氮肥和密度對(duì)江西晚粳申優(yōu)26的產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響

陳忠平，劉凱麗，文喜賢，孫明珠，樂(lè)麗紅，王斌強(qiáng)，張 昆,*

(1.江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江西南昌 330045；2.余干縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江西上饒 335100；3.江西省紅壤研究所，江西南昌 330046)

水稻是我國(guó)重要的糧食作物，江西是全國(guó)重要的雙季稻產(chǎn)區(qū)。2008年以后，江西“秈改粳”發(fā)展迅速，尤其是雙季晚粳的發(fā)展為糧食增產(chǎn)提供了新的技術(shù)途徑[1-2]。相比秈稻，粳稻具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐寒、耐肥、抗倒等特點(diǎn)，可充分利用江西雙季稻區(qū)晚稻生育后期的溫光資源，利于粳稻產(chǎn)量潛力的發(fā)揮，從而進(jìn)一步提高水稻單產(chǎn)，且米質(zhì)更優(yōu)[3-5]。2020年，江西通過(guò)“秈改粳”專項(xiàng)引進(jìn)雜粳申優(yōu)26并開(kāi)展試驗(yàn)示范，申優(yōu)26是上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院以BT型不育系申9A和恢復(fù)系申恢26配組而成的早熟晚粳三系雜交稻，2017年通過(guò)上海市農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，具有產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)強(qiáng)、成熟期早、稻米品質(zhì)優(yōu)異、適宜種植范圍廣等優(yōu)勢(shì)，適合作為單季晚稻或早茬口雙季晚稻種植[6]。目前，江西審定和引種的粳稻品種多為秈粳雜交稻，而配套的栽培技術(shù)研究較多，如栽培方式方面，認(rèn)為手栽>拋秧>機(jī)插[7]，肥料運(yùn)籌方面認(rèn)為當(dāng)基蘗肥∶穗肥為 6∶4 或 7∶3 時(shí)，雙季晚粳稻能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的協(xié)調(diào)統(tǒng)一[8]，但針對(duì)雜交粳稻的栽培技術(shù)研究較少。鑒于此，筆者以優(yōu)質(zhì)晚粳稻品種申優(yōu)26為對(duì)象，針對(duì)其生育特點(diǎn)，研究了不同施氮量、氮肥運(yùn)籌和拋秧量對(duì)其產(chǎn)量及其構(gòu)成和氮肥利用效率的影響，以期為申優(yōu)26在江西雙季稻區(qū)的示范推廣提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2020年在南昌市進(jìn)賢縣張公鎮(zhèn)馬家村(28°15′30″N，116°20′24″E)進(jìn)行，該地屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫18.1 ℃，年平均降雨量1 537 mm，日照時(shí)數(shù)1 575.50 h。試驗(yàn)田為第四紀(jì)黏土母質(zhì)發(fā)育的紅壤，耕層結(jié)構(gòu)發(fā)育良好，耕作層厚度為18.9 cm，容重1.05 g/cm2，土質(zhì)較黏重，肥力中等。土壤基本理化性質(zhì)如下：有機(jī)質(zhì)23.16 g/kg,堿解氮105.90 mg/kg,有效磷26.85 mg/kg,速效鉀72.00 mg/kg,全氮1.44 g/kg,全磷0.75 g/kg,全鉀11.20 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料試驗(yàn)采用優(yōu)質(zhì)晚粳稻品種申優(yōu)26。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采取大田試驗(yàn)進(jìn)行，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。2019年12月進(jìn)行了冬翻，深度20 cm，冬春季排水曬垡，早稻種植品種為中嘉早17，使用高產(chǎn)栽培技術(shù)管理技術(shù)，平均產(chǎn)量為7 295.4 kg/hm2。早稻秸稈粉碎全量還田(秸稈長(zhǎng)度10 cm)，泡水后深旋耕(深度15～20 cm)。試驗(yàn)小區(qū)面積60 m2，用塑料膜包壟作小區(qū)，四周設(shè)寬2.0 m保護(hù)行，排水溝寬0.5 m。

種植方式為拋秧，使用434孔拋秧盤(pán)集中濕潤(rùn)育秧，用種量為30 g/盤(pán)，常規(guī)拋秧盤(pán)數(shù)為1 050盤(pán)/hm2。7月1日播種，7月24日拋秧，9月9日齊穗，10月30日成熟。氮肥用量根據(jù)不同試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，磷肥施用量為純磷90 kg/hm2，作基肥1次施用，鉀肥施用量為純鉀150 kg/hm2，分基肥(50%)、穗肥(50%)2次施用。氮肥為普通尿素(含量46%)，磷肥為鈣鎂磷肥(含量12%)，鉀肥為氯化鉀(含量60%)。各試驗(yàn)處理均采用濕潤(rùn)灌溉，病蟲(chóng)害綠色防控技術(shù)。

1.3.1氮肥用量試驗(yàn)。共設(shè)置6個(gè)處理：N1(CK)為無(wú)氮處理：N2處理為180 kg/hm2；N3處理為210 kg/hm2；N4處理為240 kg/hm2；N5處理為270 kg/hm2；N6處理為300 kg/hm2；各處理基肥、蘗肥、穗肥均以4∶4∶2的比例施用。

1.3.2氮肥運(yùn)籌試驗(yàn)。根據(jù)氮肥的基肥、蘗肥和穗肥的施用的比例，共設(shè)置6個(gè)處理：Y1處理(CK)為無(wú)氮；Y2為4∶2∶4；Y3為4∶3∶3；Y4為4∶4∶2；Y5為4∶5∶1；Y6為4∶6∶0，氮肥用量為純氮240 kg/hm2。

1.3.3拋秧量試驗(yàn)。共設(shè)置4個(gè)處理：P1(CK)處理為1 050盤(pán)/hm2(無(wú)氮肥)；P2處理為1 050盤(pán)/hm2；P3處理為1155盤(pán)/hm2(增加10%)；P4處理為1 260盤(pán)/hm2(增加20%)；氮肥用量為純氮240 kg/hm2，各處理基肥、蘗肥、穗肥均以4∶4∶2的比例施用。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1考種及測(cè)產(chǎn)。在水稻成熟期(大田90%籽粒成熟)隨機(jī)調(diào)查1 m2水稻植株的蔸數(shù)和有效穗數(shù)，并計(jì)算平均數(shù)。按其蔸平均有效穗數(shù)選取5蔸，利用水漂法[9]考察穗粒結(jié)構(gòu)，利用以上數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)量的構(gòu)成因子。產(chǎn)量測(cè)定為各處理區(qū)人工割取10 m2進(jìn)行機(jī)械脫粒，陰干后稱重，測(cè)定稻谷水分，并按照粳稻14.5%標(biāo)準(zhǔn)含水率折算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4.2氮肥利用效率的計(jì)算。氮肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=水稻產(chǎn)量/氮肥處理小區(qū)的氮肥施用量。氮肥農(nóng)學(xué)效率(kg/kg)=(施氮區(qū)水稻產(chǎn)量-不施氮區(qū)水稻產(chǎn)量)/施氮區(qū)氮肥施用量。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法采用Microsoft Excel 2010軟件錄入數(shù)據(jù)，t檢驗(yàn)和多重比較采用Excel 2010和DPS 7.0軟件作統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量處理對(duì)產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響由表1可知，隨著施氮量的增加，申優(yōu)26的產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中N5處理產(chǎn)量最高，達(dá)到8 206.65 kg/hm2，顯著高于其他處理，具體產(chǎn)量順序?yàn)镹5處理>N6處理>N4處理>N3處理>N2處理>N1處理。從產(chǎn)量構(gòu)成看，有效穗數(shù)最多的處理為N5，不同處理間的排序與產(chǎn)量相同；每穗總粒數(shù)以N6處理最高，與N5和N4處理間無(wú)顯著差異，但這3個(gè)處理顯著高于其他3個(gè)處理；結(jié)實(shí)率以N6處理最高，與N5處理間差異未達(dá)顯著水平；各個(gè)處理的千粒重之間差異不顯著。從氮肥利用效率來(lái)看，隨著施氮量的增加，氮肥偏生產(chǎn)力呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，而氮肥農(nóng)學(xué)效率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，其中N5處理顯著高于N6處理。

表1 施氮量處理對(duì)申優(yōu)26產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響Table 1 Effects of nitrogen application rate treatments on yield and nitrogen use efficiency of Shenyou 26

2.2 氮肥運(yùn)籌處理對(duì)產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響由表2可知，隨著氮肥分蘗肥施用比例的增加，申優(yōu)26的產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中Y5處理產(chǎn)量最高，達(dá)到7 834.05 kg/hm2，其次是Y6處理，達(dá)到7 502.10 kg/hm2，兩者顯著高于Y1、Y2、Y3處理，各處理產(chǎn)量排序?yàn)閅5處理>Y6處理>Y4處理>Y3處理>Y2處理>Y1處理。從產(chǎn)量構(gòu)成看，有效穗數(shù)最多的為Y5處理，顯著高于Y1、Y2、Y3、Y4處理，不同處理間的有效穗數(shù)排序與產(chǎn)量相同；每穗總粒數(shù)以Y5處理最好，顯著高于其他5個(gè)處理；結(jié)實(shí)率以Y5處理最高，但與除Y1處理外的其他施氮處理間差異未達(dá)顯著水平；各個(gè)處理的千粒重之間差異不顯著。從氮肥利用效率來(lái)看，氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)效率都表現(xiàn)為隨著分蘗肥施用比例的提高呈先提高后降低的趨勢(shì)，Y5處理均為最高，顯著高于Y2和Y3處理。

表2 氮肥運(yùn)籌處理對(duì)申優(yōu)26產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響Table 2 Effects of nitrogen fertilizer application treatments on yield and nitrogen use efficiency of Shenyou 26

2.3 拋秧量處理對(duì)產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響由表3可知，隨著拋秧量的增加，申優(yōu)26的產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，其中增加20%的秧盤(pán)數(shù)P4處理產(chǎn)量最高，達(dá)到8 055.45 kg/hm2，顯著高于其他處理，各處理產(chǎn)量排序?yàn)镻4處理>P3處理>P2處理>P1處理，且P4和P3處理相比P2處理的增產(chǎn)率同拋秧盤(pán)的增加比例基本一致。從產(chǎn)量構(gòu)成來(lái)看，有效穗數(shù)最多的為P4處理，顯著高于P2和P1處理，與P3處理間差異未達(dá)到顯著水平；每穗總粒數(shù)以P4處理最高，但與P2、P3處理間無(wú)顯著差異；結(jié)實(shí)率以P2處理最高，但與P3、P4處理間差異未達(dá)顯著水平；各個(gè)處理間千粒重?zé)o顯著差異。從氮肥利用效率來(lái)看，氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)效率都表現(xiàn)為隨著拋秧盤(pán)數(shù)的提高呈現(xiàn)逐漸提高的趨勢(shì)，其中P4處理均最高，且顯著高于P3和P2處理。

表3 拋秧量對(duì)申優(yōu)26產(chǎn)量及構(gòu)成和氮肥利用效率的影響Table 3 Effect of seedling throwing amount on yield,composition and nitrogen use efficiency of Shenyou 26

3 結(jié)論與討論

一個(gè)水稻新品種引進(jìn)不同的生態(tài)區(qū)，采用不同的種植制度，就需要研究其播期、肥料、密度、水分和病蟲(chóng)草害防控等配套栽培技術(shù)體系，才能充分發(fā)揮其產(chǎn)量潛力。在氮肥施用上，應(yīng)確定適宜的施用量和氮肥運(yùn)籌比例，使得營(yíng)養(yǎng)與生殖生長(zhǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，才獲得最優(yōu)的產(chǎn)量構(gòu)成因子，進(jìn)而增加產(chǎn)量和提高經(jīng)濟(jì)效益。氮肥施用量及運(yùn)籌比例對(duì)水稻產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀和肥料利用效率的影響因品種不同而有所差異[10-13]。成臣等[12-15]的研究結(jié)果表明，水稻產(chǎn)量與氮肥施用量呈拋物線關(guān)系，適宜的氮肥用量能顯著增加水稻產(chǎn)量。另外有研究表明，隨著施氮量的增加，水稻氮肥利用率呈降低趨勢(shì)，且呈負(fù)相關(guān)性[16-17]。該研究針對(duì)的雜交粳稻申優(yōu)26的氮肥用量與產(chǎn)量的關(guān)系也表現(xiàn)出拋物線的關(guān)系，與前人的研究結(jié)果相似，只是在最佳施氮量上表現(xiàn)不同，該研究的結(jié)果為270 kg/hm2，而成臣等[12]的研究結(jié)果為255 kg/hm2，這可能與土壤的基礎(chǔ)地力不同有關(guān)。另外在氮肥運(yùn)籌上，基蘗穗的比例為4∶5∶1，與申優(yōu)26在上海周邊的試驗(yàn)示范4∶4∶2的研究結(jié)果基本一致[18-20]。石慶華等[21]經(jīng)多年多點(diǎn)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)江西雙季稻糧豐項(xiàng)目區(qū)普遍存在的栽培問(wèn)題是氮夠苗稀，單位面積有效穗數(shù)不足，成為制約產(chǎn)量提高的主要因素，因此提高有效穗數(shù)是增加雙季稻產(chǎn)量的關(guān)鍵。研究表明，通過(guò)增加種植密度來(lái)提高有效穗數(shù)，優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，是穩(wěn)定甚至增加水稻產(chǎn)量切實(shí)經(jīng)濟(jì)可行的方式[22-24]。該研究結(jié)果表明，合理增加相應(yīng)的拋秧數(shù)量，可以顯著的提高產(chǎn)量，且提高氮肥的利用效率。

因此，雜交粳稻申優(yōu)26在江西中等肥力田塊作二晚稻種植，為確保產(chǎn)量，保證有效穗數(shù)是關(guān)鍵，其適宜的氮肥施用量為270 kg/hm2，基蘗穗肥運(yùn)籌比例為4∶5∶1，同時(shí)能增加20%的拋秧盤(pán)以增加基本苗。