水氮互作对水稻群体结构的影响

翟 晶，张淑玲，周 鹏，曹凑贵

（1.上海农林职业技术学院园艺园林系，上海 201609；2.农业部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室，湖北 武汉 430070）

水分是影响水稻生长发育的重要因素，水稻的光合、蒸腾作用离不开水，作物对养分的吸收和运输也需要先将养分溶解在水中转化为离子形式以实现。氮素是水稻正常生长发育必不可少的大量营养元素。水稻是耗水量和需氮量较大的作物，过多的水分和氮肥消耗不仅增加了水稻生产成本，同时对生态环境造成了一定的危害。研究表明，水分和氮素营养对水稻的生长发育有明显的互作效应。本文在借鉴前人成果的基础上在适宜水稻生长的生态条件下进行水氮互作对水稻群体结构的影响研究，以期探明水氮因子对水稻分蘖、株高及叶面积指数的影响规律。同时，为利用水氮因子调节优化高产稻田群体结构，提高水稻产量、品质，促进水稻生产的可持续发展提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2008年在湖北省随州市均川镇进行。供试品种为扬两优6号。供试土壤前茬为大麦，基本理化性质为pH值5.56、有机质3.43%、全氮134.4mg／kg、全磷228.0mg／kg、全钾393.9mg／kg。试验设置4 个氮肥水平，依次为0 kg／hm2、120kg／hm2、240kg／hm2、360kg／hm2。磷肥总用量为120kg／hm2，磷肥作底肥一次性施入。P2O5∶K2O＝1∶2.7，钾肥按基肥∶幼穗分化肥∶粒肥＝5∶3∶2施入。3个水分处理为W1：常规管理，整个生育期保持浅水层；W2：分蘖期土壤水势控制在－20kpa左右，处理一周复水，其它时间同常规管理；W3：孕穗期土壤水势－20kpa左右，处理一周复水。

1.2 测定项目及方法

分蘖、株高动态变化：每小区选取有代表性的植株10穴定点，每隔5d考查水稻分蘖数，以直尺测量水稻株高，取平均值。

水稻叶面积指数的测定：用Sunscan 冠层分析系统测定。株高以直尺每5d测量1次。单株绿叶面积选取有代表性的叶片采取比叶重法测定。

2 结果与分析

2.1 水肥互作对水稻分蘖动态的影响

水稻分蘖消长是水稻基本生长发育特性之一，是形成健康水稻群体的前提保证。主要受土壤水分、行株距、光照、养分供应以及其他环境和栽培条件影响。分蘖中一部分形成有效分蘖，是水稻产量形成的因素之一。从图1为大田条件下水肥互作对水稻分蘖动态的影响，从中可以看出分蘖期水稻分蘖迅速，分蘖期过后分蘖迅速下降，到孕穗期下降又趋于平缓。氮肥是水稻分蘖的主要影响因子，三种水分处理条件下不同时期水稻分蘖数均随施氮量的提高而增加。而同一氮肥水平下轻微干旱处理分蘖数高于常规灌溉处理，尤其是高氮处理最高分蘖超过了21个，其原因可能是其土壤的透气性较好，利于水稻分蘖的生长。不施氮条件下不同水分处理分蘖数差异不大，峰值均在9个左右，表明氮肥是分蘖增加的限制因子。

2.2 水肥互作对水稻株高的影响

图2为2008年随州大田条件下水肥互作对水稻株高的影响。由图可知，返青后施氮处理（N2、N3、N4）总体上水稻株高增长迅速，增长速度随施氮量的增加而提高，低氮处理株高增长较缓慢，不同肥料处理间株高的差异逐渐加大，到孕穗期生长均开始减速，从营养生长向生殖生长转化。不同灌溉方式间轻微干旱水稻株高小于常规灌溉，增长速度也较常规灌溉平缓，这是由于在水分不充分的情况下，水稻的生长量受到了抑制，使茎杆的增长量小于常规灌溉处理，W2N4处理也没有了高肥产生的相应的增长强势，增长速度小于常规浅水灌溉的高氮处理，并且与轻微干旱灌溉的其他施氮处理差异不大，生长过程中几乎与W2N3处理一致，这说明水分和氮肥及其交互作用对水稻的生长有明显的影响。

图1 水肥互作对水稻分蘖动态的影响Fig.1 Effects of water and fertilizer interaction on tillers development of rice

图2 水肥互作对水稻株高的影响Fig.2 Effects of water and fertilizer interaction on plant height of rice

图3 水肥互作对水稻叶面积指数的影响Fig.3 Effects of water and fertilizer interaction on LAI of rice

2.3 水肥互作对水稻叶面积指数的影响

水稻叶片为主要的光合器官，通过内含叶绿素的光合作用将太阳能转化为化学能，并最终以碳水化合物的形式储存于水稻体内。因此，稻叶的良好生长发育、适当叶面积的形成及叶片活力的保持（尤其是后期叶片活力）对水稻的高产有着重要意义。

图3为大田分蘖期及齐穗期水肥互作对水稻叶面积指数（LAI）的影响，从中可以看出LAI随施肥量的增加而增加，齐穗时LAI明显高于分蘖期。分蘖期同一氮肥水平下各水分处理间差异不大，W2N3和W2N4略高，而齐穗期W3灌溉方式下的N2、N3及N4均低于相应的W2灌溉方式，干旱及高氮的交互作用抑制了水稻叶面积的增加，说明过高的氮肥处理并不利于水稻叶片的生长。

3 结论与讨论

从水稻群体的生长状况来看，水稻的分蘖数，株高受氮肥影响较大，均随施氮量的提高而提高，分蘖、株高受灌溉条件的影响不明显。除过高的氮肥并不表现为更利于水稻的生长外，叶面积指数总体上也是随施氮量的提高而增加。总体上来说，增势氮肥可以改善大田条件下水稻扬两优6号的群体生长质量。水稻叶片为主要的光合器官，通过内含叶绿素的光合作用将太阳能转化为化学能，并最终以碳水化合物的形式储存于水稻体内。因此，稻叶的良好生长发育、适当叶面积的形成及叶片活力的保持（尤其是后期叶片活力）对水稻的高产有着重要意义。大棚盆栽水稻在分蘖期和灌浆结实期低氮处理下各土壤水势下叶面积差异不明显。而同一施氮水平下表现为0KPa土壤水势下叶面积最大。表明水分胁迫会抑制水稻叶片的生长。张岁岐在冬小麦上的试验结果表明，叶面积和株高都随土壤含水量的下降而下降，但不同氮素水平的反应并不完全相同，水分胁迫下，不同氮素水平间的差异减小，高氮处理叶面积随土壤含水量的降低，但高氮处理的绝对株高和叶面积仍高于低氮处理，与水肥对中稻生长情况的影响表现相似。

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