增密減氮對高原粳稻產(chǎn)量及其氮肥利用效率的影響

何成貴 資月娥陳路華 梅貴華 郭肖艷 許石昆 桂媛 馬淑琴 李貴勇*

（1陸良縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，云南陸良655699；2云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，昆明650205；第一作者：379699542@qq.com；*通訊作者：liguiy980200@163.com）

2015年農(nóng)業(yè)部提出，到2020年我國農(nóng)業(yè)要實(shí)現(xiàn)“一控兩減三基本”，即控制農(nóng)業(yè)用水總量，減少化肥、農(nóng)藥使用量，基本解決畜禽污染、地膜回收和秸稈焚燒等問題[1]。水稻生產(chǎn)正向減量增效方向轉(zhuǎn)型。云南省現(xiàn)有水稻面積100萬hm2（粳稻有60萬hm2），化肥平均用量488.25 kg/hm2，氮肥用量326.25 kg/hm2，遠(yuǎn)高于世界平均水平（120 kg/hm2）；而氮肥吸收利用效率僅為30%左右[2-3]。合理的種植密度及適宜的施氮水平是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)及資源高效利用的關(guān)鍵[4-7]。本試驗(yàn)以高原粳稻陸育4號為材料，研究了增密減氮對高原粳稻產(chǎn)量及其氮肥利用效率的影響，以為水稻減肥增效提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)基本情況

試驗(yàn)于2016年、2017年在云南省曲靖市陸良縣三岔河鎮(zhèn)盤江村（25°06′N，103°76′E，年日照時(shí)數(shù) 2 448 h，年均溫 14.8℃，年降雨量1 014 mm，海拔 1 842.80 m）進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬為蠶豆，土壤類型屬于壤土，地力中上等，2016年檢測，土壤有機(jī)質(zhì)55.17 g/kg，速效氮235.02 mg/kg，速效磷 22.35 mg/kg，速效鉀 143.11 mg/kg；2017年檢測，土壤有機(jī)質(zhì)55.37 g/kg，速效氮234.51 mg/kg，速效磷 22.01 mg/kg，速效鉀 142.69 mg/kg。

參試品種為當(dāng)?shù)刂魍聘咴娟懹?號，該品種于2016年通過云南省品種審定（審定編號：滇審稻2016011）。育秧方式為濕潤育秧。播種、移栽均采用當(dāng)?shù)刈罴压?jié)令進(jìn)行：2016年3月25日播種，5月2日移栽；2017年3月26日播種，5月4日移栽。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為雙因素試驗(yàn)，分別為氮肥用量和移栽密度。氮肥用量設(shè)4個(gè)水平處理，即360 kg/hm2（100%N）、324 kg/hm2（90%N）、288 kg/hm2（80%N）、0 kg/hm2；移栽密度設(shè)4個(gè)水平處理，即30萬叢/hm2（100%D）、36萬叢/hm2（120%D）、39 萬叢/hm2（130%D）、42 萬叢/hm2（140%D）萬/hm2，每叢2株苗；氮肥用量360 kg/hm2（100%N）、密度30萬叢/hm2（100%D）為當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培處理，作對照（CK）。試驗(yàn)共16個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共48個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積15 m2。氮肥中基肥∶分蘗肥∶促花肥∶?；ǚ蕿?1∶1∶1∶1；磷肥作基肥一次性施用，每hm2施過磷酸鈣（含P2O512%）600 kg；鉀肥作基肥和促花肥2次等量施用，每hm2施硫酸鉀（含K2O 54%）150 kg?；试诟笆┤?，分蘗肥在移栽后7 d施用，促花肥和?；ǚ试诘?葉期和倒2葉期施用。在有效分蘗臨界葉齡的前1個(gè)葉齡，當(dāng)莖蘗數(shù)達(dá)到預(yù)期穗數(shù)的80%時(shí)開始排水曬田，輕曬、多曬；拔節(jié)至成熟期實(shí)行濕潤灌溉，干濕交替。其他田間管理措施采用水稻精確定量栽培技術(shù)。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉齡

每7 d調(diào)查1次水稻的葉齡和莖蘗動態(tài)，一直到最后一片葉長全為止。

表1 氮肥用量和移栽密度對水稻產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的影響

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

收獲期每小區(qū)調(diào)查50叢的穗數(shù)作為有效穗數(shù)，選擇有代表性的5叢進(jìn)行室內(nèi)考種，考察實(shí)粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重，小區(qū)除去邊行后實(shí)收測產(chǎn)。

1.3.3 水稻植株氮含量

于齊穗期和成熟期，根據(jù)各小區(qū)調(diào)查莖蘗數(shù)的平均值，選取具有代表性的植株5叢，分為莖葉和穗兩部分，置于烘箱中105℃殺青1 h后，再80℃烘干至恒質(zhì)量后稱重，并保留部分樣品測定氮含量，植株樣品采用濃硫酸和雙氧水消煮，凱氏定氮法測定氮含量。氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（氮肥施用區(qū)產(chǎn)量-無氮肥區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=氮肥施用區(qū)產(chǎn)量/施氮量；氮肥吸收利用率（%）=（氮肥施用區(qū)植株總吸氮量-無氮肥區(qū)植株總吸氮量）×100/施氮量；氮肥生理利用率（kg/kg）=（氮肥施用區(qū)產(chǎn)量-無氮肥區(qū)產(chǎn)量）/（氮肥施用區(qū)植株總吸氮量-無氮肥區(qū)植株總吸氮量）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均為2年（2016年、2017年）試驗(yàn)的平均值，采用Excel 2010軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

從表1可見，在減少氮肥用量的情況下，提高移栽密度可以獲得增產(chǎn)，但增產(chǎn)不顯著。減少10%氮肥用量（324 kg/hm2）和增加 20%移栽密度（36萬/hm2）的處理產(chǎn)量比對照增產(chǎn)0.78 t/hm2，增6.37%；減少20%氮肥用量（288 kg/hm2）和增加 30%移栽密度（39萬/hm2）的處理產(chǎn)量比對照增產(chǎn)0.50 t/hm2，增4.07%。氮肥用量為324 kg/hm2、288 kg/hm2的處理比其他2個(gè)施氮處理（0、360 kg/hm2）增產(chǎn)顯著；移栽密度 36 萬/hm2、39萬/hm2處理比其他2個(gè)密度處理（30萬/hm2、42萬/hm2）增產(chǎn)顯著；不施氮肥處理與其他處理相比減產(chǎn)顯著。隨著氮肥用量減少和移栽密度的增加，有效穗數(shù)、穎花量先增加后減少，穗粒數(shù)減少，對千粒重的影響較??；結(jié)實(shí)率隨著氮肥用量減少而增加，隨著密度的增加而降低。減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理有效穗數(shù)、穎花量最高，分別為 439.01 穗/m2、5.31 萬朵/m2；減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理次之，有效穗數(shù)、穎花量分別為429.39穗/m2、5.15萬朵/m2。對照的穗粒數(shù)最高，不施氮肥處理、密度最小處理的結(jié)實(shí)率較高。

表2 氮肥用量和移栽密度對氮肥利用率的影響

2.2 氮肥利用效率

從表2可見，氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率、生理利用率隨著氮肥用量的減少呈增加的趨勢；而隨著移栽密度的增加，先增加后減少。減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率分別為 19.12 kg/kg、40.31 kg/kg、44.60%，比對照分別提高 2.34 kg/kg、6.20 kg/kg、5.84%，差異顯著；減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率分別為 20.05 kg/kg、44.38 kg/kg、47.39%，比對照分別提高3.26 kg/kg、10.26 kg/kg、8.63%，差異顯著。

3 討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)脑黾用芏群蜏p少氮肥用量可以獲得比對照更高的產(chǎn)量，主要原因是合理的增加密度可以彌補(bǔ)減少氮肥用量所引起的分蘗減少，獲得較高的有效穗數(shù)。本試驗(yàn)減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理有效穗數(shù)為439.01穗/m2，減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理有效穗數(shù)為429.39穗/m2。前期減少氮肥用量可以控制無效分蘗的發(fā)生，提高群體質(zhì)量，氮肥后移（后期促花肥、?；ǚ剩┛纱龠M(jìn)大穗形成和花后籽粒灌漿[8-9]。如果氮肥減少幅度過大，增加的密度難以彌補(bǔ)分蘗的減少，導(dǎo)致地上部生物量明顯下降，穎花量下降，必然會減產(chǎn)。所以，合理兼顧有效穗數(shù)、穗粒數(shù)，獲得較多的穎花數(shù)，將有較大增產(chǎn)潛力。本研究減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理穎花量為5.31萬朵/m2，減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理穎花量為5.15萬朵/m2，這2個(gè)處理產(chǎn)量均比對照增產(chǎn)。

在本試驗(yàn)中，適當(dāng)?shù)脑雒軠p氮不僅提高了產(chǎn)量，同時(shí)顯著提高了氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率，實(shí)現(xiàn)了高原粳稻高產(chǎn)與資源高效的協(xié)調(diào)。但是增密減氮幅度過高，雖然可以進(jìn)一步提高氮肥利用效率，但產(chǎn)量顯著下降，不利于糧食安全[4-5，9]。本研究表明，減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率比對照分別提高2.34 kg/kg、6.20 kg/kg、5.84%，差異顯著；減少 20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力、吸收利用率比對照分別提高3.26 kg/kg、10.26 kg/kg、8.63%，差異顯著。