嘉興地區(qū)不同年代粳稻品種產(chǎn)量及氮素利用效率

魯晨妮 周雪 程旺大 張紅梅 沈亞強(qiáng) 王保君 朱靜娜 胡文凌 章斐 陳貴*

（1 嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 嘉興314016；2 浙江省嘉興生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，浙江 嘉興314000；第一作者：LCN2019@163.

com；*通訊作者：chenzhao2004@163.com）

水稻是我國主要的糧食作物，氮素是水稻生長的重要元素，也是提高水稻產(chǎn)量的重要因子。近年來，隨著耕地面積的減少以及人口總量的增加，培育高產(chǎn)水稻品種、配套使用先進(jìn)栽培技術(shù)和增加生產(chǎn)投入成為保障糧食安全的主要措施[1-3]。合理施用氮肥可以提高水稻產(chǎn)量、改良稻米品質(zhì)、提高氮素利用率并減少因?yàn)檫^度施肥而對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響[4-5]。另外，由于不同水稻品種對(duì)氮素的利用率不同，培育氮素利用率高和回收率高的品種可以減少生產(chǎn)過程中肥料的投入[6-9]。因此，本研究選取嘉興地區(qū)培育并處于生產(chǎn)中的水稻作為供試品種，對(duì)水稻氮素吸收、積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用隨著年代變化的趨勢(shì)進(jìn)行研究，期望可以為培育和篩選氮素高效利用的水稻品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為秀水128（浙審稻2007003）、秀水134（浙審稻2010003）、嘉58（浙審稻2013011）、嘉67（浙審稻2016002）和秀水14（浙審稻2017009）等5 個(gè)常規(guī)粳稻，均由嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。

1.2 試驗(yàn)方法

于2018 年在嘉興市農(nóng)科院古塘試驗(yàn)基地進(jìn)行，該地屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度約15℃，年降水量1 200 mm 左右，年輻射量462 kJ/cm2。供試土壤為青紫泥，基本理化性質(zhì)如下：pH 值6.26、有機(jī)質(zhì)32.7 g/kg、全氮0.16%、堿解氮41 mg/kg、有效磷2.57 mg/kg、速效鉀134 mg/kg。供試點(diǎn)氮肥（尿素）施用量為225 kg/hm2，按照基肥∶分蘗肥∶穗肥為4∶3∶3 的比例施用；磷肥（過磷酸鈣）施用量為65 kg/hm2，鉀肥（氯化鉀）施用量為90 kg/hm2，磷鉀肥作基肥一次性施入。田間水分管理和病蟲害防治同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子

收獲前各小區(qū)取2 m2水稻，脫粒曬干后測(cè)定稻谷產(chǎn)量。取5 叢代表性樣品進(jìn)行考種，分別考查每穗粒數(shù)、空秕粒數(shù)、千粒重等。

1.3.2 地上部干物質(zhì)

成熟期于各小區(qū)分別取有代表性的水稻植株地上部，105℃殺青30 min，于烘箱70℃下烘至恒質(zhì)量，稱重，計(jì)算地上部干物質(zhì)累積量。

1.3.3 氮素積累

將水稻植物樣品磨碎，H2SO4-H2O2消解后采用凱氏定氮法測(cè)定氮素含量，計(jì)算氮的累積量。

1.3.4 土壤養(yǎng)分

水稻收獲之后，采用五點(diǎn)法在各試驗(yàn)小區(qū)采集土壤樣品，取樣深度為0～20 cm，混合均勻后剔除石塊、植物根系等侵入體，測(cè)定土壤養(yǎng)分。土壤有機(jī)質(zhì)用H2SO4-K2Cr2O7外加熱法測(cè)定；全氮采用H2SO4混合催化劑消解，凱氏定氮法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用1.0 mol/L 醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[10]。

表1 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子表現(xiàn)

表2 水稻地上部干物質(zhì)積累量、氮素積累量和谷草比

表3 水稻氮素吸收及利用情況

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2013 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。氮素利用效率（kg/kg）=稻谷產(chǎn)量/土壤供氮量（耕層土壤有效氮與施氮量之和）；氮吸收效率（kg/kg）=水稻植株總吸氮量/土壤供氮量；氮素生理利用率（kg/kg）=水稻植株總干物質(zhì)累積量/水稻植株總吸氮量；氮肥表觀利用率（%）=（水稻植株總氮積累-不施肥土壤供氮量）/施肥量×100；莖稈干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg/hm2）=齊穗期莖稈干物質(zhì)積累量－成熟期莖稈干物質(zhì)積累；莖稈干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率（%）=（齊穗期莖稈干物質(zhì)積累量－成熟期莖稈干物質(zhì)積累量）/齊穗期莖稈干物質(zhì)積累量×100；莖稈氮轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg/hm2）=齊穗期莖稈氮累積量－成熟期莖稈氮累積量；莖稈氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率（%）=（齊穗期莖稈氮累積量－成熟期莖稈氮累積量）/齊穗期莖稈氮累積量×100；氮收獲指數(shù)（kg/kg）=成熟期水稻穗氮積累量/成熟期水稻植株總氮積累量；谷草比=水稻籽粒產(chǎn)量/水稻秸稈產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年代育成品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

由表1 可知，隨著品種年代的演進(jìn)，水稻產(chǎn)量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中，秀水14 產(chǎn)量最高，達(dá)到9.58 t/hm2，與秀水128、秀水134、嘉58 和嘉67 相比分別增加了15.84%、4.81%、21.42%和12.44%；不同品種有效穗數(shù)差異不大，最早育成的秀水128 和最晚育成的秀水14 同為388.00 萬/hm2；每穗粒數(shù)和千粒重均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，秀水14 的每穗粒數(shù)比秀水128 提高了13.17%，千粒重提高了13.39%；結(jié)實(shí)率略有降低，秀水14 比秀水128 低了4.42 個(gè)百分點(diǎn)，降幅為4.85%。

2.2 不同年代育成品種干物質(zhì)和氮素積累量

由表2 可知，隨著品種育成年份的演進(jìn)，水稻地上部干物質(zhì)積累量和地上部氮累積量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，與秀水128 相比，秀水14 地上部干物質(zhì)積累量提高了15.17%，地上部氮累積量提高了19.81%。說明后來選育的品種的物質(zhì)積累能力更強(qiáng)。各品種谷草比維持在0.89～1.01 之間，差異不大。

2.3 不同年代育成品種氮素吸收及利用情況

從表3 可見，隨著品種育成年代演進(jìn)，水稻氮素利用效率、氮素吸收效率和氮肥表觀利用率總體呈上升趨勢(shì)，相比秀水128，秀水14 氮素利用效率提高了15.82%、氮素吸收效率提高了20.00%、氮肥表觀利用率提高了12.56%；地上部干物質(zhì)氮素生理利用效率和谷物氮素生理利用效率整體呈下降趨勢(shì)，相比秀水128，秀水14 分別下降了6.31%和5.15%。

表4 水稻氮素和干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)情況

2.4 不同年代育成品種氮素和干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)情況

由表4 可見，隨著品種育成年代演進(jìn)，水稻莖稈干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率和氮收獲指數(shù)總體表現(xiàn)為逐漸增長趨勢(shì)，秀水14的莖稈干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率和氮收獲指數(shù)分別為0.84 t/hm2、96 kg/hm2、6.70%、51.34%和0.63，而秀水128 僅分別為0.08 t/hm2、41 kg/hm2、0.69%、30.00%和0.54。

3 討論與結(jié)論

崔菁菁等[11]研究發(fā)現(xiàn)，不同年代水稻品種抽穗期的葉片氮含量與產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)性。在本試驗(yàn)中，不同年代育成的水稻品種產(chǎn)量的增長與水稻氮素吸收和利用增長的趨勢(shì)相同。陳貴等[6]研究發(fā)現(xiàn)，水稻氮累積量增加對(duì)氮素吸收效率有促進(jìn)作用，但是可能導(dǎo)致氮素生理利用效率降低。本試驗(yàn)得出了類似結(jié)論。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著育成年代的演進(jìn)，嘉興地區(qū)常規(guī)粳稻品種產(chǎn)量呈增長趨勢(shì)，地上部干物質(zhì)和氮累積能力增強(qiáng)，氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥表觀利用率提高。