不同氮肥用量对寒地水稻生长和产量的影响

王士强，赵海红，王丽萍，顾春梅，赵黎明，王贺，那永光

（1.黑龙江省农垦科学院水稻研究所，佳木斯154007；2.黑龙江省农业科学院佳木斯分院）

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，约为30亿人口提供了35%～60%的饮食热量[1]。随着人口增长和经济发展，有人估计，到2030年，水稻产量必须较目前增加60%才能满足人口增长的需求，其中中国的水稻产量必须在现有水平上提高20%[2-3]。目前，我国的水稻单产水平已超过6 t·hm-2，高出世界平均水平的65%，对保障我国的粮食安全起了重要作用[4-5]。但在另一方面，随着水稻产量水平的提高，化肥特别是氮肥的施用量不断增加，并且氮肥利用效率低，大量的化肥流失造成资源浪费，并且给人类生存环境和健康带来不同程度的危害[6]。因此指导水稻合理使用氮肥，科学施用氮肥，是节约成本降低能耗，提高品质和产量的重要保证[7]，在高产中如何有效提高氮肥利用效率，合理的氮肥运筹是亟待解决的重要问题。为了合理的施用氮肥，前人在水稻氮肥的投入[8-10]、氮肥利用效率[11]、光合作用与氮肥吸收利用[12-13]、氮肥种类和施用量[14-15]、施肥方法和时期[14-16]等方面已进行了大量研究，刘绫[17]研究氮肥施用对水稻产量及氮磷钾肥料利用率的影响，结果表明，随着施肥量的增加产量不断提高，但是当氮肥的施用量达到一定量后产量不增反减，施用的氮肥越多，氮肥利用率越低。钱永德[18]等研究表明，低氮配合低镁或高氮配合高镁时群体最高茎蘖较多，产量较高。取得了较为丰硕的成果，为氮肥增产潜力研究作出了重要贡献。试验研究从3 种氮肥施用量对寒地水稻叶部性状和产量形成因子方面入手，研究不同氮肥运筹方式对水稻生长和产量的影响，为寒地稻作区生产中氮肥的合理运用提供理论依据。

1 内容与方法

1.1 试验地基本情况

试验在黑龙江省农垦科学院水稻研究所科技园进行，基础肥力见表1。

表1 土壤基础肥力状况Table 1 Basic conditions of soil fertility

1.2 供试材料

供试品种 空育131（早熟11 片叶品种），垦鉴稻6 号（12 片叶品种）。

供试肥料 尿素（纯氮≥46%），磷酸二铵（纯氮≥18%，纯磷≥46%），氯化钾（纯钾≥60%），硅肥旺（有效硅≥25%）。

1.3 试验设计及方法

处理见表2，采用单因素随机区组设计，三次重复。4月12日播种，5月20日插秧，插秧规格30 cm×12 cm，每处理插8 行，行长8 m，每穴插0.27～0.34 hm-2。其他栽培技术措施同大田常规管理。施肥水平：硅肥旺450 kg·hm-2，磷酸二铵100 kg·hm-2，氯化钾200 kg·hm-2，氮肥施肥比例按基：蘖∶调∶穗=4∶3∶1∶2 比例分期施入；基肥在插秧前施入，分蘖肥在4 叶后半叶施入，调节肥在倒5 叶施入，穗肥在倒2叶前半叶施入，磷肥全部基施；钾肥60%基施、40%穗施。病、虫、草正常管理。

表2 试验设计Table 2 Experiment design

1.4 调查测试内容及方法

水稻抽穗期，每小区取样10 穴，用于测定剑叶、倒2 叶、倒3 叶、倒4 叶长和宽，小样重，计算LAI 等（叶面积指数的测定，用一部分叶片摆出100 cm2后，测其小样重，每穴叶面积=100 cm2×全叶鲜重/小样重，LAI=每穴叶面积/每穴占地面积）和叶面积率（高效叶面积率=上三叶干重/全叶干重×100%；有效叶面积率=上四叶干重/全叶干重×100%）。成熟时每小区取样10 穴，用于测定倒1、2、3、4 节间长，每穴谷重、草重，穗长、穗数、每穗着粒数、结实率、千粒重。各小区实收计产。所得数据应用EXCEL2003 软件和DPS7.05 分析数据软件包进行处理。

2 结果与分析

2.1 氮肥施入量对水稻叶长、叶宽的影响

从表3可以看出，N300-295、N350-295 和N375-295 处理间剑叶、倒3 叶、倒4 叶的长和宽与倒2 叶长均不显著，但N350-295 处理剑叶、倒2 叶的长和宽，倒3 叶长均最大，且N350-295 处理倒2叶宽显著高于N300-295 处理；N300-131、N350-131和N375-131 处理间剑叶、倒2 叶、倒4 叶的长和宽与倒3 叶长均不显著，且N350-295 处理剑叶、倒3叶、倒4 叶的长和宽均最大，而N375-295 处理的剩余指标均最大，且N375-295 处理的剑叶、倒3 叶宽显著高于N300-295 处理。

表3 两品种水稻抽穗期的叶长、叶宽差异比较Table 3 Comparison of leaf length and leaf wide of rice heading date in two varieties

2.2 氮肥处理对水稻叶面积指数及叶面积率的影响

从表4 可以看出，在抽穗期，N350-295 处理的LAI、上三叶LAI、上四叶LAI 和有效叶面积率均最高，且显著高于N300-295 处理；N350-131 处理的LAI、上三叶LAI、上四叶LAI、有效叶面积率和高效叶面积率均最高，但处理间差异不显著；两个品种间这五个指标差异均不显著，垦鉴稻6 处理的LAI 高于空育131，而上三叶LAI、上四叶LAI、有效叶面积率和高效叶面积率应用空育131 品种较高。

表4 两品种水稻抽穗期叶面积指数差异比较Table 4 Comparison of LAI of rice heading date in two varieties

2.3 氮肥处理对主茎穗长及穗下各伸长节间的影响

由表5 可以看出，应用垦鉴稻6 号3 个处理中N350-295 处理的穗长、倒1～3 节间长和谷草比均最高，经方差分析可知，N350-295 处理的谷草比显著高于N300-295 和N375-295 的处理。应用空育1 313 个处理中N375-131 处理的穗长、倒1～3 节间长和谷草比均最高，但处理间差异不显著。

表5 两品种水稻主茎茎秆各节间长度差异比较Table 5 Comparison of the internode length of rice main stem in two varieties

2.4 不同氮肥处理对产量及产量构成因素的影响

从不同品种各氮肥处理的考种结果可以看出（表6），各处理间理论产量差异不显著，N350-295、N375-295、N350-131 处理的产量均较高，相差不大分 别 达10 737.30 kg·hm-2、10 028.40 kg·hm-2、10 043.85 kg·hm-2，同时在两个品种内氮肥施用量均为350 kg·hm-2的处理产量最高。N375-295 和N350-131 处理的实收产量均显著高于N300-295 处理，但与N350-295 和N375-131 的处理间差异不显著。N350-295 处理的每穴穗数和每穗着粒数均较大，且N350-295 处理的每穴穗数显著高于N300-295 处理。N350-131 处理的每穴穗数和千粒重均较大，分别为24.78 穗/穴和27.84 g。

表6 各氮肥处理对两品种水稻产量及产量构成因子的影响Table 6 Effects on grain yield and grain yield components of two rice varieties by different treatments

2.5 水稻形态特征及产量构成因素与产量的相关分析

为了研究水稻形态特征及产量构成因素与产量的相关性，试验同时进行水稻生殖生长期的叶长序、抽穗期叶面积指数和叶面积率、主茎茎秆各节间长度、产量构成因子方面调查。采用dps 软件作相关分析，结果表明（表7），应用空育131 水稻品种实收产量与LAI、上三叶LAI 和上四叶LAI 均呈极显著正相关，与倒3 叶长、倒3 节间长和穗数均呈显著正相关，与其他性状相关性不明显。应用垦鉴稻6 号水稻品种实收产量与LAI、上三叶LAI、上四叶LAI 和剑叶长均呈显著正相关，理论产量与谷草比、穗数和倒2 节间长均呈极显著正相关，与LAI、上四叶LAI、穗长、着粒数和千粒重呈显著正相关。LAI、上四叶LAI和穗数均与应用2 个品种的理论产量和实收产量显著正相关出现3 次，上三叶LAI 和倒2 节间长与理论产量和实收产量显著正相关出现2 次。从以上相关系数中可以看出，不同处理主要对LAI、上三叶LAI、上四叶LAI 和穗数的影响最大，其次是倒2 节间长、着粒数、千粒重、穗长、倒3 节间长、剑叶长和倒3 叶长。

表7 水稻形态特征指标及产量构成因素与产量间相关系数Table 7 Coefficient of correlation between grain yield and grain yield components，shape characteristic indexes of rice

续表7 水稻形态特征指标及产量构成因素与产量间相关系数Continued table 7 Coefficient of correlation between grain yield and grain yield components，shape characteristic indexes of rice

3 结论

（1）垦鉴稻6 和空育131，在试验条件下氮肥施入量均为350 kg·hm-2的处理较好，分别比氮肥施入量均为300 kg·hm-2的处理增产9.05%和6.33%（折后实收产量），并且对每穴穗数有显著提高，对每穗着粒数（垦鉴稻6）、千粒重（空育131）提高效果较好。

（2）不同施肥量处理主要对LAI、上三叶LAI、上四叶LAI 和穗数的影响最大，其次是倒2、3 节间长、着粒数、千粒重、穗长、剑叶长和倒3 叶长，有效叶面积率、高效叶面积率、倒2 和倒4 叶长和宽、倒1 和倒4 节节间长对水稻产量的影响较小。这说明试验肥料用量主要从LAI、上三叶LAI、上四叶LAI 和穗数等方面在提高水稻的产量效应，说明施用氮肥有利于协调水稻植株形态特征及产量构成因素之间的关系，从而使水稻产量显著提高，但施用量过大反而会产生一定的副作用。

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