氮肥后移對(duì)超級(jí)稻揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

劉桃菊，唐建軍，江紹琳，王潤(rùn)寒，朱 冰，程 濤，羅 真

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330045）

氮素是谷類作物吸收量最多的營(yíng)養(yǎng)元素，氮肥使用對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量具有重要作用[1-2]，隨著產(chǎn)量不斷提高，氮肥施用量也逐年增大，其肥料利用率較低、肥效下降。氮肥過(guò)量施用和較低的利用率，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，是空氣和水土的主要污染源，土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)一步惡化，成為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素[3-4]。因此，進(jìn)一步提高氮肥利用率和減少氮肥施用量是亟待深入研究的課題。

作物氮素吸收利用率受諸多因素影響，前人已有廣泛研究[5-6]。江立庚等研究3個(gè)水稻品種的氮素吸收利用效率及其對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在相同施氮水平下提高穗肥比率可增加氮素回收效率、氮素積累總量和氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率，使氮素生產(chǎn)效率下降[7]?；糁醒蟮妊芯康什煌繁葘?duì)專用小麥氮肥利用率的影響，表明增加拔節(jié)期追氮比例可顯著提高氮吸收率和氮肥利用率[8]。丁艷鋒等研究氮素基、蘗肥用量對(duì)水稻氮素吸收與利用的影響[9-10]。曾建敏等研究水稻生理生化特性對(duì)氮肥的反應(yīng)及與氮利用效率的關(guān)系[11-12]，李廣宇等研究前氮后移對(duì)寒地水稻群體質(zhì)量、產(chǎn)量等的影響[13-14]。但氮素施用方式對(duì)超高產(chǎn)水稻氮素吸收與利用效率的研究還相對(duì)較少。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著水稻品種的不斷更新，高產(chǎn)耐肥新品種在生產(chǎn)上的應(yīng)用使得氮肥用量不斷增加，雖然水稻單產(chǎn)得到提高，但經(jīng)濟(jì)系數(shù)偏低。因此，本試驗(yàn)以超高產(chǎn)水稻為試驗(yàn)材料，研究其氮肥吸收利用規(guī)律，在保證水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提下，通過(guò)合理的氮肥運(yùn)籌，提高氮肥利用率，為因種栽培、定量施肥提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的超級(jí)雜交中稻品種揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)為試驗(yàn)材料。供試土壤為第四紀(jì)紅壤，基本理化性狀為全氮1.04 g·kg-1，堿解氮78.63 mg·kg-1，有效磷30.31 mg·kg-1，速效鉀110.48 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)31.15 g·kg-1，pH 5.64。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園進(jìn)行，在相同施氮量條件下，設(shè)置不同基蘗肥與穗粒肥比共4個(gè)處理，分別為 5∶5、6∶4、7∶3、全部作基蘗肥施入（10∶0），設(shè)1個(gè)空白作對(duì)照，共5個(gè)處理隨機(jī)區(qū)組排列，5次重復(fù)?？偸┑繛?95 kg·hm-2，各處理相同，磷肥（P2O5）每處理 90 kg·hm-2，全部作基肥，鉀肥（K2O）每處理150 kg·hm-2，基肥60%，穗肥40%，水分、病蟲害防治等農(nóng)藝措施按常規(guī)管理。氮肥運(yùn)籌處理基肥統(tǒng)一為40%，追肥按照適當(dāng)后移的原則逐步減少分蘗肥的用量，增加穗粒肥的用量，具體為：①10∶0處理：前期基蘗肥占100%，后期不施穗粒肥；即基肥40%，分蘗肥60%；②7∶3處理：前期基蘗肥占70%，后期穗粒肥占30%；即基肥40%，分蘗肥30%，穗肥20%，粒肥10%；③6∶4處理：前期基蘗肥占60%，后期穗粒肥占40%；即基肥40%，分蘗肥20%，穗肥20%，粒肥20%；④5∶5處理：前期基蘗肥占50%，后期穗粒肥占50%；即基肥40%，分蘗肥10%，穗肥20%，粒肥30%；⑤對(duì)照（CK）：以不施氮肥區(qū)作對(duì)照。

1.3 調(diào)查與分析方法

分別在抽穗期、成熟期取樣，將葉、莖、穗分別裝入樣品袋，105℃殺青10 min，70℃烘72 h至恒重，稱取干重。樣本烘干粉碎后統(tǒng)一測(cè)定含氮量，植株組織含氮量采用凱氏半微量定氮法測(cè)定，計(jì)算稻株各生育階段的含氮率、吸氮量。成熟期取樣考種，收割后計(jì)實(shí)產(chǎn)。

1.4 有關(guān)參數(shù)計(jì)算方法

莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率（%）=（抽穗期莖鞘干重-成熟期莖鞘干重）/抽穗期莖鞘干重×100%；

氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥表觀利用率=（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）/施氮量；

氮素籽粒生產(chǎn)效率=籽粒產(chǎn)量/植株氮素積累量；

氮素收獲指數(shù)（%）=籽粒氮積累量/成熟期總氮積累量×100%；

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥后移對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表1可知，實(shí)際產(chǎn)量以基蘗肥與穗粒肥比為 6∶4 的最高，達(dá) 560.02 kg·667 m-2，基蘗肥與穗粒肥為5∶5的處理次之，實(shí)際產(chǎn)量為510.73 kg·667 m-2，5個(gè)處理的產(chǎn)量由高至低順序依次為：6∶4＞5∶5＞7∶3＞10∶0＞CK?；Y肥與穗粒肥的比例過(guò)高或過(guò)低均不能達(dá)到最高產(chǎn)量水平，氮肥前期過(guò)多，則無(wú)效分蘗過(guò)多，有效分蘗臨界期后生長(zhǎng)旺盛產(chǎn)生過(guò)多的無(wú)效分蘗；氮素追肥全部作基蘗肥在分蘗期一次性施完，其最高苗可達(dá)20萬(wàn)·667 m-2以上，有效穗數(shù)增多，穗小粒少，結(jié)實(shí)率低，進(jìn)而縮小庫(kù)容，降低產(chǎn)量。基蘗肥與穗肥比例為6∶4時(shí)，水稻高產(chǎn)的群體結(jié)構(gòu)最合理，有效穗、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率與千粒重的乘積最大，協(xié)調(diào)產(chǎn)量的各個(gè)因子達(dá)最佳值。蘗肥增加，穗肥減少，造成前期旺盛生長(zhǎng)，中期吸氮不夠，沒(méi)有形成健壯的群體，后期積累就不夠，庫(kù)源失調(diào)，產(chǎn)量降低。

表1 氮肥后移對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響Table 1 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on yield and yield components

2.2 氮肥后移對(duì)干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表2可知，隨著氮肥的后移，抽穗期干物質(zhì)生產(chǎn)量明顯減少，干物質(zhì)生產(chǎn)量最多的是氮肥全部作基蘗肥的處理，達(dá)799.56 kg·667 m-2，比對(duì)照增加112.86%，干物質(zhì)生產(chǎn)量最少的是5:5的處理，達(dá)627.48 kg·667 m-2，比對(duì)照增加67.05%；至成熟期的干物質(zhì)生產(chǎn)量與產(chǎn)量呈正相關(guān)，干物質(zhì)生產(chǎn)量大的，籽粒產(chǎn)量也高，籽粒產(chǎn)量與干物質(zhì)積累量趨勢(shì)一致，基蘗肥與穗肥比例6∶4處理干物質(zhì)積累量最大。隨著氮肥的后移，抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量明顯提高，最高的是5∶5，占38.81%，其次是6∶4，占36.13%，各處理從高到低的順序依次是5∶5＞6∶4＞7∶3＞CK＞10∶0；基蘗肥占較高比例的抽穗后，干物質(zhì)積累量增加緩慢，光合積累干物質(zhì)的能力降低，產(chǎn)量未提高。

表2 氮肥后移對(duì)干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 2 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on dry matter accumulation and translocation

由表2還可以看出，隨著氮肥的后移，莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率相對(duì)減少，其灌漿物質(zhì)主要來(lái)源于抽穗后光合產(chǎn)物的積累，而莖鞘物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)率相對(duì)降低，說(shuō)明氮肥后移的增產(chǎn)作用主要來(lái)源于前期留出部分生長(zhǎng)空間供抽穗后高效葉的光合作用，使得穗大粒多，灌漿物質(zhì)充足，結(jié)實(shí)率提高，從而提高產(chǎn)量。而來(lái)自抽穗前莖鞘物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的比例有逐漸降低趨勢(shì)。

2.3 氮肥后移對(duì)水稻氮素吸收的影響

由表3可知，基蘗肥與穗粒肥的施用比例對(duì)揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)植株不同生育階段吸氮量有明顯影響，基蘗肥施氮量多，則抽穗期前吸氮量也較多。如表3所示，抽穗期前植株吸氮量最高的是氮肥全部作基蘗肥的處理，為6.87 kg·667 m-2，占總吸氮量的82.86%，總的順序是10∶0＞6∶4＞7∶3＞5∶5＞CK。而總吸氮量則以6:4處理最高，總吸氮量由大到小的順序是6∶4＞7∶3＞5∶5＞10∶0＞CK，說(shuō)明同樣的施氮量，最終吸氮量與氮肥運(yùn)籌有關(guān)，運(yùn)籌合理，則吸氮量高，不合理則吸氮量降低；各階段吸氮量與氮肥運(yùn)籌也有關(guān)，基蘗肥占較高比例，前期吸氮量高，無(wú)效群體過(guò)大，后期吸氮不夠；隨著氮肥后移，增加后期穗粒肥的比例，抽穗以后吸氮量會(huì)增加。

表3 氮肥后移對(duì)植株生育階段吸氮量的影響Table 3 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on nitrogen uptake at different growing stages

2.4 氮肥后移對(duì)水稻氮肥利用率的影響

氮肥利用率指標(biāo)有氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥表觀利用率等。氮肥農(nóng)學(xué)利用率是指施入1 kg純氮增產(chǎn)的稻谷產(chǎn)量；氮肥表觀利用率指作物來(lái)自于施肥中的吸氮量占施肥量的百分比。由表4可以看出，在施等量氮肥情況下，氮肥農(nóng)學(xué)利用率最高的是6∶4處理，達(dá)23.6 kg·kg-1，最低的是氮肥全部作基蘗肥的處理，達(dá)15.04 kg·kg-1，5∶5和7∶3處理中等；從氮肥表觀利用率來(lái)看，最高的是6∶4處理達(dá)50.92 kg·kg-1，其次是7∶3處理達(dá)46.98 kg·kg-1，最低的是全部作基蘗肥的處理；生產(chǎn)100 kg稻谷吸氮量最高的是7∶3處理達(dá)2.06 kg，其次6∶4處理達(dá)1.94 kg，5∶5和10∶0處理接近1.84～1.85 kg，說(shuō)明氮肥適當(dāng)后移不僅能提高水稻籽粒產(chǎn)量，而且能提高氮肥利用率，從而減少其對(duì)環(huán)境的影響，達(dá)到水稻產(chǎn)量與氮素利用率的統(tǒng)一。

表4 氮肥后移對(duì)氮肥利用率的影響Table 4 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on nitrogen using efficiency

3 討論與結(jié)論

氮素是作物最重要的產(chǎn)量限制因子之一。不同氮肥運(yùn)籌方式對(duì)水稻產(chǎn)量及氮肥利用率有很大影響。本試驗(yàn)結(jié)果表明，氮肥適當(dāng)后移可提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用率。合理的氮肥運(yùn)籌，能優(yōu)化超級(jí)水稻群體結(jié)構(gòu)，提高水稻籽粒產(chǎn)量和氮肥表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)谷效率與氮素利用率的統(tǒng)一。本試驗(yàn)基蘗肥與穗粒肥比例為6∶4時(shí)籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率最高，而全部作基蘗肥則產(chǎn)量和氮肥利用率均最低。

前期氮素供應(yīng)過(guò)多，基蘗肥占比例大，則容易奢侈吸收，發(fā)生大量無(wú)效分蘗，增加拔節(jié)期吸氮量及無(wú)效分蘗吸氮量，拔節(jié)前群體增加，群體過(guò)大，無(wú)效生長(zhǎng)增加，有效的莖蘗個(gè)體弱小，穎花數(shù)不足，庫(kù)容縮小，從而降低后期的吸氮量而減產(chǎn)。氮肥適當(dāng)后移，有利于水稻植株后期氮素吸收，對(duì)于提高水稻后期光合同化能力，延緩葉片衰老、促進(jìn)光合同化物運(yùn)轉(zhuǎn)等方面具有重要作用，從而增加后期的干物質(zhì)生產(chǎn)，提高籽粒產(chǎn)量。但是后期氮肥過(guò)多，則前期的群體數(shù)小，后期庫(kù)不足，也會(huì)降低產(chǎn)量。

綜上所述，從產(chǎn)量和氮肥利用率及氮素吸收方面考慮，揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)比較合理的氮肥后移方式為60%作為基蘗肥，40%作為穗粒肥，該氮肥運(yùn)籌方式能優(yōu)化水稻群體結(jié)構(gòu)，提高氮肥利用率和氮素吸收，減輕環(huán)境污染，增加收益。

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