施氮量對直播稻綠旱粳1號農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

段素梅，陳龍，王士梅，楊安中，方吳云，龔存力，宗易

(1.安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,安徽 鳳陽 233100；2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所,安徽 合肥 230031)

據(jù)統(tǒng)計，氮肥對我國糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為40%～50%，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用[1]。在水稻生產(chǎn)中，適宜的氮肥用量不僅可以提高葉片光合能力，還可以優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高水稻群體的生產(chǎn)能力[1-5]。但如果施用不當(dāng)，不僅使氮肥的增產(chǎn)能力下降，還會造成倒伏和減產(chǎn)，經(jīng)濟效益下降，更嚴(yán)重的后果是還會帶來生態(tài)環(huán)境的惡化，影響稻米生產(chǎn)的安全品質(zhì)[5-8]。目前我國農(nóng)作物氮肥利用率還遠(yuǎn)低于世界平均水平，大量研究認(rèn)為，水稻氮肥施用量過高、施用比例不合理是導(dǎo)致氮肥利用率低的主要原因[8-9]。

因此，有效控制氮肥用量，提高氮肥利用率是當(dāng)前水稻生產(chǎn)上亟待解決的問題。關(guān)于不同水稻品種施氮量的確定，前人大量研究[10-11]表明，水稻最佳施氮量因水稻品種、土壤條件以及施氮方法不同而有很大差異；水稻不同類型間(秈粳稻、雜交稻和超級稻等)和不同品種間在物質(zhì)生產(chǎn)、氮素吸收與利用上普遍存在基因型差異[10-13]。所以，根據(jù)品種和栽培措施等情況合理確定施氮量顯得越來越重要。

綠旱粳1號是安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所抗旱育種團(tuán)隊選育的適宜旱直播的常規(guī)粳稻新品種，目前正在江蘇、安徽等省推廣種植。與傳統(tǒng)手栽稻相比，旱直播稻雖然有齊穗偏遲、低產(chǎn)低效等缺陷，但有節(jié)水顯著、抗?jié)潮Ｊ漳芰?、機械化程度高、勞動強度低等優(yōu)點。傳統(tǒng)水稻直播生產(chǎn)往往采用較為粗放的人工撒直播方式進(jìn)行，與之配套的通常是習(xí)慣性的高肥高播量栽培方式，過高的氮肥投入造成氮肥利用效率低，不僅造成了浪費，還加劇了農(nóng)業(yè)面源污染，嚴(yán)重影響綠色生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，既不利于穩(wěn)產(chǎn)增效又增加了糧食安全風(fēng)險[1,7]。栽插稻氮肥用量較多[7-9]，旱直播水稻氮肥合理用量的相關(guān)研究相對還較少[9,13-14]，水稻新品種綠旱粳1號直播氮肥用量的研究還未見到。本試驗詳細(xì)分析了氮肥用量對旱直播稻新品種綠旱粳1號的莖蘗動態(tài)、抗倒伏系數(shù)、經(jīng)濟系數(shù)和產(chǎn)量因素等的影響，以期為本地區(qū)生產(chǎn)上推廣綠旱粳1號氮肥合理利用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試氮肥為尿素(N含量46%)，從鳳陽縣肥料市場購買；供試水稻品種為綠旱粳1號，種子由安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所抗逆室提供。

1.2 處理設(shè)計

試驗采用塑料桶栽，塑料桶從當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I，高28 cm，上口直徑30 cm，下口直徑25 cm，每桶裝土14 kg。試驗設(shè)全生育期每桶施尿素0 g(N0)、2.0 g(N2)、3.0 g(N3)、4.0 g(N4)、4.5 g(N5)、5.0 g(N6)、6.0 g(N7)共7個處理(根據(jù)栽插株數(shù)和面積，折合理論純氮0、130、195、260、290、325、390 kg·hm-2)，以N0為對照，設(shè)置3次重復(fù)，共計21桶。氮肥的施用按基肥∶分蘗肥∶穗肥為5∶3∶2的比例分3次施用(表1)。5月6日旱直播，每桶播2穴，每穴1粒種子。旱播水管，生長期間水分及病蟲草害均采用統(tǒng)一管理。

表1 每桶各時期施氮肥量

1.3 測定項目與方法

分蘗期每隔7 d觀察記載莖蘗數(shù)一次，至莖蘗數(shù)不再增加為止；從始穗期開始，每隔7 d用葉綠素測定儀(SPAD-502plus)測定1次葉綠素相對含量(SPAD值)，共測定5次；水稻成熟后考察每桶生物產(chǎn)量、株高、第1～2節(jié)間長度、第1～2節(jié)間重、有效穗數(shù)、穗長、一次枝梗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重和實際產(chǎn)量，并計算抗倒伏系數(shù)(第1～2節(jié)間重/第1～2節(jié)間長度)、經(jīng)濟系數(shù)(經(jīng)濟產(chǎn)量/生物產(chǎn)量)、根冠比(根系重/地上部重)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對株高和抗倒伏性能的影響

由圖1和表2可知，各處理株高由高到低依次為N4>N5>N6>N3>N7>N2>N0(CK)，各處理之間株高變化呈單峰曲線(N4時處于峰值)。從株高變化趨勢看，每桶氮肥用量0～4.0 g，株高隨著秧齡的增加而增加，當(dāng)每桶氮肥用量超過4.0 g后，株高隨著氮肥用量的增加而下降。這表明適當(dāng)增加氮肥的用量，有利于提供營養(yǎng)元素，滿足生長需要，但當(dāng)?shù)视昧窟^多時，群體間競爭激烈，無效分蘗增加，部分分蘗勉強生成有效穗，但長勢極差，導(dǎo)致群體的平均株高值較小。

圖1 氮肥用量對株高的影響

抗倒伏系數(shù)由高到低依次為N2>CK>N3>N4>N6>N7>N5。氮肥用量對水稻新品種綠旱粳1號的抗倒伏性能有明顯的影響，N2的抗倒伏系數(shù)最高，隨著氮肥用量增加，抗倒伏系數(shù)逐漸減小。這說明在低氮水平下，適當(dāng)?shù)脑黾拥视昧?，可以提高綠旱粳1號的抗倒伏性能，但超出一定用量后，氮肥會促進(jìn)分蘗發(fā)生和生長，節(jié)間長度增加，莖稈物質(zhì)充實較少，抗倒伏能力下降。

表2 各處理株高及抗倒伏系數(shù)

2.2 氮肥用量對莖蘗動態(tài)的影響

由表3數(shù)據(jù)可看出，氮肥用量對水稻新品種綠旱粳1號分蘗發(fā)生影響很大。綠旱粳1號每桶的莖蘗數(shù)在生育前期隨氮肥施用量的增加而增加，但在生育中期氮肥過高莖蘗數(shù)達(dá)最大值后不再增加，反而逐漸減少。低氮肥處理的最大莖蘗數(shù)早于高氮肥處理，氮肥量的增加導(dǎo)致無效分蘗增加，成穗率不增反而下降。隨著氮肥用量的增加綠旱粳1號的成穗率不斷增加，但當(dāng)達(dá)到某一范圍時，成穗率達(dá)到最大不再增加，繼續(xù)施用氮肥成穗率不斷下降。低于N5處理的氮肥用量，成穗率與對照相比差異均顯著，其中N2、N3、N4處理與對照CK差異達(dá)到顯著水平。

表3 各處理莖蘗動態(tài)及成穗率

2.3 氮肥用量對始穗后劍葉葉綠素含量的影響

始穗后每周用葉綠素儀對劍葉的葉綠素進(jìn)行1次測定，由圖2可看出，隨著氮肥用量的增加，各處理與CK相比，SPAD值均有增加，且當(dāng)每桶氮肥用量超過4.5 g(N5)后，收獲期SPAD值仍然在很高水平，出現(xiàn)貪青晚熟現(xiàn)象。同一處理間隨著測定的時間不同，始穗后劍葉的葉綠素含量整體表現(xiàn)出先上升達(dá)到最大值后下降的趨勢。

圖2 各處理始穗后劍葉葉綠素相對含量

2.4 氮肥用量對根冠比和經(jīng)濟系數(shù)的影響

由表4可以看出，氮肥用量對綠旱粳1號的經(jīng)濟系數(shù)有明顯的影響。整體趨勢是隨著氮肥用量水平的增加，綠旱粳1號的經(jīng)濟系數(shù)增大，N3處理到達(dá)峰值，繼續(xù)增加氮肥的用量，經(jīng)濟系數(shù)反而下降。CK的根冠比最高，N7根冠比最小，隨著氮肥用量的增加，根冠比與CK相比呈下降趨勢，每桶氮肥用量4.5 g以內(nèi)，根冠比與CK差異不顯著，超過4.5 g根冠比逐漸下降，差異達(dá)到顯著水平。

2.5 氮肥用量對穗部性狀的影響

由表5可以看出，氮肥用量對綠旱粳1號的穗長、一次分枝數(shù)等穗部性狀的影響較大。隨氮肥施用量的增加，穗長、一次分枝數(shù)、穗粒數(shù)和著粒密度的變化均呈先增加后降低的趨勢，與CK相比，處理間的穗長、一次枝梗數(shù)、穗粒數(shù)差異顯著。隨氮肥施用量的增加，綠旱粳1號的著粒密度與氮肥施用量變化響應(yīng)不明顯，著粒密度中N4處理最大，其原因可能是著粒密度與穗粒數(shù)和分枝呈正比，與穗長呈反比，當(dāng)穗長較短，穗粒數(shù)多時，其著粒密度就大。

表4 各處理經(jīng)濟系數(shù)及根冠比

表5 各處理穗部性狀

2.6 氮肥用量對產(chǎn)量因素及理論產(chǎn)量的影響

由表6可以看出，有效穗數(shù)基本上隨著氮肥用量的增加呈增加的趨勢，可能是因為在一定范圍內(nèi)增加氮肥用量促進(jìn)了分蘗和生長，從而增加有效穗數(shù)。氮肥用量對穗粒數(shù)的影響規(guī)律也是隨著氮肥用量的增加，穗粒數(shù)均增加，但并不是氮肥越多穗粒數(shù)越大。氮肥用量大，雖然穗粒數(shù)大，但每穗實粒數(shù)卻有所降低。各處理的千粒重隨著氮肥用量的變化差異不顯著；理論產(chǎn)量隨著氮肥用量的增加也在增加，在增加到一定范圍后，再增加氮肥用量，理論產(chǎn)量下降。

氮肥用量對綠旱粳1號的實際產(chǎn)量有明顯的影響。各處理實際產(chǎn)量的大小依次為N4>N5>N6>N3>N2>N7>CK。水稻產(chǎn)量隨著氮肥用量的增加而提高，但超過N4水平后，增產(chǎn)幅度下降，氮肥利用效率降低，故相比較來看，N4處理是最佳施氮肥水平。

表6 各處理產(chǎn)量因素及實際產(chǎn)量

3 小結(jié)與討論

氮肥是對水稻農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量影響較大的因素。在一定施氮量范圍內(nèi)，籽粒產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，超過一定范圍后，再增加施氮量籽粒產(chǎn)量不增加反而下降，本試驗結(jié)果與周麗燕等[15-18]的研究結(jié)果一致。隨著氮肥用量增加，綠旱粳1號株高、莖蘗動態(tài)、葉綠素含量和穗長、一次枝梗數(shù)、著粒密度等穗部性狀改善，數(shù)量和長度增加，增加“庫”容量使水稻高產(chǎn)，氮肥用量增加，葉綠素含量、生物產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)提高，為水稻高產(chǎn)提供足夠的“源”，為物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)移奠定基礎(chǔ)。統(tǒng)計分析表明，氮肥用量、產(chǎn)量與莖蘗動態(tài)、穗部性狀相一致，氮肥不僅能提高綠旱粳1號的產(chǎn)量，還能協(xié)調(diào)“源”和“庫”的作用。合理施用氮肥，對協(xié)調(diào)水稻產(chǎn)量性狀、莖蘗動態(tài)，提高成穗率和研究水稻高產(chǎn)具有重要意義。本試驗條件下得出適宜的純氮總量為0～260 kg·hm-2，此范圍內(nèi)，綠旱粳1號的增產(chǎn)幅度最大，氮肥利用效率最高；超出這一范圍，水稻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)下降?？赡苁且驗槭┑窟^大，無效分蘗增加，群體生長，后期生長貪青晚熟，生物產(chǎn)量增加，千粒重下降，癟粒增多，而導(dǎo)致產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)降低。因此，在安徽鳳陽及沿淮地區(qū)綠旱粳1號生育期氮肥總用量應(yīng)控制在260 kg·hm-2以內(nèi)。