氮肥緩速配施對機(jī)插雜交稻氮素利用特征的影響

呂騰飛，諶潔，馬鵬，代鄒，楊志遠(yuǎn)，徐徽，鄭傳剛，馬均?

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所/作物生理生態(tài)及栽培四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130；2西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)學(xué)院，四川西昌 615000

0 引言

【研究意義】缽苗機(jī)插是一種新興的機(jī)插秧技術(shù)，具有秧齡彈性大、秧苗素質(zhì)高，可以實(shí)現(xiàn)帶土帶蘗輕植傷精確栽插，提高稻谷產(chǎn)量等諸多優(yōu)勢[1-5]，因此探索缽苗機(jī)插雜交稻在西南稻區(qū)的高產(chǎn)氮素利用特征，對缽苗機(jī)插的研究和推廣具有重要意義，同時(shí)也為我國雜交水稻育插秧節(jié)肥豐產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。【前人研究進(jìn)展】近年來，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力大量向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和老齡化現(xiàn)象的加劇，我國水稻種植向機(jī)械化發(fā)展成為必然趨勢。水稻機(jī)械化種植具有節(jié)本、省工、省力等優(yōu)點(diǎn)，這對于保障我國糧食安全具有重要意義。毯苗機(jī)插省工高效，是目前生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的機(jī)插方式，但存在秧齡彈性小、秧苗素質(zhì)差、移栽植傷重、返青期長，全生育期縮短等缺點(diǎn)[6-8]，嚴(yán)重制約了水稻生產(chǎn)潛力的發(fā)揮和對溫光資源的利用。缽苗機(jī)插是一種采用機(jī)械將缽育壯秧按一定的株行距輕植傷移植到大田的新型機(jī)插秧技術(shù)，相比毯苗機(jī)插，具有秧齡彈性大、秧苗素質(zhì)高，栽后緩苗期短，分蘗早生快發(fā)等優(yōu)勢[1-5]，在日本和我國東北、江蘇、安徽等水稻主產(chǎn)區(qū)的多年生產(chǎn)實(shí)踐已初步證明了其增產(chǎn)優(yōu)勢[9-11]。氮肥的施用是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)增產(chǎn)最有效的措施，合理的氮肥運(yùn)籌是水稻生長發(fā)育、群體構(gòu)建和產(chǎn)量形成的有力保障。目前，我國平均稻田單季水稻氮肥用量達(dá)到180 kg·hm-2，高出世界平均水平75%，但氮肥利用率僅為30%—35%，部分地區(qū)甚至不足20%[12]，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的50%—60%[13]。大量的氮素?fù)p失不僅造成了資源的浪費(fèi)，還導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染并影響了人類的身體健康[14]。優(yōu)化氮肥管理和開發(fā)高效氮肥是當(dāng)前提高氮素利用效率，確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)最主要的兩條途徑。緩釋肥作為一種新型高效氮肥，具有養(yǎng)分有效供應(yīng)期長、環(huán)保和省工省肥等優(yōu)點(diǎn)[15]，DENG等[16]研究表明施用緩釋肥能減少氮素投入，促進(jìn)水稻需氮量、供氮量之間的平衡，提高氮素利用率。但陳賢友等[17]研究發(fā)現(xiàn)緩釋肥存在肥效緩慢的問題，易造成作物前期缺氮，產(chǎn)量效果不佳[18]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】西南稻區(qū)是我國重要的稻米產(chǎn)區(qū)之一，而且是典型的多熟制區(qū)域，水稻與多種作物的茬口很難銜接，導(dǎo)致水稻移栽秧齡偏大，而毯苗育秧存在秧齡彈性小、秧苗素質(zhì)差的缺點(diǎn)，加上西南稻區(qū)丘陵山區(qū)多、地塊小的地形地勢特點(diǎn)，使得該區(qū)域水稻種植機(jī)械化的發(fā)展十分緩慢，此外，由于四川盆地濕度大、日照少、溫差小的獨(dú)特生態(tài)特點(diǎn)，該區(qū)域水稻種植面積95%以上為雜交秈稻品種。那么在西南稻區(qū)，缽苗機(jī)插是否能夠發(fā)揮其秧齡彈性大、秧苗素質(zhì)高的優(yōu)勢，以及雜交秈稻在缽苗機(jī)插下是否依然能夠發(fā)揮大穗優(yōu)勢，還鮮有報(bào)道。張敬昇等[19]和孫克剛等[20]研究表明在緩釋肥中摻混20%—40%尿素一次基施，有利于進(jìn)一步提高人工移栽稻的產(chǎn)量和氮素利用效率，那么在缽苗機(jī)插下，緩釋氮肥的氮素釋放是否符合雜交秈稻的生長需求？氮肥緩、速配施是否更為有效？這都是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以在西南稻區(qū)取得高產(chǎn)且大面積推廣的大穗型雜交稻品種F優(yōu)498為試驗(yàn)材料，以不同機(jī)插方式和氮肥緩速配施方式為研究手段，并結(jié)合15N示蹤技術(shù)，旨在探索在西南稻區(qū)，缽苗機(jī)插和氮肥緩速配施能否發(fā)揮雜交秈稻的大穗優(yōu)勢獲得高產(chǎn)，以及缽苗機(jī)插雜交稻在氮肥緩速配施下的氮素吸收利用特征，為西南稻區(qū)水稻機(jī)械化種植和氮肥高效利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)地點(diǎn)

本試驗(yàn)供試品種為中秈遲熟雜交稻組合 F優(yōu)498，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所選育。本研究于2016年和 2017年在四川省眉山市東坡區(qū)悅興鎮(zhèn)金光村（30° 12′ N，103° 83′ E）進(jìn)行，插秧機(jī)和育秧作業(yè)機(jī)由當(dāng)?shù)睾献魃缣峁?，水稻全生育期氣象?shù)據(jù)由四川省氣象局提供（圖 1）。前茬為青菜，故水稻季土壤基礎(chǔ)肥力較高，土壤質(zhì)地為砂壤土，試驗(yàn)田塊耕層土壤養(yǎng)分含量見表 1，水稻主要生育時(shí)期記載見表2。

表1 試驗(yàn)田土壤基礎(chǔ)肥力特性Table 1 Soil properties of the experimental field

表2 不同機(jī)插方式下雜交稻主要生育時(shí)期Table 2 Main growth stages in different machine-transplanted method (M-D)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為缽苗機(jī)插和毯苗機(jī)插2種機(jī)插方式，分別記為M1和M2；副區(qū)為3種氮肥管理模式，分別是 N1（100%緩釋肥一次基施），N2（70%緩釋肥+30%尿素一次基施（緩速基施））和 N3（70%緩釋肥做基肥+30%尿素做穗肥（緩基速追）），其中，施肥處理的總施氮量均為150 kg·hm-2，另設(shè)一個(gè)不施氮肥的處理作為對照，記為N0；隨機(jī)排列，重復(fù)3次，共24個(gè)小區(qū)。小區(qū)長度為6 m，寬度以插秧機(jī)行距而定，小區(qū)間以田埂分隔，并用塑料薄膜包埋，單區(qū)單灌，以防肥水串灌。所用的緩釋氮肥為樹脂包膜緩釋肥，由山東金正大公司提供，100%包膜，含氮率為46.0%。

育秧方式為旱育水管育秧。播種密度：缽苗機(jī)插35—40 g/盤，毯苗機(jī)插70—75 g/盤。機(jī)插秧栽插密度：缽苗機(jī)插33 cm×14.5 cm，毯苗機(jī)插30 cm×16 cm。試驗(yàn)中氮肥基肥在移栽當(dāng)天撒施；穗肥在第1苞分化期施用（倒 4 葉）。磷肥（P2O5）75 kg·hm-2和鉀肥（K2O）150 kg·hm-2作為基肥一次性施入。試驗(yàn)所用氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%）。試驗(yàn)期間進(jìn)行合理的田間管理，整個(gè)生育期沒有明顯的澇害、旱害和病蟲草害。

1.3 樣品的采集與處理

于水稻拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，每個(gè)小區(qū)按平均莖蘗數(shù)選取長勢均勻且無病害的植株3株，分為莖、葉和穗3部分，置于烘箱中。在105℃條件下殺青30 min，然后在80℃下烘至恒重稱重，粉碎后過60目篩，然后用全自動(dòng)凱氏定氮儀（FOSS-8400，F(xiàn)OSS Analytical A/S，Denmark）測定各器官的全氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算

各器官氮素積累量（N accumulation，kg·hm-2）=各時(shí)期單位面積各器官（葉片、莖鞘、穗）干物重×各器官（葉片、莖鞘、穗）含氮量；

莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量（Amount of N transportation，kg·hm-2）=抽穗期某器官氮積累量-成熟時(shí)該器官氮積累量；

莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率（N transportation efficiency，%）=莖鞘（或葉片）氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/抽穗期莖鞘（或葉片）氮積累量×100；

莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率（Contribution rate of N transportation，%）=莖鞘（或葉片）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期穗部氮素積累總量×100；

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率（N use efficiency for biomass production，kg·kg-1）=成熟期單位面積全株地上部干物重/地上部氮素積累總量；

氮素稻谷生產(chǎn)效率（N use efficiency for grain production，kg·kg-1）=籽粒產(chǎn)量/地上部氮素積累總量；

氮素收獲指數(shù)（N harvest index，%）=成熟期籽粒氮積累量/全株地上部分氮積累總量×100；

氮肥偏生產(chǎn)力（Partial factor productivity，kg·kg-1）=稻谷產(chǎn)量/施氮量；

氮素回收利用率（N recovery efficiency，%）=（植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）/施氮量×100；

氮素生理利用率（N physiological efficiency，kg·kg-1）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-空白區(qū)籽粒產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）；

氮素農(nóng)學(xué)利用率（N agronomic efficiency，kg·kg-1）=（施氮區(qū)水稻產(chǎn)量-氮空白區(qū)水稻產(chǎn)量）/施氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 DPS7.05系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Microsoft Excel 2013進(jìn)行圖表繪制。使用最小顯著差異法（Least significant difference，LSD）進(jìn)行樣本平均數(shù)的多重比較。

2 結(jié)果

2.1 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對雜交稻主要生育時(shí)期氮素積累的影響

相比毯苗機(jī)插，缽苗機(jī)插在抽穗期和成熟期氮素積累量均顯著提高，2年平均提升幅度分別為3.65%—21.98%和2.12%—8.84%（表 3）。就施肥處理而言，2種機(jī)插方式下雜交稻的氮素積累量，在拔節(jié)期表現(xiàn)為N2＞N1＞N3，且相互間差異顯著；在抽穗期和成熟期則表現(xiàn)為 N2處理顯著低于 N1和 N3處理，而且與N1處理相比，N3處理 2年平均在缽苗下分別提高了2.34%和 1.80%，在毯苗下分別提高了 14.76%和5.39%。由此可見，缽苗機(jī)插和緩基速追有利于雜交稻抽穗期和成熟期地上部的氮素積累。

表3 氮肥緩速配施對2種機(jī)插雜交稻氮素積累量的影響Table 3 Effect of different machine-transplanted methods and N treatments on N accumulation (kg·hm-2)

2.2 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對雜交稻不同生育階段氮素積累速率與比例的影響

機(jī)插雜交稻吸收氮素最快的時(shí)期是拔節(jié)至抽穗期，同時(shí)比較2種機(jī)插方式可以發(fā)現(xiàn)，氮素積累速率和比例，在拔節(jié)—抽穗階段缽苗分別比毯苗高出了 0.49—1.33 kg·hm-2·d-1和 1.13—17.76 個(gè)百分點(diǎn)；而在抽穗—成熟階段缽苗則分別比毯苗降低了0.08—0.48 kg·hm-2·d-1和 1.44—10.44 個(gè)百分點(diǎn)；而缽苗在播種—拔節(jié)階段的氮素積累比例相比毯苗也有所降低（表 4）。就施肥處理對各生育階段氮素積累速率而言，播種—拔節(jié)和抽穗—成熟階段均以N2最高，拔節(jié)—抽穗階段則是 N2處理最低、N1處理次之、N3處理最高，且相互間的差異均達(dá)到顯著水平，因此造成了在同一機(jī)插水平下，N2處理拔節(jié)前的氮素積累量接近甚至遠(yuǎn)高于拔節(jié)至抽穗階段的氮素積累量，這也是N2處理與另2個(gè)施肥處理對機(jī)插雜交稻氮素吸收的最大差異之處。

表4 氮肥緩速配施對2種機(jī)插雜交稻不同生育階段氮素積累速率與比例的影響Table 4 Effects of different machine-transplanted and N treatments on N accumulation rate and ratio in different growth periods

2.3 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對雜交稻不同生育階段氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插在拔節(jié)—抽穗階段莖、葉和穗部氮素積累量，2年平均分別提高了54.35%、18.98%和7.34%，抽穗—成熟階段莖、葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量及穗部氮素增加量分別提高了 156.97%、19.44%和16.11%（表 5）。就施氮處理而言，拔節(jié)—抽穗階段，2種機(jī)插方式莖、葉的氮素積累量呈現(xiàn)出N3＞N1＞N2的趨勢，且相互間差異顯著（缽苗機(jī)插莖鞘除外）。抽穗—成熟階段，2種機(jī)插方式下穗部氮素積累量均以N2處理最低，但施肥方式對莖、葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量的影響卻表現(xiàn)不同。莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量，缽苗以N1處理最高，且顯著高于另外2個(gè)施氮處理，毯苗則表現(xiàn)為N3＞N1＞N2，且相互間差異顯著；葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量，2種機(jī)插方式均表現(xiàn)為 N3＞N1＞N2的趨勢，缽苗下相互間差異顯著，毯苗下只有N2與N3處理之間的差異達(dá)到顯著水平。由此可見，缽苗機(jī)插和緩基速追有利于雜交稻拔節(jié)—抽穗階段莖葉對氮素的吸收與積累以及抽穗—成熟階段莖葉氮素向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)。

表5 氮肥緩速配施對2種機(jī)插雜交稻不同生育階段氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 5 Effects of different machine-transplanted methods and N treatments on N accumulation and transportation (kg·hm-2)

2.4 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響

不管是莖、葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對穗部的貢獻(xiàn)率，還是干物質(zhì)和稻谷生產(chǎn)效率，甚至包括氮素收獲指數(shù)，都表現(xiàn)為缽苗顯著高于毯苗，他們的提高幅度平均分別達(dá)到了20.77—23.71、6.40—9.71、12.54—14.57、8.19—11.39、0.66—5.72 和 5.41—6.42 個(gè)百分點(diǎn)（表 6）。比較不同施肥方式可知，單就稻谷生產(chǎn)效率而言，2種機(jī)插方式下，N2處理均高于N1和N3處理；干物質(zhì)生產(chǎn)效率在缽苗機(jī)插條件下的表現(xiàn)與稻谷生產(chǎn)效率一致，但只有N2和N3處理在2年都有顯著差異，而其在毯苗機(jī)插下則表現(xiàn)為N1處理顯著低于N2和N3處理；就莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率而言，缽苗以N3處理最低，毯苗則是 N3處理最高、N1處理次之，N2處理最低；而葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率，缽苗是N3處理顯著高于N1和N2處理，毯苗則表現(xiàn)為N3處理最低，且顯著低于N2處理；氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對穗部的貢獻(xiàn)率，在缽苗下是N2處理顯著低于 N1和 N3處理，在毯苗條件下是 N3處理顯著高于N1和N2處理。由此可見，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插極大地提升了雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)能力，而緩基速追有利于雜交稻葉片氮素向穗部運(yùn)輸。

表6 氮肥緩速配施對2種機(jī)插雜交稻氮素轉(zhuǎn)運(yùn)特性的影響Table 6 Effects of different machine-transplanted methods and N treatments on N transport characteristics

2.5 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式對雜交稻氮素利用特征的影響

相比毯苗機(jī)插，缽苗的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力平均分別提高了 12.62%、11.94%和8.69%（表 7）。與N1處理相比，N2處理缽苗和毯苗的氮素生理利用率分別提升了20.05%和9.11%，偏生產(chǎn)力分別提升了 58.15%和 54.98%，氮素回收利用率則分別下降了16.19和9.32個(gè)百分點(diǎn)，氮素農(nóng)學(xué)利用率分別下降了 10.65%和 8.46%；而 N3處理缽苗和毯苗的氮素回收利用率、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力平均提升的幅度是 2.84和 8.00個(gè)百分點(diǎn)、12.54%和 13.44%、8.01%和 0.34%以及 52.55%和50.71%。由此可見，缽苗機(jī)插和緩基速追有利于提高雜交稻對氮肥的吸收利用效率。

2.6 氮肥緩速配施對 2種機(jī)插雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

2016—2017年缽苗機(jī)插產(chǎn)量平均分別比毯苗機(jī)插高出 1 042.40 kg·hm-2和 722.30 kg·hm-2，提高幅度分別達(dá)到了10.30%（8.2%—11.3%）和7.20%（6.3%—8.3%），這是因?yàn)橄啾忍好鐧C(jī)插，缽苗機(jī)插2年的有效穗數(shù)分別提高了 4.16%和 5.34%，每穗粒數(shù)分別提高了 4.12%和 3.02%，因此單位面積穎花數(shù)分別增加了8.46%和9.03%，而且在2016年其結(jié)實(shí)率和千粒重也顯著提高，因此其單穗重也顯著提高（表8）。與 N1處理相比，N2處理在缽苗和毯苗下的每穗粒數(shù) 2年平均分別下降了 3.03%和 3.51%，單位面積穎花數(shù)分別下降了 6.37%和 5.64%，單穗重分別下降了 3.37%和 2.10%，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量分別下降了 418.40 kg·hm-2和 298.10 kg·hm-2，下降幅度分別達(dá)到了3.67%和2.84%；而N3處理在缽苗和毯苗下的每穗粒數(shù) 2年平均分別提高了 4.07%和 3.25%，單位面積穎花數(shù)分別增加了 4.22%和 4.86%，單穗重分別提高了 3.05%和 2.47%，進(jìn)而產(chǎn)量分別提高了 512.76 kg·hm-2和 513.99 kg·hm-2，提升幅度分別為 4.32%和 4.75%。這說明缽苗機(jī)插和緩基速追有利于有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)提高，進(jìn)而提高了單位面積穎花數(shù)、單穗重和稻谷產(chǎn)量。此外，缽苗機(jī)插還能顯著提高雜交秈稻的收獲指數(shù)。

表8 氮肥緩速配施對2種機(jī)插雜交稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響Table 8 Effects of different machine-transplanted methods and N treatments on rice yield and its components

2.7 不同機(jī)插和氮肥緩速配施方式下雜交稻氮素吸收與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)

分析2年不同機(jī)插方式和氮肥緩速配施方式下氮素吸收與產(chǎn)量間的相關(guān)性（表 9），發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期、抽穗期和成熟期的氮積累量，播種—拔節(jié)和拔節(jié)—抽穗階段的氮積累速率，以及拔節(jié)—抽穗階段莖葉氮積累量和抽穗—成熟階段氮轉(zhuǎn)運(yùn)量，與有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗重和產(chǎn)量都有顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與結(jié)實(shí)率和千粒重則有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系；抽穗—成熟階段的氮積累速率與結(jié)實(shí)率呈極顯著正相關(guān)，但與有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗重和產(chǎn)量均呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)。

表9 雜交稻氮素吸收與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Table 9 Correlation coefficient between nitrogen uptake and yield in hybrid rice (n=16)

3 討論

3.1 缽苗機(jī)插雜交秈稻氮素吸收利用特征

水稻高產(chǎn)群體構(gòu)建，高效合理的物質(zhì)生產(chǎn)只是外在的表現(xiàn)，氮素吸收與積累才是水稻產(chǎn)量形成的內(nèi)在推動(dòng)力。籽粒氮素來自兩個(gè)方面：一是抽穗前貯藏于植株內(nèi)的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，二是穗后的氮素吸收。水稻氮素吸收和積累，主要受自身遺傳調(diào)控，但種植方式[21-22]、栽插密度[23]和氮肥運(yùn)籌[24-25]等栽培技術(shù)措施對其也有顯著影響。胡雅杰等[22]通過研究6個(gè)不同穗型粳稻品種得出與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插水稻抽穗期和成熟期吸氮量顯著提高，拔節(jié)至抽穗階段和抽穗至成熟階段的氮素積累量和氮素吸收速率較高。本研究結(jié)果也表明，與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插雜交秈稻抽穗期和成熟期吸氮量平均分別提高了12.63%和5.20%，拔節(jié)至抽穗階段氮素積累量和氮素吸收速率平均分別提高了 25.38%和 0.84 kg·hm-2·d-1，這與胡雅杰等[22]研究粳稻的結(jié)果是一致的，但與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插雜交秈稻抽穗至成熟階段氮素積累量和氮素吸收速率分別降低了29.85%和0.26 kg·hm-2·d-1，這可能是因?yàn)槔徝鐧C(jī)插雜交秈稻花前氮素吸收量大，后期籽粒氮素主要依靠花前的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，故而花后植株氮素吸收慢而少，而毯苗機(jī)插花前氮素積累量不足，難以滿足后期籽粒氮素的需求，故而仍需較多地從土壤中吸收氮素。以上兩點(diǎn)，是缽苗機(jī)插雜交秈稻氮素吸收積累區(qū)別于毯苗機(jī)插的重要特征，這可能是受環(huán)境條件影響，也可能是水稻品種類型的遺傳特性本身就對花后氮素吸收特征存在差異。

鄧飛等[26]研究認(rèn)為成熟期穗部的氮素主要依靠抽穗至成熟階段莖鞘和葉片的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，許軻等[27]進(jìn)一步研究指出不同生育時(shí)期葉片氮素積累量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)高于同一時(shí)期莖鞘氮素積累量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)，因此在保持莖鞘氮素積累量的基礎(chǔ)上，提高葉片氮素積累，有利于進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量[28]。本研究結(jié)果表明，缽苗機(jī)插抽穗至成熟階段的莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率以及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對穗部的貢獻(xiàn)率均顯著高于毯苗機(jī)插，且2種機(jī)插下葉片的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率以及拔節(jié)至抽穗階段氮素積累量和抽穗至成熟階段氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)都明顯高于莖鞘。說明相比毯苗機(jī)插，缽苗機(jī)插雜交稻生育中后期莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量大，葉片對籽粒氮素積累貢獻(xiàn)率要高于莖鞘，這與水稻莖葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)是密不可分的。氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率是評價(jià)氮素利用率的重要指標(biāo)，同時(shí)也是連接物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收的直觀指標(biāo)[29]。本研究結(jié)果顯示，缽苗機(jī)插成熟期氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率平均比毯苗機(jī)插高出 9.79%，進(jìn)一步說明了缽苗機(jī)插干物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)能力優(yōu)于毯苗機(jī)插。

水稻氮素利用效率的評價(jià)指標(biāo)，除了干物質(zhì)生產(chǎn)效率之外，還有氮素回收利用率、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率、偏生產(chǎn)力、稻谷生產(chǎn)效率和收獲指數(shù)等[30]。胡雅杰等[22]研究表明，缽苗機(jī)插雜交稻的氮肥偏生產(chǎn)力顯著高于毯苗，氮素收獲指數(shù)也略高于毯苗機(jī)插。本研究結(jié)果表明相比毯苗機(jī)插，缽苗的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力平均分別提高了12.62%、11.94%和8.69%，氮素收獲指數(shù)顯著提高了5.41—6.42個(gè)百分點(diǎn)。這說明缽苗機(jī)插雜交稻比毯苗機(jī)插稻在氮素利用效率方面更具優(yōu)勢，這與缽苗機(jī)插雜交稻生育中后期具有較強(qiáng)的光合物質(zhì)生產(chǎn)能力和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)能力密不可分[22]。

3.2 氮肥緩基速追下機(jī)插雜交秈稻氮素吸收利用特征

眾多研究認(rèn)為在水稻生產(chǎn)中，合理的氮肥運(yùn)籌可以提高氮素積累量和氮肥利用效率[31-32]。已有研究表明，緩釋氮肥可以通過調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放模式，實(shí)現(xiàn)水稻氮素養(yǎng)分的平衡狀態(tài)，進(jìn)而提高水稻氮素吸收利用，這是因?yàn)榫忈尩署B(yǎng)分釋放周期長，減少了氨揮發(fā)、氮的徑流淋溶和硝化-反硝化等途徑的損失[33]。但陳賢友等[17]研究發(fā)現(xiàn)緩釋氮肥存在肥效緩慢，易造成作物前期缺氮，黃旭等[34]也發(fā)現(xiàn)，施用緩釋肥料是通過改善水稻后期的生育性狀，進(jìn)而提高了產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率。而付月君等[33]研究認(rèn)為一次性施用過多的緩釋肥不僅會降低成熟期籽粒中氮素的積累量，還會導(dǎo)致水稻后期貪青晚熟，產(chǎn)量降低，而適當(dāng)比例的緩釋氮肥與尿素配施能夠顯著提高水稻籽粒中氮素的積累量[25]。本研究結(jié)果表明，與緩釋肥一次性基施相比，以30%的尿素取代緩釋肥作為基肥施用（緩速基施），機(jī)插雜交稻拔節(jié)期氮素積累量顯著提高，而抽穗期和成熟期氮素積累量，以及拔節(jié)至抽穗階段的莖葉氮素積累量和抽穗至成熟階段的莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均顯著降低，進(jìn)而顯著降低了氮肥的回收利用率。這是因?yàn)樗旧L前期根量少，尿素作基肥施用在前期流失快，而相同當(dāng)量的緩釋肥損失更小，所以緩速基施的氮素回收利用率低，同時(shí)也說明施用緩釋肥并不會導(dǎo)致機(jī)插雜交稻前期缺氮，這也可能與本試驗(yàn)前茬作物是青菜，土壤基礎(chǔ)肥力過高有關(guān)。也有研究指出水稻對氮素的吸收主要集中在幼穗分化期，而一次性施用緩釋肥很難滿足水稻生育中后期對氮的需求[35]。本研究結(jié)果表明，機(jī)插雜交稻氮素吸收最快的時(shí)期是拔節(jié)至抽穗期，且與緩釋肥一次性基施相比，以 30%的尿素取代緩釋肥作為穗肥施用（緩基速追），使缽苗機(jī)插雜交稻拔節(jié)—抽穗階段氮素吸收速率加快了0.60 kg·hm-2·d-1，因此其拔節(jié)—抽穗階段的氮素積累量顯著提高，進(jìn)而使抽穗期氮素積累量提高了 2.34%，盡管抽穗—成熟階段氮素吸收速率有所下降，但成熟期氮素積累量依然提高了 1.79%，這與氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對穗部的貢獻(xiàn)率顯著提高有一定關(guān)聯(lián)，此外氮肥回收利用、農(nóng)學(xué)利用率、生理利用率和偏生產(chǎn)力也均有不同程度的提升，而拔節(jié)期氮素積累量則顯著降低。這些特征與戢林等[36]總結(jié)的人工移栽水稻高產(chǎn)氮高效群體主要生育時(shí)期氮素積累特征非常吻合，即拔節(jié)前氮素積累量低，拔節(jié)—抽穗階段氮素積累量迅速升高，而抽穗—成熟階段仍保持較高的氮素積累能力。原因可能是緩基速追這種施肥方式下能彌補(bǔ)雜交稻幼穗分化期緩釋肥營養(yǎng)供應(yīng)不足的問題，且適當(dāng)?shù)臒o機(jī)氮供應(yīng)可以增加土壤微生物數(shù)量，水稻能吸收更多的養(yǎng)分供植株生長和幼穗發(fā)育，從而促進(jìn)了干物質(zhì)和氮素積累，為水稻高產(chǎn)和氮肥高效利用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[37]。

4 結(jié)論

與毯苗機(jī)插相比，缽苗機(jī)插雜交稻在氮素利用效率方面更具優(yōu)勢。缽苗機(jī)插雜交稻高產(chǎn)氮素高效利用特征可總結(jié)為拔節(jié)前氮素積累量不宜過高，拔節(jié)至抽穗階段氮素積累應(yīng)快而多，而抽穗—成熟階段要保持較高的莖葉氮素轉(zhuǎn)運(yùn)能力和一定的氮素吸收能力。而且在缽苗機(jī)插下，采用70%緩釋肥做基肥+30%尿素做穗肥的緩基速追的施肥方式，能適當(dāng)降低拔節(jié)前氮素積累速率和積累量，進(jìn)一步加快拔節(jié)至抽穗階段氮素吸收速率，提高機(jī)插雜交稻抽穗期和成熟期氮素積累量，進(jìn)而提高氮肥利用率。