不同覆盖方式下旱植水稻N、P、K吸收特性研究

卓儒洞，张玉烛，刘 洋

(1吉首大学城乡规划学院，湖南张家界427000;2湖南省水稻研究所，长沙410125)

农业因旱受灾呈现明显的加重趋势，对农业生产和粮食安全的威胁愈加突出[1，2]。近年来，我国农业节水得到了较快发展，在一定程度上缓解了农业水资源的供需矛盾，但与我国水资源短缺的形势和社会发展的要求相比，农业节水的发展速度和规模仍然严重滞后。实践证明，采用各种节水技术，农业节水增产效果十分明显，如喷灌、微灌、渠道防渗及管道输水可分别比漫灌节水50%，60% ～70%，20% ～30%[3～5]。覆膜旱作实行旱管旱长，是一种新型水稻节水栽培方式[6～8]。目前对覆盖旱作水稻N、P、K吸收特性的研究颇少，相关研究主要集中于常规栽培模式。赵庆雷等研究认为，长期不同施肥模式显著改变了0～20 cm土壤P素肥力特性和水稻对土壤P素的吸收利用，对20～40 cm土壤P素肥力影响不大[9]。马力等认为长期施肥使水稻土表层有机碳含量显著升高，施有机肥和秸秆还田较单施化肥更能促进表层有机碳累积[10]。本研究以不同覆盖方式为处理，测定了旱作水稻各时期叶片、茎秆及稻谷中的N、P、K含量，分析了覆盖方式对旱作水稻群体营养吸收特性的影响，并计算出全生育期的吸收量，以期为水稻旱作栽培技术应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

供试材料为超级杂交稻P88S/1128，由湖南省杂交水稻研究中心提供。试验于2009年在湖南省水稻研究所试验地进行，5月15日播种，10月6日收割，全生育期共145 d。每公顷施复合肥(N∶P∶K为 12∶5∶8)500 kg、枯饼500 kg、尿素100 kg，移栽前作基肥一次性施入。常规大田育秧，采用旱作试验，土壤自然晒干，用机械粉碎泥土后做厢旱作栽培。试验设覆膜旱作(T1)、稻草覆盖旱作(T2)和液体膜覆盖(T3)3种覆盖方式，以裸地旱作(CK)为对照。其中覆膜旱作于移栽前在厢面上覆盖一层地膜，边缘用泥土扎实压紧，土壤含水量保持不低于60%;稻草覆盖处理在分蘖期前将稻草均匀地铺放于厢面，其密度以看不见泥土为标准;液体膜覆盖处理于分蘖盛期将液体膜以1∶1的比例对水，用喷雾器均匀喷洒于厢面，喷洒量为200 kg/hm2。各处理4次重复，小区面积为24 m2，栽植密度均为19.8 cm×26.4 cm，每穴2～3苗。于移栽、返青期(6月5日～6月12日)和抽穗扬花期(8月6日～8月18日)灌溉，灌溉期间保持田间3～5 cm的水层，其余栽培管理按常规高产栽培执行。

1.2 测定方法

于分蘖末期、齐穗期、乳熟期和成熟期在大田随机取样，各小区取5株，分茎、叶、穗3部分杀青烘干后称重。用粉样机粉碎样品后，N用凯氏定氮法，P用钼锑抗比色法，K用火焰光度计进行分析测定。植株各器官矿质元素吸收总量等于各器官干物质重量乘以各器官中矿质元素含量;植株矿质元素积累总量等于成熟期各器官(茎、叶、穗)中积累量总和;成熟期单位面积积累总量等于成熟期单株积累量乘以单位面积株数。

1.3 数据分析

一般数据统计采用Excel 2003软件分析，方差分析利用SPSS 13.0软件采用One－Way ANOVA方法分析，多重比较用LSD法。

2 结果与分析

2.1 N、P、K 含量

图1表明，旱植条件下，水稻植株N素总含量在整个生育期表现为先增后减的单峰变化趋势，植株N素总含量从分蘖末期至齐穗期不断增加，齐穗后开始渐减，成熟期降至最低。

图1 旱植水稻各时期茎、叶、穗中全N含量

从不同器官中N素含量来看，分蘖末期稻草覆盖处理茎秆、叶片 N素含量最高，分别为17.65、24.85 g/kg，表明稻草覆盖栽培有效提高了分蘖期植株对N素营养的吸收，为大群体的建立打下基础;齐穗期茎秆和叶片中N素含量有所下降，其中地膜覆盖处理的叶片N素含量下降幅度最小，与分蘖末期相比仅下降0.42 g/kg，而稻草、液膜、裸地覆盖处理叶片中 N素含量大幅降低，分别下降了5.15、2.14和3.02 g/kg，限制了叶片光合作用的提高;乳熟期稻草覆盖处理的茎、叶含N量高于其它处理;随着叶片衰老，成熟期叶片N素含量大幅下降，与乳熟期相比地膜、稻草、液膜、不覆膜(CK)处理分别降低了 6.20、11.17、9.10 和 10.02 g/kg，而茎秆N素含量略有上升，提高了水稻抗倒伏能力。4种处理稻穗中N素含量都以齐穗期最高，在15.90～16.80 g/kg之间，乳熟期有所下降，之后又开始上升直至成熟收割。方差分析表明，齐穗期地膜覆盖处理下叶片及茎秆中N含量显著高于其他处理，成熟期CK的叶、茎、穗中的N素均低于3种覆盖处理，其中与液膜覆盖处理差异均达p＜0.05显著水平。

图2 旱植水稻各时期茎、叶、穗中全P含量

从图2可以看出，整个生育期旱植水稻体内P素总含量于分蘖末期至齐穗期逐渐增加，齐穗期增至最高，之后开始下降，直至成熟收割。从不同时期来看，分蘖末期茎秆P素含量较高，在4.16～4.72 g/kg之间，远远高于叶片;齐穗期叶片P素含量与分蘖末期相差不大，而茎秆中N素含量大幅下降，其中以不覆膜处理下降最为明显，达0.95 g/kg之多;乳熟期间茎秆P素含量高于叶片和稻穗，稻穗中P含量地膜＞液膜＞稻草＞不覆膜;成熟期茎秆和叶片中P素含量都降至最低，稻穗P素含量显著提高，其中以稻草处理最高，达3.70 g/kg，液膜覆盖处理次之，不覆膜最低，为3.10 g/kg。叶片与茎秆中P素含量的变化有所不同，分蘖末期至乳熟期叶片中P含量变化不大，成熟期略有减少;茎秆中P含量分蘖末期最高，之后随着生育进程呈递减趋势。叶片中P素含量在各个时期略有差异，但未达显著水平;茎秆中处理差异较大，在齐穗期和乳熟期，稻草覆盖处理均显著高出液膜覆盖和不腹膜处理;成熟期稻草覆盖处理下稻穗中P素含量最高，且与其他处理差异显著。结果表明，稻草覆盖有利于P素营养向穗部转运。

图3表明，旱植水稻体内K素含量以分蘖末期最高，齐穗期降至最低，乳熟期和成熟期又有所升高。从不同器官来看，叶片中K素含量在整个生育期内变化幅度小，维持在11.68～17.14 g/kg之间;相对于叶片，茎秆的K素含量则变化明显，分蘖末期含量高于其它几个时期，最高的液膜覆盖处理达到37.17 g/kg，齐穗期茎秆K素含量降至最低，后期又有所升高;稻穗中K素含量较低，其中齐穗期最高，4种处理间差异不明显，乳熟期随着稻穗明显增重，对K素起到了稀释作用，使得地膜、稻草、液膜和不覆膜处理的稻穗K素含量分别下降了48.6%、42.3%、47.6%和39.3%，成熟期稻穗K素含量降至最低，仅为2.40～3.08 g/kg。叶片中K素含量的处理间差异主要表现在前期(分蘖末期)和后期(成熟期)，而在中期(齐穗期、乳熟期)则差异不大;茎秆中K素含量在各个时期处理间均有较大差异，尤其在乳熟期间，不同处理间差异均达显著水平;穗部中K素含量差异不明显。

图3 旱植水稻各时期茎、叶、穗中全K含量

2.2 N、P、K 积累量

从图4可以看出，旱植水稻植株N、P、K营养元素在各个时期积累量占收获期植株累积量的百分比随着植株的生长发育进程呈线性增加。从不同生育阶段来看，移栽至分蘖末期水稻吸收了大量N、P、K营养元素，其中N的吸收占了全生育期总吸收量的47.09% ～63.72%，P的吸收占了 46.06% ～65.67%，K的吸收占了69.19% ～80.16%。由此可见，移栽至分蘖末期是旱植水稻吸收营养元素的主要时期，尤其是对K的吸收，因此，移栽之前应施足基肥，以满足水稻前期生长对肥料的需求;分蘖末期至齐穗期间，旱植水稻对N、P的吸收仍维持在较高水平，吸收了全生育期20.37% ～26.44%的N素营养和22.59% ～46.17%的P素营养，而对K的吸收仅有全生育期吸收总量的10%左右;齐穗至乳熟期是K素的又一主要吸收时期，在此期间吸收了全期14.30% ～21.66%的K素营养，而对N、P的吸收不多;成熟期间旱植水稻对N、P、K营养元素仍有少量吸收。

图4 旱植水稻N、P、K各时期积累百分量

从表1可以看出，所有覆盖方式下，旱植水稻对N、P、K营养元素的吸收量均表现为K＞N＞P，被吸收的营养元素中56.77%～62.95%的N素和64.58% ～69.87%的P素转运至穗部，而K素则主要储存在茎秆中，占吸收量的69.94% ～72.58%;从不同栽培模式比较来看，地膜、稻草、液膜覆盖处理对N、P、K营养元素的吸收量都显著高于不覆膜对照，表明覆盖栽培增强了旱植水稻对营养元素的吸收能力，其中以地膜覆盖处理最为明显。

表1 成熟期单位面积水稻植株N、P、K积累总量(kg/hm2)

3 小结

试验研究表明，旱植水稻植株N、P、K营养元素各个时期的积累量占收获期植株累积量的百分比随着植株的生长发育进程呈线性增加，与安利等对盐粳218的研究结果相似[11]。与对照相比，地膜、稻草、液膜覆盖处理对N、P、K营养元素的吸收量都有所提高，尤其是地膜覆盖栽培下，叶片对N素的吸收和茎秆对K素的吸收显著提高，有利于增强群体光合能力和后期抗倒伏能力。

从积累进度来看，移栽至分蘖末期是旱植水稻吸收N、P、K营养元素的主要时期，其中 N、P、K 的吸收量占了全生育期总吸收量的47.09%～63.72%、46.06% ～65.67%和69.19% ～80.16%;分蘖末期至齐穗期间，旱植水稻对N、P的吸收较多，而对K的吸收很少;齐穗至乳熟期是K素吸收的又一主要时期;成熟期间旱植水稻对N、P、K营养元素仅有少量吸收。

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