不同养分配比对超级杂交早稻生长发育与产量的影响

唐海明 ，汤文光 ，肖小平 ，罗尊长 ，杨光立 ，聂泽民 ，聂丽群

（1.湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125；2.南县农业局，湖南 南县 413200）

我国农田化肥N素的利用率为30%～40%，P肥利用率仅10%～20%，K肥利用率为35%～50%[1]。在农业生产中，化肥用量过大和不合理的肥料配比，不仅会导致生产成本增加，而且引起环境污染。因此，许多学者通过研究水稻生长对营养需求的时空关系，以期提高肥料利用效率，避免化肥过度施用而造成浪费，导致环境污染[2-5]。近年来，随着水稻育种技术的突破、栽培技术的改进以及超级杂交稻的推广应用，水稻产量大幅度提高。目前有关超级杂交稻的营养生理和施肥已有不少研究[6]，但是超级杂交稻的需肥规律和供肥特点还缺乏系统深入研究。为充分发挥超级杂交稻的增产潜力，本研究拟通过改变N、P、K养分的配比，提高不同养分的利用效率，以获取最佳的效益，实现节本增效、增产增收，为超级杂交稻的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在湖南省南县三仙湖镇太星村进行。试验田土壤为紫潮泥。试验前耕层土壤基础性状为：土壤容重1.08 g/cm3，有机质含量38.4 g/kg，全N 2.55 g/kg，全 P 0.93 g/kg，全 K 23.6 g/kg，水解 N 197 mg/kg，有效 P 14.9 mg/kg，速效 K 87 mg/kg，pH 7.9。试验地属亚热带过渡到季风湿润气候，年平均气温为16.6℃，年降水量在1 230 mm左右，≥10℃的活动积温 5 300～6 500℃，无霜期 263～276 d。

1.2 试验设计

试验设 7 个处理，即 T1：N 225 kg/hm2、P2O5135 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2；T2：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；T3：N 135 kg/hm2、P2O545 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2；T4：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2；T5：N 180 kg/hm2、P2O50 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；T6：N 0 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；对照（CK）：N 0 kg/hm2、P2O50 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2。每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积为30 m2。小区四周加设保护行，小区间采用完全阻渗处理，即小区四周和田埂用塑料膜（厚0.06 mm）围埂，至土表下25～30 cm深，以防止侧渗对试验的影响。稻田试验前种植制度为一年三熟（油菜-双季稻）。早稻供试品种为超级杂交稻“T优535”，于2009年4月20日播种，5月11日移栽，行间距20 cm×20 cm，移栽密度为25.8万穴/hm2；N肥均按基肥∶追肥的比例6∶4施用，P、K肥作基肥一次施入，7月23日收获，大田生育期74 d。水分管理采用前期淹水、中期烤田和后期干湿交替的管理模式。其他管理措施同常规大田生产。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 分蘖消长 早稻插秧后，每小区随机选择5穴，每隔5 d观察记载单穴茎蘖消长动态。

1.3.2 叶面积 在早稻的苗期（移栽后5 d，05-16）、分蘖期（05-29）、孕穗期（06-12）、齐穗期（06-26）和成熟期（07-20）5个时期，每一小区随机选择5蔸水稻植株，将所有绿色叶片采下，按不同处理逐一测量每一张绿色叶片的长度和最大宽度，用叶面积拟合公式计算，计算公式为：叶面积（cm2）=长度×宽度×0.75，校正系数0.75是参照通用的水稻校正系数而确定[7]。

1.3.3 干物质积累 在上述5个生育时期，每小区随机选择5穴，每穴以植株为中心，取长25 cm、宽16 cm、深20 cm的土块，将根系用清水冲洗干净，注意避免丢失根量，然后用滤纸吸干附着水在105℃下杀青10 min后，置于70℃恒温下烘至恒重，分别测定植株根系、地上部分的干重；同时，计算茎鞘转运率（%）=（齐穗期茎鞘干重-成熟期茎鞘干重）/齐穗期茎鞘干重×100。

1.3.4 产量构成因素 在早稻收获前，每小区随机选择5穴进行水稻植株的株高、有效穗数、穗长、穗干重、每穗总粒数、结实率和千粒重等指标的调查，计算其平均值；同时，测定各小区的水稻实际产量。

1.3.5 氮肥利用率 根据水稻实际产量计算氮肥农学利用率和氮肥偏生产力。

氮肥农学利用率=（施氮区产量－无氮区产量）/施氮量；

氮肥偏生产力=施氮区产量/施氮量；

1.4 数据处理

用Excel进行试验数据处理，用DPS统计软件对试验数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同养分配比对超级早稻分蘖的影响

不同养分配比超级早稻分蘖的动态变化如图1中所示。总体来说，不同养分处理均表现出高N配P、K优于低N配P、K。具体表现为：生育前期，以T1、T2、T4和T5处理水稻分蘖发生总量多、发生速度快，T3、T6次之，对照发生最慢；生育后期，T1、T2和T4高于其他处理，其分蘖成穗率较高。

图1 不同养分配比对超级早稻分蘖发生的影响

2.2 不同养分配比对超级早稻植株叶面积的影响

叶面积的大小对水稻光能利用、干物质积累及最终经济产量都有显著的影响。从图2中可知，不同养分配比对超级早稻植株叶面积具有明显的影响，各处理的植株叶面积变化规律基本一致。水稻叶面积在整个生育期表现为单峰曲线变化，即移栽后，叶面积开始迅速增长，到孕穗期前后，叶面积达到最大值。其中，以T1、T2和T4处理水稻植株叶面积为最高，T3、T5次之，T6和对照则为最低；齐穗期后， 由于中下部叶片开始衰亡，叶面积下降直至成熟期。

图2 不同养分配比对超级早稻叶面积的影响

2.3 不同养分配比对超级早稻植株干物质积累的影响

从表1中可看出，不同养分配比对超级早稻植株干物质积累具有一定的影响。苗期和分蘖期，T1、T2、T4和T5处理水稻植株根系干重均显著高于对照和其他处理；孕穗期、齐穗期和成熟期，T1、T2植株根系干重均显著高于其他处理。苗期至成熟期，T1、T2和T4处理水稻植株地上部分干重均显著高于对照和其他处理。

表1 不同养分配比对超级早稻植株干物质积累的影响 （g/株）

水稻植株茎鞘干物质转运效率受不同养分配比影响，各处理间水稻植株茎鞘干物质转运效率大小顺序表现为：T5>T1>T6>T4>T3>T2>CK。

2.4 不同养分配比对超级早稻经济性状的影响

从表2中可以看出，不同养分配比对超级早稻产量经济性状有一定的影响。其中，T1、T2、T3、T4和T5处理早稻的株高均显著高于T6和对照；不同处理早稻的有效穗数均高于对照，分别比对照增加53.8、49.1、39.1、52.1、31.1 和 24.3 万/hm2；T3处理穗干重显著高于对照和其他处理；不同处理的每穗总粒数均明显高于对照，分别比对照增加25.5、19.7、11.4、23.9、16.7和10.2粒/穗；T2处理结实率显著高于对照和其他处理；各处理千粒重分别比对照高出0.76、0.92、0.57、1.02、0.68 和 0.49 g；超级早稻产量均明显高于对照，分别比对照增加 1 467.0、1 335.0、1 267.5、1 768.5、901.5 和 600.0 kg/hm2，大小顺序表现为T4>T1>T2>T3>T5>T6。

表2 不同养分配比超级早稻产量及其构成因素的比较

2.5 不同养分配比对氮肥利用效率的影响

肥料利用率是反映作物、土壤和肥料之间关系的动态参数，也是用来检验施肥量与施肥方法是否科学合理的指标。表3表明，T2、T3和T4农学利用率均高于其他处理，以T4、T3处理对氮肥处理的氮肥利用率提高幅度最大，其次为T2、T1和T5；T3和T4处理氮肥偏生产力为最高，均高于其他处理，其次为 T2、T5和 T1。

表3 不同养分配比氮肥利用效率比较 （kg/kg）

3 结论与讨论

3.1 不同养分配比与超级稻生长发育

合理的养分配比，有利于减少肥料的损失，促进水稻的生长发育，而且可以大大减少环境污染。有研究表明，增施氮肥可促进作物营养器官生长，增大叶面积指数，增加光合作用，促进光合产物的合成累积与转运，提高干物重[8-10]。干物质的积累是水稻建造营养器官和形成籽粒产量的重要基础。

本试验研究结果表明，合理的N、P、K养分配比施用促进了超级早稻的群体发育，有利于水稻分蘖发生，分蘖较多；水稻的分蘖动态表现为分蘖发生快、成穗率高的特点。在水稻全生育期，水稻群体叶片总面积随氮用量增加而增大。同时，促进了水稻植株的生长与干物质积累，植株根系和地上部分干重均明显提高。这可能是N、P、K肥料合理配合施用与水稻的养分需求曲线较接近，有利于水稻全生长期的养分供应，提高了肥料的利用率，促进了植株对营养物质的吸收和生长，从而增加了植株地下部和地上部的干物质积累。

3.2 不同养分配比与超级稻产量

N、P、K三元素中，任一元素的缺失都将限制水稻对其他养分的吸收，从而降低水稻的产量。有研究表明，N、P、K的合理配合施用可以明显地提高水稻对养分的吸收量和肥料的利用率，从而获得高产[5]；而过度施用肥料，不但不能提高水稻的产量，反而会造成肥料利用率的下降，浪费资源，污染环境。我国在提高肥料利用率方面取得了一些成果，如：测土配方施肥、平衡施肥和精确定量施肥等，但是肥料利用率仍然没有明显提高[11]。目前，我国水稻氮肥的平均利用率为30%～40%，60%～70%未被水稻吸收利用[12]；氮素利用率的提高主要与肥料损失的减少有关[13]。

本试验研究表明，在不同的肥料养分处理中，T4（N、P2O5、K2O 施用量分别为 180、90、0 kg/hm2）和T3处理（N、P2O5、K2O 施用量分别为 135、45、75 kg/hm2）的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力为最高，T2处理 （N、P2O5、K2O 施用量分别为 180、90、150 kg/hm2）次之，T1（N、P2O5、K2O施用量分别为225、135、225 kg/hm2）和 T5处理（N、P2O5、K2O 施用量分别为180、0、150 kg/hm2）为最低。在洞庭湖冲积平原双季稻主产区，稻田土壤为紫潮泥和土壤全K含量较高的条件下，以T4处理超级早稻的产量为最高，比对照增加30.29%；其次为T1、T2与T3处理，水稻产量分别比对照增加25.12%、22.86%和21.19%，T5和T6处理（N、P2O5、K2O 施用量分别为 0、90、150 kg/hm2）分别比对照增加15.44%和10.27%。在水稻生产中，获得水稻高产须有效地改善水稻经济性状，优化产量结构诸因素。在本研究中，通过不同肥料养分配比对超级早稻产量及其构成因素的比较分析认为，在合理配施肥料的条件下，高产栽培技术的主攻方向是提高单位面积的有效穗。

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