氮肥用量對秈粳雜交稻產(chǎn)量和氮素利用率的影響

楊鋅， 譚曉莉， 張紅梅， 孫濤， 吳良歡

(1.上饒師范學院 生命科學學院，江西 上饒 334001； 2.浙江大學 環(huán)境與資源學院，浙江 杭州 310058；3.嘉興市農(nóng)業(yè)科學研究院，浙江 嘉興 314016)

水稻是浙江省的主要糧食作物，種植面積常年保持在8萬hm2以上，呈現(xiàn)基本穩(wěn)定的態(tài)勢[1]。近年來，浙江水稻育種工作一直處于全國前列，尤其是以甬優(yōu)系列為代表的秈粳雜交稻更是不斷突破區(qū)域水稻高產(chǎn)紀錄[1-2]。與其他類型雜交水稻相比，甬優(yōu)系列秈粳雜交稻表現(xiàn)出植株高大、莖稈粗壯和穗大粒多等特點，具良好的增產(chǎn)潛力[2]。該系列品種在保持高產(chǎn)的同時，也一直向優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展，贏得了周邊省份種植戶的青睞。當前有關(guān)甬優(yōu)系列秈粳雜交稻的研究多集中在產(chǎn)量形成機制方面，如莖稈特性、穗部特征和產(chǎn)量構(gòu)成要素等[2-5]，而有關(guān)秈粳雜交稻的養(yǎng)分吸收特性的研究報道相對較少[6-7]。氮素是水稻生產(chǎn)的第一大營養(yǎng)元素，對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量形成起著至關(guān)重要的作用。但在實際生產(chǎn)中存在著盲目施用氮肥的問題[8]。探究秈粳雜交稻種植過程中的氮肥合理用量，將為建設(shè)生態(tài)浙江提供重要的理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2016年在嘉興市農(nóng)業(yè)科學研究院基地進行，基地所處的杭嘉湖平原是浙江最大的堆積平原。土壤類型為灘涂泥田，基本理化性質(zhì)：pH 5.7，土壤有機質(zhì)含量32 g·kg-1，全氮2.4 g·kg-1，有效磷16 mg·kg-1，速效鉀80 mg·kg-1。屬東亞季風區(qū)，年均氣溫15.9 ℃，年降雨量1 168.6 mm,年日照2 017.0 h。

供試水稻品種為甬優(yōu)12、甬優(yōu)538、秀水134和嘉58。甬優(yōu)12和甬優(yōu)538系秈粳雜交稻，由寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院等單位育成，秀水134和嘉58系常規(guī)晚粳稻，由嘉興市農(nóng)業(yè)科學研究院等單位育成。4個水稻品種的全生育期分別為154.1、153.5、152.2和156 d。

供試肥料有尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O516%)和氯化鉀(K2O 60%)。

1.2 處理設(shè)計

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主處理為氮肥用量，副處理為水稻品種。小區(qū)面積20 m2，重復3次。小區(qū)之間用田埂隔離，并用塑料薄膜包裹，保證各小區(qū)單獨排灌。主處理共設(shè)5個氮肥水平，分別為0、150、225、300和375 kg·hm-2(折合純氮量)，分別記為N1、N2、N3、N4和N5。副處理為水稻品種，分別為甬優(yōu)12、甬優(yōu)538、秀水134和嘉58。

水稻于2016年5月24日播種，6月24日移栽，栽插株行距為25 cm×25 cm，11月20日收獲。磷肥用量為105 kg·hm-2(折合P2O5量)，鉀肥用量為180 kg·hm-2(折合K2O量)。氮肥分3次施用：40%用作基肥，30%用作分蘗肥，20%用作穗肥。磷肥和鉀肥在種植之前一次性施入，翻耕后種植。秈粳雜交稻甬優(yōu)12和甬優(yōu)538每穴單苗栽插，常規(guī)粳稻秀水134與嘉58每穴3苗栽插。田間水分管理：前期采用淹水灌溉，后期建立淺水層；水稻分蘗達到一定時進行擱田；揚花期時保持3 cm淺水層，而后實行間歇灌溉，水稻收割前1周停止灌溉。按常規(guī)栽培要求統(tǒng)一進行病蟲害防治。

1.3 測定項目與數(shù)據(jù)處理

于水稻分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期與成熟期按每小區(qū)的平均莖蘗數(shù)取樣，每次取3穴植株。將水稻植株洗凈后于105 ℃殺青20 min，80 ℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)量。稱重后用萬能粉碎機粉碎，過60目篩后經(jīng)濃硫酸消解2 h，采用凱氏定氮法測定樣品氮含量[9]，并計算氮素吸收利用效率和表觀利用率[8]。

進入穗期后，根據(jù)小區(qū)水稻抽穗情況，記錄見穗期、抽穗期和齊穗期。水稻收獲時，每個小區(qū)連續(xù)調(diào)查20穴，計算有效穗數(shù)，取3穴計算每穗粒數(shù)和結(jié)實率，并測定千粒重。小區(qū)全部收割進行測產(chǎn)，將籽粒水分調(diào)整為14.5%記為產(chǎn)量。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用GenStat 20.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 對水稻產(chǎn)量的影響

表1表明，秈粳雜交稻甬優(yōu)538和甬優(yōu)12的產(chǎn)量顯著高于常規(guī)晚粳稻嘉58和秀水134，這表明秈粳雜交稻在本地區(qū)具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢。甬優(yōu)系列品種之間和常規(guī)晚粳稻品種之間產(chǎn)量差異均不顯著。秈粳雜交稻在N4水平下甬優(yōu)538的產(chǎn)量最高，達到12.55 t·hm-2；常規(guī)晚粳稻在N4水平下嘉58的產(chǎn)量最高，達到8.80 t·hm-2。甬優(yōu)538和甬優(yōu)12不施氮肥處理的產(chǎn)量分別為10.15和11.22 t·hm-2，嘉58不施氮肥處理的產(chǎn)量最低，僅6.77 t·hm-2。

表1 不同施氮量處理4個水稻品種的產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2 對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表2表明，秈粳雜交稻的產(chǎn)量優(yōu)勢主要是穗粒數(shù)多，每穗粒數(shù)均在350粒以上，有的接近500粒，甬優(yōu)538的每穗粒數(shù)低于甬優(yōu)12；晚粳稻品種的每穗粒數(shù)只有120粒上下；秈粳雜交稻每穗粒數(shù)比常規(guī)晚粳稻多300粒左右，是導致兩者產(chǎn)量差異的重要因素。但秈粳雜交稻的結(jié)實率相對偏低，而且隨著施肥量的增加不斷下降，提高結(jié)實率是進一步提高秈粳雜交稻產(chǎn)量的重要措施；嘉58和秀水134的結(jié)實率均在80%以上。常規(guī)晚粳稻千粒重高于秈粳雜交稻，甬優(yōu)12約為22 g，比甬優(yōu)538高，但低于秀水134和嘉58。

表2 不同施氮量處理4個水稻品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素表現(xiàn)

2.3 對水稻穗期的影響

表3表明，秀水134的見穗期最早，其次是甬優(yōu)538和嘉58，甬優(yōu)12最晚。移栽后72 d左右，秀水134開始抽穗，76 d左右進入齊穗期；嘉58進入齊穗期需要80 d，甬優(yōu)538與此相似；甬優(yōu)12進入齊穗期最晚，大約需要86 d，比其他3個品種晚6～10 d。各品種施氮處理與不施氮處理的穗期存在顯著差異，不施氮肥處理各品種的穗期均比施氮處理提前。嘉58各施氮處理穗期相同其他3個品種施氮處理之間的穗期差異較小，秀水134和甬優(yōu)12的最高施氮處理穗期比其他處理晚1 d。秈粳雜交稻的齊穗期施氮處理比不施氮晚4～5 d，但不同施氮量之間的影響不顯著；施氮水平對甬優(yōu)538的穗期影響較大，隨著施氮水平的提高，齊穗期推遲。

表3 不同施氮量處理4個水稻品種的穗期特征(移栽后天數(shù))

2.4 對水稻籽粒含氮量的影響

水稻籽粒含氮量是水稻重要的品質(zhì)指標之一，也是水稻高效施肥的重要依據(jù)。表4表明，不同施氮水平下4個水稻品種的籽粒含氮量差異不顯著。嘉58、秀水134、甬優(yōu)12 和甬優(yōu)538的籽粒含氮量分別為10.2～12.4、9.9～11.8、10.3～13.7和8.1～13.6 g·kg-1。不過本研究中甬優(yōu)12和甬優(yōu)538的籽粒含氮量明顯低于之前的研究[4-5]。

表4 不同施氮量處理4個水稻品種籽粒含氮量表現(xiàn)

2.5 對水稻氮素吸收利用率的影響

表5表明，不同水稻品種在不同施氮水平下氮素吸收利用率存在顯著差異。常規(guī)晚粳稻嘉58隨著施氮量的增加，氮素吸收利用率下降，在施氮150 kg·hm-2的情況下，為42.0%，當施氮375 kg·hm-2時，降為18.6%；秀水134的氮素吸收利用率也在施氮150 kg·hm-2時最高；甬優(yōu)12的氮素吸收利用率規(guī)律性不明顯，施氮300 kg·hm-2時最高，為39.3%；甬優(yōu)538的氮素吸收利用率在施氮225 kg·hm-2時最高，達59.5%。

表5 不同施氮量處理4個水稻品種氮素吸收利用率表現(xiàn)

3 小結(jié)與討論

試驗結(jié)果表明，秈粳雜交稻的產(chǎn)量明顯高于常規(guī)晚粳稻，同一品種不同施氮水平的產(chǎn)量差異不顯著。秈粳雜交稻產(chǎn)量優(yōu)勢主要來自于高的每穗粒數(shù)，其每穗粒數(shù)比常規(guī)晚粳稻多300粒左右，但秈粳雜交稻的結(jié)實率明顯低于普通粳稻品種，提高結(jié)實率是未來進一步提高秈粳雜交稻產(chǎn)量的重要措施。本研究中秈粳雜交稻的千粒重比常規(guī)晚粳稻品種低，約為22 g左右。田間試驗結(jié)果顯示，4個水稻品種不同施氮水平之間的穗期存在一定差異，移栽至齊穗期天數(shù)，施用氮肥處理明顯比不施氮肥處理多；4個品種中，甬優(yōu)12的移栽至齊穗期天數(shù)最多，約86 d。作為水稻品質(zhì)指標之一的籽粒含氮量，各品種不同施氮水平的差異并不顯著；常規(guī)晚粳稻品種為9.9～12.4 g·kg-1，秈粳雜交稻為8.1～13.7 g·kg-1。試驗表明，在秈粳雜交稻施氮225 kg·hm-2時，甬優(yōu)538的氮素吸收利用率最高，為59.5%；常規(guī)晚粳稻施氮150 kg·hm-2時，嘉58的氮素吸收利用率最高，為42.0%。