不同氮肥水平對寒地水稻氮素利用的影響

李建輝+蒼真名+焦峰+王秋菊+翟瑞常

摘 要：通過田間試驗(yàn)的方法，研究了黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)氮肥水平對氮素利用的影響。結(jié)果表明，水稻植株中氮含量以分蘗期最高，隨著水稻生長發(fā)育的進(jìn)行，植株氮含量逐漸降低；2個水稻品種的REN隨N肥投入水平的增加，表現(xiàn)出先提高后下降的趨勢，當(dāng)N肥投入水平不斷增大時，PEN表現(xiàn)出了逐漸下降的趨勢。

關(guān)鍵詞：水稻；氮肥水平；氮素利用效率

中圖分類號 S143.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）08-15-02

氮是作物必須的營養(yǎng)元素，對其生長及產(chǎn)量形成有著重要影響[1-4]。目前，國內(nèi)外評價作物氮素吸收與利用的指標(biāo)及計算方法有多種，不同學(xué)科領(lǐng)域研究的側(cè)重點(diǎn)不同。利用氮素評價指標(biāo)，對水稻生產(chǎn)中氮素吸收和利用等方面問題進(jìn)行深入研究，有利于對水稻生長發(fā)育的深層次理解和調(diào)控。本研究利用田間小區(qū)試驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，研究黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)2個主栽品種不同施氮處理的植株氮素吸收與利用規(guī)律，旨在進(jìn)一步為黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)科學(xué)合理的施用氮肥和水稻栽培過程中的氮營養(yǎng)管理提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種及土壤 供試水稻品種為水稻新品種龍粳31和黑龍江水稻主產(chǎn)區(qū)常規(guī)品種空育131。田間試驗(yàn)在黑龍江省八五八農(nóng)場科技園區(qū)內(nèi)進(jìn)行，土壤類型為草甸白漿土，試驗(yàn)前土壤的基礎(chǔ)理化狀況為：有機(jī)質(zhì)31.13g·kg-1、堿解氮163.51mg·kg-1、有效磷31.14mg·kg-1、速效鉀116.65mg·kg-1、pH為6.02。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計 試驗(yàn)根據(jù)不同施氮水平設(shè)5個處理，分別記為：N0、N1、N2、N3、N4，各處理純氮施用量分別為：0、90、150、210、270kg·hm-2，施入氮肥40%作基肥、30%作分蘗肥、30%作穗肥，比例為4∶3∶3。氮肥的氮源為尿素（N，46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5，17%），施入量為P2O5 60kg·hm-2；鉀肥為硫酸鉀（K2O，50%），施入量為K2O90kg·hm-2。磷肥作基肥一次施入，鉀肥60%作基肥施入、40%作穗肥施入。試驗(yàn)田5月15日插秧，其他試驗(yàn)過程中的田間管理方式同大田。

1.3 樣品采集及分析 在水稻分蘗、拔節(jié)、開花和成熟期等4個關(guān)鍵生育期，每處理小區(qū)取具有代表性的水稻植株3穴，成熟期分為籽粒和秸稈、其他時期整株，用清水和去離子水多次清洗，于105℃殺青30min后，75℃烘干至恒重并稱重后粉碎過1mm篩，進(jìn)行植株養(yǎng)分含量分析。植株氮含量的測定采用凱氏法[5]，利用BUCHI公司生產(chǎn)的KjelFlex K360定氮儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析 氮素的農(nóng)學(xué)利用率（AEN）、生理利用率（PEN）、吸收利用率（REN）和偏生產(chǎn)力（PFPN）的計算參考田昌玉等總結(jié)[6]的方法。全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行處理，利用SAS 9.2進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對水稻植株氮含量的影響 從各關(guān)鍵生育期水稻植株氮含量可以看出：（1）水稻植株中氮含量以分蘗期最高，隨著水稻生長發(fā)育的進(jìn)行，植株氮含量逐漸降低；（2）不同氮肥水平對水稻的N含量產(chǎn)生了極為明顯的影響，N0處理中的植株N含量低于與其他處理，盡管不同器官氮含量不同，但是均隨著施氮水平的增加而增加；（3）當(dāng)植株達(dá)到生理成熟時，本試驗(yàn)中不同品種收獲器官N含量表現(xiàn)為龍粳31高于空育131，2個水稻品種莖部N含量的差異達(dá)到了極顯著水平（見表1）。

表1 不同生育時期的水稻植株N含量

[品種＼&處理＼&分蘗期＼&拔節(jié)期＼&開花期＼&成熟期＼&籽粒＼&秸稈＼&龍粳31＼&N0＼&2.29a＼&1.79d＼&1.46d＼&1.23c＼&0.70d＼&N1＼&2.37a＼&2.10c＼&1.77c＼&1.37c＼&0.91c＼&N2＼&2.39a＼&2.19bc＼&1.95b＼&1.58b＼&1.06b＼&N3＼&2.48a＼&2.37a＼&1.99ab＼&1.70a＼&1.15ab＼&N4＼&2.53a＼&2.19ab＼&2.12a＼&1.81a＼&1.19a＼&＼&空育131＼&N0＼&2.29a＼&1.69b＼&1.39c＼&1.26d＼&0.68d＼&N1＼&2.40a＼&1.88b＼&1.79b＼&1.36c＼&0.85c＼&N2＼&2.36a＼&2.16a＼&1.79b＼&1.49b＼&0.89b＼&N3＼&2.50a＼&2.19a＼&1.96ab＼&1.58b＼&1.10a＼&N4＼&2.53a＼&2.26a＼&1.99a＼&1.71a＼&1.18a＼&]

注：小寫字母表示α=0.05顯著水平。

2.2 不同處理對水稻氮肥利用率的影響 作物對氮素吸收利用效率（REN）和農(nóng)學(xué)利用效率（AEN）這2個指標(biāo)是反映水稻對N素吸收利用效果的重要參數(shù)。由表2可知：（1）試驗(yàn)中2個水稻品種的REN隨著處理中N肥投入水平的增加，都表現(xiàn)出先提高后下降的趨勢，當(dāng)N投入水平超過一定量以后（本試驗(yàn)中為N3處理），不同品種間卻存在明顯不同，表現(xiàn)為龍粳31的REN要略高于空育131；（2）2個品種的水稻的AEN在變化上表現(xiàn)出與REN同樣的趨勢，但是龍粳31的AEN與空育131水稻品種相比卻極顯著的增大。因此可以判斷，當(dāng)N肥施用水平發(fā)生變化時，水稻對其的反應(yīng)能力是在一定的范圍內(nèi)發(fā)生變化的，龍粳31超過N3處理、空育131超過N4處理時，水稻對施入N素的水平的反應(yīng)能力會極大及降低。從不同品種上分析，龍粳31對N肥的施入水平的反應(yīng)能力要強(qiáng)于空育131。（3）作物對N素的生理上的利用效率用PEN來表示，一般PEN能夠真實(shí)地反映出作物對N素的應(yīng)用效率。本試驗(yàn)中當(dāng)N肥投入水平不斷增大時，PEN表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。（4）PFPN則表示N素的偏生產(chǎn)力，這一指標(biāo)能夠表達(dá)出作物吸收的不同來源的N素，即土壤中的N素和施入的肥料中的N素所產(chǎn)生的額外的效應(yīng)，本試驗(yàn)中也表現(xiàn)出了與PEN相同的趨勢。從不同品種來看，水稻品種龍粳31的PEN和PFPN均大于空育131。

表2 不同處理下的水稻氮素利用效率

[品種＼&處理＼&N積累量（kg·hm-2）＼&REN（%）＼&AEN（kg·kg-1）＼&PFPN（kg·kg-1）＼&PEN（kg·kg-1）＼&龍粳＼&N0＼&126e ＼&＼&＼&＼&＼&N1＼&170d＼&44.0b ＼&14.2a ＼&83.1a ＼&33.7a ＼&N2 ＼&222c ＼&63.6a ＼&15.4a ＼&61.4b ＼&26.0b ＼&N3＼&249b ＼&61.5a ＼&12.8ab ＼&47.4c ＼&22.3bc ＼&N4＼&270a ＼&57.4a ＼&9.6b ＼&37.2d ＼&17.5c ＼&Mean＼&207 ＼&56.6 ＼&13.0 ＼&57.3 ＼&24.9 ＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&空育131＼&N0＼&134e ＼&＼&＼&＼&＼&N1＼&169d ＼&34.9b ＼&6.8a ＼&79.0a ＼&21.1a ＼&N2 ＼&203c ＼&45.3a ＼&6.9a ＼&55.0b ＼&16.2ab ＼&N3＼&237b ＼&51.5a ＼&7.3a ＼&43.5c ＼&14.9ab ＼&N4＼&261a ＼&50.5a ＼&5.6a ＼&34.4d ＼&11.7b ＼&Mean＼&201 ＼&45.5 ＼&6.7 ＼&53.0 ＼&16.0 ＼&]

注：小寫字母表示α=0.05顯著水平。

3 結(jié)論

以往的研究結(jié)果[7]顯示，水稻籽粒灌漿結(jié)束時，田間單位面積氮素吸收量隨著氮素施入水平的提高而逐漸增大直至恒定不變。根據(jù)本研究結(jié)果可以看出，在水稻的不同生長發(fā)育時期，不同品種在N3和N4這2個高氮處理下單位面積水稻N素吸收量差異并不明顯。此外，龍粳31的莖部器官中氮素積累較少，而獲得了較高的氮收獲指數(shù)。大量的氮素不能向收獲器官轉(zhuǎn)移，直接導(dǎo)致了較多吸收的氮素不能通過籽粒收獲利用而發(fā)生氮的損失，氮素收獲指數(shù)的降低不利于水稻產(chǎn)量的提高，同時也會加重因氮素環(huán)境殘留而導(dǎo)致的污染。

參考文獻(xiàn)

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[5]張志良.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2010：35-36.

[6]田昌玉，林治安，左余寶，等.氮肥利用率計算方法評述[J].土壤通報，2011，42（6）：1530-1535.

[7]曹洪生，黃王生，謬寶山.兩種類型中粳稻吸氮分析及施肥技術(shù)研究[J].蘇州科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），1992，9（l）：35-41.

（責(zé)編：張宏民）