水稻甬優(yōu)12產(chǎn)量13.5 t hm-2以上超高產(chǎn)群體的磷素積累、分配與利用特征

韋還和孟天瑤李 超張洪程，*戴其根，*馬榮榮王曉燕楊筠文揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 5009；浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，浙江寧波 50；浙江省寧波市種子公司，浙江寧波50；浙江省寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站，浙江寧波 500

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水稻甬優(yōu)12產(chǎn)量13.5 t hm-2以上超高產(chǎn)群體的磷素積累、分配與利用特征

韋還和1孟天瑤1李 超1張洪程1，*戴其根1，*馬榮榮2王曉燕3楊筠文41揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225009；2浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，浙江寧波 315101；3浙江省寧波市種子公司，浙江寧波315101；4浙江省寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站，浙江寧波 315100

摘 要：為探明甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體的磷素吸收與積累特征，2013—2014年，對高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm-2）、更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm-2）、超高產(chǎn)（ ＞13.5 t hm-2） 3個產(chǎn)量群體的磷素吸收與積累特征等進(jìn)行了系統(tǒng)比較研究。結(jié)果表明∶ （1）生育期植株含磷量，不同產(chǎn)量水平群體間無顯著差異；拔節(jié)期磷素吸收量呈高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體；而抽穗期和成熟期磷素吸收量則呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體。播種至拔節(jié)期的磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。（2）甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體抽穗期莖鞘、葉片和穗部磷素積累量分別為41.4、8.5和8.9 kg hm-2，高于更高產(chǎn)群體（37.9、7.6和8.1 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（32.3、6.8 和7.0 kg hm-2）。抽穗期植株葉片、莖鞘和穗部磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體成熟期莖鞘、葉片和穗部磷素積累量分別為14.5、4.4和62.3 kg hm-2，高于更高產(chǎn)群體（13.6、3.3和55.9 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（11.2、2.7和48.7 kg hm-2）。成熟期植株葉片、莖鞘和穗部磷素積累量與實(shí)產(chǎn)呈極顯著正相關(guān)。此外，花后莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量亦與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。（3）兩年中，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg-1）和偏生產(chǎn)力（kg kg-1）分別為171.5、92.7，低于更高產(chǎn)（173.2、99.6）和高產(chǎn)群體（173.5、100.4）；超高產(chǎn)群體磷收獲指數(shù)為 0.768，顯著高于更高產(chǎn)（0.761）和高產(chǎn)（0.758）群體。與對照相比，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素吸收具有拔節(jié)前較低、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期高的特點(diǎn)。播種至拔節(jié)期磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素利用效率較低，在其超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視磷素的高效利用。在本研究基礎(chǔ)上探討了提高甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素利用效率的措施。

關(guān)鍵詞：甬優(yōu)12；超高產(chǎn)；群體；磷素營養(yǎng)；積累與分配

本研究由國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303102），農(nóng)業(yè)部超級稻專項(xiàng)（02318802013231），寧波市重大科技項(xiàng)目（2013C11001），江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（BE2015340），揚(yáng)州大學(xué)研究生創(chuàng)新培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（KYLX15_1371），揚(yáng)州大學(xué)科技創(chuàng)新培育基金（2015CXJ042）和基于模型與GIS的高郵市小麥精確管理和診斷調(diào)控技術(shù)的開發(fā)與示范推廣（SXGC［2013］248）資助。

This study was supported by China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest （201303102），the Special Program of Super Rice of the Ministry of Agriculture （02318802013231），the Great Technology Project of Ningbo City （2013C11001），the Key Projects of Jiangsu Province （BE2015340），Innovative Training Program of Yangzhou University （KYLX15_1371），Science and Technology Innovation Fund of Yangzhou University （2015CXJ042），and Precise Diagnosis and Management of Control Technology Based On Modelling and GIS of Gaoyou City （SXGC［2013］248）.

第一作者聯(lián)系方式∶ E-mail∶ 920964110@qq.com

URL∶ http∶//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160322.1604.008.html

磷素是水稻生長必需的三要素之一，參與構(gòu)成植株體內(nèi)生物大分子、多種重要化合物及各種生化代謝過程，同時可提高植株對Fe2+、砷等重金屬脅迫的抗性［1-2］。在水稻生產(chǎn)上，傳統(tǒng)的磷肥施用習(xí)慣導(dǎo)致我國農(nóng)田磷素盈余現(xiàn)象較為普遍，加速了水體富營養(yǎng)化以及環(huán)境污染［3］。人們已就不同地區(qū)磷肥適宜用量［4-5］、施用方式［6］等對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)影響進(jìn)行了較多研究，這些研究為水稻生產(chǎn)上磷肥的合理施用提供了借鑒和參考。

近些年，隨著超高產(chǎn)品種的選育以及栽培技術(shù)的不斷創(chuàng)新，全國范圍內(nèi)的水稻高產(chǎn)（ ＞12.0 t hm-2）記錄不斷涌現(xiàn)，人們就這些高產(chǎn)群體配套栽培技術(shù)［7-8］、產(chǎn)量構(gòu)成因素［9-10］等方面進(jìn)行了相關(guān)研究報道。此外，就高產(chǎn)群體的養(yǎng)分吸收特性亦有相關(guān)報道，主要以12.0～13.5 t hm-2的高產(chǎn)群體為研究對象［11-12］。甬優(yōu)12已在生產(chǎn)上表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量潛力，連續(xù)多年在長江中下游地區(qū)創(chuàng)造13.5 t hm-2以上高產(chǎn)記錄［13-14］。當(dāng)前就甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體（≥13.5 t hm-2）以及產(chǎn)量差異群體的生長發(fā)育特征［14］、株型特征［15］等方面已有相關(guān)研究報道。甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素利用效率如何？磷素吸收利用特征是什么？產(chǎn)量差異群體的磷素吸收利用特征存在哪些差異？尚缺乏系統(tǒng)研究報道。為此，本研究連續(xù)多年在甬優(yōu)12單產(chǎn)超13.5 t hm-2的豐產(chǎn)方上大田追蹤測定，以更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm-2）群體和高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm-2）群體為對照，分析其磷素吸收、積累與分配特征及其與稻谷產(chǎn)量的關(guān)系，以期為水稻超高產(chǎn)和磷素高效利用栽培管理提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

秈粳交超級稻甬優(yōu)12，主莖總?cè)~數(shù)為17葉，伸長節(jié)間數(shù)為7個。

1.2 栽培管理與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2013年和2014年在浙江省寧波市鄞州區(qū)洞橋鎮(zhèn)百梁橋村種糧大戶許躍進(jìn)田中進(jìn)行甬優(yōu)12超高產(chǎn)攻關(guān)試驗(yàn)，連片豐產(chǎn)方面積為6.67 hm2。土壤類型為黃化青紫泥，pH 5.51，含有機(jī)質(zhì)38.37 g kg-1、全氮0.16%、堿解氮82.45 mg kg-1、速效磷20.14 mg kg-1、速效鉀78.45 mg kg-1。兩年中水稻生長期間的平均溫度、日照時數(shù)、降雨量見表1。

1.2.1 超高產(chǎn)（ ＞13.5 t hm-2）群體的栽培管理 2年中播種期均在 5月中上旬，塑料軟盤育秧，秧齡20 d左右，移栽葉齡4.1葉左右，平均帶蘗數(shù)0.51～0.62個，栽插株行距為30.0 cm × 26.7 cm，每穴2～3個種子苗。施純氮330 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥=6∶4施用；過磷酸鈣（含12% P2O5） 1250 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施用；鉀肥（含60% K2O）750 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥 = 4∶6施用。同時基肥中加施450 kg hm-2的硅肥（含70% SiO2）。移栽后采用濕潤灌溉為主，建立淺水層；群體達(dá)到目標(biāo)穗數(shù)的 80%時擱田，控制無效分蘗發(fā)生；保持抽穗揚(yáng)花期田間3 cm水層，灌漿結(jié)實(shí)期間歇灌溉，干濕交替，收割前7 d斷水?dāng)R田。按超高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

表1 水稻生長期間平均溫度、日照時數(shù)和降雨量Table 1 Mean temperature，sunshine hours，and precipitation during rice growing seasons

1.2.2 更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm-2）群體的栽培管理

塑料軟盤育秧，秧齡20 d左右，移栽葉齡4.1葉左右，栽插株行距為30.0 cm × 26.7 cm，每穴2～3個種子苗。施純氮300 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥 = 6∶4施用；過磷酸鈣（含12% P2O5） 1050 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥 = 5∶5施用；鉀肥（含60% K2O） 675 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥 = 4∶6施用。同時基肥中加施300 kg hm-2的硅肥（含70% SiO2）。莖蘗數(shù)達(dá)到預(yù)期穗數(shù)的90%左右時，排水?dāng)R田；保持抽穗揚(yáng)花期田間3 cm水層，至成熟期實(shí)行濕潤灌溉，干濕交替，收割前7 d斷水?dāng)R田。按超高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

在連片超高產(chǎn)攻關(guān)田外選取部分甬優(yōu) 12田塊作為對照（CK），對照田塊（10.5～12.0 t hm-2）仍以塑料軟盤育秧，秧齡20 d左右，移栽葉齡4.1葉左右，栽插株行距為30.0 cm × 26.7 cm，每穴2～3個種子苗。施純氮270 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥 = 7∶3施用；過磷酸鈣（含12% P2O5） 900 kg hm-2，全部基施；鉀肥（含60% K2O） 600 kg hm-2，按基蘗肥∶穗粒肥=5∶5施用。當(dāng)莖蘗數(shù)達(dá)到預(yù)期穗數(shù)時排水?dāng)R田，拔節(jié)至成熟期實(shí)行濕潤灌溉，干濕交替，按常規(guī)高產(chǎn)栽培要求防治病蟲害。

甬優(yōu)12不同產(chǎn)量關(guān)鍵栽培措施列于表2。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，從不同生長水平群體田塊各取6穴為1個樣本，將樣本分成葉、莖鞘、穗（抽穗期和成熟期），置105℃烘箱殺青30 min，以 75℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)量。采用釩鉬黃比色法測定植株中的磷素含量。

成熟期調(diào)查每小區(qū) 100穴，計(jì)算有效穗數(shù)，取20穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，測定千粒重并計(jì)算理論產(chǎn)量；每小區(qū)實(shí)產(chǎn)收割面積 10 m2，脫粒后晾曬，并稱重。

于成熟期，從不同產(chǎn)量水平群體各取200穴，計(jì)算有效穗數(shù)，取50穴考察穗部性狀，同時求得每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率；在各代表性田塊中采用五點(diǎn)法，每方20 m2，收割稻種晾曬，并抓取5組1000粒干種子求千粒重。攻關(guān)田塊實(shí)產(chǎn)由專家組測定驗(yàn)收。

1.4 計(jì)算方法與數(shù)據(jù)處理

某生育時期的干物重與該時期植株磷素含量乘積為該時期磷素吸收量。某時期的磷素吸收量減去前一個生育期的磷素吸收量為這2個生育期之間的磷素積累量；

花后葉片磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg hm-2） = 抽穗期葉片磷素吸收量-成熟期葉片磷素吸收量；

花后莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg hm-2） = 抽穗期莖鞘磷素吸收量-成熟期莖鞘磷素吸收量；

籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg-1） = 籽粒產(chǎn)量/成熟期植株磷素吸收量；

每噸籽粒磷素吸收量（kg t-1grain） = 成熟期植株磷素吸收量/籽粒產(chǎn)量；磷素偏生產(chǎn)力（kg kg-1） = 籽粒產(chǎn)量/磷肥施用量；磷素收獲指數(shù)=成熟期籽粒磷素吸收量/成熟期植株磷素吸收量。

運(yùn)用Microsoft Excel軟件錄入數(shù)據(jù)，SigmaPlot軟件制圖，SPSS軟件統(tǒng)計(jì)分析。

表2 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵栽培措施Table 2 Key cultivation techniques in different yield groups of Yongyou 12

2 結(jié)果與分析

2.1 兩年中甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體產(chǎn)量

由表3可知，2013年甬優(yōu)12超高產(chǎn)、更高產(chǎn)、高產(chǎn)群體平均產(chǎn)量分別為14.2、12.7和10.9 t hm-2，超高產(chǎn)群體產(chǎn)量顯著高于更高產(chǎn)和高產(chǎn)群體。2014年甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體平均產(chǎn)量為13.6 t hm-2（13.5～ 13.7 t hm-2），顯著高于更高產(chǎn)（12.4 t hm-2）和高產(chǎn)群體（10.8 t hm-2）。

表3 兩年中甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體實(shí)產(chǎn)Table 3 Grain yield of different yield groups of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.2 不同產(chǎn)量群體主要生育期含磷率及磷素吸收量

2013年和 2014年拔節(jié)期植株含磷率呈高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體，但差異不顯著。2013 和2014年抽穗期和成熟期植株含磷率均以超高產(chǎn)、更高產(chǎn)群體高于高產(chǎn)群體，但差異不顯著（圖1）。兩年中拔節(jié)期干物重呈高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體。抽穗期和成熟期干物重呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體，差異顯著（圖 2）。兩年中拔節(jié)期磷素吸收量以高產(chǎn)群體最高，超高產(chǎn)最低；抽穗期和成熟期呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體，差異顯著（圖3）。

2.3 不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵生育階段磷素積累量及其與產(chǎn)量的關(guān)系

2013年和2014年，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素吸收總量為81.2 kg hm-2（兩年平均值），顯著高于更高產(chǎn)群體（72.9 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（62.6 kg hm-2）。兩年中播種至拔節(jié)期磷素積累量及磷素積累率均以高產(chǎn)群體最高，超高產(chǎn)群體最低；拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期磷素積累量和磷素積累率均呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體，差異顯著（表4）。

如圖 4所示，播種至拔節(jié)期磷素積累量與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性負(fù)相關(guān)（y = -0.773x + 24.71，R2= 0.4589**）；拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期磷素積累量與實(shí)產(chǎn)均呈極顯著線性正相關(guān)，線性方程分別為y = 0.1853x + 5.7474，R2= 0.8597**和y = 0.2233x+8.1429，R2= 0.3820**。

圖1 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期含磷率Fig. 1 P content at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖2 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期干物重Fig. 2 Dry matter weight at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖3 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期磷素吸收量Fig. 3 P uptake at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014

表4 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵生育階段磷素積累量及積累率Table 4 P uptake and P uptake rate during main growth periods in different yield groups of Yongyou 12

2.4 不同產(chǎn)量群體各器官磷素積累、分配、轉(zhuǎn)運(yùn)及其與產(chǎn)量的關(guān)系

2.4.1 抽穗期各器官磷素積累與分配及其與產(chǎn)量的關(guān)系 兩年中，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體抽穗期莖鞘、葉片和穗部磷素吸收量分別為 41.4、8.5和 8.9 kg hm-2，高于更高產(chǎn)群體（37.9、7.6和8.1 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（32.3、6.8和7.0 kg hm-2）。抽穗期莖鞘磷素吸收量與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)（y = 0.2669x + 2.4932，R2= 0.7743**），抽穗期葉片、穗部磷素吸收量亦與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)，線性方程分別為y = 0.384x + 9.548，R2= 0.1945**和 y = 1.2667x+ 2.3408，R2= 0.7571**（圖5）。

2.4.2 成熟期各器官磷素積累、分配及其與產(chǎn)量的關(guān)系 兩年中，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體成熟期莖鞘、葉片和穗部磷素吸收量分別為14.5、4.4和62.3 kg hm-2，高于更高產(chǎn)群體（13.6、3.3和55.9 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（11.2、2.7和48.7 kg hm-2）。成熟期莖鞘、葉片、穗部磷素吸收量均與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)，線性方程分別為 y = 0.4878x + 6.0344，R2= 0.5333**；y = 0.4041x + 11.087，R2= 0.1839**和y = 0.1621x + 3.4329，R2= 0.6769**（圖6）。

2.4.3 花后葉片、莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量及其與產(chǎn)量的關(guān)系

由圖7可知，兩年中，甬優(yōu)12超高產(chǎn)、更高產(chǎn)和高產(chǎn)群體花后葉片磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別為4.1、4.3和4.0 kg hm-2，莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別為27.0、24.4和21.1 kg hm-2?；ê笕~片磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量與實(shí)產(chǎn)未呈顯著或極顯著線性正相關(guān)，花后莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量則與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)（y = 0.3817x + 3.236，R2= 0.6902**）。

圖4 甬優(yōu)12關(guān)鍵生育階段磷素積累量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 4 Relationships between P uptake during main growth periods and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖5 抽穗期各器官磷素吸收量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 5 Relationships between P uptake at plant organs at heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖6 成熟期各器官磷素吸收量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 6 Relationships between P uptake at plant organs at maturity and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖7 花后葉片、莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 7 Relationships between P translocation in the leaf and stem and sheath after heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.5 不同產(chǎn)量群體磷素利用效率

由表5可知，2013年不同產(chǎn)量群體籽粒生產(chǎn)率以更高產(chǎn)群體最高、高產(chǎn)群體最低，2014年則以高產(chǎn)群體最高、超高產(chǎn)群體最低。2013年和2014年，甬優(yōu)12超高產(chǎn)、更高產(chǎn)、高產(chǎn)群體磷素偏生產(chǎn)力分別為92.7、99.6和100.4 kg kg-1（兩年平均值），超高產(chǎn)群體磷素偏生產(chǎn)力顯著低于高產(chǎn)群體。兩年中，甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體磷收獲指數(shù)為 0.768，顯著高于更高產(chǎn)（0.761）和高產(chǎn)（0.758）群體。

3 討論

3.1 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素吸收、積累與轉(zhuǎn)運(yùn)特征及其與產(chǎn)量的關(guān)系

水稻群體磷素積累隨生育進(jìn)程呈增加趨勢，至成熟期達(dá)最大。李鴻偉等［11］研究表明，超高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm-2）栽培下植株成熟期磷吸收量大致為 75～80 kg hm-2。杜永等［16］研究表明，超高產(chǎn)（11.0～12.0 t hm-2）成熟期磷素吸收量為 79～82 kg hm-2。潘圣剛等［12］研究表明，超高產(chǎn)品種成熟期磷素吸收量為 21.1～24.5 kg hm-2。紀(jì)洪亭等［17］采用Gompertz模型擬合超級雜交稻磷素積累動態(tài)，其成熟期磷素吸收量為32.3 kg hm-2。本試驗(yàn)條件下，甬優(yōu)12高產(chǎn)、更高產(chǎn)和超高產(chǎn)群體成熟期磷素吸收量分別為62.6、72.9、81.2 kg hm-2，這與李鴻偉等［11］和杜永等［16］的植株成熟期磷素吸收量范圍較為接近，而明顯高于潘圣剛等［12］和紀(jì)洪亭等［17］報道的水稻成熟期磷素吸收量，這可能與試驗(yàn)品種差異有關(guān)。

表5 甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體磷素利用效率Table 5 P use efficiency in different yield groups of Yongyou 12

當(dāng)前就作物磷素吸收與積累特征及其與產(chǎn)量的關(guān)系已有較多報道［11-12，17-19］。李鴻偉等［11］研究表明，與常規(guī)高產(chǎn)栽培相比，超高產(chǎn)栽培小麥和水稻磷素吸收和積累均表現(xiàn)出拔節(jié)前較低、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期高的特點(diǎn)。潘圣剛等［12］研究表明，與對照相比，超高產(chǎn)品種磷素吸收具有總吸收量高、生育前期與對照差異較小、生育后期特別是幼穗分化期至齊穗期吸收比例高的特點(diǎn)。李莉等［18］研究表明，中稻磷素積累量在分蘗至拔節(jié)期對產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最大；晚稻磷素積累量在抽穗至成熟期對產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最大。紀(jì)洪亭等［17］研究表明，超級雜交稻磷素積累的最大速率出現(xiàn)在孕穗期前8 d；磷素快速增長期出現(xiàn)在拔節(jié)期至抽穗前7 d，此期磷素積累量占總積累量的68.4%。本試驗(yàn)條件下，與對照相比，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素積累量具有拔節(jié)期較低、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期積累量高的特點(diǎn)，且以拔節(jié)至抽穗期磷素積累量最高，此期磷素積累量占總積累量的53.6%。此外，播種至拔節(jié)期磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)；拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。因此，在甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培管理中，應(yīng)適當(dāng)控制生育前期磷素養(yǎng)分積累，重點(diǎn)增加拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素養(yǎng)分積累；此外，拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期也是水稻高產(chǎn)磷高效協(xié)調(diào)統(tǒng)一的關(guān)鍵階段［19］。甬優(yōu)12超高產(chǎn)（ ＞13.5 t hm-2）群體播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期磷素積累量和積累比例適宜值分別為 15.1～15.5 kg hm-2、18.6%～19.0%，42.6～44.4 kg hm-2、53.4%～53.8%，21.5～23.3 kg hm-2、27.1%～28.0%，僅供參考。

張亞潔等［20］研究表明，抽穗期、成熟期以及抽穗至成熟期植株磷素吸收量與稻谷產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)。陳進(jìn)紅等［21］研究表明，雜交粳稻超高產(chǎn)組合抽穗期穗部磷素吸收量高于高產(chǎn)組合，葉片和莖鞘磷素吸收量則低于高產(chǎn)組合。王曉燕等［14］研究表明，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體具有花后干物質(zhì)積累量多、根系活力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此也增加了生育后期養(yǎng)分吸收量。本試驗(yàn)條件下，甬優(yōu) 12超高產(chǎn)抽穗期、成熟期以及抽穗至成熟期植株磷素吸收量均顯著高于對照；抽穗期和成熟期植株葉片、莖鞘和穗部磷素吸收量亦高于對照，且均與稻谷產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體各器官中較高的磷素吸收量有利于促進(jìn)植株自身系統(tǒng)構(gòu)建（核酸、核蛋白和磷脂），提高光合生產(chǎn)中所需物質(zhì)和能量代謝原料（糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP和ADP），以及提高植株抗逆性［22］。

此外，花后葉片磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量與實(shí)產(chǎn)未呈顯著或極顯著線性正相關(guān)，花后莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量則與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)，這說明提高花后莖鞘向籽粒的磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量而非花后葉片磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量或許是協(xié)同提高水稻產(chǎn)量和磷素利用效率的重要途徑。水稻谷粒中大部分為碳水化合物，在碳水化合物的代謝中必須先進(jìn)行磷酸化作用，而磷在葉片直接參與光合磷酸化［23］，花后葉片向籽粒的磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量過多，勢必會影響光合作用，進(jìn)而影響稻谷產(chǎn)量和磷素吸收利用。因此，花后葉片向籽粒的磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量應(yīng)有適宜值，既保證籽粒的形成，又不影響光合作用和稻谷產(chǎn)量。

3.2 甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體的磷素利用效率及提高措施

如何實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)與肥料高效利用協(xié)同，一直是研究者們關(guān)注的熱點(diǎn)，水、肥資源高投入高產(chǎn)出的現(xiàn)象在水稻生產(chǎn)上仍較普遍［24-25］。李鴻偉等［11］研究表明，通過改進(jìn)栽培措施（實(shí)地氮肥管理模式和輕干濕交替灌溉）可協(xié)同提高作物產(chǎn)量和磷素籽粒生產(chǎn)率、偏生產(chǎn)力和磷收獲指數(shù)。李莉等［18，23］研究表明，與低產(chǎn)群體相比，高產(chǎn)群體的磷素籽粒生產(chǎn)效率和磷收獲指數(shù)顯著提高，且磷效率對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率依次為磷吸收效率＞利用效率＞轉(zhuǎn)運(yùn)效率。杜永等［16］研究表明，與對照高產(chǎn)群體相比，遲熟中粳超高產(chǎn)群體的磷素籽粒生產(chǎn)率和每噸籽粒磷素吸收量均高于對照，但差異均不顯著。本試驗(yàn)條件下，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體成熟期植株磷素吸收量顯著高于對照，而甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg-1）為171.5，低于更高產(chǎn)群體（173.2）和高產(chǎn)群體（173.5）。說明超高產(chǎn)群體磷素吸收量增多，磷素籽粒生產(chǎn)率反而降低。造成這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)檫呺H效應(yīng)［20］，即隨著磷肥用量的增加，至一定程度后，同樣吸收1 kg磷，生產(chǎn)出的稻谷產(chǎn)量反而減少，這也表明甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷肥利用率較低。此外，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素偏生產(chǎn)力也低于對照。因此，在其超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視磷素的高效利用。

就甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷肥高效施用技術(shù)，我們提出如下兩點(diǎn)∶ （1）可根據(jù)凌啟鴻等［26］提出的磷肥施用量公式，即磷肥施用量 = （土壤速效磷最佳濃度-土壤速效磷含量）/磷肥系數(shù)，確定當(dāng)季水稻的磷肥施用量。在磷素肥料的選用上，除了常規(guī)的過磷酸鈣外，還可適當(dāng)混施含磷復(fù)合肥（如磷酸二胺）和有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。此外，在磷肥施用方法上，應(yīng)摒棄過去傳統(tǒng)的“一頭轟”即全部作基肥施用，可適當(dāng)分基肥和穗粒肥施用。（2）良好的根系活力可促進(jìn)植株對磷素吸收［27］。本研究以及前人的研究結(jié)果［11-12，17-19］均表明，拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期是水稻植株磷素積累的關(guān)鍵階段，因此應(yīng)重視這兩個階段植株的根系活力。水稻常規(guī)栽培管理中，在拔節(jié)至抽穗階段會擱田，以控制群體無效分蘗發(fā)生。在擱田管理中，應(yīng)多次輕擱、切勿重擱，以防對根系造成損傷。此外，在抽穗至成熟期的水分管理上，可采取輕干濕交替灌溉技術(shù)，維持較高的根系活力、防止根系早衰［28-29］，促進(jìn)植株對磷素吸收，實(shí)現(xiàn)磷素的高效利用。

4 結(jié)論

與對照相比，甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體磷素吸收具有拔節(jié)前較低、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期高的特點(diǎn)。播種至拔節(jié)期磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)；拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期磷素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。抽穗期、成熟期植株葉片、莖鞘和穗部磷素吸收量以及花后莖鞘磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量均與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體各生育期含磷率無顯著差異，不同產(chǎn)量群體各生育期磷素積累量差異主要取決于其干物質(zhì)積累差異。

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Accumulation，Distribution，and Utilization Characteristics of Phosphorus in Yongyou 12 Yielding over 13.5 t ha-1

WEI Huan-He1，MENG Tian-Yao1，LI Chao1，ZHANG Hong-Cheng1，*，DAI Qi-Gen1，*，MA Rong-Rong2，WANG Xiao-Yan3，and YANG Jun-Wen41Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley，Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiol-ogy of Jiangsu Province，Yangzhou University，Yangzhou 225009，China；2Crop Research Institute，Ningbo Academy of Agricultural Sciences of Zhejiang Province，Ningbo 315101，China；3Ningbo Seed Company of Zhejiang Province，Ningbo 315101，China；4Ningbo City Yinzhou District Agricultural Technology Extension and Service，Ningbo 315100，China

Abstract：In order to determine the absorption and accumulation of phosphorus （P） in super high yielding rice population of Yongyou 12，the field experiments were conducted with these populations of high yield （HY，10.5-12.0 t ha-1），higher yield （HRY，12.0-13.5 t ha-1），and super high yield （SHY，＞ 13.5 t ha-1） in 2013 and 2014. Results indicated that there was no significant difference in P content of plant at each growth stage among three yield groups. HY showed the highest P plant uptake while SHY the lowest at jointing among three yield groups. Opposite trends were observed at heading and maturity stages. There existed a significant （P＜0.01） and negative correlation of the grain yield with P accumulation from sowing to jointing，while significant （P＜0.01） and positive correlations of grain yield with P accumulation from jointing to heading，and from heading to maturity. P accumulation in the stem and sheath，leaf，and panicle at heading was 41.4，8.5，and 8.9 kg ha-1，respectively for SHY，higher than those for HRY （37.9，7.6，8.1 kg ha-1） and HY （32.3，6.8，7.0 kg ha-1）. There existed significant （P＜0.01） and positive correlations of grain yield with P accumulation in stem and sheath，leaf，and panicle at heading. P accumulation of SHY in stem and sheath，leaf，and panicle at maturity was 14.5，4.4，62.3 kg ha-1，respectively，higher than those of HRY （13.6，3.3，55.9 kg ha-1） and HY （11.2，2.7，48.7 kg ha-1）. There existed significant and positive linear correlation of grain yield with P accumulation in the stem and sheath，leaf，and panicle at maturity and with P translocation from stem and sheath to grain after heading. When values were averaged across two years，internal nutrient efficiency （kg grain kg-1） and partial factor productivity （kg kg-1） of SHY were 171.5 and 92.7，respectively，less than those of HRY （173.2，99.6） and HY （173.5，100.4）. Harvest index of P of SHY was 0.768，significantly higher than that of HRY （0.761） and HY （0.758）. SHY showed lower P accumulation before jointing，while higher P accumulation from jointing to heading，and from heading to maturity，when compared with check. There existed significant （P＜0.01）and negative correlation of grain yield with P accumulation from sowing to jointing，while significant （P＜0.01） and positive correlations of grain yield with P accumulation from jointing to heading，and heading to maturity. Relatively low P use efficiency was observed in SHY，a great attention should be paid to improving P use efficiency. Finally，methods to improve P use efficiency of SHY for Yongyou 12 were discussed.

Keywords：Yongyou 12；Super high yielding；Population；Phosphorus nutrient；Accumulation and distribution

DOI：10.3724/SP.J.1006.2016.00886

*通訊作者（

Corresponding authors）∶ 張洪程，E-mail∶ hczhang@yzu.edu.cn；戴其根，E-mail∶ qgdai@yzu.edu.cn

收稿日期Received（）∶ 2015-11-07；Accepted（接受日期）∶ 2016-03-14；Published online（網(wǎng)絡(luò)出版日期）∶ 2016-03-22.