不同氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

陳 偉，衛(wèi)萬(wàn)娟，金彥剛，趙其兵，夏中華，任仰濤，李珍富，常東偉，楊永樂，劉海浪

（江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇宿遷223800）

水稻是世界上種植歷史最悠久的糧食作物，全球近一半人口都以水稻為食。水稻也是我國(guó)重要的糧食作物，在確保糧食安全、穩(wěn)定糧食增產(chǎn)增效以及推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]。水稻是江蘇省第一大糧食作物，常年種植面積約220萬(wàn)hm2，總產(chǎn)1 800萬(wàn)t，分別占全省糧食種植面積和總產(chǎn)的40%和60%，占全國(guó)水稻種植面積和總產(chǎn)的7%和10%[2]。掌握水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)對(duì)于穩(wěn)定發(fā)展江蘇省水稻生產(chǎn)具有重要意義。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)從業(yè)人員不斷減少，從事稻作生產(chǎn)的勞動(dòng)力不足、成本上升，這在很大程度上制約了水稻生產(chǎn)水平的穩(wěn)定提高。水稻機(jī)插秧技術(shù)是一項(xiàng)省工、省時(shí)的高產(chǎn)增效栽培技術(shù)。隨著水稻機(jī)械化插秧程度的日益提高，研究與插秧機(jī)相配套的高產(chǎn)栽培技術(shù)已成迫切之勢(shì)，其中機(jī)插密度和氮肥用量是影響水稻產(chǎn)量的2個(gè)重要因素[3]。

鹽粳15號(hào)系江蘇省鹽城市鹽都區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成、江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司獨(dú)占許可實(shí)施的中熟中粳水稻新品種，2016年1月通過江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)：蘇審稻201608）。該品種具有產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)、抗倒性好、米質(zhì)優(yōu)、灌漿速率快、適宜機(jī)插等特點(diǎn)，自審定以來(lái)在江蘇省種植面積累計(jì)達(dá)18萬(wàn)hm2。本研究就不同氮肥用量與機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響開展試驗(yàn)，探索機(jī)插栽培條件下鹽粳15號(hào)高產(chǎn)群體的質(zhì)量指標(biāo)及產(chǎn)量形成規(guī)律，著重探討施氮量與種植密度的最佳組合，以期為該品種高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)材料為中熟中粳水稻品種鹽粳15號(hào)，試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在江蘇省淮安市金湖縣呂良鎮(zhèn)江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司淮南試驗(yàn)站（119°03′47″E、33°07′12″N）試驗(yàn)田內(nèi)，試驗(yàn)于2020年5月進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬作物為小麥，土壤質(zhì)地為黑黏土，肥力中上等，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.1 g/kg，堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為101.3 mg/kg，速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為107.7 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)氮肥用量和機(jī)插密度2個(gè)因素，采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為氮肥，副區(qū)為機(jī)插密度。氮肥設(shè)4個(gè)水平：無(wú)氮0 kg/hm2（N0），低氮225 kg/hm2（N1），中氮300 kg/hm2（N2），高氮375 kg/hm2（N3）。機(jī)插密度設(shè)3個(gè)水平：低密度23.8萬(wàn)穴/hm2（M1），中密度27.8萬(wàn)穴/hm2（M2），高密度33.3萬(wàn)穴/hm2（M3）。共12個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)為16行區(qū)，長(zhǎng)12.6 m，寬4.8 m，面積60.48 m2。各主區(qū)間做田埂，用塑料薄膜包埋，防止肥水互滲。本試驗(yàn)氮肥分4次施用，其中基肥、返青肥、分蘗肥、穗肥施用量各占總施氮量的40%、35%、15%、10%。磷肥施用P2O590 kg/hm2，全部用作基肥。鉀肥施用K2O 90 kg/hm2，按質(zhì)量比基肥∶穗肥=2∶1施用。機(jī)插秧苗采用塑盤育秧，于5月25日播種，6月13日機(jī)插，插秧機(jī)為久保田乘坐式8行高速插秧機(jī)，插秧機(jī)插秧行距固定為30 cm，株距3檔調(diào)整。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 水稻生長(zhǎng)。始穗期：全田10%植株穗頂（不連芒）露出葉鞘日期。齊穗期：全田80%植株穗頂（不連芒）露出葉鞘日期。成熟期：粳稻95%以上谷粒黃熟，秈稻85%以上谷粒黃熟，米質(zhì)堅(jiān)實(shí)，可以收獲的日期。全生育期：自播種之日至成熟期所經(jīng)歷的天數(shù)。株高用直尺進(jìn)行測(cè)量，以一穴之最高穗為準(zhǔn)，從土面起量至穗頂端（不連芒），每小區(qū)連續(xù)量10穴，計(jì)平均值。

1.3.2 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素。高峰苗，每小區(qū)定點(diǎn)標(biāo)記20穴，移栽后每5 d調(diào)查1次，調(diào)查到苗數(shù)下降為止，取最高值。在水稻成熟期，于田間調(diào)查水稻有效穗，每重復(fù)取代表性植株3叢帶至室內(nèi)風(fēng)干考種，考察平均每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量。成熟期小區(qū)實(shí)割2行（7.56 m2）測(cè)產(chǎn)，并將含水量換算到14.5%標(biāo)準(zhǔn)含水量計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2017和DPS 18.10進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，用鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 不同氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)生育進(jìn)程的影響。由表1可知，同一機(jī)插密度條件下，隨著氮肥用量的增加，鹽粳15號(hào)始穗期、齊穗期、成熟期均推遲，生育期延長(zhǎng)，高氮處理N3生育期較無(wú)氮處理N0長(zhǎng)6 d。鹽粳15號(hào)無(wú)氮處理表現(xiàn)早衰，高氮處理表現(xiàn)貪青現(xiàn)象。同一氮肥水平下，不同機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)的生育進(jìn)程沒有影響。

表1 不同氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)生育進(jìn)程的影響

2.1.2 不同氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)株高的影響。由表2可知，增施氮肥可顯著提高鹽粳15號(hào)的株高，但持續(xù)增加氮肥用量株高增加的幅度變小。鹽粳15號(hào)中氮處理（N2）株高94.7 cm、低氮處理N1株高88.4 cm、無(wú)氮處理N0株高81.9 cm之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。但高氮N3株高與中氮N2株高差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明施氮量高于一定水平時(shí)，株高不再增加。機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)株高的影響不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，鹽粳15號(hào)在中氮條件下中密度時(shí)的株高最低。

表2 氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)株高的影響

2.2 不同氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.2.1 氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)產(chǎn)量的影響。由表3可知，氮肥用量和機(jī)插密度均對(duì)鹽粳15號(hào)的產(chǎn)量有顯著性的影響。隨著施氮量和機(jī)插密度的增加，產(chǎn)量先升后降，其中處理N2和M2產(chǎn)量最高，較其他處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)產(chǎn)量的影響有一定的互作效應(yīng)，低氮水平下，適當(dāng)?shù)卦黾用芏瓤蓮浹a(bǔ)因氮肥不足而導(dǎo)致的產(chǎn)量降低；高氮水平下，密度偏高產(chǎn)量卻有所下降。本試驗(yàn)中，處理N2M2的產(chǎn)量最高，為11 033.36 kg/hm2，且與其他處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），表明鹽粳15號(hào)在中氮水平中密度機(jī)插時(shí)可獲得最高產(chǎn)。

表3 氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)產(chǎn)量的影響

2.2.2 氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響。由表4可知，氮肥用量和機(jī)插密度均對(duì)鹽粳15號(hào)的高峰苗、有效穗及成穗率具有顯著性的影響。隨著氮肥用量和機(jī)插密度的增加，鹽粳15號(hào)的高峰苗和有效穗隨之增加，但成穗率卻隨之減少，無(wú)氮處理下成穗率最高，達(dá)到77.7%，高氮處理下，成穗率最低，僅為57.7%，說明過多的氮肥施用導(dǎo)致水稻產(chǎn)生了過多的無(wú)效分蘗[5]。不同施氮量條件下，高峰苗隨著機(jī)插密度的增加而顯著增加，不同機(jī)插密度的高峰苗差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而在高氮處理下，不同機(jī)插密度的有效穗差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。隨著施氮量的增加，每穗總粒數(shù)先增加后減少，中氮處理時(shí)的每穗總粒數(shù)最多，達(dá)128.5粒，與其他處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；每穗總粒數(shù)隨機(jī)插密度的增加顯著減少；不同施氮量條件下，高密度機(jī)插時(shí)的每穗總粒數(shù)顯著低于中、低密度，中氮條件下，中、低密度的每穗總粒數(shù)最多且與其他處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。從結(jié)實(shí)率來(lái)看，無(wú)氮處理結(jié)實(shí)率最高，達(dá)93.4%，與其他處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），低氮和中氮處理差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，高氮處理結(jié)實(shí)率最低，為89.1%，顯著低于其他處理；隨著機(jī)插密度增加，結(jié)實(shí)率顯著降低，低密度處理結(jié)實(shí)率最高，其次是中密度處理，高密度處理結(jié)實(shí)率最低；無(wú)氮低密度N0M1結(jié)實(shí)率最高，達(dá)95.8%，高氮高密度結(jié)實(shí)率最低，僅為87.1%。無(wú)氮、低氮、中氮處理時(shí)，千粒質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但高氮處理時(shí)，千粒質(zhì)量顯著降低；中、低機(jī)插密度處理的千粒質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，高密度處理與中、低密度處理的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。本試驗(yàn)中，中氮條件下，中密度（N2M2）的千粒質(zhì)量顯著高于高密度（N2M3），低密度（N2M1）與高密度（N2M3）差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表4 氮肥用量和機(jī)插密度對(duì)鹽粳15號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

3 討論與結(jié)論

氮肥用量與栽插密度作為水稻種植過程中的主要栽培手段，對(duì)水稻的生長(zhǎng)起關(guān)鍵性作用。大量的研究表明，施氮量過多或過少都不利于產(chǎn)量的提高，在一定范圍內(nèi)，增加施氮量可以明顯提高水稻產(chǎn)量，當(dāng)施氮量達(dá)到一定水平，將不會(huì)提高水稻產(chǎn)量，相反還會(huì)有所降低[6-8]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥用量的增加，鹽粳15號(hào)的生育期延長(zhǎng)，株高增高，高峰苗和有效穗數(shù)隨之增加，但成穗率卻隨之減少，無(wú)效分蘗增多，每穗總粒數(shù)先增加后減少，結(jié)實(shí)率降低，產(chǎn)量先升后降。當(dāng)施氮量超過中氮水平N2時(shí)，雖然有效穗數(shù)有所增加，但每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量卻顯著降低，進(jìn)而降低產(chǎn)量。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，鹽粳15號(hào)氮肥高產(chǎn)高效應(yīng)用方面，以施氮300 kg/hm2最佳。

合理的栽插密度有利于構(gòu)建合理群體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化群體質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效栽培奠定基礎(chǔ)。有研究表明，高峰苗和有效穗數(shù)隨移栽密度提高而提高，但成穗率、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量等都呈明顯下降趨勢(shì)[9-10]，這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。本試驗(yàn)設(shè)置的3個(gè)梯度的機(jī)插密度，對(duì)鹽粳15號(hào)的產(chǎn)量及構(gòu)成因素影響顯著，對(duì)生育期及株高沒有顯著的影響。隨著機(jī)插密度的增加，高峰苗和有效穗數(shù)隨之增加，成穗率、每穗總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率降低，產(chǎn)量先升后降。由試驗(yàn)結(jié)果可知，鹽粳15號(hào)以中密度27.8萬(wàn)穴/hm2機(jī)插為宜。

關(guān)于氮肥用量與機(jī)插密度的互作對(duì)鹽粳15號(hào)農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響，陳曉陽(yáng)等研究了施氮水平和栽插密度對(duì)天優(yōu)華占的影響，認(rèn)為在高密度下，最高苗數(shù)隨氮肥用量增加而增加，而成穗率隨之降低，有效穗數(shù)先增加后降低[11]。本試驗(yàn)研究表明，氮肥用量與機(jī)插密度的互作對(duì)鹽粳15號(hào)的生育期及株高沒有影響，對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有影響。低氮水平下，適當(dāng)?shù)卦黾用芏瓤蓮浹a(bǔ)因氮肥不足而導(dǎo)致的產(chǎn)量降低；高氮水平下，密度偏高產(chǎn)量卻有所下降。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，主要是由于穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量減少導(dǎo)致產(chǎn)量降低。

綜上所述，鹽粳15號(hào)氮肥用量與機(jī)插密度的最優(yōu)組合為N2M2，即300 kg/hm2和27.8萬(wàn)穴/hm2，該組合下的生育期、株高適中，群體、穗粒結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，在降低氮肥用量、控制合理密度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了最佳產(chǎn)量目標(biāo)。