秈粳雜交稻精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插減氮增產(chǎn)的效應(yīng)研究

王亞梁 朱德峰 陳惠哲 張玉屏 向鏡 王志剛 張義凱

秈粳雜交稻精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插減氮增產(chǎn)的效應(yīng)研究

王亞梁 朱德峰*陳惠哲 張玉屏 向鏡 王志剛 張義凱

(中國水稻研究所 水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 杭州 310006; *通信聯(lián)系人, E-mail: cnrice@qq.com)

【目的】明確精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插對秈粳雜交稻產(chǎn)量形成的影響及其在減氮條件下降低產(chǎn)量損失的作用?！痉椒ā恳责畠?yōu)538和甬優(yōu)1540為供試品種，精準(zhǔn)條播(precision drill sowing, PS)16條機(jī)插，并以相同播種量傳統(tǒng)撒播(broadcast sowing, BS)機(jī)插為對照，同時設(shè)置不施氮肥(0 kg/hm2, zero-nitrogen application rate, 0N)、適氮(240 kg/hm2, suitable nitrogen application rate, SN)、減氮15%(204 kg/hm2，reduced nitrogen application rate, RN)等3個氮肥施用梯度處理，分析比較產(chǎn)量形成、植株均勻度、干物質(zhì)積累及氮利用效率?！窘Y(jié)果】1)與撒播相比，精準(zhǔn)條播通過提高有效穗數(shù)使秈粳雜交稻產(chǎn)量平均提高4.3%，減氮條件下精準(zhǔn)條播處理的水稻產(chǎn)量降幅小于撒播。2) 精準(zhǔn)條播顯著降低漏秧率，提高機(jī)插苗數(shù)均勻度以及有效穗數(shù)均勻度。與撒播相比，精準(zhǔn)條播處理提高減氮下高峰苗數(shù)，兩個品種趨勢一致。3)與撒播相比，精準(zhǔn)條播增加抽穗期葉面積指數(shù)，同時增加了抽穗期和抽穗開花后的干物質(zhì)積累和氮吸收總量，其中減氮處理下表現(xiàn)尤為明顯。4) 除0N外，氮素干物質(zhì)積累量和氮素稻谷生產(chǎn)效率在不同品種方式及氮處理間無顯著差異，但精準(zhǔn)條播處理顯著提高了氮肥吸收利用效率和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率，兩個品種趨勢一致?！窘Y(jié)論】精準(zhǔn)條播機(jī)插能夠提高秈粳雜交稻植株均勻度，增加高峰苗數(shù)和葉面積指數(shù)，促進(jìn)干物質(zhì)積累和氮素吸收，進(jìn)而提高產(chǎn)量，有效減少氮肥減施下秈粳雜交稻的產(chǎn)量損失。

秈粳雜交稻；精準(zhǔn)條播機(jī)插；氮肥減施；植株均勻度；氮素吸收利用

水稻是我國重要的糧食作物，我國一半以上的人口以稻米為主食，保障水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)對維持社會穩(wěn)定有重要的作用。隨著水稻種植規(guī)模的逐步擴(kuò)大，水稻種植方式由人工種植向輕簡化、機(jī)械化的種植方式轉(zhuǎn)變[1-2]。近年來，秈粳雜交稻由于其明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢，種植面積在長江中下游流域逐步擴(kuò)大[3]。水稻機(jī)插是保障規(guī)模化水稻生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的有效途徑[4]，然而由于我國傳統(tǒng)機(jī)插技術(shù)引自日本，撒播育秧機(jī)插的方式，播種量較高，播種量高導(dǎo)致秧苗素質(zhì)弱，發(fā)棵慢[5]，傳統(tǒng)高播量撒播的機(jī)插方式難以發(fā)揮秈粳雜交稻的分蘗和產(chǎn)量優(yōu)勢。由于秈粳雜交稻制種產(chǎn)量較低，種子價格比秈型雜交稻高，種植成本有所增加[6]。但低播種量的撒播又導(dǎo)致機(jī)插漏秧率增加，需要人工補(bǔ)苗。

秈粳雜交稻達(dá)到高產(chǎn)需要較高的氮肥施用量，實(shí)際生產(chǎn)中尿素等速效氮肥施用多，氮肥流失高[7]，氮肥利用率低。研究表明采用側(cè)深施肥的方式能夠提高氮肥利用效率，降低氮肥施用量[8]，同時改變種植密度及種植規(guī)格也能顯著提高氮肥利用效率。前人研究表明，增加種植苗數(shù)能夠在減少氮施用條件下提高產(chǎn)量[9]，但對秈粳雜交稻來說，增加苗數(shù)增加了種子成本。傳統(tǒng)播種方式秧苗素質(zhì)差，機(jī)插苗數(shù)分布不均勻，漏秧率較高，群體生長不均勻，影響群體氮素的吸收利用[10]。如何在低播種量下實(shí)現(xiàn)雜交稻高質(zhì)量機(jī)插種植和減氮增產(chǎn)增效值得研究。

為此，中國水稻研究所研發(fā)了雜交稻精準(zhǔn)播種機(jī)插技術(shù)，采用氣吸式定向定位條播，使播種量從傳統(tǒng)撒播的1.5～2.0 kg/667m2降至0.8～1.2 kg/667m2，同時配套取秧方式，顯著降低了機(jī)插漏秧率，提高了機(jī)插均勻度，實(shí)現(xiàn)了低播量雜交稻機(jī)插技術(shù)的突破[11]。然而，雜交稻精準(zhǔn)條播對群體均勻度和氮素吸收利用的影響并不清楚。為此，本研究以撒播機(jī)插為對照，研究了精準(zhǔn)條播下產(chǎn)量形成和氮素利用對適氮和減氮側(cè)深施肥的響應(yīng)，以期為秈粳雜交稻低播量機(jī)插種植以及氮肥減施方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試地點(diǎn)及供試品種

試驗(yàn)在中國水稻研究所富陽試驗(yàn)基地進(jìn)行，2019年供試品種為秈粳雜交稻甬優(yōu)538，2020年供試品種為秈粳雜交稻甬優(yōu)1540，兩個品種均為長江中下游稻區(qū)的主導(dǎo)品種。2019年和2020年試驗(yàn)期間溫光氣象數(shù)據(jù)如圖1所示，兩年試驗(yàn)期間均未出現(xiàn)極端天氣。

A－降雨量；B－太陽輻射量；C－氣溫。

Fig.1.Air temperature, solar radiation and rainfall during growth duration of rice.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

播種方式2個處理，氮肥3個處理，共6個處理，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)1個小區(qū)，小區(qū)規(guī)格為5.4 m×60 m。

播種方式為精準(zhǔn)條播(precise drill sowing, PS)和傳統(tǒng)撒播(broadcast sowing, BS)。選用9寸標(biāo)準(zhǔn)秧盤育秧，根據(jù)機(jī)插取秧次數(shù)(穴數(shù))確定播種，精準(zhǔn)條播橫向取秧16次，縱向取秧34次，對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)秧盤橫向播種16條，每秧盤取秧544次。在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)每穴(叢)播種量為3.5粒，以期達(dá)到每穴(叢)2～3苗的均勻機(jī)插。甬優(yōu)538播種量為43.8 g/盤，甬優(yōu)1540播種量為45.7 g/盤。精準(zhǔn)條播和傳統(tǒng)撒播的播種量一致。精準(zhǔn)條播采用氣吸式精準(zhǔn)播種流水線(杭州賽得林智能裝備有限公司，2BPG -500)，傳統(tǒng)撒播采用普通播種流水線(上海矢崎機(jī)械貿(mào)易有限公司，SYS-1200C)。采用基質(zhì)育秧，播種后疊盤出苗，待種子出苗0.5 cm后，將秧盤放置到泥漿秧板上。采用旱育秧，秧板上不建立水層。秧齡20 d，利用錦禾插秧機(jī)進(jìn)行機(jī)插取秧，橫向取秧次數(shù)16次，縱向取秧次數(shù)34次(經(jīng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn))，機(jī)插規(guī)格為30 cm×18 cm。

試驗(yàn)設(shè)置3個氮肥施用量，即不施氮肥(0 kg/ hm2, zero-nitrogen application rate, 0N)、適氮(240 kg/ hm2, Suitable nitrogen application rate, SN)、減氮15% (204 kg/hm2，Reduced nitrogen application rate, RN), 氮肥分基肥(40%)、側(cè)深肥(30%)和穗肥(30%) 3次施入?；屎蛡?cè)深肥采用豐筑控釋肥(N∶P∶K= 25∶10∶10)，穗肥采用尿素。不同氮肥用量處理磷素和鉀素施用量與SN處理一致，0N和RN磷和鉀施用量利用過磷酸鈣和氯化鉀補(bǔ)齊(P肥折合成P2O5計(jì)算，K肥折合成K2O計(jì)算)。

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 機(jī)插苗均勻度和漏秧率

機(jī)插后，記錄每叢苗數(shù)和漏秧率150次(叢)。機(jī)插苗數(shù)均勻度()計(jì)算公式如下：

式中，表示觀測值的標(biāo)準(zhǔn)差;表示觀測值;`表示觀測值的平均數(shù)。

1.3.2 分蘗特性

每處理小區(qū)定點(diǎn)1.5 m(橫向)×1.6 m(縱向)面積。每隔7 d數(shù)一次莖蘗數(shù)。成穗率(%)=有效穗數(shù)/高峰苗數(shù)×100%。有效穗數(shù)均勻度的計(jì)算公式與機(jī)插苗數(shù)均勻度的相同。

1.3.3 葉面積和干物質(zhì)積累

每小區(qū)取樣面積為1.5 m (橫向)×1.6 m (縱向)，抽穗期和成熟期取設(shè)定面積里的所有植株。將葉片、莖鞘、稻穗分解，利用Li-3000c測定葉面積，在100℃下殺青15 min，后于80℃下烘干至恒重稱量，計(jì)算群體干物質(zhì)積累量。葉面積指數(shù)=所設(shè)面積內(nèi)總?cè)~面積/2.4 m2。

1.3.4 葉、莖和穗部氮含量及氮素利用效率相關(guān)指標(biāo)計(jì)算

利用1.3.3的干樣磨碎成粉(過80目篩)，采用濃硫酸消煮(420℃，消解2 h)，用全自動凱氏定氮儀(KjeltecTM8400, FOSS公司生產(chǎn))測定氮含量。根據(jù)干物質(zhì)積累，計(jì)算植株總氮積累量。氮素利用效率相關(guān)指標(biāo)計(jì)算如下：

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率(kg/kg)=成熟期地上部干物質(zhì)積累量/成熟期地上部氮素積累量；

氮素稻谷生產(chǎn)效率(kg/kg)=籽粒產(chǎn)量/成熟期地上部氮素積累量；

氮肥吸收利用率(%)=(成熟期施氮區(qū)地上部氮素積累量?成熟期不施氮區(qū)地上部氮素積累量)/施氮量×100%；

氮肥農(nóng)學(xué)利用效率(kg/kg)=(施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量?不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量)/施氮量。

1.3.5 產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)

成熟期采用五點(diǎn)法普查每小區(qū)3.6 m×3.6 m面積產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)，計(jì)算有效穗數(shù)，并根據(jù)平均成穗數(shù)取5穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率，測定千粒重，計(jì)算理論產(chǎn)量，并實(shí)收核產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel 2016 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并作圖，采用SAS 9.4進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)

由表1可知，精準(zhǔn)條播育秧后機(jī)插通過提高有效穗數(shù)顯著提高產(chǎn)量，與傳統(tǒng)撒播育秧機(jī)插相比，甬優(yōu)538精準(zhǔn)條播機(jī)插有效穗數(shù)平均提高了3.7%，產(chǎn)量提高了5.2%；甬優(yōu)1540平均有效穗數(shù)提高了4.8%，產(chǎn)量提高了6.5%。氮肥施用量減少導(dǎo)致有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)下降進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量下降，與適氮處理相比，甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540 精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插處理下減氮15%導(dǎo)致產(chǎn)量降低了9.3%和7.9%，甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540 傳統(tǒng)撒播育秧機(jī)插處理下減氮15%導(dǎo)致產(chǎn)量降低了11.5%和8.4%。減氮15%條件下甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插處理產(chǎn)量比傳統(tǒng)撒播育秧機(jī)插處理高7.0%和6.7%。說明與撒播育秧機(jī)插相比，精準(zhǔn)條播能夠減少因氮肥用量降低而導(dǎo)致的產(chǎn)量損失。

2.2 插苗均勻度和分蘗特性

由表2可知，不同播種方式間機(jī)插基本苗數(shù)差異不大。精準(zhǔn)條播顯著降低機(jī)插漏秧率進(jìn)而提高機(jī)插苗數(shù)均勻度，與傳統(tǒng)撒播育秧處理相比，精準(zhǔn)條播育秧處理下甬優(yōu)538機(jī)插漏秧率降低68.2%，機(jī)插苗數(shù)均勻度提高40.0%，甬優(yōu)1540機(jī)插漏秧率降低67.6%，機(jī)插苗數(shù)均勻度提高62.7%。與適氮處理相比，減氮15%降低分蘗高峰苗數(shù)，而精準(zhǔn)條播提高高峰苗數(shù)。適氮條件下，甬優(yōu)538精準(zhǔn)條播處理分蘗高峰苗數(shù)比傳統(tǒng)撒播高2.4%，甬優(yōu)1540精準(zhǔn)條播分蘗高峰苗數(shù)比傳統(tǒng)撒播高3.7%；減氮15%甬優(yōu)538精準(zhǔn)條播分蘗高峰苗數(shù)比傳統(tǒng)撒播高6.4%，甬優(yōu)1540精準(zhǔn)條播分蘗高峰苗數(shù)比傳統(tǒng)撒播高2.1%。同時減氮15%下精準(zhǔn)條播處理的分蘗高峰苗數(shù)和適氮條件下傳統(tǒng)撒播的高峰苗數(shù)差異不大。播種方式及氮肥施用量對成穗率的影響不大。精準(zhǔn)條播處理提高有效穗數(shù)均勻度，但在不同氮處理間差異不大，與傳統(tǒng)撒播相比，精準(zhǔn)條播處理使甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540有效穗數(shù)均勻度平均分別提高40.0%和62.7%。

表1 不同播種方式及氮梯度處理水稻產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)的比較

>BS－撒播；PS－精準(zhǔn)條播；0N－不施氮；SN－適氮(240 kg/hm2)；RN－減氮(204 kg/hm2)。數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差；不同小寫字母表示處理間在0.05水平上差異未達(dá)顯著。下同。

BS, Broad cast sowing; PS, Precise drill sowing; 0N, Zero-nitrogen application; RN, Reduced nitrogen application(204 kg/hm2); SN, Suitable nitrogen application(240 kg/hm2).Values are Mean±SD; Lowercase letters indicate significant difference among treatments at 0.05 level.The same below.

表2 不同播種方式及氮梯度處理水稻機(jī)插苗均勻度及群體分蘗特性的比較

數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差；不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05, n=3）。下同。

Fig.2.Comparison of leaf area index of rice population by various sowing methods at different nitrogen application levels.

2.3 群體葉面積指數(shù)與干物質(zhì)積累

與適氮處理相比，減氮15%降低抽穗期葉面積指數(shù)(圖2)，但精準(zhǔn)條播處理葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累要高于傳統(tǒng)撒播。適氮條件下，精準(zhǔn)條播處理甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540葉面積指數(shù)比傳統(tǒng)撒播分別高3.2%和6.1%；減氮15%后精準(zhǔn)條播處理甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540葉面積指數(shù)比傳統(tǒng)撒播分別高3.7%和3.2%。抽穗期干物質(zhì)積累在各氮肥和播種方式處理下與葉面積變化趨勢一致(圖3)，與傳統(tǒng)撒播相比，精準(zhǔn)條播增加了干物質(zhì)積累，適氮和減氮15%條件下甬優(yōu)538精準(zhǔn)條播處理抽穗期干物質(zhì)積累量分別增加了7.7%和5.8%，甬優(yōu)1540抽穗期干物質(zhì)積累量分別增加了4.9%和5.5%，兩個品種減氮下精準(zhǔn)條播和適氮下撒播的抽穗期干物質(zhì)積累差異不顯著。精準(zhǔn)播種提高了水稻花后的干物質(zhì)積累，與精準(zhǔn)條播相比，適氮和減氮15%條件下甬優(yōu)538精準(zhǔn)條播花后干物質(zhì)積累分別增加了8.3%和7.9%，甬優(yōu)1540精準(zhǔn)條播處理花后干物質(zhì)積累量分別增加了9.6%和6.2%。

2.4 群體氮積累量

由圖4可知，減氮15%處理減少水稻群體氮積累總量，但精準(zhǔn)條播提高水稻群體總氮積累，與傳統(tǒng)撒播相比，精準(zhǔn)條播處理甬優(yōu)538和甬優(yōu)1540抽穗期總氮積累平均增加7.7%和4.4%。減氮條件下精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插和適氮條件下傳統(tǒng)撒播育秧機(jī)插處理抽穗期總氮積累量不存在顯著差異。精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插處理增加群體花后氮積累總量，適氮條件下精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插花后氮積累總量最大。與傳統(tǒng)撒播相比，精準(zhǔn)條播處理甬優(yōu)538適氮和減氮15%條件下花后氮積累量增加 16.4%和13.5%，甬優(yōu)1540適氮和減氮15%條件下花后氮積累量增加15.5%和10.0%。以上說明，精準(zhǔn)條播育秧機(jī)插能夠提高氮素的積累，在減氮條件下表現(xiàn)尤為明顯。

A－抽穗期干物質(zhì)積累; B－抽穗-成熟期干物質(zhì)積累。

Fig.3.Comparison of dry matter accumulation of rice population by various sowing methods at different nitrogen application levels.

2.5 群體氮利用率

由表3可知，0N下氮素干物質(zhì)積累效率和氮素稻谷生產(chǎn)效率有最大值，與適氮相比，減氮15%條件下增加了氮素干物質(zhì)積累生產(chǎn)效率和氮素稻谷生產(chǎn)效率，但在同一播種方式下對氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率影響不大。播種方式對氮素干物質(zhì)積累生產(chǎn)效率和氮肥稻谷生產(chǎn)效率沒有造成顯著影響，然而精準(zhǔn)條播提高了氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率。精準(zhǔn)條播處理甬優(yōu)538氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別比撒播平均高19.1%和12.1%。甬優(yōu)1540氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別比撒播平均高3.9%和7.3%。

A－抽穗期總氮積累量; B－抽穗-成熟期總氮積累量。

Fig.4.Comparison of total nitrogen accumulation of rice population by various sowing methods at different nitrogen application levels.

表3 不同播種方式及氮梯度處理水稻群體氮吸收和利用效率

3 討論

前人研究表明，水稻機(jī)插種植增產(chǎn)通過調(diào)節(jié)有效穗數(shù)最為有效[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，相對于撒播，精準(zhǔn)條播機(jī)插提高了有效穗數(shù)進(jìn)而在側(cè)深施肥減氮的條件下提高了水稻產(chǎn)量。施氮量降低抑制秧苗分蘗[13]，然而本研究中出現(xiàn)減氮條件下精準(zhǔn)條播的有效穗數(shù)和適氮下撒播的有效穗數(shù)無顯著差異的現(xiàn)象，主要原因是精準(zhǔn)條播提高機(jī)插的均勻度，每穴機(jī)插秧苗分布均勻，群體通風(fēng)透光性好，進(jìn)而增加了高峰苗數(shù)而提高有效穗數(shù)[14]；而在撒播條件下，機(jī)插苗數(shù)分布不均勻，每穴秧苗數(shù)較多時導(dǎo)致秧苗單株之間競爭增加[15]，同時撒播降低了秧苗質(zhì)量的均勻度，撒播播種密度高，秧苗弱[5]，抑制了秧苗的分蘗能力，秧苗單株貢獻(xiàn)率降低，這也是群體高峰苗數(shù)在撒播下比精準(zhǔn)條播低的重要原因。本研究發(fā)現(xiàn)，除0N下有最高的成穗率外，氮肥處理和精準(zhǔn)條播對成穗率未造成顯著差異，但植株個體的成穗率也受光利用及生長空間等影響[16-17]，撒播機(jī)插插苗不均勻，導(dǎo)致植株個體間生長存在差異，插苗不均勻以及空間生長不一導(dǎo)致撒播下群體的有效穗數(shù)均勻度在撒播下差異顯著，同時在減氮的條件下，個體有效穗數(shù)均勻度有提高的趨勢，可能和肥料不足抑制個體生長有關(guān)。相對于撒播，精準(zhǔn)條播提高了葉面積指數(shù)進(jìn)而增加了干物質(zhì)積累量。由于有效穗數(shù)的增加，相對于撒播，精準(zhǔn)條播增加了葉面積指數(shù)，出現(xiàn)減氮下精準(zhǔn)條播和適氮下撒播的葉面積指數(shù)差異不大的現(xiàn)象。對于秈粳雜交稻來說，后期干物質(zhì)積累對產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)尤為重要[18]，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)條播提高了后期干物質(zhì)積累能力，這也是精準(zhǔn)播種提高產(chǎn)量的原因之一。

減少氮肥用量降低了每穗粒數(shù)，不同播種方式間每穗粒數(shù)差異不大，相對于撒播，精準(zhǔn)條播下有效穗數(shù)增加的同時并沒有對每穗粒造成影響，這和前人研究指出有效穗數(shù)增加降低每穗粒數(shù)的研究不同[19]。同時，本研究發(fā)現(xiàn)，精準(zhǔn)條播提高了抽穗期干物質(zhì)積累，但每穗粒數(shù)并沒有增加，這也說明，精準(zhǔn)條播提高群體干物質(zhì)積累主要通過增加有效穗數(shù)的途徑，在兩種播種方式下，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)形成之間的差異需要進(jìn)一步深入研究。結(jié)實(shí)率總體上差異不大，氮肥施用增加整體降低穎花結(jié)實(shí)率，而甬優(yōu)1540結(jié)實(shí)率在各處理間并不存在顯著差異，這和2020年甬優(yōu)1540開花期出現(xiàn)了高溫天氣，高溫抑制穎花受精而降低結(jié)實(shí)率[20]。

群體總氮量的積累和干物質(zhì)積累的趨勢一致，精準(zhǔn)條播有效促進(jìn)了氮肥的吸收。精準(zhǔn)播種相對于撒播提高了花后的氮肥積累量。Wu等[21]研究表明，秈粳雜交稻后期氮積累量增加，維持水稻光合作用，促進(jìn)干物質(zhì)積累，保障良好的籽粒灌漿，這也是氮肥利用效率增加的原因。精準(zhǔn)條播下甬優(yōu)1540的后期干物質(zhì)積累和氮積累量相對于撒播增加幅度較大也說明甬優(yōu)1540在高產(chǎn)下也需要更多的后期氮肥供應(yīng)。氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素稻谷生產(chǎn)效率受播種方式影響不大，只受到施氮量的影響。前人研究表明，不同密度下單氮素利用的生理特性會發(fā)生變化[22]。本研究中，雖然撒播下個體分布不均勻，但是基于群體平均計(jì)算氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮素稻谷生產(chǎn)效率，因此出現(xiàn)不同播種方式間差異不顯著的現(xiàn)象。然而，精準(zhǔn)條播提高了水稻氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率，說明精準(zhǔn)播種對氮素利用的影響途徑是促進(jìn)氮素吸收，而對氮素轉(zhuǎn)化的影響較小。

生產(chǎn)上的速效氮流失過多，氮肥利用率低，秈粳雜交稻氮肥施用量普遍較高，通過合理的種植方式能夠提高群體氮肥的吸收[10]。本研究表明，采用精準(zhǔn)條播的方式，一方面在低秈粳雜交稻種子播種量下提高了機(jī)插質(zhì)量；另一方面可以增加群體氮肥的吸收進(jìn)而增加干物質(zhì)積累和產(chǎn)量，進(jìn)而為秈粳雜交稻種植的減氮施用提供新的途徑。

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Effects of Precise Drill Sowing-based Seedling Raising ofHybrid Rice for Mechanical Transplanting on Yield Increase Under Nitrogen Reduction Conditions

WANG Yaliang, ZHU Defeng*, CHEN Huizhe, ZHANG Yuping, XIANG Jing, WANG Zhigang, ZHANG Yikai

()

【Objective】The purpose of the study is to ascertain the effect of precise drill sowing on yield formation of mechanically transplanted rice and its beneficial effect on yield increasing with nitrogen reduction.【Method】The seeds of Yongyou 538 and Yongyou 1540 were precise drill-sowed (PS) with 16 rows(in horizontal) in standard seedling trays for mechanical transplanting, and the same seed sowing rate was set in traditional broadcast sowing (BS) as the control.And three nitrogen application rate treatments including zero-nitrogen application rate (0 kg/hm2, 0N), suitable nitrogen application rate (240 kg/hm2, SN), and reduced nitrogen application rate (204 kg/hm2, RN) were set to analyze yield formation, plant uniformity, dry matter accumulation and nitrogen use efficiency.【Results】1) Compared with BS, PS significantly increased the yield ofhybrid rice by 4.3% on average with the increasing productive panicles.Under nitrogen reduction, precise drill sowing led to a lower grain yield drop as compared with BS.2) PS significantly reduced the unplanted hill percent, improved the uniformity of mechanically transplanted seedlings and productive panicle number.Compared with BS, PS increased the tiller number at peak tillering stage under RN for both cultivars.3) Compared to BS, PS increased the leaf area index at heading stage, meanwhile increased dry matter accumulation and nitrogen uptake at both heading and post-anthesis stages, particularly under RN treatment.4) Except 0N, there was no significant difference in N dry matter production efficiency and N grain production efficiency among different cultivars and nitrogen treatments, but PS treatment significantly increased N recovery efficiency and N agronomic use efficiency in both cultivars.【Conclusion】PS improves plant uniformity ofhybrid rice population, increases the tiller number at peak tillering stage and leaf area index, promotes dry matter accumulation and nitrogen absorption, and then increases yield and reduces rice yield losses under nitrogen reduction.

hybrid rice; mechanical transplanting with precise drill sowing; nitrogen reduction; plant uniformity; nitrogen absorption and utilization

10.16819/j.1001-7216.2021.210202

2021-02-02；

2021-03-25。

寧波市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2019B10003）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（CPSIBRF-CNRRI-202117）；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-01-03A)；浙江省三農(nóng)六方科技協(xié)作項(xiàng)目[CTZB-F190625LWZ-SNY1(1)]。