)均顯著高于對(duì)照處理。U3處理水稻有效莖蘗數(shù)較U處理提高0.8%。表明分次施肥有利于滿足水稻的養(yǎng)分需求，可以增加有效莖蘗數(shù)。尿素一次性施用中，U+NBPT、U+NPPT、U+CP、U+NBPT+CP和U+NPPT+CP處理與U處理相比，有效莖蘗數(shù)分別提高6.9%、2.7%、3.8%、4.3%和4.6%。尿素分次施用中，U3+NBPT、U3+NPPT、U3+CP、U3+NBPT+CP和U3+NPPT+CP處理與U3處理相比，有效莖蘗數(shù)分別提高6.1%、9.1%、9.1%、12.1%和8.7%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供氮能力持續(xù)時(shí)間長，能提高水稻有效莖蘗數(shù)。

U3處理水稻成穗率較U處理提高1.0%。尿素一次性施用中，各抑制劑處理較U處理增加23.0%~27.6%。尿素分次施用中，各抑制劑處理較U3處理增幅為22.3%~34.1%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供N能力持續(xù)時(shí)間長，能提高水稻成穗率；未添加抑制劑處理無效分蘗較多，養(yǎng)分消耗過大。

表2 不同處理下水稻的莖蘗成穗率

F－施肥模式；I－抑制劑組合；F×I－施肥模式×抑制劑組合。表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（=3）。同列中標(biāo)以不同字母的值在0.05水平上差異顯著（LSD檢驗(yàn)）; *、**和***分別表示在0.05、0.01和0.001水平上差異顯著。下同。

F, Fertilization model; I, Inhibitor combination; F×I, Fertilization model × Inhibitor combination. Data in the table are Mean±(=3). Values followed by a different letter are significantly different at< 0.05 (LSD). ns denotes insignificant difference; *, ** and *** are significantly different at the 0.05, 0.01 and 0.001 probability levels, respectively. The same as below.

表3 不同處理下水稻的干物質(zhì)生產(chǎn)特性

2.3 水稻抽穗期和成熟期干物質(zhì)積累及其與籽粒產(chǎn)量的關(guān)系

由表3可知，施肥模式對(duì)水稻抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量、成熟期干質(zhì)量和收獲指數(shù)效應(yīng)顯著或極顯著(＜0.05或0.001)，生化抑制劑組合對(duì)水稻抽穗期干質(zhì)量和收獲指數(shù)效應(yīng)不顯著(>0.05)，兩者交互效應(yīng)對(duì)水稻抽穗至成熟期干物質(zhì)積累影響顯著(＜0.05)。

U3處理水稻抽穗至成熟期干物質(zhì)累積較U處理提高9.3%。說明分次施肥有利于滿足水稻的養(yǎng)分需求，可以增加水稻抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量。尿素一次性施用中，各抑制劑處理抽穗至成熟期干物質(zhì)累積較CK處理增加202.5%~350.4%。與U處理相比，U+NBPT、U+NPPT、U+CP、U+NBPT+CP和U+NPPT+CP處理分別顯著提高16.3%、36.7%、48.9%、41.5%和38.2%；與U3處理相比，分別提高6.4%、25.0%、36.2%、29.4%和26.4%。說明尿素添加抑制劑一次性施用可以持續(xù)供給水稻養(yǎng)分，較尿素分次施用增加生育后期干物質(zhì)積累。尿素分次施用中，各抑制劑處理抽穗至成熟期干物質(zhì)累積較CK處理增加230.7%~386.5%。與U3處理相比，U3+NBPT、U3+NPPT、U3+CP、U3+NBPT+CP和U3+NPPT+CP處理分別顯著提高24.5%、22.7%、36.7%、36.5%和47.1%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供氮能力持續(xù)時(shí)間長，能顯著提高水稻抽穗后干物質(zhì)積累量，為高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

水稻產(chǎn)量除取決于抽穗至成熟的光合生產(chǎn)能力，也取決于前期營養(yǎng)器官的貯藏物質(zhì)和花后向籽粒的高效運(yùn)轉(zhuǎn)[29]。相關(guān)性分析表明，不同施肥模式下水稻抽穗期干物質(zhì)量(=0.380)、成熟期干物質(zhì)量(=0.917**)及抽穗至成熟期干物質(zhì)積累(=0.941**)均與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(圖3)。

2.4 水稻葉面積指數(shù)

由圖4可知，不同施肥模式下，各主要生育期施氮處理水稻葉面積指數(shù)(LAI)均顯著高于CK處理。U和U3處理生育前期LAI均顯著高于抑制劑處理，并分別于抽穗前期和后期開始下降，逐漸開始低于抑制劑處理。

由表4可知，施肥模式對(duì)水稻抽穗期總LAI、有效LAI和高效LAI效應(yīng)極顯著(＜0.001)，生化抑制劑組合及兩者交互效應(yīng)對(duì)水稻總LAI和高效LAI效應(yīng)顯著或極顯著(＜0.01~0.001)。

不同施肥模式下，施氮處理有效LAI均顯著高于CK處理。U3處理水稻有效LAI較U處理顯著提高24.0%。說明分次施肥有利于滿足水稻的養(yǎng)分需求，可以顯著增加水稻有效LAI。尿素一次性施用中，各抑制劑處理抽穗期有效LAI較CK處理增加72.1%~96.3%；與U處理相比，U+NBPT、U+NPPT、U+CP、U+NBPT+CP和U+NPPT+CP處理抽穗期有效LAI分別提高9.5%、14.1%、7.2%、5.3%和4.5%。尿素分次施用中，各抑制劑處理抽穗期有效LAI較CK處理增加113.5%~125.8%；與U3處理相比，U3+NBPT、U3+NPPT、U3+CP、U3+NBPT+CP和U3+NPPT+CP處理抽穗期有效LAI分別提高4.7%、2.0%、3.4%、5.7%和5.8%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供氮能力持續(xù)時(shí)間長，能提高水稻抽穗后有效LAI，為增加生育后期光合產(chǎn)物的積累打下基礎(chǔ)。

2.5 水稻粒葉比

由表5可知，施肥模式對(duì)水稻穎花數(shù)/葉、實(shí)粒數(shù)/葉和粒重/葉效應(yīng)極顯著(＜0.001)，生化抑制劑組合對(duì)水稻實(shí)粒數(shù)/葉和粒重/葉效應(yīng)顯著或極顯著(＜0.05~0.01)，兩者交互效應(yīng)不顯著(>0.05)。

圖3 不同處理下水稻籽粒產(chǎn)量與抽穗期干質(zhì)量(A)、成熟期干質(zhì)量(B)和抽穗至成熟期干物質(zhì)積累(C)的相關(guān)性分析

Fig. 3. Correlation between grain yield and biomass at heading (A), at maturity (B), and from heading to maturity (C).

不同施肥模式下，施N處理水稻粒重/葉均顯著低于CK處理。U3處理水稻粒重/葉較U處理降低8.0%。說明一次性施肥會(huì)提高葉源數(shù)量，同時(shí)施肥量較大無效分蘗較多，有效葉面積較小，通風(fēng)透光性差，造成葉面積衰減較快，水稻結(jié)實(shí)率低，不利于產(chǎn)量的提高。尿素一次性施用中，U+NBPT、U+NPPT、U+CP、U+NBPT+CP和U+NPPT+CP處理與U處理相比，粒重/葉分別提高12.1%、7.2%、12.0%、17.9%和20.3%。尿素分次施用中，U3+NBPT、U3+NPPT、U3+CP、U3+NBPT+CP和U3+NPPT+CP處理與U3處理相比，粒重/葉面積分別提高5.8%、11.3%、9.1%、5.9%和9.5%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供氮能力持續(xù)時(shí)間長，能提高水稻粒重/葉面積。雖然庫的增加不及葉量的變化，但葉源質(zhì)量的提高，能促進(jìn)光合產(chǎn)物對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)。

2.6 水稻SPAD值

由圖5可知，不同施肥模式下，各主要生育期施氮處理水稻SPAD值均顯著高于CK處理，抽穗后SPAD值隨著生育進(jìn)程逐漸下降。葉片在灌漿后期保持高效的光合功能，切合籽粒灌漿需求是實(shí)現(xiàn)水稻超高產(chǎn)的關(guān)鍵[30]。生化抑制劑組合和施肥模式對(duì)水稻SPAD值的交互效應(yīng)不顯著(>0.05)。尿素分次施用處理SPAD值較一次性施用處理提高1.5%。尿素一次性施用中，U+NBPT、U+NPPT、U+CP、U+NBPT+CP和U+NPPT+CP處理與U處理相比，SPAD值分別提高2.0%、5.1%、8.6%、3.4%和1.2%。尿素分次施用中，U3+NBPT、U3+NPPT、U3+CP、U3+NBPT+CP和U3+NPPT+CP處理與U3處理相比，SPAD值分別提高12.9%、8.9%、9.8%、7.4%和9.8%。說明施用尿素添加抑制劑土壤供N能力持續(xù)時(shí)間長，能提高水稻SPAD值。

圖4 不同處理下水稻的葉面積指數(shù)(LAI)

Fig. 4. Leaf area index (LAI) of rice under different treatments.

2.7 水稻籽粒產(chǎn)量

由圖6可知，生化抑制劑組合和施肥模式分別對(duì)水稻籽粒產(chǎn)量效應(yīng)極顯著(＜0.001)，其交互效應(yīng)不顯著(>0.05)。不同施肥模式下，施氮處理籽粒產(chǎn)量均顯著高于CK處理。U3處理水稻籽粒產(chǎn)量較U處理顯著提高14.2%。尿素一次性施用中，各抑制劑處理較U處理籽粒產(chǎn)量顯著提高20.1%~25.8%。尿素分次施用中，各抑制劑處理較U3處理籽粒產(chǎn)量顯著提高10.8%~15.8%。表明尿素添加生化抑制劑土壤供N能力持續(xù)時(shí)間長，能顯著提高水稻籽粒產(chǎn)量。

表4 不同處理下抽穗期水稻的總?cè)~面積指數(shù)(LAI)、有效LAI和高效LAI

表5 不同處理下水稻的粒葉比

圖5 不同處理下水稻的SPAD值

Fig. 5. SPAD value of rice under different treatments.

柱上不同小寫字母代表處理間在5%水平差異顯著（LSD）。圖中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（n=3）。

Fig. 6. Grain yield of rice in yellow clay field under different treatments.

3 討論

3.1 施肥模式對(duì)水稻群體質(zhì)量的影響

吳文革等[23]研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)稻和雜交稻均以基∶蘗∶穗= 50∶25∶25模式產(chǎn)量最高。薛利紅等[31]研究發(fā)現(xiàn)，相同落谷量、總氮量和穗肥氮量下，基肥增加降低水稻出苗率和前期分蘗速度，最高分蘗數(shù)和有效穗數(shù)在氮肥用量不足或過高時(shí)表現(xiàn)為隨基肥增加而降低，適宜施氮量下則表現(xiàn)為先升后降；基肥增加會(huì)降低水稻生育后期功能葉的葉片含氮量和LAI。張慧等[32]研究發(fā)現(xiàn)，前氮后移處理分蘗成穗率、抽穗期粒葉比和抽穗后干物質(zhì)積累總量較農(nóng)民常規(guī)施肥處理分別提高5.6%、5.9%和21.1%(105 kg/hm2)，5.2%、13.1%和26.9%(135 kg/hm2)。本研究結(jié)果表明，U3處理水稻有效莖蘗數(shù)、有效LAI、抽穗至成熟期干物質(zhì)累積和抽穗期SPAD值較U處理分別顯著提高0.8%、24.0%、9.3%和1.5%。N素前期供應(yīng)過多，基蘗肥占比例大，植株容易奢侈吸收，產(chǎn)生大量無效分蘗，拔節(jié)前群體增加，群體過大，無效生長增加，有效莖蘗個(gè)體弱小，穎花數(shù)不足，庫容縮小，從而導(dǎo)致減產(chǎn)[30]。因此，尿素分次施用可以有效減少無效分蘗的發(fā)生，提高水稻莖蘗成穗率，改善群體質(zhì)量，延緩抽穗后葉片的大小和衰老，增加抽穗后干物質(zhì)積累，從而提高產(chǎn)量。

3.2 抑制劑對(duì)水稻群體質(zhì)量的影響

水稻是典型的喜NH4+作物，硝化抑制劑與氮肥配合施用可以抑制硝化細(xì)菌的活性，使施入土壤中的N較長時(shí)間以NH4+-N的形態(tài)存在，供作物吸收利用[11,33-34]。Ghosh等[35]研究發(fā)現(xiàn)，施入DCD可提高水稻產(chǎn)量，與硫酸銨混施顯著提高水稻生物量，但對(duì)分蘗數(shù)影響不大。脲酶抑制劑有一定的時(shí)效性，如NBPT施入土壤后2周左右可降解為N、P、S等元素[36]。張文學(xué)等[37]研究發(fā)現(xiàn)，尿素配施NBPT可以增加土壤有效氮的積累量，提高作物N素回收率，主要是在水稻孕穗期之前起作用[15]。本研究表明，一次性施肥結(jié)合抑制劑較U處理水稻有效莖蘗數(shù)顯著提高2.7%~6.9%，有效LAI顯著提高4.5%~14.1%，抽穗至成熟期干物質(zhì)累積顯著提高16.3%~48.9%，抽穗期SPAD值提高1.2%~8.6%；分次施肥結(jié)合抑制劑較U3處理水稻有效莖蘗數(shù)顯著提高6.1%~12.1%，有效LAI顯著提高2.0%~5.8%，抽穗至成熟期干物質(zhì)累積顯著提高22.7%~47.1%，抽穗期SPAD值提高7.4%~12.9%。分次施肥較一次性施肥添加抑制劑組合的群體優(yōu)勢構(gòu)建提升效果更好。

庫容量大和生物產(chǎn)量高是超級(jí)雜交稻高產(chǎn)的決定因素[38,39]，理想的超級(jí)雜交稻高產(chǎn)栽培技術(shù)是在碳水化合物的運(yùn)輸與分配上形成“源”至“庫”的暢流[25]。馮躍華等[40]研究發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量(0~315 kg/hm2)的增加，總穎花數(shù)、總庫容量逐漸增大，而飽粒千粒重、穎花數(shù)/葉、實(shí)粒數(shù)/葉、粒重/葉逐漸降低。由于超級(jí)稻庫容量大，抽穗后莖鞘和葉片貯藏物質(zhì)迅速輸出以滿足庫容需要，常常導(dǎo)致后期葉片衰老加快、結(jié)實(shí)率低，后期庫大源不足往往是影響產(chǎn)量潛力發(fā)揮的主要障礙[30]。要保證超級(jí)稻中、后期具有較高的物質(zhì)生產(chǎn)能力完成庫容積累，其葉片中后期在有足量葉面積的基礎(chǔ)上，必須延緩衰老，保持旺盛的光合生產(chǎn)能力[41,42]。本研究結(jié)果表明，適宜的抑制劑組合結(jié)合合理的運(yùn)籌模式在黃泥田地區(qū)，可以在穩(wěn)定單位面積適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高SPAD值，增加抽穗至成熟期的光合產(chǎn)物，防止“一頭轟”式施肥引發(fā)的后期脫肥早衰，提高抽穗后的有效LAI，有利于促進(jìn)干物質(zhì)積累，從而提高產(chǎn)量。

4 結(jié)論

適宜的抑制劑組合結(jié)合合理的運(yùn)籌模式，可以有效改善黃泥田水稻的群體結(jié)構(gòu)，在獲得適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上，降低高峰苗，提高有效莖蘗數(shù)及成穗率；有利于培育健壯個(gè)體，構(gòu)建豐產(chǎn)群體。同時(shí)減緩后期葉面積和SPAD的下降，促進(jìn)中、后期物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與積累，提高群體光合效率，增加總生物量而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

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Effects of Combined Biochemical Inhibitors and Fertilization Models on Rice Population Quality in Yellow Clayey Field

ZHOU Xuan1,2,3, JIN Rong4, WU Lianghuan1,2,*, DAI Feng5

(Key Laboratory of Environmental Remediation and Ecosystem Health,,,,,;,,,,; Soil and Fertilizer Institute of Hunan Province,,;Agricultural Experiment Station,,,;Zhejiang Aofutuo Chemical Limited Company,,,)

【Objective】Application of biochemical inhibitors is one of the effective ways to improve fertilizer use efficiency of rice. The objective of this study is to reveal rice population heterosis as affected by combined inhibitors and fertilization models, and find a suitable high-yield and efficient application method for rice growing region in yellow clayey soil. 【Method】The experiment was conducted to study the interaction effect of biochemical inhibitor combinations and fertilization models (one-off and three-time fertilization) on population quality of rice in yellow clayey field using two factor randomized block design. 【Result】Three-split urea fertilization significantly increased number of productive tillers, effective leaf area index(LAI), dry matter accumulation from heading to maturity, SPAD value at heading stage and grain yield of rice by 0.8%, 24.0%, 9.3%, 1.5% and 14.2% compared with those of one-off fertilization treatment, respectively. On the other hand, addition of biochemical inhibitor (NBPT/NPPT+CP) significantly increased number of productive tillers, panicle setting rate, dry matter accumulation after heading, efficient LAI, and SPAD value at heading stage of rice, and also improved the grain to leaf ratio, enhanced the source-sink relationship among different fertilization models. Correlation analysis showed that dry matter accumulation from heading to maturity was significantly positively related with rice grain yield. Application of new urease inhibitor NPPT alone or combined with CP had the same effect on population quality in paddy field with NBPT. 【Conclusion】The integration and optimization of fertilization technique and combined inhibitors application can improve population quality of rice, photosynthetic product transformation and grain yield in yellow clay field.

urease inhibitor; nitrification inhibitor;-(-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT);-(-propyl) thiophosphoric triamide(NPPT); 2-chloro-6-(trichloromethyl)pyridine (CP); yellow clay field; population quality.

Corresponding author,:

S143.1；S511.01

A

1001-7216(2018)02-0169-12

2017-04-01；

2017-06-06。

苕溪流域農(nóng)村污染治理技術(shù)集成與規(guī)?；こ淌痉叮?014ZX07101-012）；國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目（2015CB150502）；浙江省“三農(nóng)六方”科研協(xié)作計(jì)劃資助項(xiàng)目；浙江大學(xué)—浙江奧復(fù)托化工有限公司合作項(xiàng)目。

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10.16819/j.1001-7216.2018.7041