氮肥運籌對機插稻臨稻20產(chǎn)量和干物質(zhì)積累的影響

王世偉，周偉，趙桂濤，劉紀高，馮尚宗*

(1.臨沂市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，山東 臨沂 276000；2.蘭陵縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 蘭陵 277700)

水稻是我國第一大糧食作物[1]。氮是影響水稻生長最重要的營養(yǎng)元素之一[2]。關(guān)于氮素與水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量的關(guān)系，國內(nèi)外有很多研究[3-10]。松島省三[11]提出了“V”形施肥法，強調(diào)中期限氮，前期和后期增施氮素肥料。蔣彭炎等[12]認為，機插小苗分蘗肥應(yīng)在移栽后第2、第3個葉齡(移栽后10 d)秧苗長出較多新根時施用，于第3個葉齡期開始發(fā)揮肥效，這樣能更好地發(fā)揮其促進分蘗的作用。凌勵[13]認為，機插水稻由于栽后分蘗的停止期比手栽水稻長4～5 d，因此基肥和蘗肥的比例要減少，分蘗肥中氮肥的比例應(yīng)明顯提高，并分2次施用。彭長青等[14]以武香粳14為材料，研究氮肥運籌對機插水稻產(chǎn)量形成的影響，發(fā)現(xiàn)施氮量324 kg·hm-2、基蘗肥與穗肥6∶4的比例下產(chǎn)量最高，在提高基蘗肥施用量的基礎(chǔ)上配合施用穗肥有利于提高產(chǎn)量。石慶華等[15]對兩系雜交晚稻的施氮量和施氮時期進行研究，結(jié)果表明，兩系雜交晚稻較汕優(yōu)10號耐肥，氮肥分次勻施的產(chǎn)量較高，施用粒肥有利于提高稻米品質(zhì)。潘曉華等[16]研究認為，增加生育后期的氮肥施用比例，能明顯提高結(jié)實率、千粒重和稻谷產(chǎn)量。氮肥施用技術(shù)常因耕作制度差異而有一定的區(qū)別[17]。臨沂市庫灌稻區(qū)麥茬機插稻面積不斷增加，2017年已發(fā)展到1萬多hm2，但針對臨沂庫灌稻區(qū)麥茬機插稻氮肥運籌的試驗在本研究檢索范圍內(nèi)未見報道。為此，特開展氮肥運籌對機插稻產(chǎn)量形成影響的研究，以期為臨沂庫灌稻區(qū)麥茬機插稻確定合理的氮肥運籌方案提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2016年在沂南縣大莊鎮(zhèn)溝崖村進行，2016年5月23日播種育秧，播種密度為110 g·盤-1，7月3日機械栽插，行株距30 cm×10 cm。前茬為冬小麥。供試土壤為砂姜黑土，土壤基本理化性狀：有機質(zhì)11.9 g·kg-1，堿解氮75.1 mg·kg-1，速效磷23.5 mg·kg-1，速效鉀95.3 mg·kg-1。年降水量700 mm左右，年平均氣溫13 ℃，后無霜期200 d左右。

供試水稻品種為臨稻20，由沂南縣水稻研究所選育。尿素，N 46%；過磷酸鈣，P2O512%；氯化鉀，K2O 60%。

1.2 處理設(shè)計

試驗設(shè)置4個處理，各處理的氮、磷、鉀投入量(均折純，分別以N、P2O5、K2O計)相同，667 m2分別為18、6、6 kg，其中，磷肥全部作基肥一次性施入、鉀肥總量的50%作基肥施入、50%作穗肥施入。依照氮肥運籌方案的差異，各處理簡述如下：T1，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、穗肥的施用比例分別為50%、35%、15%；T2，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、分蘗肥2(移栽后15 d)、穗肥的施用比例分別為35%、35%、10%、20%；T3，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、分蘗肥2(移栽后15 d)、穗肥的施用比例分別為20%、35%、15%、30%；T4，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、穗肥的施用比例分別為50%、15%、35%。各處理隨機區(qū)組排列，每個處理面積333 m2，每處理分3段，視為3個重復(fù)。區(qū)組之間設(shè)置60 cm寬的排灌溝，排灌溝中央開挖寬度和深度各25～30 cm的走水溝，各處理實行單排單灌，其他管理栽培措施統(tǒng)一按照常規(guī)栽培要求實施。

1.3 指標測定

水稻苗情生長動態(tài)：在水稻移栽后調(diào)查基本苗數(shù)。移栽后每7 d調(diào)查定點總莖蘗數(shù)，直至分蘗穩(wěn)定。每小區(qū)定點調(diào)查10墩，記錄調(diào)查時間和調(diào)查數(shù)據(jù)。

葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累：移栽時取100株苗，剪去根，測干重，分別于拔節(jié)期、抽穗期、成熟期采用平均數(shù)法取3墩植株，將根剪去，莖、葉、穗分開，放入烘箱中105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重，測定干物質(zhì)量。

水稻產(chǎn)量：在水稻成熟期各處理單打單收，用水分速測儀測水分，計算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003進行整理，在DPS v7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1可知，各處理中，以穗肥施用比例最高的T4處理產(chǎn)量最高，分別較T1～T3處理顯著增產(chǎn)24.8%、5.3%、2.6%。單位面積有效穗數(shù)以T1處理最高，且顯著高于其他處理，以T3處理最低，且顯著低于其他處理。當穗肥施用比例為15%～30%時(T1～T3處理)，穗粒數(shù)隨穗肥施用比例的升高而顯著增加，但當穗肥施用比例從30%進一步增加到35%(T4處理)時，穗粒數(shù)并未進一步地顯著提高。結(jié)實率以T3處理最高，與T4處理無顯著差異，但顯著高于T1和T2處理。千粒重以T2和T4處理最高，顯著高于其他處理，以T3處理最低。以上結(jié)果說明，在相同的施氮量水平下，適當增加穗肥的施用比例，有助于增加穗粒數(shù)，提高結(jié)實率，優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成，從而提高機插稻產(chǎn)量。

表1 不同處理對667 m2水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響

注：同列數(shù)據(jù)后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 對分蘗與成穗的影響

從表2可以看出，各處理的單位面積最高莖蘗數(shù)以T1最多，T4最少；但成穗率的結(jié)果卻與此相反，T4最高、T1最低。這可能是因為前期基蘗肥施用比例較高，雖然有助于增加分蘗，但到中后期由于養(yǎng)分供應(yīng)不上，不少無效分蘗逐漸消亡，導(dǎo)致其成穗率反而下降。

表2 不同處理的最高莖蘗數(shù)和成穗率

2.3 對干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運的影響

從表3可以看出，干物質(zhì)積累量在移栽—拔節(jié)期隨著穗肥施用比例的增加而降低，T4處理最小，而T1處理最大；但在拔節(jié)—抽穗期和抽穗—成熟期，干物質(zhì)積累量均隨著穗肥施用比例的增加而增加，T1處理最小，而T4處理最大。經(jīng)測算，T1～T4處理抽穗后的干物質(zhì)積累量占總干物質(zhì)積累量的比例分別為42.9%、48.2%、49.9%和51.1%，同樣隨穗肥施用比例的增加而增加。

表3 不同處理各生育期667 m2的植株干重

相關(guān)性分析表明，抽穗—成熟期的干物質(zhì)積累與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，但移栽—拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗期的干物質(zhì)積累與產(chǎn)量并無顯著相關(guān)性。

2.4 對葉面積指數(shù)的影響

由圖1可見，葉面積指數(shù)隨氮肥運籌方案不同在不同時期表現(xiàn)各異：拔節(jié)期葉面積指數(shù)隨穗肥施用比例的增加而降低，即T1最大、T4最小，抽穗期和成熟期葉面積指數(shù)則隨穗肥施用比例的增加而增加，即T1最小、T4最大。這說明降低氮肥運籌中的基蘗肥施用比例、增加穗肥施用比例，有利于減緩生育后期葉面積指數(shù)的下降，進而減緩葉片衰老，增強灌漿期葉片的光合能力。

圖1 不同處理的葉面積指數(shù)動態(tài)

2.5 對穎花分化與退化的影響

由表4可知，每穗實際穎花數(shù)、一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)均隨穗肥施用比例的增加而增加，即T1最小、T4最大，而退化穎花數(shù)則與之相反。這說明增加穗肥施用比例可以促進一次枝梗、二次枝梗和穎花分化，降低穎花退化率，從而構(gòu)建大穗多粒，以實現(xiàn)增產(chǎn)。

表4 不同處理對穎花分化和退化的影響

3 小結(jié)與討論

研究表明，適當增加后期施氮比例有利于促進機插稻植株生長，提高產(chǎn)量[18-19]。本試驗條件下，水稻產(chǎn)量隨中后期氮肥施用比例的增加而增加，穗肥施入比例最高的T4處理(基蘗肥∶穗肥為6.5∶3.5)單產(chǎn)最高。這可能是因為，適當提高中后期的施氮比例，能夠在確保有足夠的有效穗數(shù)的前提下，提高分蘗的成穗率，減少穎花的退化，從而增加每穗粒數(shù)。

提高水稻的成穗率有利于改善冠層結(jié)構(gòu)和群體質(zhì)量，改善中后期群體光照條件，減緩后期葉面積的下降速率，增加抽穗后的群體光合效率，從而獲取高產(chǎn)[17-18,20]。本研究表明，成穗率隨著氮肥運籌中穗肥施用比例的增加而增加，抽穗期和成熟期的葉面積指數(shù)也隨之上升。

高產(chǎn)水稻的干物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢集中在中后期，產(chǎn)量隨中后期干物質(zhì)凈積累量的增加而提高[21]。本研究表明，抽穗期和成熟期的干物質(zhì)積累量隨中后期施氮比例的增加而增加，穗肥施入比例最高的T4處理干物質(zhì)積累量最大。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，抽穗至成熟期的干物質(zhì)積累量與水稻產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，說明要發(fā)揮機插稻的高產(chǎn)潛力，關(guān)鍵是要增加其中后期、尤其是抽穗后的干物質(zhì)生產(chǎn)。