雙季稻區(qū)不同晚稻品種氮肥利用率比較

段紅霞，周曉豐，夏桂龍，楊延安

（1. 江西省鄧家埠水稻原種場(chǎng)，江西 余江 335200；2. 進(jìn)賢縣鐘陵農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣綜合站，江西 進(jìn)賢 331717）

水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，在保障國(guó)家糧食安全中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。長(zhǎng)期以來，為保持水稻的高產(chǎn)、超高產(chǎn)水平，農(nóng)民在集約化農(nóng)田種植過程中往往會(huì)過量施入氮肥。大量使用氮素，對(duì)水稻自身而言，會(huì)導(dǎo)致倒伏、病蟲害加劇、影響品質(zhì)[1-2]。對(duì)環(huán)境而言，氮肥施入土壤后如果當(dāng)季不能被作物吸收，則會(huì)通過氨揮發(fā)、反硝化和淋溶等形式進(jìn)入環(huán)境而損失，還會(huì)引發(fā)諸如土壤、河流、地下水和大氣污染等一系列的環(huán)境問題[3-5]。再?gòu)纳a(chǎn)成本考慮，氮素是水稻生產(chǎn)中投入最多的營(yíng)養(yǎng)元素，氮肥成本約占我國(guó)水稻生產(chǎn)外在投入總成本的35%[6]。盡管大量施用氮肥促進(jìn)了水稻產(chǎn)量的提高，但是隨著氮素使用量的增加，氮肥利用率降低，產(chǎn)量增幅下降，施用氮肥所獲得的效益在下降[7]。

從水稻品種自身遺傳特性出發(fā)，挖掘水稻氮高效的種質(zhì)資源，使其適應(yīng)低氮環(huán)境或者高效吸收利用土壤中的氮素，是減少氮肥用量、提高氮肥利用率，降低水稻生產(chǎn)成本最有效、最簡(jiǎn)便的途徑之一。當(dāng)前有大量研究表明水稻的氮素利用效率存在著顯著的基因型差異[8-11]，這為篩選及培育水稻品種提供了理論依據(jù)。單玉華等[10]研究表明16 個(gè)水稻品種間吸收單位氮素生產(chǎn)的干物質(zhì)量相差13.4%，而吸收單位氮素形成的籽粒產(chǎn)量則相差34.2%；黃農(nóng)榮等[11]研究表明48 個(gè)水稻品種在氮素利用率方面存在顯著差異，氮素農(nóng)學(xué)利用率變幅在-22.65～17.51 kg/kg，氮素回收利用率變幅在-53.91%～55.14%。隨著氮肥施用量的增加，不同基因型水稻氮素利用率的降低幅度并不相同，其中水稻氮素的生理利用效率比較穩(wěn)定，隨氮素水平的增加其降幅小于吸收效率的降幅，因此吸收效率的降低是氮素利用效率降低的主要原因[6]。南方丘陵區(qū)是我國(guó)水稻重要的生產(chǎn)基地，長(zhǎng)期以來由于氮肥使用不合理以及土壤特有的理化性質(zhì)，使得該地區(qū)水稻產(chǎn)量長(zhǎng)期處于中低產(chǎn)水平，對(duì)我國(guó)的糧食安全構(gòu)成了潛在威脅。基于此，筆者以南方主推的8 個(gè)晚稻品種為試驗(yàn)材料，分析其葉綠素含量、產(chǎn)量和氮肥利用率等指標(biāo)，以期為該區(qū)域晚稻高效種質(zhì)資源的發(fā)掘提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省鷹潭市余江區(qū)平定鄉(xiāng)（116°55'45″E、28°13'40″N）。試驗(yàn)土壤為紅壤性水稻土，土壤pH 值為5.15，有機(jī)質(zhì)為29.22 g/kg，全氮含量為1.72 g/kg，堿解氮含量為84.33 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)于2018 年進(jìn)行，兩因素裂區(qū)試驗(yàn)，主處理為氮肥用量，分別為：不施氮（N0）和正常氮（N150，150 kg/hm2）；副處理為晚稻品種，分別為農(nóng)香98、黃華占、美香占2 號(hào)、萬(wàn)象優(yōu)華占、野香優(yōu)2 號(hào)、泰優(yōu)390、泰優(yōu)398 和天優(yōu)華占。每個(gè)主處理設(shè)3 個(gè)重 復(fù)，主處理的小區(qū)面積為10 m×10 m=100 m2，每個(gè)小 區(qū)內(nèi)均種植8 個(gè)水稻品種，栽插密度20 cm×20 cm。為防止竄水竄肥，不同氮肥處理的小區(qū)田埂用塑料薄膜覆蓋。水分管理及植保治病管理均按當(dāng)?shù)亓?xí)慣。磷（P2O5）肥和鉀（K2O）肥用量分別為90 和120 kg/hm2。 氮肥為尿素，磷肥為鈣鎂磷肥，鉀肥為氯化鉀。氮肥按基肥∶蘗肥∶穗肥比例為4∶3∶3的方式施入，磷、鉀肥作為基肥一次施入。晚稻育秧時(shí)間為6 月29 日，插秧時(shí)間為7 月28 日，收獲時(shí)間為11 月10 日。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 齊穗期劍葉SPAD 測(cè)定在水稻的齊穗期的上午9：00—11：00，利用便攜式葉綠素測(cè)定儀測(cè)定不同水稻品種劍葉的SPAD，每個(gè)品種隨機(jī)選3 株水稻，每個(gè)葉片重復(fù)測(cè)定5 次。

1.3.2 測(cè)產(chǎn)和氮利用率計(jì)算水稻成熟期將小區(qū)單收單打，測(cè)定水稻產(chǎn)量。并計(jì)算氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率[12]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003 軟件和SPSS 15.0 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮處理下各水稻品種在齊穗期的劍葉SPAD 值

與不施氮肥相比，施用氮肥處理均可以顯著增加各水稻品種齊穗期劍葉的SPAD 值（表1），8 個(gè)品種的提高幅度為8.96%～57.70%。但是，各水平品種在施氮和不施氮條件下齊穗期劍葉SPAD 值的變化規(guī)律不一。在不施氮條件下，黃華占、美香占2 號(hào)、泰優(yōu)390 和泰優(yōu)398 的劍葉SPAD 值（31.33～33.47）顯著高于天優(yōu)華占、農(nóng)香98、萬(wàn)象優(yōu)華占和野香優(yōu)2 號(hào)（25.73～27.10）。而在施氮條件下，農(nóng)香98、萬(wàn)象優(yōu)華占和野香優(yōu)2 號(hào)的劍葉SPAD 值（40.13～40.63）顯著較高的趨勢(shì)。

表1 2 個(gè)氮水平下各水稻品種齊穗期葉片SPAD 值

2.2 不同氮處理下各水稻品種的產(chǎn)量

根據(jù)田間實(shí)際產(chǎn)量結(jié)果（表2），各水稻品種均呈現(xiàn)出施氮處理顯著高于不施氮處理，增幅分別為30.17%～86.14%，同時(shí)，在相同的氮肥處理下，不同品種的產(chǎn)量差異顯著，其中在不施氮的條件下，黃華占、美香占2 號(hào)、泰優(yōu)390 和泰優(yōu)398 的產(chǎn)量（6 355.76～ 6 713.57 kg/hm2）顯著高于天優(yōu)華占、農(nóng)香98、萬(wàn)象優(yōu)華占和野香優(yōu)2 號(hào)（5 085.24～5 417.76 kg/hm2）。而在施氮條件下，則呈現(xiàn)出天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占的產(chǎn)量（9 721.67 和9 859.76 kg/hm2）顯著較高的趨勢(shì)。

表2 2 個(gè)氮水平下不同水稻品種產(chǎn)量 （kg/hm2）

2.3 不同水稻品種的氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率

進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn)，各水稻品種的氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率差異較大（表3）。在8 個(gè)品種中，天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占的氮肥偏生產(chǎn)力最高（64.81 和65.73kg/kg）。而泰優(yōu)390 最低（29.99 和30.36 kg/kg）。氮肥農(nóng)學(xué)效率也表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)。

表3 不同水稻品種的氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率 （kg/kg）

3 討 論

水稻葉片含氮量與葉片光合生產(chǎn)能力密切相關(guān)，是影響氮素利用效率的活躍因素，在一定水平下水稻葉片高含氮量有利于增加其葉片光合速率[13]。葉片葉綠素相對(duì)含量（SPAD）可以快速、簡(jiǎn)便地反映植物氮素營(yíng)養(yǎng)狀況[14]。在研究中，與正常施氮相比，不施氮處理下各品種的劍葉SPAD 值顯著降低，這說明氮肥對(duì)于水稻氮素吸收的重要性。但是，不同品種的SPAD 值差異顯著，且在施氮和不施氮條件下表現(xiàn)不一。原因主要與品種特性有關(guān)[15]，但是，由于不同品種的齊穗期存在一定差異[16]，這也是導(dǎo)致水稻劍葉SPAD 值不同的主要原因。因此，在后續(xù)的研究中，針對(duì)不同品種的SPAD 值差異還有待結(jié)合其他諸如灌漿期等進(jìn)綜合評(píng)價(jià)。

一定范圍內(nèi)水稻吸收更多的氮素有助于改善水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子，促進(jìn)籽粒灌漿，獲的更大產(chǎn)量[17]。因此，與不施氮處理相比，供應(yīng)充足的氮肥是獲得水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵。在常規(guī)施氮條件下，天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占的產(chǎn)量顯著高于其他品種。同時(shí)，天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占的氮肥偏生產(chǎn)力最高和農(nóng)學(xué)效率也顯著較高。這說明，在南方丘陵區(qū)的晚稻種植中，天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占可以作為高產(chǎn)高效水稻進(jìn)一步推廣應(yīng)用。然而，隨著育種的進(jìn)步，適宜的晚稻品種不斷推陳出新[18]，因此，下一步應(yīng)開展一系列研究，且應(yīng)結(jié)合水稻品種區(qū)試進(jìn)行提前篩選和評(píng)價(jià)。

4 結(jié) 論

在南方丘陵區(qū)，與不施氮肥相比，施用氮肥處理均可以顯著增加各水稻品種齊穗期劍葉的SPAD 值和產(chǎn)量，但是，各品種的表現(xiàn)不一。在正常施氮條件下，萬(wàn)象優(yōu)華占和野香優(yōu)2 號(hào)的劍葉SPAD 值最高，天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占的產(chǎn)量最高。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，天優(yōu)華占和萬(wàn)象優(yōu)華占的氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率也表現(xiàn)出較高的趨勢(shì)。