3個煙后晚稻品種產(chǎn)量性狀與養(yǎng)分利用及對氮肥的響應(yīng)

李艷芳，袁珍貴，易鎮(zhèn)邪，易 江，李海林，屠乃美，郭莉莉

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128)

煙稻復(fù)種是我國南方煙區(qū)一種重要的種植制度，其兼顧糧食作物與經(jīng)濟作物，具有水旱輪作的諸多優(yōu)勢，能較好地實現(xiàn)社會效益與經(jīng)濟效益、國家利益與農(nóng)民利益的統(tǒng)一。

在煙稻復(fù)種體系的栽培技術(shù)研究上，仍存在兩個問題:一是煙草與水稻研究不成體系，施肥與養(yǎng)分利用研究多在獨立條件下進行，對煙稻復(fù)種體系的研究很少。造成此種現(xiàn)象的原因，是煙草與水稻生產(chǎn)上的割裂，煙草生產(chǎn)部門往往不關(guān)心水稻生產(chǎn)，而農(nóng)民也較為重視煙草生產(chǎn)，為了追求高產(chǎn)，重施氮肥，使得大多數(shù)煙區(qū)存在肥料利用率低和土壤養(yǎng)分水平高、養(yǎng)分不均衡、空間分布差異較大等問題［1，2］。二是煙后水稻研究較為薄弱，農(nóng)民憑借經(jīng)驗栽培煙后水稻，栽培措施隨意。

研究表明，在不同土壤條件和施肥水平下，水稻對肥料吸收利用特點不同，產(chǎn)量差異大［3，4］。以煙區(qū)特定生態(tài)環(huán)境為背景，研究煙后晚稻的產(chǎn)量形成和養(yǎng)分利用特性及其品種間差異很有必要。傅樹斌等［5］、翁建鳳［6］分別研究了谷優(yōu) 596 在杭州地區(qū)、湘優(yōu)66在武夷山市作煙后晚稻的種植表現(xiàn)與高產(chǎn)栽培技術(shù);易鎮(zhèn)邪等［7］從生育期及產(chǎn)量形成角度對長沙地區(qū)煙后晚稻適宜品種開展了研究，但對不同品種的養(yǎng)分利用研究沒有涉及。筆者針對長沙寧鄉(xiāng)煙區(qū)煙后晚稻開展試驗，比較了3個晚稻品種的產(chǎn)量性狀、養(yǎng)分積累與利用效率對氮肥的響應(yīng)差異，旨在為寧鄉(xiāng)煙區(qū)煙后晚稻高產(chǎn)高效品種的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

供試品種為湖南省審定的湘豐優(yōu)103(V1)、深優(yōu)9586(V2)和江西省審定的五豐優(yōu)T025(V3)，均為三系雜交中熟晚稻品種。試驗于2011年在寧鄉(xiāng)縣喻家坳鄉(xiāng)三民－玉山煙葉種植示范區(qū)進行。試驗田位于北緯 28°10.887'、東經(jīng) 112°17.768'。煙后晚稻施氮量為90 kg/hm2(N1)，按基肥、分蘗肥、穗肥為5∶3∶2分次施入。為計算氮肥利用效率，各品種均設(shè)置了不施氮處理(N0)。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2。7月29日移栽，插秧規(guī)格20 cm×20 cm，每穴插2粒谷苗。各處理施磷肥(P2O5)、鉀肥(K2O)60 kg/hm2，作基肥一次性施入。其他管理措施同一般大田。

1.2 測定項目與方法

成熟期每小區(qū)調(diào)查連續(xù)100穴水稻的有效穗數(shù)，以平均數(shù)作為單穴有效穗數(shù)，每小區(qū)按平均有效穗數(shù)取樣5穴，室內(nèi)考察株高、穗長、每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重(含水率14%)。每小區(qū)去除邊行，收割100穴以考察實際產(chǎn)量(含水率14%)。

于水稻各生育時期(孕穗期、齊穗期、灌漿期、成熟期)每小區(qū)取樣3穴，剪除根系，分莖、葉、穗裝袋，于105℃下殺青30 min后，80℃烘干至恒重，粉碎后過60目篩，用流動注射分析儀測定全氮含量，鉬銻抗顯色法測定全磷含量，火焰分光光度計測定全鉀含量。以植株各部位的干物質(zhì)質(zhì)量乘以各部位的氮、磷、鉀含量，計算出各部位的氮、磷、鉀累積量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2003和DPS進行處理。用以下公式計算(AEN)、(REN)和(NHI)。

氮肥農(nóng)學(xué)利用率AEN(kg/kg)=(施氮區(qū)產(chǎn)量－不施氮區(qū)產(chǎn)量)/施氮量。

氮肥吸收利用率REN=(施氮區(qū)水稻氮吸收量－不施氮區(qū)水稻氮吸收量)/施氮量×100%。

氮收獲指數(shù)NHI=(穗部氮素積累量/整株氮素積累總量)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種間產(chǎn)量對氮肥的響應(yīng)

由表1可知，不施氮條件下，五豐優(yōu)T025實際產(chǎn)量最高，湘豐優(yōu)103最低，且湘豐優(yōu)103產(chǎn)量顯著低于另2個品種。施氮后，3個品種產(chǎn)量均有所提高，湘豐優(yōu)103和五豐優(yōu)T025增產(chǎn)顯著，增產(chǎn)幅度分別為17.9%和9.3%，但深優(yōu)9586增產(chǎn)不顯著，增幅僅為3.4%。僅從產(chǎn)量角度來看，湘豐優(yōu)103對氮肥最敏感，其次為五豐優(yōu)T025，深優(yōu)9586最不敏感。

2.2 品種間產(chǎn)量構(gòu)成因素及對氮肥的響應(yīng)

不施氮條件下，深優(yōu)9586有效穗數(shù)最高，五豐優(yōu)T025次之，湘豐優(yōu)103最少;施氮后，則湘豐優(yōu)103有效穗數(shù)最高，五豐優(yōu)T025最少。與不施氮處理相比，深優(yōu)9586略有增加，五豐優(yōu)T025略有減少，而湘豐優(yōu)103顯著增加，增幅達到15.9%。僅從有效穗數(shù)角度來看，湘豐優(yōu)103對氮肥響應(yīng)最敏感。

不施氮條件下，3個品種每穗實粒數(shù)均在100粒左右，施氮后，3個品種穗粒數(shù)均有所提高，五豐優(yōu)T025每穗實粒數(shù)增加17.8粒，增幅達到20.2%。僅從每穗實粒數(shù)角度來看，五豐優(yōu)T025對氮肥響應(yīng)最敏感。

施氮和不施氮條件下，湘豐優(yōu)103千粒重最大，深優(yōu)9586最小，品種間差異顯著;在施氮條件下，3品種千粒重均較不施氮時有所下降，五豐優(yōu)T025降幅最大，但均不顯著。湘豐優(yōu)103收獲指數(shù)最大，五豐優(yōu)T025最小;收獲指數(shù)在施氮條件下都有所下降，但不顯著。

表1 3個晚稻品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

綜上所述，3個晚稻品種產(chǎn)量性狀對氮肥的響應(yīng)有明顯差異，湘豐優(yōu)103對氮肥最敏感，五豐優(yōu)T025也較為敏感，深優(yōu)9586最不敏感。從煙后晚稻品種選擇來看，不施氮條件下，選擇五豐優(yōu)T025與深優(yōu)9586較為適宜，而施氮(90 kg/hm2)條件下，宜選五豐優(yōu)T025和湘豐優(yōu)103。

2.3 品種間氮含量

各處理氮含量動態(tài)變化如圖1。隨著生育進程的推進，各處理氮含量均表現(xiàn)逐漸降低的趨勢，但處理間有明顯差異。一是品種間差異:無論施氮還是不施氮，湘豐優(yōu)103氮含量最高，五豐優(yōu)T025氮含量最低，但品種間差異隨生育進程推進而減小。二是施氮處理與不施氮處理間的差異:施氮處理的氮含量顯著高于不施氮處理，施氮處理在孕穗期、齊穗期、灌漿期、收獲期分別較不施氮處理提高了15.4% ～28.3%、32.5% ～41.1%、12.2% ～31.6%和11.2% ～23.1%;施氮處理與不施氮處理在各生育階段的下降速率不同，從孕穗期到齊穗期施氮處理下降速率小于不施氮處理，而從齊穗到灌漿期施氮處理下降速率較大，在灌漿后期各處理下降速率差異不大。

圖1 3個晚稻品種不同生育期的植株氮含量

2.4 品種間氮素積累與分配

由表2可知，不施氮條件下，五豐優(yōu)T025全株氮素累積量最高，湘豐優(yōu)103最低，其中五豐優(yōu)T025全株氮素累積量顯著高于湘豐優(yōu)103;在施氮90 kg/hm2條件下，五豐優(yōu)T025全株氮素累積量最高，深優(yōu)9586最低，深優(yōu)9586全株氮素累積量顯著低于另2品種。3個品種的全株氮素積累量均因施氮而顯著增加，但是增幅差異極大，增幅最大的是湘豐優(yōu)103(39.1%)，最小的是深優(yōu)9586(12.3%)?？梢?，從全株氮素累積量對氮肥的響應(yīng)來看，湘豐優(yōu)103最敏感，深優(yōu)9586最不敏感。

品種間氮收獲指數(shù)(NHI)具有一定差異，其中湘豐優(yōu)103氮收獲指數(shù)顯著高于另2個品種;施氮使3品種的NHI略有提高，但不顯著(表2)。施氮使葉、莖和籽粒的氮素累積量都有所增加，籽粒的增幅較大，葉和莖的增幅較小(表2，圖2)。可見，從提高氮素回收率角度來看，湘豐優(yōu)103略好。

表2 3個晚稻品種的氮累積量和氮收獲指數(shù)

圖2 3個晚稻品種收獲期植株各部位的氮累積量

2.5 品種間氮素利用率

從表3可見，3個品種在氮素利用上有顯著差異，湘豐優(yōu)103的氮農(nóng)學(xué)利用率與氮肥吸收利用率最高，深優(yōu)9586最低。從提高煙后晚稻氮素利用效率與利用率的角度來看，選擇湘豐優(yōu)103最理想，其次是五豐優(yōu)T025。

表3 3個晚稻品種的氮素累積量與氮素利用效率

2.6 品種間磷和鉀含量

如圖3所示，隨著水稻生育進程的推進，各處理植株磷含量呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，但下降主要表現(xiàn)在齊穗以后。施氮處理的磷含量比不施氮處理的高，在孕穗期、齊穗期、灌漿期、收獲期分別增加了4.7% ～14.3%、6.7% ～13.2%、2.2% ～5.9%、4.0%～5.1%，說明施氮促進了水稻植株磷含量的增加。施氮與不施氮條件下，湘豐優(yōu)103磷含量最高，五豐優(yōu)T025最低，但品種間差異隨生育進程推進而減小。

圖3 3個晚稻品種不同生育期植株磷含量

由圖4可知，氮肥的施用可使水稻鉀含量略有提高，湘豐優(yōu)103提高幅度略大。品種間鉀含量具有一定差異，湘豐優(yōu)103鉀含量最高，五豐優(yōu)T025最低，但品種間鉀含量差異隨生育進程推進有減小趨勢。

圖4 3個晚稻品種不同生育期植株鉀含量

2.7 品種間磷、鉀累積量與分配

不施氮條件下，湘豐優(yōu)103磷累積量最低，五豐優(yōu)T025最高，施氮條件下，則深優(yōu)9586磷累積量最低，湘豐優(yōu)103最高;施氮使各品種磷累積量提高，提高幅度最大的是湘豐優(yōu)103，深優(yōu)9586提高幅度最小(圖5)?？梢?，施氮對水稻磷素吸收與累積有促進作用，3個品種中，反應(yīng)最敏感的是湘豐優(yōu)103，其次是五豐優(yōu)T025。

圖5 3個晚稻品種植株不同部位磷累積量

施氮對水稻鉀累積量有影響，湘豐優(yōu)103鉀累積量顯著增加(主要體現(xiàn)在莖稈鉀累積量的提高上)，五豐優(yōu)T025略有提高，而深優(yōu)9586略有降低(圖6)。鉀在收獲期水稻植株內(nèi)的分配不同于氮和磷，其主要分配在水稻莖稈中，在莖稈的積累量占全株積累量的比率達77.6%～82.7%。

圖6 3個晚稻品種不同處理植株各部位的鉀累積量

3 小結(jié)與討論

氮肥影響水稻的生物量和有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、收獲指數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成，從而影響水稻產(chǎn)量［8，9］。本研究中，施氮使湘豐優(yōu) 103 和五豐優(yōu)T025顯著增產(chǎn)，但2品種增產(chǎn)途徑不一樣:湘豐優(yōu)103有效穗顯著增加，而五豐優(yōu)T025則是每穗實粒數(shù)顯著增加。深優(yōu)9586有效穗、每穗實粒數(shù)增幅都較小，且千粒重略有降低，因而增產(chǎn)幅度不大。深優(yōu)9586是寧鄉(xiāng)煙區(qū)種植較多的水稻品種，施氮后增產(chǎn)效果并不顯著，可能是品種耐肥性較差，其對氮肥的需求低于90 kg/hm2，或是移栽期偏晚，后期光溫條件不足，以致未能發(fā)揮氮肥效應(yīng)，這些都有待進一步研究。

水稻對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收受品種、施肥、土壤條件和氣候等因素綜合影響。大量研究表明，施肥可以通過調(diào)整N、P、K在水稻體內(nèi)的吸收和分配來影響產(chǎn)量的形成［10～12］。本研究結(jié)果表明，隨著水稻生育進程的推進，水稻植株氮、磷、鉀含量均呈下降趨勢;施氮處理增加了植株的氮、磷、鉀含量，對氮含量影響最大，對鉀含量影響最小。

我國南方煙區(qū)存在過量施氮的現(xiàn)象，因此煙稻復(fù)種體系的氮肥利用問題備受關(guān)注，合理選擇煙后晚稻品種是提高煙田周年氮肥利用率的途徑之一。本研究發(fā)現(xiàn)，3個水稻品種在氮素利用上有顯著差異，湘豐優(yōu)103的氮農(nóng)學(xué)利用率與氮肥吸收利用率最高，深優(yōu)9586最低;3個水稻品種對氮肥的響應(yīng)不一致，以湘豐優(yōu)103反應(yīng)最敏感，其次是五豐優(yōu)T025。

綜合考慮產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收利用情況，在寧鄉(xiāng)煙區(qū)種植湘豐優(yōu)103，可在確保水稻較高產(chǎn)量的同時，減少養(yǎng)分損失，提高肥料利用率。

［1］ 羅建新，石麗紅，龍世平.湖南主產(chǎn)煙區(qū)土壤養(yǎng)分狀況與評價［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2005，31(4):376－380.

［2］ 段美珍.湖南植煙土壤有機質(zhì)的區(qū)域差異及土壤肥力的研究［D］.長沙.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［3］ 葉全寶，張洪程，魏海燕，等.不同土壤及氮肥條件下水稻氮利用效率和增產(chǎn)效應(yīng)研究［J］.作物學(xué)報，2005，31(11):1422 －1428.

［4］ 敖和軍，王淑紅，鄒應(yīng)斌，等.不同施肥水平下超級雜交稻對氮、磷、鉀的吸收累積特點［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41(10):3123－3132.

［5］ 傅樹斌，黃振才，吳勝楊.優(yōu)質(zhì)雜交稻谷優(yōu)596在上杭作煙后稻示范表現(xiàn)與高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.福建稻麥科技，2011，(29):45－46.

［6］ 翁建鳳.湘優(yōu)66在武夷山市嵐谷鄉(xiāng)作煙后稻的種植表現(xiàn)及高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012，(14):28.

［7］ 易鎮(zhèn)邪，傅莉斌，劉 劍，等.煙后晚稻產(chǎn)量形成特性與施氮效應(yīng)研究［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，(21):13 －15，18.

［8］ 劉 武，黃 林，謝明德，等.氮肥用量和移栽密度對超級早稻產(chǎn)量及某些生理指標的影響［J］.作物研究，2008，22(4):254－258.

［9］ 王業(yè)農(nóng)，何世安，何潤清，等.施氮量對超級雜交晚稻豐源優(yōu)299產(chǎn)量的影響［J］.雜交水稻，2008，23(2):63－64.

［10］ 江立庚，甘秀芹，韋善清，等.水稻物質(zhì)生產(chǎn)與氮、磷、鉀、硅素積累特點及其相互關(guān)系［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15(2):226 －230.

［11］ 晏 娟，尹 斌，張紹林，等.不同施氮量對水稻氮素吸收與分配的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2008，14(5):835－839.

［12］ 王偉妮，李小坤，魯劍巍，等.氮磷鉀配合施用對水稻養(yǎng)分吸收、積累與分配的影響［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，29(6):710 －714.