不同株距下氮肥減量配施運籌對機插雜交稻的產(chǎn)量及光合特性的影響

王海月 張橋 武云霞 嚴奉君 郭長春 孫永健,* 徐徽 楊志遠 馬均,*

不同株距下氮肥減量配施運籌對機插雜交稻的產(chǎn)量及光合特性的影響

王海月1, 2張橋1武云霞1嚴奉君1郭長春1孫永健1,*徐徽1楊志遠1馬均1,*

(1四川農(nóng)業(yè)大學 水稻研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川 溫江 611130；2四川省瀘州市瀘縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 瀘縣 646100；E-mail: yongjians1980@163.com；majunp2002@163.com)

【】研究不同機插株距下緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施在水稻關鍵生育時期的運籌方式，為水稻機插秧配套技術的應用提供理論和實踐依據(jù)。以中遲熟雜交秈稻川谷優(yōu)7329為試驗材料，采用兩因素裂區(qū)設計，在機插行距均為30 cm下，設株距16 cm、18 cm、20 cm；并設4種緩釋氮肥與常規(guī)氮肥運籌模式：1)基肥為96 kg/hm2緩釋氮肥和24 kg/hm2常規(guī)氮肥，不施追肥；2)基肥施96 kg/hm2緩釋氮肥，追肥施24 kg/hm2常規(guī)氮肥；3)基肥施96 kg/hm2緩釋氮肥和54 kg/hm2常規(guī)氮肥，不施追肥；4)基肥為96 kg/hm2緩釋氮肥和24 kg/hm2常規(guī)氮肥，追肥為30 kg/hm2常規(guī)氮肥；以不施氮肥為對照。緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌和株距對機插雜交秈稻葉面積指數(shù)(LAI)、拔節(jié)-齊穗期光合勢及產(chǎn)量的影響均達顯著或極顯著水平，且緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌的效應明顯高于機插株距。3種株距下，隨緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施量及常規(guī)氮肥后移量的增加，機插雜交秈稻的LAI、拔節(jié)-齊穗期光合勢、干物質(zhì)積累量、凈光合速率及產(chǎn)量均呈增加的趨勢。株距為16 cm時，群體莖蘗數(shù)顯著增大，形成的有效穗多，對養(yǎng)分的競爭性增強，光合特性減弱，未能形成大穗，雖然結實率高但每穗粒數(shù)較少，產(chǎn)量較低；株距為20 cm，由于密度降低，群體莖蘗數(shù)顯著減少，形成的有效穗少，后期對養(yǎng)分的吸收充足，光合特性增強，形成了足夠的大穗，每穗實粒數(shù)顯著增加，但結實率和千粒重較小，因此未能高產(chǎn)；而株距為18 cm時，在足夠群體莖蘗數(shù)的基礎上形成的有效穗較多，后期能有效吸收養(yǎng)分，光合特性增強，結實率和千粒重顯著增大。相關分析表明，緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌和株距下，尤以齊穗-成熟期群體生長率、拔節(jié)-齊穗期光合勢和齊穗期有效葉面積指數(shù)與產(chǎn)量相關性較高。株距為18 cm，96 kg/hm2緩釋氮肥和24 kg/hm2常規(guī)氮肥作為基肥施用，30 kg/hm2常規(guī)氮肥作為追肥在倒4葉期施用，能充分發(fā)揮本區(qū)域機插雜交秈稻的高產(chǎn)優(yōu)勢，提高光合物質(zhì)生產(chǎn)，產(chǎn)量最高可達11 681.56 kg/hm2。

機插稻；株距；產(chǎn)量；氮肥配施運籌；光合物質(zhì)生產(chǎn)

氮肥和栽插密度是影響水稻增產(chǎn)的重要因素[1-4]。采用高密度栽培措施是當前進一步提高水稻產(chǎn)量的主要途徑。然而，在水稻生產(chǎn)過程中，種植密度過大容易造成群體內(nèi)部資源分配不合理，增加病蟲害和倒伏風險[5]，導致增密不增產(chǎn)甚至減產(chǎn)等嚴重后果。氮肥是水稻生產(chǎn)中的重要生產(chǎn)資料，為了獲得高產(chǎn)，過量濫施氮肥不僅導致氮肥利用率降低，還會加重環(huán)境污染和資源浪費[6]。因此，制定合理的栽培措施，對實現(xiàn)水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效至關重要。前人研究認為[7-10]，緩釋氮肥作為一種新型肥料在水稻增產(chǎn)效應、減少環(huán)境污染及提高氮肥利用率等方面具有重要作用，而緩釋氮肥生產(chǎn)成本高、經(jīng)濟投入大，因此，緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施在水稻生產(chǎn)上的應用成為當前的研究熱點。大量研究表明[11-14]，增加種植密度，可以提高光、溫資源的利用率，依靠群體發(fā)揮增產(chǎn)潛力，但當密度過大時，反而增加了群體內(nèi)部個體對光、水、肥的競爭力，導致單株地上部分干物質(zhì)積累量減小，抗病蟲害及抗倒伏能力減弱，個體產(chǎn)量下降，從而降低群體產(chǎn)量。關于密度和氮肥運籌[1,15-17]及緩釋氮肥[10,18-20]對雜交秈稻群體結構、光合物質(zhì)生產(chǎn)、株型及抗倒伏能力的研究較多，而緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施和密度對機插雜交秈稻上的研究較少，適度增加機插密度和減少緩釋氮肥用量優(yōu)化配施運籌模式對機插稻的生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的調(diào)控效應，以及兩因素之間是否存在互作效應仍未見報道。我們在前期研究的基礎上，通過對緩釋氮肥的篩選[7]、不同施氮量下緩釋氮肥配施比例試驗[20]及結合不同的機插株距進行適量緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施試驗[21]進一步研究表明，株距和緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施對機插雜交秈稻成熟期群體干物質(zhì)量、葉面積指數(shù)、拔節(jié)-齊穗期光合勢及產(chǎn)量影響均達顯著或極顯著水平，但在確定緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施量及適宜的機插株距后，如何結合機插株距進行緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌，調(diào)控機插稻主要生育時期干物質(zhì)積累、光合生產(chǎn)及產(chǎn)量間的關系尚不明確。為此，本研究通過機插密度的調(diào)控減氮效應，結合緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌模式，在提高群體數(shù)量的同時合理降低常規(guī)氮肥施用量，并進一步闡明緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌和機插株距對水稻產(chǎn)量及光合物質(zhì)生產(chǎn)特征的影響，以達到增加機插稻產(chǎn)量、提高氮肥利用率、減少成本的目的，也為我國西南稻區(qū)機械化育插秧配套技術提供理論和實踐依據(jù)。

表1 氮肥運籌處理

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為適宜西南稻區(qū)種植且具有代表性的中遲熟雜交秈稻川谷優(yōu)7329(生育期156~165 d)。肥料選用金正大樹脂包膜緩釋氮肥(含氮量44%)、尿素(含氮量46%)、過磷酸鈣和氯化鉀。試驗田耕層(0?20 cm)土壤質(zhì)地為砂壤土，有機質(zhì)23.8 g/kg，全氮1.71 g/kg，堿解氮113.0 mg/kg，速效磷65.1 mg/ kg，速效鉀108.9 mg/kg。采用缽體毯狀秧盤(中國水稻研究所)旱育秧，久保田NSPU-68CM插秧機插秧。

1.2 試驗設計與實施

在2016年研究報道的不同株距和緩釋氮肥減量配施試驗基礎上[21]，于2017年在四川省成都市四川農(nóng)業(yè)大學水稻研究所試驗農(nóng)場進一步完善和深入，設株距(D)和氮肥減量配施運籌(N)二因素裂區(qū)試驗。其中，主區(qū)在機插行距均為30 cm的基礎上，設3種機插株距，分別為16 cm(D1)、18 cm(D2)和20 cm(D3)；副區(qū)在緩釋氮肥保持96 kg/hm2不變的前提下，設置4種常規(guī)氮肥減量與緩釋氮肥配施運籌模式和不施氮肥處理(表1)。

4月7日播種，濕潤旱育秧，每盤播量75 g(干種子)，5月3日機插。磷肥用量(折合P2O5)75 kg /hm2，鉀肥施用量(折合K2O) 150 kg/hm2，且磷鉀肥均作基肥于機插后1 d一次性施入。田間小區(qū)計產(chǎn)面積為19.60 m2，3次重復，各小區(qū)間筑埂，并用塑料薄膜覆埂，以防肥水互滲，其他田間管理同當?shù)卮竺娣e生產(chǎn)田。此外，本研究是在2016年試驗基礎上設置的，兩年試驗并未完全重復，但同一緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施運籌處理下，產(chǎn)量及各生育時期養(yǎng)分吸收利用年份間差異均未達顯著水平，因此，本研究就2017年試驗結果進行分析。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 分蘗動態(tài)

各小區(qū)定點20穴稻株，返青后(機插后7 d)每隔7 d調(diào)查1次莖蘗數(shù)直至齊穗期。

1.3.2 干物質(zhì)積累

分別于分蘗盛期、拔節(jié)期、齊穗期及成熟期每小區(qū)按平均莖蘗數(shù)取代表性植株5穴，分莖鞘、葉片和穗3部分，置于烘箱105℃下殺青30 min，80℃下烘至恒重后，測定干物質(zhì)量。

1.3.3 葉面積

分別在分蘗盛期、拔節(jié)期及齊穗期，用美國生產(chǎn)的CID-203葉面積儀測定綠葉面積，計算葉面積指數(shù)及高效葉面積率，其中高效葉面積為有效莖蘗上3葉總?cè)~面積。高效葉面積率（%）=有效莖蘗上3葉總?cè)~面積/有效莖蘗總?cè)~面積。

1.3.4 群體生長率及光合勢

計算拔節(jié)至齊穗期群體生長率及光合勢。光合勢(×104m2d/hm2)=1/2(1+2)×(2－1)，式中1、2分別為拔節(jié)及齊穗期測定的葉面積，1、2分別為拔節(jié)及齊穗期測定的時間。

1.3.5 光合特征參數(shù)

于齊穗期、齊穗期后15 d、齊穗期后30 d分別用美國生產(chǎn)的Li-6400便攜式光合儀測定劍葉凈光合速率(n)、氣孔導度(s)和胞間二氧化碳濃度(i)，并計算表觀葉肉導度(AMC)。

1.3.6 考種與計產(chǎn)

收獲時各小區(qū)調(diào)查具有代表性稻株60穴，計數(shù)有效穗數(shù)并計算平均值，分別取代表性稻株5穴，考查每穗粒數(shù)、結實率及千粒重等性狀，各小區(qū)按實收穴數(shù)計產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

用Microsoft Excel、Origin 9.0及DPS 6.5處理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)及繪圖。

表2 常規(guī)氮肥減量配施和株距對機插稻產(chǎn)量及其構成因素的影響

D1、D2、D3代表株距16、18、20 cm；同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示同一機插密度下各氮肥處理在5%水平上差異顯著(=3，最小顯著差法); *、**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。下同。

D1, D2and D3represent plant spacing of 16, 18 and 20 cm; for a given plant spacing, values within a column followed by different lowercase letters are significantly different(<0.05)(=3, LSD); * and ** mean significant difference at the 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as below.

2 結果與分析

2.1 不同株距下氮肥減量配施運籌對機插稻產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表2可見，機插株距僅對結實率和產(chǎn)量的影響達極顯著水平；除千粒重外，常規(guī)氮肥減量配施運籌對有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結實率及產(chǎn)量的影響均達極顯著水平；而常規(guī)氮肥減量配施和株距的互作效應僅對千粒重的影響達極顯著水平。從整體來看，不同的機插株距下，有效穗數(shù)和結實率均隨機插株距的增加而降低，而每穗粒數(shù)則相反，千粒重和產(chǎn)量表現(xiàn)為D2＞D1＞D3，且株距為D2的千粒重和產(chǎn)量較D1、D3分別高出0.91%、2.21%和4.60%、5.27%。3種機插株距下，產(chǎn)量隨常規(guī)氮肥配施量的增加及同一施氮量下施肥次數(shù)的增加而增加，且各處理差異顯著，株距為D1下，N4處理可節(jié)省氮肥從而提高氮肥利用率，達到高產(chǎn)節(jié)本增效的效果，其高產(chǎn)高效的獲得主要是由于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)優(yōu)勢顯著；株距為D2和D3下，產(chǎn)量均表現(xiàn)為N4＞N3＞N2＞N1＞N0，其高產(chǎn)高效的獲得主要是由于在有效穗數(shù)及每穗粒數(shù)優(yōu)勢顯著的基礎上，保證了較高的結實率及千粒重。

2.2 不同株距下氮肥減量配施運籌對機插稻分蘗動態(tài)的影響

由圖1可見，同時期水稻群體莖蘗數(shù)均表現(xiàn)為D1＞D2＞D3；3種機插株距下分蘗盛期均出現(xiàn)在機插后28 d，且在機插后35 d各常規(guī)氮肥減量配施運籌處理的莖蘗數(shù)均達到最大，D1N4的莖蘗數(shù)較D2N4、D3N4分別高7.67%、12.71%。D1處理下，N3、N4的莖蘗數(shù)顯著高于N1、N2，且各常規(guī)氮肥減量配施運籌的莖蘗數(shù)顯著高于N0處理；株距為D2時，N3與N4及N1與N2在機插后35 d之前莖蘗數(shù)差異不顯著，隨后莖蘗數(shù)差異顯著增大，且機插72 d后莖蘗數(shù)減小速度明顯變?。恢昃酁镈3時，各常規(guī)氮肥減量配施運籌處理間莖蘗數(shù)整體上差異不顯著，且于機插后63 d莖蘗數(shù)變化趨于平緩。

圖1 常規(guī)氮肥減量配施與株距對機插稻分蘗動態(tài)的影響

Fig. 1. Effects of reduced urea application combined with slow-release nitrogen on the dynamic changes of number of stems and tillers in mechanically-transplanted rice under different plant spacing.

表3 常規(guī)氮肥減量配施與株距對機插稻光合物質(zhì)生產(chǎn)的影響

LAI, Leaf area index.

2.3 不同株距下氮肥減量配施運籌對機插稻光合生產(chǎn)的影響

由表3可見，從機插株距來看，拔節(jié)及齊穗期LAI、齊穗期高效LAI及拔節(jié)-齊穗期光合勢均表現(xiàn)為D2＞D1＞D3，而齊穗期高效葉面積率則在株距為16 cm處理時最大，且株距16 cm處理較18 cm、20 cm處理分別高1.90%、1.13%。從常規(guī)氮肥減量配施運籌來看，3種株距下拔節(jié)期LAI均表現(xiàn)為N3＞N4＞N1＞N2＞N0；而齊穗期LAI、齊穗期高效LAI及拔節(jié)-齊穗期光合勢均表現(xiàn)為N4＞N3＞N2＞N1＞N0。

2.4 不同株距下氮肥減量配施運籌對機插稻光合特性的影響

由表4可看出，常規(guī)氮肥減量配施運籌對機插稻劍葉凈光合速率(n)、氣孔導度(s)、齊穗后15 d胞間CO2(i)及表觀葉肉導度(AMC)的影響均達極顯著水平。從不同株距下常規(guī)氮肥減量配施運籌來看，齊穗期劍葉n、s及AMC表現(xiàn)為D2＞D1＞D3，齊穗后15 d 劍葉n、AMC表現(xiàn)為D3＞D2＞D1，而齊穗后15 d劍葉s及i表現(xiàn)為D1＞D3＞D2。相同株距下，齊穗期及齊穗后15 d機插稻劍葉n、s及AMC整體上均隨常規(guī)氮肥配施量的增加及追肥次數(shù)呈增加的趨勢，而胞間CO2濃度則呈相反的趨勢。

表4 常規(guī)氮肥減量配施和株距對機插稻光合特性的影響

FHS－齊穗期；n－凈光合速率；s－氣孔導度；i－胞間CO2濃度；AMC－表觀葉肉導度。

FHS, Full heading stage;n, Net photosynthetic rate;s, Stomatal conductance;i, Intercellular CO2concentration; AMC, Apparent leaf mesophyll conductance.

2.5 不同株距下氮肥減量配施運籌對機插稻干物質(zhì)積累的影響

常規(guī)氮肥減量配施運籌對各生育時期群體干物質(zhì)量及各生育階段群體生長率的影響均達極顯著水平(表5)。就株距而言，各生育時期群體干物質(zhì)量、分蘗-拔節(jié)及拔節(jié)-齊穗群體生長率均表現(xiàn)為D2＞D1＞D3，而齊穗-成熟期群體生長率則表現(xiàn)為D2＞D3＞D1，且D2較D3和D1分別提高了2.75%和3.63%。就常規(guī)氮肥減量配施運籌來看，各生育時期群體干物質(zhì)量及分蘗-拔節(jié)期群體生長率均隨常規(guī)氮肥配施量及施肥次數(shù)的增加呈增加的趨勢；且株距為D1和D3時，各生育時期群體干物質(zhì)量及分蘗-拔節(jié)群體生長率各常規(guī)氮肥減量配施處理間影響達顯著水平，而齊穗-成熟期群體生長率各常規(guī)氮肥減量配施處理間無顯著差異；株距為D2時，齊穗期群體干物質(zhì)量及拔節(jié)-齊穗群體生長率在同一施氮水平的不同常規(guī)氮肥運籌間無顯著差異。

2.6 氮肥減量配施運籌和不同株距下葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)生產(chǎn)與產(chǎn)量的關系

由表6可得，常規(guī)氮肥減量配施運籌和不同株距下機插雜交秈稻拔節(jié)和齊穗期有效LAI、結實期凈光合速率、各階段群體生長率及拔節(jié)-齊穗期光合勢整體上與成熟期干物質(zhì)量、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及產(chǎn)量呈極顯著正相關，而與結實率整體呈顯著或極顯著負相關，與千粒重無顯著相關性。

3 討論

3.1 不同株距下氮肥減量配施運籌對機插雜交秈稻產(chǎn)量形成的影響

水稻產(chǎn)量是由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結實率及千粒重決定的。在不同栽培措施下水稻產(chǎn)量形成過程中各因素發(fā)生的作用不同。大量研究[22-23]表明基蘗肥主要通過影響水稻的有效穗數(shù)及每穗粒數(shù)來影響總穎花數(shù)，進而影響產(chǎn)量。趙鋒等[24]認為采取與移栽相同的施肥模式容易造成前期肥料流失和后期肥料的缺乏，不利于氮肥的有效利用和水稻優(yōu)質(zhì)群體的形成。另有研究[25-26]表明，適當減少基肥氮用量、增加蘗肥和穗肥氮用量等氮后移措施，可提高分蘗數(shù)、增加成穗率和每穗實粒數(shù)。程建平等[27]研究顯示，機插稻在中密度時通過適當?shù)屎笠瓶擅黠@提高機插稻的稻谷產(chǎn)量。而前人[7,28]關于緩釋氮肥的研究均表明緩釋氮肥供應時間長，在水稻生育后期仍可提供較多氮素，有利于提高結實期干物質(zhì)的積累，從而實現(xiàn)高產(chǎn)。本研究從常規(guī)氮肥減量與緩釋氮肥配施在水稻主要生育時期運籌方式和機插密度耦合來看，中密度時，分次施肥較一次性基施能顯著提高機插稻產(chǎn)量，即在株距為18 cm，施氮量為150 kg/hm2下，緩釋氮肥(96 kg/hm2)與常規(guī)氮肥(30 kg/hm2)配合作為基肥施用，24 kg/hm2常規(guī)氮肥作為追肥在倒4葉施用時增產(chǎn)效果最為顯著，且產(chǎn)量最高，這與前人[27]研究結果基本一致。但前人研究尚未明確緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌的作用及其與機插株距對產(chǎn)量及構成因子的影響程度的比較。本研究表明，緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌和機插株距對結實率和產(chǎn)量的影響均達極顯著水平，且緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌對產(chǎn)量形成的調(diào)控作用顯著高于機插株距，在行距為30 cm，株距為16 cm時，隨著緩釋氮肥與常規(guī)氮肥配施量的增加及同一施氮量下常規(guī)氮肥的后移產(chǎn)量呈增加的趨勢，主要是因為在高密度下，水稻生育前期隨著氮肥配施量的增加，植株吸收的養(yǎng)分增多有利于分蘗的形成，群體莖蘗數(shù)增大，形成的有效穗多，后期緩釋氮肥的養(yǎng)分釋放增強加之倒4葉常規(guī)氮肥的施入，進一步促進了植株對光合特性及養(yǎng)分吸收的競爭性，未能形成足夠的大穗，每穗粒數(shù)較少，群體穎花量較小，但卻具有較好的結實率和千粒重。當株距增加到20 cm時，由于密度過低群體莖蘗數(shù)明顯降低，但田間通風透光條件增強，隨著氮肥配施量的增加及常規(guī)氮肥的后移，機插稻對養(yǎng)分的吸收增強，光合特性增強，LAI增大，單莖干物質(zhì)積累量多，形成了大穗、粒多型稻谷，每穗粒數(shù)顯著增大。在機插株距為18 cm時，在足夠群體莖蘗數(shù)的基礎上，倒4葉常規(guī)氮肥的追施保證了較高的有效穗數(shù)及每穗粒數(shù)，群體穎花量較大，且保持了較高的結實率和千粒重，從而顯著提高了機插稻產(chǎn)量。綜上所述，中密度(株距為18 cm)下，施氮量為150 kg/hm2，即基肥∶追肥(倒4葉期)分別為緩釋氮肥與常規(guī)氮肥(96 kg/hm2+30 kg/hm2)：常規(guī)氮肥(24 kg/hm2)時，其養(yǎng)分供應能顯著提高機插雜交秈稻中后期植株生長，尤其能增加齊穗期高效LAI、拔節(jié)-齊穗期光合勢、拔節(jié)-齊穗期群體生長率及成熟期干物質(zhì)量，對促進增產(chǎn)更為重要。究其增產(chǎn)因子，均表現(xiàn)在有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)優(yōu)勢顯著的基礎上，保證了較高的結實率和千粒重。這進一步補充說明了前人研究結果，雖然緩釋氮肥一次性基施或其與常規(guī)氮肥作為基肥配施能滿足水稻整個生育期對養(yǎng)分的需求，但將適量的常規(guī)氮肥后移作為追肥施用其增產(chǎn)效果更為顯著。

表5 常規(guī)氮肥減量配施和株距下機插稻群體干物質(zhì)積累特性

TS, Tillering stage; JS, Jointing stage; MS, Maturing stage. The same as below.

表6 氮肥減量配施運籌和株距下葉面積指數(shù)、光合物質(zhì)生產(chǎn)與產(chǎn)量的相關系數(shù)

3.2 機插雜交秈稻光合物質(zhì)生產(chǎn)特征與產(chǎn)量形成的關系

光合生產(chǎn)是水稻有機物質(zhì)的唯一來源，更是產(chǎn)量形成的基礎，水稻籽粒產(chǎn)量的90%來自花后功能葉光合物質(zhì)的積累[29]，尤以劍葉對產(chǎn)量的貢獻最大。因此，降低呼吸速率，提高群體光合速率制造更多的光合產(chǎn)物用于干物質(zhì)積累是獲得高產(chǎn)的基本途徑。水稻較大的葉面積及高效葉面積有利于提高群體光合速率、生育后期葉片的葉綠素含量及劍葉凈光合速率，葉片衰老緩慢，具有一定的光合生產(chǎn)優(yōu)勢，為花后光合產(chǎn)物的積累及籽粒的灌漿充實奠定了堅實的基礎[30]。李敏等[31]研究表明緩控釋肥肥效釋放緩慢，不能滿足水稻前期需求，生育后期通過增施尿素其劍葉凈光合速率和葉綠素含量顯著增強，產(chǎn)量明顯高于緩釋肥處理。邢曉鳴等[32]研究認為一基一蘗施肥處理在前期不僅僅提高水稻分蘗發(fā)生，還促進干物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高群體生長速率等，而一次性施肥處理中，緩控釋肥肥力釋放相對緩慢，不利于水稻分蘗發(fā)生，分蘗勢低，而水稻籽粒的灌漿物質(zhì)一部分從抽穗后的光合產(chǎn)物中獲得，另外一部分從葉莖鞘貯藏物質(zhì)的再分配當中獲得的，所以成熟期一次性施肥處理產(chǎn)量顯著低于一基一蘗施肥處理。本研究表明，緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌和機插株距下機插雜交秈稻的有效LAI、結實期凈光合速率、群體生長率及拔節(jié)-齊穗期光合勢與成熟期干物質(zhì)量、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及產(chǎn)量極顯著正相關，說明緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌和機插密度，有效改善了水稻生育后期田間通風透光條件，個體生長潛力得到充分發(fā)揮，有效LAI、單莖莖葉干質(zhì)量等個體性狀指標表現(xiàn)出較大的優(yōu)越性，機插稻的群體生長顯著增強，群體莖蘗數(shù)顯著增大，分蘗成穗率高，光合產(chǎn)物和干物質(zhì)積累增多，促使有效穗數(shù)及每穗粒數(shù)增多，形成高光效高質(zhì)量的群體；促進了齊穗后LAI和光合物質(zhì)生產(chǎn)，顯著提高了結實期光合勢和劍葉凈光合速率，有利于后期干物質(zhì)的累積和莖鞘、葉片中養(yǎng)分向穗部的轉(zhuǎn)運，有效平衡了結實率和千粒重，最終形成了水稻高產(chǎn)所具備的“穗數(shù)足、穗型大、穗粒多”等基本條件，從而獲得高產(chǎn)。

4 結論

緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施和株距對機插雜交秈稻葉面積指數(shù)、齊穗期高效葉面積指數(shù)、拔節(jié)-齊穗期光合勢及產(chǎn)量的影響均達極顯著水平，且緩釋氮肥與常規(guī)氮肥減量配施運籌對機插雜交秈稻群體干物質(zhì)量及光合特性的調(diào)控作用顯著高于機插株距。本研究在機插行距30 cm，株距18 cm，緩釋氮肥(96 kg/hm2)與常規(guī)氮肥(30 kg/hm2)作為基肥施用，常規(guī)氮肥(24 kg/hm2)作為追肥在倒4葉施用能顯著提高機插雜交秈稻有效莖蘗數(shù)，拔節(jié)-齊穗期光合勢及群體干物質(zhì)質(zhì)量，促進結實期莖鞘、葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運，顯著提高了產(chǎn)量。機插雜交秈稻主要生育時期有效葉面積指數(shù)、結實期凈光合速率、各階段群體生長率及拔節(jié)-齊穗期光合勢整體上與成熟期干物質(zhì)量、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及產(chǎn)量呈極顯著正相關。

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Effects of Reduced Urea Application on Yield and Photosynthetic Characteristics of Mechanically-transplanted Rice Under Different Planting Spaces

WANG Haiyue1, 2, ZHANG Qiao1, WU Yunxia1, YAN Fengjun1, GUO Changchun1, SUN Yongjian1,*, XU Hui1, YANG Zhiyuan1, MA Jun1,*

(Rice Research Institute,,,,,,;Luxian County Agricultural and Rural Bureau of Luzhou City,,,; Corresponding author,:；)

【】Our aim is to elucidate the effects of reduced urea application combined with slow-release urea on yield and photosynthetic characteristics of rice and to lay a theoretical basis for the application of mechanical transplanting. 【】A split-plot design was set with 16, 18 and 20 cm plant spacing at 30 cm row spacing and four reduced urea application levels combined with slow-release urea (96 kg/hm2of slow-release urea combined with 24 kg /hm2of conventional urea as basal fertilizer with no top-dressing; 96 kg/hm2of slow-release urea as basal fertilizer and 24 kg/hm2of conventional fertilizer as top-dressing; 96 kg/hm2of slow-release urea combined with 54 kg/hm2of conventional urea as basal fertilizer with no top-dressing; and 96 kg/hm2of slow-release urea combined with 30 kg/hm2of conventional urea as basal fertilizer and 24 kg/hm2of conventional urea as top-dressing) and Chuanguyou 7329 was used as material.【】The plant spacing and reduced urea application level combined with slow-release urea showed significant or extreme significant regulating effect on leaf area index(LAI), photosynthetic characteristics and grain yield of mechanically transplanted rice in the main growing stages. The reduced urea application level combined with slow-release urea patterns played a more significant effect than the plant spacing. LAI, photosynthetic characteristics, dry matter accumulation, net photosynthetic rate and grain yield showed an increasing trend with the increase of conventional urea level combined with slow-release urea and the increase of postponed conventional urea application level under three plant spacing. At the plant space of 16 cm, the number of stem and tiller of the population increased significantly, resulting in more effective panicles, stronger competition for nutrients, weaker photosynthetic characteristics, and failure to form large panicles, although the seed setting rate was high, the grain number per panicle was low and the yield was low; Under 20 cm plant spacing, the plant density and the total number of tillers was significantly decreased, however, the lower panicle number resulted in the enhanced nutrition absorption, improved photosynthetic capability, large spike formation and increased grain number per panicle. Given the relatively low 1000-grain weight and seed setting rate, the grain yield was decreased; Under the plant spacing of 18 cm, more effective panicles were formed on the basis of sufficient tiller number of the population, which could effectively absorb nutrients in the later stage, with enhanced photosynthetic characteristics, significantly increased seed setting rate and 1000-grain weight, the correlation analysis showed that the population growth rate, photosynthetic potential and effective leaf area index at full heading stage had higher correlation with yield under reduced urea level combined with slow-release urea application and plant spacing. 【】The treatment of 18 cm of plant spacing with 30 cm of row spacing at 96 kg/hm2of slow-release urea combined with 30 kg/hm2of conventional urea as basal fertilizer and 24 kg/hm2of conventional urea as top-dressing at 4-leaf stage, it could give full play to the high yield advantage of the machine-plantedhybrid rice in this region and improve the photosynthetic material production, with the yield up to 11 681.56 kg/hm2was the best nitrogen application method for high yield in mechanically-transplanted rice.

mechanically-transplanted rice; plant spacing; yield; N fertilizer allocation and application; photosynthetic characteristic

S143.1; S511.048

A

1001-7216(2019)05-0447-10

10.16819/j.1001-7216.2019.9021

2019-02-14；

2019-05-13。

國家重點研發(fā)計劃重點專項(2018YFD0301202)；四川省教育廳重點項目(16ZA0044)；四川省學術和技術帶頭人培養(yǎng)支持經(jīng)費資助。