施氮量對紅米雜交稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

摘要：為研究施氮量對紅米雜交稻產(chǎn)量、氮肥利用率的影響，2024年在福建省南安市進行大田試驗，以紅米雜交稻神農(nóng)優(yōu)紅絲苗為材料，設(shè)置0（CL1，CK）、150（CL2）、165（CL3）、180（CL4）、195（CL5）kg·hm?2 5個施氮量水平，測定不同處理下紅米雜交稻產(chǎn)量、株高、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及結(jié)實率。結(jié)果表明：紅米雜交稻的稻谷產(chǎn)量隨著氮肥用量的增加而增加，不同氮肥處理水平對水稻株高、有效穗數(shù)及結(jié)實率均有影響。當(dāng)?shù)视昧繛?80.0 kg·hm?2時，水稻產(chǎn)量最高，氮肥農(nóng)學(xué)效率最高；水稻氮肥利用率隨著氮肥施用量的增加而降低。結(jié)果顯示紅米雜交稻神農(nóng)優(yōu)紅絲苗施氮量為180.0 kg·hm?2時，在種植時可實現(xiàn)高產(chǎn)與氮肥高效利用。

關(guān)鍵詞：紅米雜交稻；施氮量；產(chǎn)量；氮肥利用率

中圖分類號：S511文獻標(biāo)志碼：A文章編號：0253?2301（2024）12?0017?05

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.12.004

Effect of Nitrogen Application Rate on the Yield of Hybrids of Red Rice and Nitrogen Use Efficiency

ZHANG Yu-zhen

（Nan’an Planting Industry Service Center，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362300，China）

Abstract：In order to study the effect of nitrogen application rate on the yield and nitrogen use efficiency of the hybrids of red rice，a field experiment was carried out in Nan’an City of Fujian Province in 2024.By taking the hybrids of red rice‘ShennongYouhongSimiao’as the experimental material，five nitrogen fertilizer application rate levels of 0（CL1，CK），150（CL2），165（CL3），180（CL4）and 195（CL5）kg·hm?2 were set up to determine the yield，plantheight，effective panicle number，grain number per panicle and seed set propagation coefficient of the hybrids of red rice under different treatments.The yield of the hybrids of red rice increased with the increase of nitrogen fertilizer application rate，and different nitrogen fertilizer treatment levels had effects on plant height，effective panicle number and seed set propagation coefficient of rice.When the nitrogen fertilizer application rate was 180.0 kg·hm?2，the rice yield was the highest and the agronomic efficiency of nitrogen fertilizer was also the highest.The nitrogen use efficiency of rice decreased with the increase of nitrogen fertilizer application rate.The results showed that when the nitrogen fertilizer application rate of the hybrids of red rice‘ShennongYouhongSimiao’was 180.0 kg·hm?2，the high yield and efficient utilization of nitrogen fertilizer could be achieved during planting.

Key words：Hybrids of red rice；Nitrogen fertilizer application rate；Yield；Nitrogen utilization rate

水稻是我國最主要的糧食作物之一，全中國超過65%的人口以稻米為主食，水稻產(chǎn)量的持續(xù)穩(wěn)定對國計民生和社會穩(wěn)定起到了重要的作用[1]。合理施用氮肥是確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。若氮肥施用量不足，易使水稻因氮素吸收不足影響產(chǎn)量；氮肥施用量過多則會引起水稻生長過旺，病蟲害加劇，降低產(chǎn)量和稻米品質(zhì)，還會造成大量未被吸收的氮肥殘留，引發(fā)灌溉水體的富營養(yǎng)化及土壤酸化等環(huán)境問題[2?4]。汪洋等研究氮肥用量對水稻龍粳引產(chǎn)量及肥料利用率的影響，探明當(dāng)?shù)视昧繛? 930.0 kg·hm?2時，水稻農(nóng)學(xué)利用率最高[5]。陸海[2]研究表明施氮量對水稻籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率均有顯著影響，按175.0 kg·hm?2的施氮量可促進雜交稻品種中浙優(yōu)1號高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)。張玉等[6]研究表明，水稻品種太安1號產(chǎn)量隨著氮肥用量的增加呈先上升后下降的變化趨勢，施氮量在270.0～315.0 kg·hm?2時產(chǎn)量和品質(zhì)較為理想。李立江等[7]研究表明，優(yōu)質(zhì)雜交秈稻新品種G優(yōu)325的產(chǎn)量構(gòu)成因素、莖蘗數(shù)和干物質(zhì)積累總量與氮肥施用量密切相關(guān)，施氮量在180.0 kg·hm?2時可協(xié)同實現(xiàn)該品種的高產(chǎn)與較高的氮肥利用效率。

近年來，隨著人們生活水平的提高和營養(yǎng)保健的興起，稻米飲食結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向吃得營養(yǎng)健康，因而食用有色稻米也越來越多。紅米作為有色稻米之一，與普通（白）稻米相比，營養(yǎng)更豐富，富含鐵、硒、鋅等多種微量元素和維生素、花青素及生物堿等生物活性物質(zhì)，具有較好的保健功效及藥用價值，深受消費者的喜愛，市場需求逐漸增加，種植紅米稻的種植戶也越來越多[8?9]。然而針對有色稻品種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效種植的研究相對較少[10]?？邓11]研究不同施氮量對紅米雜交稻品種金農(nóng)3優(yōu)3號產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的影響，結(jié)果表明該品種在延平區(qū)種植最佳的施氮量為180.0 kg·hm?2。盧浩宇等[10]研究表明紫米稻在相同的氮肥施用量下，無機肥與有機肥施用各半時產(chǎn)量最高，并可提高紫米稻的糙米率和精米率。面對目前越來越迫切的有色稻米市場需求[12]，研究紅米雜交稻氮肥最佳用量來提升有色稻品種的產(chǎn)量與品質(zhì)具有現(xiàn)實意義。

本研究選用秈型優(yōu)質(zhì)紅米雜交稻新品種神農(nóng)優(yōu)紅絲苗為材料，研究不同氮肥施用量對該品種產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥偏生產(chǎn)力的影響，按照經(jīng)濟有效的施肥方式，確定合理氮肥施用量，促進優(yōu)質(zhì)紅米水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，同時提高氮素利用效率，為神農(nóng)優(yōu)紅絲苗在南安市的高產(chǎn)高效栽培提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試水稻品種為福建旺穗種業(yè)有限公司、廣東澤豐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司聯(lián)合選育，近年來在南安市引進推廣種植的優(yōu)質(zhì)紅米雜交稻新品種神農(nóng)優(yōu)紅絲苗（審定編號：閩審稻20190039），該品種具有熟期較早、糙米棕紅色、米質(zhì)達部頒二等優(yōu)質(zhì)食用稻品種品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及營養(yǎng)價值高等特點。施用肥料類型分單質(zhì)化肥，氮肥為尿素（含N 46%），磷肥為過磷酸鈣（含P2O5 12%），鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%）。

1.2試驗點概況

試驗地點在福建省南安市碼頭鎮(zhèn)宮占村（北緯25°12′，東經(jīng)118°20′），海拔高度105.2 m。試驗地土壤類型為黃底灰泥田，前作為冬季閑田，試驗前采集0～20 cm耕層土壤化驗，其理化性狀為：pH值5.22，有機質(zhì)含量14.0 g·kg?1，全氮含量0.80 g·kg?1，有效磷含量67.0 mg·kg?1，速效鉀含量119.0 mg·kg?1，緩效鉀含量268.0 mg·kg?1，堿解氮含量73.1 mg·kg?1。

1.3試驗設(shè)計

試驗以氮肥為研究對象，采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積18 m2，試驗設(shè)3次重復(fù)。以福建省化肥投入定額標(biāo)準(zhǔn)管理推薦的早稻用量，即施用氮肥150.0～180.0 kg·hm?2為參考，設(shè)置5個施氮水平，施氮量分別為0（CL1，CK）、150（CL2）、165（CL3）、180（CL4）、195（CL5）kg·hm?2。在施肥總量控制的前提下，磷、鉀肥以南安市多年來開展的測土配方示范技術(shù)及示范經(jīng)驗總結(jié)推薦用量，即過磷酸鈣（P2O5 12%）施用60.0 kg·hm?2，氯化鉀（K2O 60%）施用112.5 kg·hm?2[13]。

1.4栽培管理方法

2024年2月25日播種，采用濕潤育秧方式育秧，3月28日移栽大田，秧齡32 d。各小區(qū)間筑小田埂并用農(nóng)膜入土包埋小田埂圍肥水，各試驗小區(qū)灌水單灌單排，防止各小區(qū)間串水串肥，大田四周設(shè)0.5 m寬的保護行。水稻大田全生育期施肥方法：氮肥用量根據(jù)試驗設(shè)計進行，于3月26日施用30%氮肥、全部磷肥和50%鉀肥作基肥，4月2日施用20%氮肥作分蘗肥，5月4日施用25%氮肥和50%鉀肥作促花肥，5月20日施用25%氮肥作保花肥。上述小區(qū)處理除施肥不同外，其他田間管理措施一致，水分、病蟲草害防治等按南安市水稻高產(chǎn)栽培管理模式嚴格執(zhí)行。試驗所有水稻收獲期為7月11日，最長小區(qū)全生育期136 d。

1.5田間調(diào)查項目與方法

水稻成熟后，進行田間農(nóng)藝性狀調(diào)查，在每個小區(qū)隨機調(diào)查生長正常的20個植株的有效穗數(shù)及株高，并取其中有代表性的3個植株，帶回室內(nèi)考種，考種項目有穗長、每穗粒數(shù)、結(jié)實率及千粒重，各小區(qū)其余植株進行實割測定稻谷產(chǎn)量（按稻谷水分含水量13.5%進行產(chǎn)量折算）。

1.6指標(biāo)計算

氮肥吸收利用指標(biāo)依照以下公式計算[7，14]：氮肥農(nóng)學(xué)效率（agronomic efficiency of N fertilizer，AEN，kg·kg?1）=（施氮處理水稻產(chǎn)量-不施氮肥處理水稻產(chǎn)量）/施氮量；氮肥偏生產(chǎn)力（partial factor productivity of N fertilizer，PFPN，kg·kg?1）=施氮處理水稻產(chǎn)量/施氮量；稻谷產(chǎn)出與氮肥投入比（元·元?1）=稻谷總產(chǎn)值/氮肥投入。

1.7數(shù)據(jù)處理分析

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理，DPS 7.5軟件進行統(tǒng)計分析，方差分析以最小顯著性法（LSD）檢驗數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1施氮量處理對水稻生育期的影響

由表1可知，神農(nóng)優(yōu)紅絲苗全生育期隨氮肥施用量的增加而增加，其中CL5處理全生育期最長，為136 d；CL1（CK）全生育期最短，僅為130 d，兩者相差6 d。

2.2施氮量對水稻農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，4個氮肥處理（CL2、CL3、CL4和CL5）的株高比CL1（CK）高4.7～10.9 cm，差異極顯著（r＜0.01），施氮處理中CL5與CL2、CL3、CL4差異顯著（r＜0.05），說明氮肥施用量對水稻株高影響較大。隨著施氮量的增加，有效穗數(shù)、穗長及每穗粒數(shù)表現(xiàn)為先增加后減少，即CL4＞CL3＞CL5＞CL2＞CL1（CK），有效穗數(shù)CL4處理（273.0萬穗·hm?2）最高，顯著高于CL1（CK）、CL2、CL5、CL3處理。隨著氮肥用量的增加，產(chǎn)量構(gòu)成因素中的每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重均表現(xiàn)為先增加后減少，但不同施氮量處理間CL5與CL2、CL3、CL4差異顯著?？傮w來看，CL4處理（施氮量180.0 kg·hm?2）水稻的有效穗數(shù)最高，每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重較為協(xié)調(diào)。

2.3施氮量對水稻產(chǎn)量的影響

由表3可知，各處理的水稻產(chǎn)量高低順序CL4＞CL5＞CL3＞CL2＞CL1（CK）。與CL1（CK）相比較，CL4、CL5、CL3、CL2產(chǎn)量分別增加了56.31%、52.75%、49.66%和39.15%。其中CL4處理的產(chǎn)量最高，為9 010.05 kg·hm?2，極顯著高于CL1（CK）、CL2、CL3和CL5處理。CL5處理的產(chǎn)量較CL4處理低，說明水稻品種不耐肥，當(dāng)?shù)适┯昧窟^多時，易引起植株生長旺盛，稻谷產(chǎn)量反而降低。

2.4施氮量對水稻氮肥利用效率的影響

氮肥農(nóng)學(xué)效率（AEN）是評估氮肥利用效率的重要指標(biāo)之一，由表4可知，CL2、CL3、CL4和CL5處理氮肥農(nóng)學(xué)效率分為15.04、17.35、18.03和15.59；CL4處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，表明隨著氮肥施用量的增加，氮肥農(nóng)學(xué)效率先增加，施氮量超過180.0 kg·hm?2后，氮肥農(nóng)學(xué)效率逐漸降低。

氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN）反映的是單位投入的肥料氮所能生產(chǎn)的稻谷產(chǎn)量。由表4可知，CL2、CL3、CL4和CL5處理的氮肥偏生產(chǎn)力分別為53.47、52.28、50.06和45.15，CL3比CL2處理的氮肥偏生產(chǎn)力降低2.22%，CL4比CL3處理氮肥偏生產(chǎn)力降低4.25%，CL5比CL4處理氮肥偏生產(chǎn)力降低9.81%，表明隨著氮肥用量的增加，氮肥偏生產(chǎn)力逐步降低。

2.5施氮量對水稻氮肥利用效益的影響

本試驗除氮肥施用量不同外，其他田間栽培管理措施均一致，因而只計算氮肥部分來分析施肥利用效益。氮肥處理與不施氮處理之間的收益差值反映氮肥施用的效益，以稻谷產(chǎn)值與氮肥投入的比值說明施氮處理的效益值。根據(jù)2024年上半年市場肥料購買價格與紅米稻谷銷售價格進行分析，尿素（即氮肥）價格按4.0元·kg?1，紅米稻谷銷售價格按4.4元·kg?1計算。由表4可知，CL2、CL3、CL4、CL5處理比CL1（CK）處理產(chǎn)值分別增加了9 928.95、12 594.75、14 282.40及13 377.45元·hm?2，說明氮肥逐步提高，產(chǎn)值增幅下降。CL2、CL3、CL4和CL5處理的稻谷產(chǎn)出與氮肥投入比分別為58.82、57.51、55.06及49.67，說明隨著氮肥施用量的增加，氮肥單位產(chǎn)出效益呈遞減趨勢，稻谷產(chǎn)出效益與氮肥投入比下降。

3討論與結(jié)論

近年來，受有色稻米市場需求量、銷售價格比普通稻米價格高等因素影響，種植有色雜交稻的種植戶也越來越多。探索有色雜交稻特別是紅米雜交稻的配套栽培技術(shù)措施對提高紅米雜交稻新品種的種植產(chǎn)量與品質(zhì)具有重要指導(dǎo)意義。本研究結(jié)果表明施用適量氮肥有利于增加紅米雜交稻神農(nóng)優(yōu)紅絲苗的產(chǎn)量，增產(chǎn)的主要因素是增加了有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等。當(dāng)施氮量達到195.0 kg·hm?2時，產(chǎn)量反而比施氮量為180.0 kg·hm?2時減產(chǎn)2.28%。氮肥農(nóng)學(xué)效率以施氮量為180 kg·hm?2時最高，達到18.03，后隨著氮肥施用量增加而減少。根據(jù)氮肥施用量和水稻產(chǎn)量以及氮肥施用量和氮肥利用效率關(guān)系，紅米雜交稻新品種神農(nóng)優(yōu)紅絲苗的氮肥施用量以180.0 kg·hm?2較為適宜，在南安市種植可達到9 010.05 kg·hm?2的產(chǎn)量水平，氮肥農(nóng)學(xué)效率18.03，氮肥偏生產(chǎn)力50.06，稻谷產(chǎn)出與氮肥投入比55.06。

從神農(nóng)優(yōu)紅絲苗植株的長相長勢看，最高施氮量達到195.0 kg·hm?2時，3個重復(fù)處理小區(qū)的水稻長勢均出現(xiàn)了貪青披葉，但未發(fā)生倒伏現(xiàn)象。施用氮肥是促進水稻產(chǎn)量提高的有效途徑之一，水稻產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加而增加，但氮肥施用量超過臨界值之后繼續(xù)增施超量的氮肥易導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低，本研究的結(jié)果與此類結(jié)論相一致[6?7，15?16]。本試驗中當(dāng)施氮量為195.0 kg·hm?2時，神農(nóng)優(yōu)紅絲苗的植株生長過旺，無效分蘗增多，單位面積有效穗減少，生長后期水稻貪青徒長，從而導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低。大量的研究均表明水稻施氮180.0 kg·hm?2時均可獲得最高的產(chǎn)量，后隨著施氮量的增加，產(chǎn)量均出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，本研究結(jié)果與這些研究均比較一致[7，11，17]。

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（責(zé)任編輯：林玲娜）