不同施氮水平對(duì)鐵粳11干物質(zhì)積累和氮肥利用率的影響試驗(yàn)

摘 要：本文把遼北主栽水稻品種的鐵粳11作為本次的試驗(yàn)研究對(duì)象，重點(diǎn)分析了不同施氮水平對(duì)鐵粳11干物質(zhì)積累和氮肥利用率的影響。結(jié)果表明，增加施氮量有利于提高鐵粳11的干物質(zhì)重量，前肥后移即適當(dāng)減少基蘗肥比例，增加穗粒肥比例能促進(jìn)鐵粳11干物質(zhì)積累?；Y肥：穗粒肥處理比例為7：3時(shí)，植株各器官及總干物質(zhì)重在齊穗期和成熟期均高；當(dāng)基蘗肥與穗粒肥比例相同時(shí)，總吸氮量隨著施氮量增加而增加，不過(guò)氮素生理的利用效率以及氮素的收獲指數(shù)均有下降的趨勢(shì)。在施純氮150kg/hm2、195kg/hm2處理中，前氮后移模式有利于增加總吸氮量、氮素回收率，同一施氮量下，穗粒肥的比例越高，氮素生理利用率以及氮素的收獲指數(shù)也就越低。

關(guān)鍵詞：施氮水平；鐵粳11；干物質(zhì)重；氮肥利用率

水稻作為我國(guó)第一大糧食作物，約占糧食總產(chǎn)量的40%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)百分之六十以上的人口均以稻米為主要糧食作物，特別是近幾年粳稻稻米的需求更是不斷地呈上升趨勢(shì)，所以水稻種植更加受到種植戶的青睞。水稻在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需的最重要的營(yíng)養(yǎng)元素就是氮素，氮素從多個(gè)方面影響作物的代謝以及生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，對(duì)于水稻產(chǎn)量更是具有重要的作用。在水稻生長(zhǎng)及發(fā)育的過(guò)程中，施氮是調(diào)控植物生長(zhǎng)的重要方法之一，所施氮素的量以及方法對(duì)水稻的群體構(gòu)造、生產(chǎn)、產(chǎn)量和氮肥的利用率都產(chǎn)生一定的影響。水稻施加過(guò)多的氮素會(huì)導(dǎo)致穎花量減少，水稻生長(zhǎng)過(guò)旺、影響穗部二次枝梗分化量和水稻有性繁殖，應(yīng)根據(jù)具體情況合理施用氮肥，避免對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)造成負(fù)面影響。科學(xué)有效地開展施氮工作不僅能提升水稻的總產(chǎn)量，并且能夠降低因?yàn)檫^(guò)量施氮肥而對(duì)環(huán)境造成的污染。因此開展“水稻氮肥需要量與利用率”的試驗(yàn)勢(shì)在必行。水稻鐵粳11是遼寧省鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育出來(lái)的品種，在2014年就已經(jīng)通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)的審核。鐵粳11是近些年遼北主栽品種，屬粳型常規(guī)水稻，理想株型，葉片堅(jiān)挺上舉，莖葉濃綠，半直立穗型，全生育期153d，結(jié)實(shí)率高，米粒晶瑩剔透。米質(zhì)綜合評(píng)價(jià)為國(guó)優(yōu)1級(jí)。適口性好，食味值高達(dá)86分。鐵粳11在2015年全國(guó)優(yōu)良食味粳稻品評(píng)中榮獲“特等獎(jiǎng)”，具有較強(qiáng)的抗病性、抗逆性和廣適性，其加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、適口性均優(yōu)良，并且產(chǎn)量高，適合作為中高端大米產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用。為了促進(jìn)鐵粳11大面積高產(chǎn)高效生產(chǎn)，本文研究了適合鐵粳11高產(chǎn)高效的基蘗肥、穗粒肥比例及施氮量，把其作為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)栽培技術(shù)，并提供一定的理論依據(jù)，為相關(guān)研究人員提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)品種及試驗(yàn)地概況

2023年遼寧省鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在水稻試驗(yàn)田中進(jìn)行試驗(yàn)，供試水稻品種選用鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻品種鐵粳11，半直立穗型，株型緊湊，株高104cm，主莖15～16片葉，穗長(zhǎng)17～20cm，平均每穴17.3穗，有效穗數(shù)29.2萬(wàn)/畝，穗粒數(shù)136.2粒，結(jié)實(shí)率85.7%，千粒重23.4g，生育期153d左右，中熟品種。供試土壤為棕壤土，試驗(yàn)田在施基肥前，用“X”法隨機(jī)采取試驗(yàn)田0～20cm耕層土壤樣本5個(gè)。然后把土壤樣本進(jìn)行風(fēng)干混合，用四分的方法取出1千克的土壤樣本進(jìn)行全面分析。由此可以測(cè)出土壤中含有全氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)含量的主要指標(biāo)。具體見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)中氮肥施用量設(shè)3個(gè)處理，即N1、N2、N3。N1：純氮150kg/hm2（低氮）；N2：純氮195kg/hm2（中氮）；N3：純氮240 kg/hm2（高氮）。3種氮肥施用量中基蘗肥與穗粒肥用不同比例處理，即F1處理8：2；F2處理7：3；F3處理6：4。另外，每一次都重復(fù)設(shè)置一個(gè)不施氮素的空白對(duì)照。

本試驗(yàn)運(yùn)用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)以及育苗移栽的種植方法，插秧規(guī)格為30cm×13.3cm，每穴3苗，3種氮肥施用量，3種基蘗肥與穗粒肥處理比例，3次重復(fù)，再加每次重復(fù)有一個(gè)不施氮素處理的N0，即30個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)6.5m，寬3.2m，小區(qū)面積20.8m2。育苗的方法是以塑料大棚的形式進(jìn)行旱育苗，在4月13日時(shí)進(jìn)行播種，5月30日進(jìn)行移栽。用46%的尿素作基肥、分蘗肥；用23%的硫酸銨作穗肥、粒肥。本試驗(yàn)分作4次施用，即基肥（耕地前施）、分蘗肥（插秧后7～10d施）、穗肥（孕穗期施）、粒肥（齊穗期施），基蘗肥中基肥與蘗肥的比例為7：3，穗粒肥中穗肥與粒肥的比例為5：5。所有小區(qū)均用12%過(guò)磷酸鈣做基肥一次性施用，用量按813 kg/hm2計(jì)，52%硫酸鉀做基肥和穗肥各施50%，用量按188 kg/hm2計(jì)，各小區(qū)單獨(dú)打埂，均獨(dú)立灌水、獨(dú)立排水，排灌方便，并且水分管理以及病蟲害防治策略和科學(xué)院的水稻生產(chǎn)田是一樣的。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)積累

在水稻的成熟期和齊穗期，從每個(gè)小區(qū)中取具有代表性的植株5穴作為其中的一個(gè)樣本，植株貼水面整體割下，把每個(gè)植株的葉片、莖鞘、穗均分離開，后將其分別裝入3個(gè)紙袋中，放入鼓風(fēng)的烘箱里，溫度保持在105℃，殺青30分鐘后，運(yùn)用80℃的恒溫技術(shù)將其烘干到恒重，此過(guò)程大約持續(xù)72小時(shí)，然后對(duì)其葉片、莖鞘、穗這三部分進(jìn)行稱量。在水稻成熟時(shí)，選6m2種植區(qū)進(jìn)行實(shí)割，然后晾干，進(jìn)行人工脫粒后計(jì)算出總產(chǎn)量。

1.3.2 氮素含量

把成熟時(shí)烘干的葉片、莖鞘、穗分別進(jìn)行粉碎，然后過(guò)篩，再用凱氏定氮法進(jìn)行氮素含量的測(cè)量。

1.3.3 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法

植株總吸氮量=成熟期植株總干物質(zhì)重×植株總含氮量；氮素回收率=（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）/施氮量×100%；氮素生理利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）；氮素收獲指數(shù)=籽粒吸氮量/植株總吸氮量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用Excel、DPS等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮水平對(duì)鐵粳11干物質(zhì)積累的影響

由表2可知，在齊穗期，鐵粳11在基蘗肥與穗粒肥比為8：2的處理中，隨著施氮量的增加，葉干重增加，莖干重、穗干重以及總干物質(zhì)重都呈現(xiàn)出先增加后下降的趨勢(shì)；在比例為7：3的基蘗肥與穗粒肥處理中，隨著施氮量的增加，葉干重、莖干重和總干物質(zhì)重呈增加趨勢(shì)，穗干重呈先增加后降低趨勢(shì)；在基蘗肥與穗粒肥比為6：4的處理中，隨著施氮量的增加，葉干重、莖干重和總干物質(zhì)重呈先增加后降低趨勢(shì)，穗干重呈降低趨勢(shì)。在施純氮150 kg/hm2處理中，前氮后移模式使葉干重有降低趨勢(shì)，但莖干重、穗干重和總干物質(zhì)重呈增加趨勢(shì)；在施純氮195 kg/hm2處理中，前氮后移模式使葉干重有增加趨勢(shì)，但莖干重、穗干重和總干物質(zhì)重呈降低趨勢(shì)；在施純氮240kg/hm2處理中，前氮后移模式使葉干重、莖干重和總干物質(zhì)重呈先增加后降低趨勢(shì)，但穗干重增加，葉干重、莖干重和總干物質(zhì)重在處理比例為7：3時(shí)居高。

由表2可知，在成熟期，鐵粳11在基蘗肥與穗粒肥比為8：2處理時(shí)，隨著施氮量的增加，葉干重、莖干重、穗干重和總干物質(zhì)重都呈增加趨勢(shì)；在比例為7：3的基蘗肥與穗粒肥處理中，隨著施氮量的增加，葉干重、莖干重、穗干重和總干物質(zhì)重都呈先增加后降低趨勢(shì)；在比例為6：4的基蘗肥與穗粒肥處理中，隨著施氮量的加大，葉干重、莖干重以及總干物質(zhì)重都呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，穗干重呈先增加后降低趨勢(shì)。在施純氮150 kg/hm2處理中，前氮后移模式使葉干重、莖干重、穗干重和總干物質(zhì)重都呈增加趨勢(shì)；在施純氮195 kg/hm2處理中，前氮后移模式使葉干重、莖干重和總干物質(zhì)重呈先增加后降低趨勢(shì)，但穗干重呈增加趨勢(shì)。葉干重、莖干重和總干物質(zhì)重在處理比例為7：3時(shí)居高。在施純氮240kg/hm2處理中，前氮后移模式使葉干重、莖干重、穗干重和總干物質(zhì)重都呈先增加后降低趨勢(shì)。

2.2 不同施氮水平對(duì)鐵粳11氮素利用率的影響

由表3可知，當(dāng)基蘗肥：穗粒肥處理比例分別為8：2和7：3時(shí)，隨著施氮量的增加，總吸氮量、氮素回收率都呈增加趨勢(shì)，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)都呈降低趨勢(shì)；當(dāng)基蘗肥：穗粒肥處理比例為6：4時(shí)，隨著施氮量的增加，總吸氮量呈增加趨勢(shì)，氮素回收率呈先增加后降低趨勢(shì)，氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)都呈降低趨勢(shì)；在施純氮150 kg/hm2處理中，前氮后移即增加穗粒肥比例模式可以提高總吸氮量、氮素回收率，而使氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)有降低趨勢(shì)。在施純氮195 kg/hm2處理中，氮素利用特性變化趨勢(shì)與低氮模式相同；在施純氮240 kg/hm2處理中，總吸氮量、氮素回收率在基蘗肥與穗粒肥比為7：3處理時(shí)達(dá)到最高值，而前氮后移即增加穗粒肥比例模式依然使氮素生理利用率和氮素收獲指數(shù)呈降低趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

水稻生長(zhǎng)過(guò)程中所需要的三種營(yíng)養(yǎng)元素之一就是氮元素，氮元素是其生長(zhǎng)過(guò)程中最活躍的因素。在一定的施氮范圍內(nèi)，施氮水平較高可以直接提高水稻的總產(chǎn)量，但是超過(guò)一定的施氮量后，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)量和部分產(chǎn)量構(gòu)成因素受到抑制的情況，所以合理科學(xué)的施氮量對(duì)水稻植物的生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量都有一定的影響，同時(shí)更是影響了氮素自身的吸收以及利用率。相關(guān)研究表明影響水稻產(chǎn)量的主要因素是有效稻穗、每穗實(shí)粒重以及千粒重等，適宜的氮基素和蘗肥用量是提高氮素利用率和優(yōu)化群體質(zhì)量從而提高產(chǎn)量的關(guān)鍵?；Y氮肥和穗粒氮肥配比研究試驗(yàn)結(jié)果是，兩系雜交稻中穗粒氮肥的占比在25%～45%之間時(shí)能獲得較高的產(chǎn)量。也有研究認(rèn)為前氮后移能滿足水稻分蘗期的需求，又能夠控制水稻的無(wú)效分蘗，同時(shí)還能提升水稻群體的整體質(zhì)量。有研究人員指出，適當(dāng)減少基蘗肥的用量，加強(qiáng)水稻中后期生長(zhǎng)時(shí)的供氮水平，可以明顯提高中后期水稻葉片的葉綠素含量以及光合速率，增加抽穗期莖鞘的干物重，提高籽粒的干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，提升水稻產(chǎn)量。適當(dāng)降低施氮量，減少基蘗肥增加穗粒肥，在一定面積的有效穗數(shù)量上，加強(qiáng)干物質(zhì)的累積，提升結(jié)實(shí)率以及千粒重，提升水稻產(chǎn)量。在水稻高產(chǎn)栽培過(guò)程中，如果想全面發(fā)揮出氮肥對(duì)水稻的重要作用，就一定要把握科學(xué)的施氮水平以及施氮的比例，保證氮肥施用期與水稻施氮需求量保持一致。適宜的氮素基肥、蘗肥用量是優(yōu)化水稻群體質(zhì)量、獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵因素，合理科學(xué)的施氮量以及施肥方式可以有效減少種植戶的成本，減少投資，還能提升基蘗肥加大穗粒肥，保證適宜的有效稻穗數(shù)量，提升穗粒數(shù)量和結(jié)實(shí)效果，提高水稻產(chǎn)量。加大施氮量，水稻氮素的積累總量就會(huì)隨之加大，然后氮素的生產(chǎn)效率以及收獲的指數(shù)都會(huì)隨之下降。水稻在其生長(zhǎng)發(fā)育中后期對(duì)養(yǎng)分的需求明顯增加，基蘗肥比例應(yīng)該在此基礎(chǔ)上下降，把穗粒肥的比例適當(dāng)加大，能使水稻在整體生育期獲得所需的氮素，加強(qiáng)氮素的吸收，提升氮肥的利用率。大量的試驗(yàn)結(jié)果都表明只有當(dāng)?shù)鼗省⑻Y肥、穗肥、粒肥施加比例合理時(shí)才能實(shí)現(xiàn)最佳產(chǎn)量和品質(zhì)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，前氮后移即適當(dāng)減少基肥中氮素比例、增加穗粒肥比例，對(duì)鐵粳11干物質(zhì)積累產(chǎn)生一定的加強(qiáng)作用。在施純氮240kg/hm2處理中，基蘗肥：穗粒肥處理比例為7：3時(shí)，齊穗期和成熟期植株各器官及總干物重均占有優(yōu)勢(shì)。本試驗(yàn)研究還表明，在基蘗肥、穗粒肥的比例相等時(shí)，總吸氮量會(huì)隨著施氮量的加大而增加，氮素生理利用率以及氮素收獲指數(shù)都會(huì)呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，此項(xiàng)研究與其他研究結(jié)果一致，就是利用增加氮肥量來(lái)增加植株氮素的積累量中沒(méi)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)量的優(yōu)越條件，使水稻過(guò)量吸收氮素。當(dāng)基蘗肥與穗粒肥之間的比例分別為8：2和7：3時(shí)，隨著施氮量的加大，總吸氮量、氮素回收率會(huì)呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，當(dāng)基蘗肥和穗粒肥處理比例為6：4時(shí)，則在施純氮195kg/hm2處理中，總吸氮量、氮素回收率的表現(xiàn)是最好的，也就是說(shuō)施氮量和基蘗肥、穗粒肥處理比例相互協(xié)調(diào)一致才能提高鐵粳11的氮素回收率。本試驗(yàn)中，前氮后移即增加穗粒肥比例時(shí)，隨著施氮量的增加，氮素利用率和氮素收獲指數(shù)都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；在施純氮150kg/hm2、195kg/hm2處理中，前氮后移模式有利于增加總吸氮量、氮素回收率；而施純氮240kg/hm2處理中，基蘗肥與穗粒肥處理比例為7：3時(shí)更有利于提高總吸氮量、氮素回收率。綜上所述，依據(jù)水稻對(duì)氮素的需求分次施肥并增加穗粒肥比例有助于鐵粳11對(duì)氮肥的吸收利用，能加強(qiáng)水稻氮素的利用率。本試驗(yàn)也啟示我們?cè)谒緦?shí)際生產(chǎn)中，良好的氮素吸收利用體系，配合優(yōu)化的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和優(yōu)良栽培模式才能產(chǎn)生高產(chǎn)群體，才能最大化實(shí)現(xiàn)水稻優(yōu)良品種高產(chǎn)且與環(huán)境和諧統(tǒng)一。