施氮處理對不同株型水稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

呂小紅++付立東++宋玉婷++陳溫福

摘要：以穗型直立的緊湊型品種沈農(nóng)07425和穗型彎曲的松散型品種秋光為材料，研究不同施氮條件下2種株型品種的產(chǎn)量及氮肥利用率，結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的提高，緊湊型品種沈農(nóng)07425和松散型品種秋光的產(chǎn)量增加。不同株型品種的氮肥利用率存在差異：沈農(nóng)07425的氮素谷物生產(chǎn)效率遵循低氮>中氮>高氮的趨勢，秋光中氮處理的氮素谷物生產(chǎn)效率大于低氮、高氮處理。沈農(nóng)07425的氮收獲指數(shù)、氮肥偏生產(chǎn)力均符合低氮>中氮>高氮的關(guān)系；秋光的氮收獲指數(shù)呈現(xiàn)低氮>高氮>中氮的趨勢，氮肥偏生產(chǎn)力符合低氮>中氮>高氮的關(guān)系。相較于完全不施肥對照，計算氮肥利用率時選用磷鉀肥對照更適宜。

關(guān)鍵詞：施氮量；株型；水稻；產(chǎn)量；氮肥利用率；谷物生產(chǎn)效率；收獲指數(shù)；偏生產(chǎn)力

中圖分類號： S511.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）09-0060-03

氮素是水稻生長發(fā)育所必需的三大營養(yǎng)元素之一，對水稻產(chǎn)量的作用遠(yuǎn)大于磷和鉀[1-3]，施氮量的提高對增加水稻產(chǎn)量起著至關(guān)重要的作用[4]。前人關(guān)于氮肥與產(chǎn)量關(guān)系的研究也比較多[5-10]，但因水稻的品種、栽培環(huán)境、栽培措施、管理方法等方面不同而有很大的差異。本試驗以不同株型水稻品種為材料，研究其在施氮條件下的產(chǎn)量及氮肥利用率，為提高不同株型水稻品種的氮肥利用率、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)科學(xué)施肥以及以氮素利用為目標(biāo)的品種改良等方面提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所試驗基地進(jìn)行。以沈農(nóng)07425和秋光為試驗材料，其中沈農(nóng)07425穗型直立，株型緊湊，耐肥抗倒，為典型的直立穗緊湊型品種；秋光穗型彎曲，株型較松散，耐肥抗倒性較差，為典型的彎曲穗松散型品種。

1.2試驗設(shè)計

采用盆栽方式，盆缽直徑30 cm，高26 cm，裝土 13.25 kg/盆。土壤基本理化性質(zhì)按鮑士旦的方法[11]測定，結(jié)果為全氮含量1.1 g/kg，全磷含量2.8 g/kg，全鉀含量 34 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量29.8 g/kg，水解氮含量84.5 mg/kg，有效磷含量38.3 mg/kg，有效鉀含量138.7 mg/kg，pH值5.65。

2個水稻品種分別設(shè)3個氮肥水平：低氮（N1，0.1 g/kg）、中氮（N2，0.15 g/kg）、高氮（N3，0.2 g/kg），以完全不施肥（CK）、不施氮肥（PK，磷鉀肥正常施用）為對照，其中氮肥梯度參考毛達(dá)如的《植物營養(yǎng)研究法》[12]而設(shè)定。共10個處理組合，3次重復(fù)，完全隨機(jī)排列。施用磷酸二銨 300 kg/hm2 （其中所含的氮已包括在總氮里）、氯化鉀 225 kg/hm2。氮肥分基肥、蘗肥、穗肥（按5 ∶3 ∶2比例）施入，其中以尿素作為基肥，硫酸銨作為蘗肥、穗粒肥追施，磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入。4月12日營養(yǎng)土保溫旱育苗[13]，5月20日插秧，3穴/盆，1株/穴。陰雨天氣采用遮雨棚防止雨水沖刷，其他栽培管理措施同生產(chǎn)田。

1.3測定內(nèi)容與方法

收獲時，各處理取有代表性的中等植株盆栽3盆，計90盆，單盆收獲，用于室內(nèi)考種，其余全部收獲，自然風(fēng)干，測產(chǎn)。

1.4數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)。其中，氮肥的吸收和利用效率的計算參照劉立軍等的方法[14]，具體如下：

2結(jié)果與分析

2.1施氮處理對不同株型水稻品種產(chǎn)量的影響

施氮量對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生影響[15]。由圖1可知，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的提高，緊湊型沈農(nóng)07425和松散型秋光的產(chǎn)量明顯增加，N1、N2和N3等3個施氮處理的產(chǎn)量均高于PK、CK等2個對照處理。沈農(nóng)07425各處理的產(chǎn)量分別比對照PK增加9.74%、10.43%、23.94%，與對照CK相比分別增加10420%、105.48%、130.62%。秋光各處理的產(chǎn)量分別比PK處理增加14.11%、40.82%、49.03%，與CK處理相比分別增加35.38%、67.06%、76.81%。

2.2施氮處理對不同株型水稻品種氮肥利用率的影響

2.2.1氮肥利用率

由圖2可以看出，緊湊型沈農(nóng)07425與松散型秋光各施氮處理的氮素谷物生產(chǎn)效率差別較大。沈農(nóng)07425的氮素谷物生產(chǎn)效率遵循N1>N2>N3的趨勢，且各處理間差異明顯；秋光N2處理的氮素谷物生產(chǎn)效率最大。N1處理下，沈農(nóng)07425的氮素谷物生產(chǎn)效率大于秋光；N2、N3處理下秋光的氮素谷物生產(chǎn)效率大于沈農(nóng)07425。沈農(nóng)07425與秋光氮素谷物生產(chǎn)效率的差異可能與二者對氮素的敏感性不同所致。

2.2.2氮收獲指數(shù)沈農(nóng)07425與秋光各處理下的氮收獲指數(shù)較為接近，均在60%以上，可見成熟期植株穗部氮素積累量占植株氮素積累量的比重較大，說明成熟期植株的氮素大部分轉(zhuǎn)運(yùn)到了穗部。2個品種均在N1處理水平下氮收獲指數(shù)最大，分別為6540%、69.39%（圖3）。

2.2.3氮肥偏生產(chǎn)力由圖4可知，沈農(nóng)07425、秋光的氮肥偏生產(chǎn)力均遵循 N1>N2>N3的關(guān)系，且各處理間差異較大。N1處理下，沈農(nóng)07425的氮肥偏生產(chǎn)力大于秋光；N2、N3處理下秋光的氮肥偏生產(chǎn)力大于沈農(nóng)07425。

2.2.4氮肥農(nóng)學(xué)利用率由圖5可知，2個品種各施氮處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率在與PK、CK對照分別比較時差異較大。與[CM（25]PK比較時，沈農(nóng)07425的氮肥農(nóng)學(xué)利用率較小，而秋光的氮肥農(nóng)學(xué)利用率較大，N1、N2、N3等3個處理下，秋光的氮肥農(nóng)學(xué)利用率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沈農(nóng)07425的氮肥農(nóng)學(xué)利用率。沈農(nóng)07425在N3處理下氮肥農(nóng)學(xué)利用率最大，秋光在N2處理下氮肥農(nóng)學(xué)利用率最大。與CK比較時，2個株型品種的氮肥農(nóng)學(xué)利用率均較大，且沈農(nóng)07425的氮肥農(nóng)學(xué)利用率大于秋光的氮肥農(nóng)學(xué)利用率。沈農(nóng)07425的氮肥農(nóng)學(xué)利用率遵循 N1>N2>N3的趨勢，且N1與N2、N3處理間差異明顯；秋光N2處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率最大。以PK、CK為對照，2個株型品種氮肥農(nóng)學(xué)利用率的差異說明以PK為對照的單位施氮量的產(chǎn)量增加量小于以CK為對照的單位施氮量的產(chǎn)量增加量，這與PK處理下產(chǎn)量大于CK處理的結(jié)果吻合。

2.3品種與施氮水平對氮肥利用率的互作分析

表1中品種與施氮水平對氮肥利用率的互作分析表明，氮肥谷物生產(chǎn)效率、氮收獲指數(shù)受品種、施氮水平及二者交互作用影響均未達(dá)顯著水平。氮肥偏生產(chǎn)力受施氮水平影響達(dá)極顯著水平。與PK比較的氮肥農(nóng)學(xué)利用率受品種因素影響顯著，與CK比較的氮肥農(nóng)學(xué)利用率受品種、施氮水平及二者交互作用影響不顯著。

2.4產(chǎn)量與氮肥利用率的相關(guān)分析

表2說明產(chǎn)量與氮肥利用率的相關(guān)性在沈農(nóng)07425與秋光2個品種間存在差異。沈農(nóng)07425的產(chǎn)量與氮收獲指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)；秋光的產(chǎn)量與氮肥偏生產(chǎn)力顯著負(fù)相關(guān)。與PK處理比較，2個品種的產(chǎn)量與氮肥利用率的關(guān)系表現(xiàn)一致，均呈正相關(guān)（r=0.81、0.92），因此，計算氮肥利用率時空白對照更適宜選用磷鉀肥對照。

3討論與結(jié)論

氮素是影響水稻產(chǎn)量形成最敏感的元素，水稻生產(chǎn)實(shí)踐中人們通常通過增施氮肥來提高水稻的產(chǎn)量[16-17]。石慶華等的研究結(jié)果表明，兩系雜交早稻適宜施純氮量為 225 kg/hm2 左右，兩系雜交中稻適宜施純氮量150～180 kg/hm2，兩系雜交晚稻適宜施純氮量195 kg/hm2左右[18]。柳金來等研究認(rèn)為，施氮量逐漸增高時，水稻產(chǎn)量也相應(yīng)增加，但是當(dāng)?shù)适┯昧窟_(dá)到一定水平時，再增施氮肥，產(chǎn)量上不會明顯提高，甚至可能造成減產(chǎn)[19]。任海等研究表明，超級稻鹽豐47獲得高產(chǎn)的適宜施氮量為 270 kg/hm2[20]。本試驗結(jié)果說明，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的提高，緊湊型品種沈農(nóng)07425和松散型品種秋光的產(chǎn)量增加，因此可適當(dāng)增大氮肥的施用量至0.2 g/kg。

氮肥利用率一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上關(guān)注的問題之一。張紹林等指出，當(dāng)太湖地區(qū)稻田的施氮量由46 kg/hm2增加到 230 kg/hm2 時，氮肥生理利用率由45.0 kg/kg下降至22.7 kg/kg[21]。在大地豐以施基蘗肥數(shù)量450 kg/hm2+150 kg/hm2 的方式與速效氮肥配比施用時，一、二次蘗肥于[JP3]5.5～6.0、6.5～7.0葉齡期施入的處理C4（47 ∶25 ∶15 ∶13 ∶0）的氮肥利用率可達(dá)到46.58%[22]。本試驗中不同株型品種的氮肥利用率存在差異：沈農(nóng)07425的氮素谷物生產(chǎn)效率遵循低氮>中氮>高氮的趨勢，與江立庚等的結(jié)果[23]一致，且各處理間差異較大。秋光中氮處理的氮素谷物生產(chǎn)效率最大，大于低氮、高氮處理。沈農(nóng)07425與秋光各處理下的氮收獲指數(shù)較為接近，沈農(nóng)07425符合低氮>中氮>高氮趨勢，秋光則呈現(xiàn)低氮>高氮>中氮的規(guī)律。沈農(nóng)07425、秋光的氮肥偏生產(chǎn)力均遵循低氮>中氮>高氮關(guān)系，且各處理間差異明顯。

2個品種各施氮處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率在與磷鉀肥對照、完全不施肥對照分別比較時差異較大。與磷鉀肥對照做比較時，秋光的氮肥農(nóng)學(xué)利用率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沈農(nóng)07425的氮肥農(nóng)學(xué)利用率；與完全不施肥對照做比較時，沈農(nóng)07425的氮肥農(nóng)學(xué)利用率大于秋光的氮肥農(nóng)學(xué)利用率。2個株型品種氮肥農(nóng)學(xué)利用率的差異說明，以PK為對照的單位施氮量的產(chǎn)量增加量小于以CK為對照的單位施氮量的產(chǎn)量增加量，磷鉀肥對照的產(chǎn)量大于完全不施肥對照。產(chǎn)量與氮肥利用率的相關(guān)性在沈農(nóng)07425與秋光2個品種間存在差異。沈農(nóng)07425的產(chǎn)量與氮收獲指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)；秋光的產(chǎn)量與氮肥偏生產(chǎn)力顯著負(fù)相關(guān)。值得注意的是，與PK處理比較，2個品種的產(chǎn)量與氮肥利用率的關(guān)系表現(xiàn)一致，均呈正相關(guān)，因此，計算氮肥利用率時空白對照更適宜選用磷鉀肥對照。

本研究雖然在一定施氮水平范圍內(nèi)，緊湊型沈農(nóng)07425的產(chǎn)量小于松散型秋光，但氮肥利用率各指標(biāo)比較二者結(jié)果不一，2個品種產(chǎn)量及氮肥利用率的差異與品種特性及盆栽條件下植株群體相對較小有一定關(guān)系。氮肥利用狀況是各形態(tài)、生理指標(biāo)的有機(jī)組合，這些因素協(xié)調(diào)得好，氮肥利用率自然會高。而沈農(nóng)07425的硝化-反硝化氣體損失量小[24]、根系生理老化速度較小[25]可能是緊湊型水稻品種的重要特點(diǎn)。沈農(nóng)07425對氮肥更敏感，且更耐肥，適合地力水平高、施肥量高的地段種植?？梢?，選擇適宜品種也是減少氮素?fù)p失、提高氮肥利用率的一種手段。因此，人們?yōu)榘l(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，除大力增施氮肥外，還必須提高對氮素循環(huán)中各個環(huán)節(jié)的了解，以便在氮肥施用和管理上采取合理措施。

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