施氮量和密度對機直播雙季稻產(chǎn)量與氮素利用率的影響研究

羅 亢 曾勇軍 石慶華 呂偉生 謝小兵 郭 琳 成 臣 周乾聰

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)教育部/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室，江西 南昌 330045)

水稻(OryzasativaL.)是我國的重要糧食作物之一，超過50%的人口以大米為主食[1]。當(dāng)前我國城鎮(zhèn)化發(fā)展使農(nóng)村人口流失嚴(yán)重，勞動力缺乏[2]。因此輕簡化栽培成為了水稻種植方式的重要趨勢，目前我國的輕簡化栽培主要以機械移栽、機械直播、拋秧為主。與機械移栽、拋秧相比，機械直播稻具有縮短育秧進程、節(jié)本、省工、便于集約化生產(chǎn)等優(yōu)點[3-5]。據(jù)統(tǒng)計，我國直播稻種植面積超過水稻總播種面積的30%[6]。因此，研究機直播稻生產(chǎn)對未來水稻安全生產(chǎn)栽培具有重要意義。

關(guān)于直播稻生產(chǎn)，前人已開展了較多研究。羅錫文等[7]研究表明，直播稻生產(chǎn)中，與精確機械點播相比，無序撒播群體結(jié)構(gòu)差，通透性弱，干物質(zhì)積累量低，水稻大幅減產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，與移栽稻相比，直播稻生育前期氮素徑流損失顯著增加，氮素吸收與地上部生物量降低，氮肥利用率與產(chǎn)量下降[8]。李祖軍等[9]研究表明，穗數(shù)是影響雙季直播稻增產(chǎn)的主要因素，分蘗能力較弱的早、晚稻品種搭配不適于直播稻穩(wěn)產(chǎn)。李木英等[10]研究發(fā)現(xiàn)，較低的播種量不利于早稻干物質(zhì)生產(chǎn)與氮素積累，過高的密度會降低葉片的生理水平。研究表明，直播晚稻生產(chǎn)中，農(nóng)戶為追求高產(chǎn)投入較高的氮肥，不利于水稻高效生產(chǎn)[11]。可見，直播稻生產(chǎn)中存在群體弱、產(chǎn)量穩(wěn)定性差、氮肥利用率低等問題，既不利于糧食安全又增加生產(chǎn)成本，如何優(yōu)化雙季直播稻栽培技術(shù)亟待解決。

氮肥用量與密度種植是調(diào)控水稻產(chǎn)量形成與氮素利用率的兩大栽培措施。前人關(guān)于氮肥用量與種植密度搭配模式在機插稻高效生產(chǎn)技術(shù)中已有較多的突破[12-13]，而關(guān)于機直播雙季優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)中的施氮量與直播密度配套措施、產(chǎn)量形成及氮素吸收利用特征的研究涉及較少。本研究以當(dāng)?shù)赝茝V的優(yōu)質(zhì)早稻柒兩優(yōu)2012與優(yōu)質(zhì)晚稻美香占2號為材料，系統(tǒng)分析了施氮量與直播密度下雙季稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、干物質(zhì)生產(chǎn)及氮素積累的變化規(guī)律，以期為機直播雙季優(yōu)質(zhì)稻的高產(chǎn)與高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

2018—2019年早、晚稻季在上高縣泗溪鎮(zhèn)曾家村(28°17′N，115°07′E)開展大田試驗，當(dāng)?shù)氐咎锿寥婪柿χ械?，前作均為水稻，土?0～20 cm)基本養(yǎng)分情況為：有機質(zhì)30.5 g·kg-1、全氮1.85 g·kg-1、全磷0.85 g·kg-1、全鉀20.5 g·kg-1、速效氮145.25 mg·kg-1、速效磷14.25 mg·kg-1、速效鉀115.89 mg·kg-1。

以優(yōu)質(zhì)稻品種柒兩優(yōu)2012(生育期約109 d)和美香占2號(生育期約125 d)為早、晚稻試驗材料，購自當(dāng)?shù)胤N子公司代售點。

1.2 試驗設(shè)計

設(shè)置施氮量與直播密度兩因素隨機試驗。早、晚稻分別設(shè)4個施氮量(早稻分別為0、120、150、180 kg·hm-2，晚稻分別為0、120、165、210 kg·hm-2，早、晚稻均以N0、N1、N2、N3表示)與3個機直播密度(早稻分別為86、143、200 ?！-2，晚稻分別為57、114、172粒·m-2，早、晚稻均以S1、S2、S3表示)，N3的氮肥運籌為基肥∶蘗肥∶穗肥=5∶2∶3，早稻N2、N1分別較N3減少基肥純氮30、60 kg·hm-2，晚稻N2、N1分別較N3減少基肥純氮45、90 kg·hm-2，蘗、穗肥用量保持不變。N3的設(shè)定依據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶水稻生產(chǎn)上習(xí)慣施氮量。各小區(qū)面積30 m2，3次重復(fù)。各小區(qū)均做埂隔開，并用塑料薄膜覆蓋在田埂上，各處理單獨排灌。人工模擬機械穴點播，采用2BDXZ-10SC(25)模擬直播機(上海世達爾)，早稻2018、2019年直播日期分別為4月3日和4月5日，晚稻2018、2019年直播日期為7月15日和7月17日。各小區(qū)磷、鉀肥施用量一致，早、晚稻磷肥(P5O2)施用量分別為75、90 kg·hm-2并全作基肥施用，早、晚稻鉀肥(K2O)施用量分別為150、180 kg·hm-2分基肥與穗肥等量施用。其他管理均按常規(guī)高產(chǎn)栽培措施操作。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 干物質(zhì)與葉面積 分別于分蘗期(tillering stage，TI)、幼穗分化Ⅱ期(phaseⅡof panicle initiation，PI)、抽穗期(heading，HD)、成熟期(maturity，MA)每小區(qū)取0.25 m2植株樣，將莖鞘、葉、穗(抽穗期、成熟期)單獨分開，用牛皮紙袋裝好，放入烘箱105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱取干物質(zhì)重。每處理取20片葉，按照比葉重法[12]計算并測定葉面積指數(shù)。

1.3.2 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成 于成熟期在小區(qū)中心取0.25 m2稻穗，脫粒后用水漂法測定每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率；每小區(qū)中心處4 m2考察有效穗數(shù)與實收測產(chǎn)，折算13.5%的水分為實際產(chǎn)量。

1.3.3 氮素利用率 將分蘗期、幼穗分化二期、抽穗期、成熟期的地上部植株粉碎，用Foss-8400型全自動凱氏定氮儀(福斯集團公司，丹麥)測定植株氮濃度。參考謝小兵等[13]的方法計算收獲指數(shù)(harvest index)、氮素收獲指數(shù)(N harvest index)，參考郭九信等[14]的方法計算氮素農(nóng)學(xué)利用率(agronomic efficiency of N，AEN)、氮素吸收利用率(recovery efficiency of N，REN)、氮素生理利用率(physiological efficiency of N，PEN)：

收獲指數(shù)=產(chǎn)量/生物量

(1)

氮素收獲指數(shù)=籽粒吸氮量/植株地上部氮素積累量

(2)

氮素農(nóng)學(xué)利用率=(施氮區(qū)產(chǎn)量-氮空白區(qū)產(chǎn)量)/施氮量

(3)

氮素吸收利用率=(施氮區(qū)植株地上部氮累積量-不施氮區(qū)植株地上部氮累積量)/施氮量×100%

(4)

氮素生理利用率=(施氮區(qū)產(chǎn)量-氮空白區(qū)產(chǎn)量)/(施氮區(qū)植株地上部氮累積量-不施氮區(qū)植株地上部氮累積量)

(5)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用兩年平均值進行數(shù)據(jù)分析，采用Microsoft Office Excel 2010錄入與整理數(shù)據(jù)，DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)分析，Origin 9作圖，LSD法進行差異顯著性檢驗(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量與密度對機直播雙季稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1方差分析可知，施氮量對早、晚稻有效穗數(shù)、結(jié)實率與產(chǎn)量影響顯著，直播密度對有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率與產(chǎn)量影響顯著，施氮量與直播密度互作對早、晚稻結(jié)實率影響顯著。施氮量、施氮量與直播密度互作對早稻每穗粒數(shù)影響顯著。

表1 機直播雙季稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的方差分析(F值)Table 1 Analysis of variance of grain yield and yield components of mechanized direct-seeding double cropping rice (F value)

由表2可知，早、晚稻的有效穗數(shù)均隨施氮量與直播密度的增加而增加。早、晚稻每穗粒數(shù)隨直播密度的增加呈下降趨勢，每穗粒數(shù)總體表現(xiàn)為S1>S2>S3(N0除外)；早稻每穗粒數(shù)中N0低于其他處理，晚稻每穗粒數(shù)以N3最高，N0最低。早、晚稻結(jié)實率均隨直播密度的增加呈增加趨勢(早稻N0，晚稻N0、N3除外)，但總體差異較??；高氮處理(N3)顯著降低晚稻結(jié)實率。施氮量與直播密度對早、晚稻千粒重影響差異并不顯著。

表2 施氮量和密度對機直播雙季稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 2 Effects of nitrogen application and mechanized direct-seeding density on yield and yield components

同一直播密度下，早稻產(chǎn)量隨施氮量的增加呈增加的趨勢，晚稻產(chǎn)量表現(xiàn)為先增后降的趨勢；早、晚稻分別以N3和N2產(chǎn)量最高。同一施氮量下，早、晚稻產(chǎn)量均隨直播密度增加呈先增加后平穩(wěn)的趨勢；早、晚稻產(chǎn)量均以S2或S3最高。雙季直播早、晚稻氮密組合分別以N3S2和N2S2產(chǎn)量最高，早稻的N2S2與N3S2兩處理間產(chǎn)量無明顯差異。總之，合理提高直播密度與施氮量有利于機直播雙季稻增產(chǎn)，過高的施氮量不利于直播晚稻高產(chǎn)。

2.2 施氮量和密度對機直播雙季稻氮素利用率的影響

由表3可知，施氮量與直播密度對機直播雙季稻氮素農(nóng)學(xué)利用率均有顯著影響(早稻F值分別為5.47*和1 267.04**，晚稻F值分別為8.80**和25.84**)，施氮量對晚稻氮素吸收利用率和氮素生理利用率的影響顯著(F值分別為30.20**和83.87**)。同一直播密度下，機直播雙季稻氮素農(nóng)學(xué)利用率和氮素吸收利用率隨施氮量的增加呈下降趨勢。同一施氮量下，早、晚稻S2和S3的氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率較S1增加。因此，合理提高直播密度可以提高機直播雙季稻氮素利用率，過量施氮降低直播晚稻氮素利用率。

表3 施氮量和密度對機直播雙季稻氮素利用率的影響Table 3 Effects of nitrogen application and mechanized direct-seeding density on nitrogen use efficiency

2.3 施氮量和密度對機直播雙季稻干物質(zhì)量的影響

由圖1可知，同一直播密度下，隨施氮量的提高，直播早稻各生育期的干物質(zhì)量均增加，以N3最高；直播晚稻各生育期的干物質(zhì)量隨施氮量的增加呈先增加后穩(wěn)定的趨勢，以N2或N3最高。同一施氮量下，隨直播密度的增加，直播早、晚稻各生育期的干物質(zhì)量均呈先增加后穩(wěn)定的趨勢，均以S2或S3最高。雙季早、晚稻干物質(zhì)積累量最高的氮密組合分別為N3S2(或N2S2)和N2S2。綜上，合理提高施氮量與直播密度可促進機直播雙季稻抽穗前、后干物質(zhì)的生產(chǎn)與積累，但過量的施氮并未進一步提高直播晚稻抽穗前、后干物質(zhì)生產(chǎn)。

圖1 施氮量和密度對機直播雙季稻各生育期干物質(zhì)量的影響Fig.1 Effects of nitrogen application and mechanized direct-seeding density on dry matter accumulation in different growth periods

2.4 施氮量和密度對機直播雙季稻葉面積指數(shù)的影響

由圖2可知，同一直播密度下，隨施氮量的增加，直播早稻各生育期葉面積指數(shù)呈增加的趨勢，以N3最高；直播晚稻各生育期葉面積指數(shù)呈先增加后穩(wěn)定的趨勢，以N2最高。雙季直播早、晚稻各生育期葉面積指數(shù)隨直播密度的增加呈先增加后穩(wěn)定的趨勢，以S2或S3最高。說明合理提高施氮量與直播密度可提高機直播雙季稻群體各生育期的葉面積指數(shù)。

圖2 施氮量和密度對機直播雙季稻各生育期葉面積指數(shù)的影響Fig.2 Effects of nitrogen application and mechanized direct-seeding density on leaf area index in different growth periods

2.5 施氮量和密度對機直播雙季稻氮素積累量的影響

由圖3可知，同一直播密度下，早稻施氮量處理各生育期氮素積累量隨施氮量增加呈增加的趨勢，但晚稻各施氮處理氮素積累量隨施氮量的增加呈先增后穩(wěn)定的趨勢。同一施氮量下，機直播雙季稻S2、S3的氮素積累量較S1增加，S2與S3間差異不大。因此，合理的施氮量與直播密度可提高機直播雙季稻氮素積累量，施氮量過高反而不利于直播晚稻的氮素吸收與積累。

圖3 施氮量和密度對機直播雙季稻各生育期氮素積累量的影響Fig.3 Effects of nitrogen application and mechanized direct-seeding density on N uptake in different growth periods

由圖4可知，同一直播密度下，提高施氮量可增加機直播雙季稻抽穗期氮素積累量與葉面積比例。同一施氮量下，S2與S3的抽穗期直播雙季稻氮素積累量與葉面積比例較S1略微增加(N2除外)?？偠灾辈ッ芏葘θ~面積指數(shù)促進作用高于對氮素積累的促進作用，施氮量對氮素積累提高的作用高于葉面積指數(shù)。

圖4 施氮量和密度對抽穗期氮素積累量與葉面積指數(shù)比例(等高線圖)的影響Fig.4 Effects of nitrogen application and direct-seeding density on ratio of N uptake to leaf area index (digital contour plot)at heading stage

2.6 施氮量-直播密度互作下機直播雙季稻碳、氮積累的關(guān)系

由圖5可知，機直播雙季稻抽穗期干物質(zhì)量與氮素積累量、群體氮濃度呈顯著線性相關(guān)(早、晚稻P<0.01)。早稻干物質(zhì)量隨群體氮濃度增加呈增加趨勢，晚稻最高干物質(zhì)量對應(yīng)并非最高群體氮濃度。機直播雙季稻干物質(zhì)量隨氮素積累量的增加而增加。較高的干物質(zhì)量促進氮素積累，但過高的群體氮濃度并未提高晚稻干物質(zhì)量。因此，機直播雙季稻抽穗后氮素積累量并不依賴于較高施氮供應(yīng)，而取決于較高的抽穗后干物質(zhì)量。

圖5 抽穗期氮素積累量、群體氮濃度與干物質(zhì)的關(guān)系Fig.5 Relationship between nitrogen uptake,aboveground N concentration and dry matter at heading stage

2.7 施氮量-直播密度互作對機直播雙季稻收獲指數(shù)與氮素收獲指數(shù)的影響

由圖6可知，施氮量與直播密度對直播早、晚稻收獲指數(shù)與氮素收獲指數(shù)的影響規(guī)律一致。同一直播密度下，機直播雙季稻的施氮量處理的收獲指數(shù)、氮素收獲指數(shù)顯著低于N0，施氮處理間差異不顯著。同一施氮量下，機直播雙季稻的收獲指數(shù)與氮素收獲指數(shù)在不同直播密度間差異不大。

圖6 施氮量和密度對機直播雙季稻收獲指數(shù)與氮素收獲指數(shù)的影響Fig.6 Effects of nitrogen application and mechanized direct-seeding density on harvest index and nitrogen harvest index

3 討論

3.1 施氮量和密度對機直播雙季稻物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的重要基礎(chǔ)，水稻70%的產(chǎn)量來源于花后干物質(zhì)的生產(chǎn)與積累。也有研究發(fā)現(xiàn)，前期較高的群體質(zhì)量，是后期高生物量與氮素積累量及氮素高效轉(zhuǎn)運的前提[15-16]。相關(guān)研究表明[17]，不同水稻群體產(chǎn)量的提高與生物量呈正相關(guān)，適當(dāng)提高施氮量可顯著改善群體結(jié)構(gòu)，提高作物生長速率與光合勢，促進光合產(chǎn)物的合成與積累，提高物質(zhì)向籽粒分配的效率。唐健等[18]研究表明，過量的施氮量既不能提高群體氮素積累量也不能提高生物產(chǎn)量。本研究表明，直播早稻在施氮量為0～180 kg·hm-2范圍內(nèi)，各生育期干物質(zhì)量與葉面積指數(shù)隨施氮量的增加呈增加趨勢，而直播晚稻在施氮量為0～210 kg·hm-2時，群體氮濃度呈增加的趨勢，氮素積累量、干物質(zhì)量及產(chǎn)量呈先增加后穩(wěn)定的趨勢。出現(xiàn)以上結(jié)果的原因可能是合理的氮肥促進了光合碳、氮積累，并促進同化物質(zhì)向籽粒的運輸；而過量的氮素供應(yīng)，花后植株較高的蛋白合成需消耗較多碳水化合物，導(dǎo)致光合器官向籽粒同化物質(zhì)分配減少[19-20]。徐新朋等[17]研究發(fā)現(xiàn)，移栽稻生產(chǎn)中，雙早、晚稻均在施氮量為180 kg·hm-2時達到最高產(chǎn)量。且有研究顯示，雙季機插晚稻達到最高產(chǎn)量的施氮量高于機插早稻[19]。本研究結(jié)果表明，直播早稻獲取最高產(chǎn)量時的施氮量高于晚稻，但晚稻產(chǎn)量高于早稻。導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是早稻季的陰雨低溫天氣較多，抑制早稻分蘗的發(fā)生，增加施氮量能促進分蘗發(fā)生。對于晚稻生產(chǎn)，充足的溫光資源有利于水稻群體對無機氮肥與土壤氮素的吸收，促進干物質(zhì)積累。有研究表明，增密可顯著提高水稻碳、氮積累量及產(chǎn)量，這可能與合理的提高種植密度后群體生產(chǎn)力的增益高于單株生產(chǎn)力的損失有關(guān)[21-22]。本研究表明，機直播雙季稻中，相比于S1，S2與S3分蘗期、幼穗分化Ⅱ期及抽穗期干物質(zhì)生產(chǎn)與氮素積累量提高，導(dǎo)致水稻增產(chǎn)，S2與S3間無差異。這與前人研究結(jié)果一致，適當(dāng)提高種植密度，可優(yōu)化群體光分布，提高冠層生產(chǎn)力，增加光合碳氮積累量，促進同化物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運；當(dāng)種植密度過大，較大的群體庫容對養(yǎng)分需求過高，個體的氮素積累量與光合物質(zhì)向籽粒的分配比例下降，每穗粒數(shù)與單株生產(chǎn)力變異增大，限制水稻進一步增產(chǎn)[23-24]。Huang等[19]研究表明，“早晚兼用”型雙季機插稻中，提高種植密度可以彌補減氮對產(chǎn)量的損失，實時氮肥管理中早稻增密減氮幅度高于晚稻。李超等[25]研究發(fā)現(xiàn)，稻草還田下，與常氮常密相比，減氮增密抑制了雙季機插稻個體生長發(fā)育，但保持了群體花后物質(zhì)生產(chǎn)力，保證了水稻穩(wěn)產(chǎn)，且雙季早、晚稻間減氮增密對產(chǎn)量的效應(yīng)并無明顯差異。本研究發(fā)現(xiàn)，機直播雙季稻中，增密減氮可維持抽穗前、后較高的群體物質(zhì)生產(chǎn)力，保持穩(wěn)產(chǎn)，晚稻增密減氮幅度高于早稻。以上結(jié)果不一致的原因可能與氣候條件、地力及品種等差異有關(guān)?？梢?，合理的氮肥管理與密度調(diào)控更有利于促進機直播雙季稻增產(chǎn)，但關(guān)于機直播雙季稻品種與種植制度對增密減氮響應(yīng)的差異仍需驗證。

3.2 施氮量和密度對機直播雙季稻氮素吸收與利用的影響

種植密度與施氮量是影響水稻氮素吸收與利用的重要因素。前人研究表明，增密可促進水稻對地力的利用，降低氮肥損失，提高氮肥利用率；但種植密度過高，不利于后期水稻氮素積累，導(dǎo)致氮素利用率下降[26-28]。本研究結(jié)果表明，同一施氮量下，密植(S2)可促進雙季直播稻分蘗期至成熟期的氮素吸收，降低氮肥損失，提高氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率、氮素生理利用率；當(dāng)進一步增密(S3)時，機直播雙季稻的氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素吸收利用率及氮素生理利用率不再增加。氮肥施用過量造成作物氮素奢侈吸收與氮肥損失，對環(huán)境造成不利影響。本研究結(jié)果表明，直播早稻中，施氮量為180 kg·hm-2時，抽穗期的氮素積累量、干物質(zhì)量及產(chǎn)量最高，但氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素生理利用率、氮素吸收利用率降低；而直播晚稻中，過量施用氮肥(210 kg·hm-2)并未獲取最高的氮素積累量與產(chǎn)量，氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素生理利用率、氮素吸收利用率最低。這與前人研究結(jié)果一致，施氮可促進植株對氮素的吸收，但同時也會增加氮素的損失，降低氮肥回收效率[14]。施氮量與種植密度對作物氮素吸收與利用具有耦合作用。謝小兵[13]和周江明等[27]研究表明，低密高氮模式與增密減氮模式的氮素積累、干物質(zhì)量并無顯著差異，但后者提高了氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素生理利用率、氮素吸收利用率。Zhu等[29]研究結(jié)果表明，與稀植高氮相比，增苗減氮顯著降低了氮素積累量，但提高了氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素收獲指數(shù)、干物質(zhì)生產(chǎn)效率。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機直播雙季稻中，與農(nóng)民高產(chǎn)模式(N3S1)相比，增密減氮模式(N2S2)的干物質(zhì)量與氮素積累無差異，氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素生理利用率、氮素吸收利用率、氮素收獲指數(shù)增加。以上結(jié)果不一致的原因可能與品種與種植制度的差異有關(guān)。本研究僅驗證增密減氮提高氮素回收效率，未系統(tǒng)分析其對氮素去向的影響，同時多年的增密減氮是否會引起土壤肥力的下降，仍需進一步試驗評價。

3.3 機直播雙季稻氮密搭配模式

種植密度是影響單位面積穗數(shù)的栽培措施，氮素是調(diào)控作物生長發(fā)育及干物質(zhì)生產(chǎn)的營養(yǎng)成分，協(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系對水稻高效、增產(chǎn)具有重要意義。吳培等[30]研究表明，機直播晚粳生產(chǎn)中，在一定程度上增加種植密度可彌補減量施氮對產(chǎn)量的損失，全生育干物質(zhì)量、光合勢與葉面積指數(shù)保持較高的水平。本研究結(jié)果表明，機直播雙季稻中，相比于N2S1，減少16.67%基肥施氮量、增加66.76%直播密度模式(早稻N1S2)與減少27.27%基肥施氮量、增加200%的直播密度模式(晚稻N1S2)可保持穩(wěn)產(chǎn)，同時氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素生理利用率、氮素吸收利用率提高；合理施氮量下提高直播密度(N2S2)進一步提高氮素積累量、干物質(zhì)量及產(chǎn)量。以上研究結(jié)果不一致的原因可能是基因型的差異，前人研究試驗材料為大穗型高產(chǎn)型品種，較高的單株生產(chǎn)力有利于促進群體對土壤氮素的吸收與利用，較大幅度的增密減氮更能發(fā)揮其產(chǎn)量潛力，而本試驗中小穗優(yōu)質(zhì)型品種更依賴于氮素的供應(yīng)，適度的增密減氮更有利于穩(wěn)產(chǎn)增效。陳佳娜等[31]研究結(jié)果表明，低氮密植是“早晚兼用”型雙季機插稻高產(chǎn)、高效栽培模式。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機直播雙季稻生產(chǎn)中，以高氮(早稻180 kg·hm-2，晚稻210 kg·hm-2)與中密(早稻143?！-2，晚稻114?！-2)模式和中氮(早稻150 kg·hm-2，晚稻165 kg·hm-2)與中密(早稻143粒·m-2，晚稻114粒·m-2)模式周年產(chǎn)量最高，兩者間無明顯差異，但后者氮素利用率更高。說明在雙季機直播稻生產(chǎn)中，適當(dāng)提高直播密度，基肥施氮量減少16.67%～27.27%，可穩(wěn)產(chǎn)增效。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，施氮與增密可提高各生育期葉面積指數(shù)，促進抽穗期碳、氮物質(zhì)積累，協(xié)同提高機直播雙季稻產(chǎn)量。機直播雙季稻中，N2S2抽穗后葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量及氮素積累量較高，同時具備較高的氮素農(nóng)學(xué)利用率、氮素生理利用率及氮素吸收利用率。因此，機直播早、晚稻在施氮量與直播密度組合分別為150 kg·hm-2與143粒·m-2、165 kg·hm-2與114?！-2時，可以達到增產(chǎn)與氮高效協(xié)同。