施氮量对早熟晚粳武运粳30号产量及氮肥吸收利用的影响

2015-11-23朱邦辉徐晓杰徐玉峰徐洁芬石世杰张庆张岳芳

浙江农业科学 2015年3期

关键词：结实率氮量氮素

朱邦辉，徐晓杰，徐玉峰，徐洁芬，石世杰，张庆，张岳芳

（1.江苏（武进）水稻研究所，江苏常州 213175；2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏南京 210014）

施氮量对早熟晚粳武运粳30号产量及氮肥吸收利用的影响

朱邦辉1，徐晓杰1，徐玉峰1，徐洁芬1，石世杰1，张庆1，张岳芳2

（1.江苏（武进）水稻研究所，江苏常州 213175；2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏南京 210014）

对机插秧和机直播2种播栽方式下的早熟晚粳武运粳30号进行施氮量对水稻产量、产量构成因素、氮素吸收及氮肥利用效率的影响研究。结果表明，随着施氮量增加，武运粳30号单位面积穗数明显增加、每穗颖花数先增加后减少、结实率和千粒重呈下降趋势，抽穗前和成熟期氮素累积量均随施氮量的增加而增加，抽穗后氮素累积量和抽穗后氮素累积比例呈先增加后减少趋势，氮肥生理利用率和氮肥偏生产力随着施氮量增加显著下降，施氮量对武运粳30号产量及氮肥吸收利用的影响在机插秧和机直播处理间表现趋势基本相同。武运粳30号机插秧和机直播处理在施氮量为270 kg·hm-2时的产量水平最高，根据氮肥效应方程计算得出的氮肥适宜用量分别为290和283.3 kg·hm-2。建议在大田生产中施氮量控制在270～290 kg·hm-2。

早熟晚粳稻；武运粳30号；氮肥；栽插方法；产量；氮肥吸收利用效率

施氮肥是提高水稻综合生产能力的主要农艺措施之一。氮素对水稻的生长发育、光合产物的形成与积累以及最终的产量和品质有着重大影响［1-3］，但氮肥用量过多会降低水稻氮肥利用率、增加种植成本并带来农业面源污染等负面影响，同时也不利于水稻的高产稳产［4-5］。因此，前人就如何协调产量与氮肥利用率做了大量研究工作［6-9］。武运粳30号是江苏（武进）水稻研究所育成的优质早熟晚粳水稻新品种，2014年通过江苏省品种委员会审定，在江苏沿江及苏南地区具有较好的适应性和推广前景［10］。本试验在小麦秸秆全量还田条件下，设置水稻机插秧和机直播2种播栽方式，研究了施氮量对武运粳30号产量、氮肥吸收利用的影响，以期为该品种氮肥合理施用和推广种植提供参考。现将试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2013年在江苏省苏州市现代农业（水稻）示范区（31°33＇N，120°37＇E）内进行。试验田土壤类型属乌栅土，试验前耕层（0～20 cm）土壤容重1.2 g·cm-3，有机质含量33.0 g·kg-1，全氮含量1.9 g·kg-1，全磷含量2.6 g·kg-1，速效钾含量101.4 mg·kg-1，PH值6.3（水土比2.5∶1）。供试水稻品种为早熟晚粳武运粳30号。

使用的机械有东洋PF455S步行式插秧机（购自江苏东洋机械有限公司），沪嘉J-2BD-10Ⅱ水稻直播机（购自上海达力机械有限公司）。

1.2 处理设计

采用双因素裂区试验，以播栽方式为主区，设机插秧和机直播2种播栽方式；施氮量为裂区，设0，90，180，270和360 kg·hm-2共5个施氮（N）水平，组成10个处理组合，小区面积60 m2，重复2次。小区间筑小埂，塑料薄膜包覆，单独灌排。机插秧处理，采用塑料软盘育秧，播种量干种子每盘120 g，5月25日播种，6月11日机插，秧龄17 d，移栽叶龄3.1～3.2叶，用东洋PF455S步行式插秧机插秧，行株距为30 cm×11.7 cm，每穴2～3株；机直播处理，于6月11日水直播，用沪嘉J-2BD-10Ⅱ水稻直播机播种，行距为20 cm，用种量60 kg·hm-2。

试验田前茬作物小麦秸秆全量还田（4.5 t· hm-2），机插秧处理的氮肥按基肥∶分蘖肥∶促花肥∶保花肥2∶4∶2∶2施用，分蘖肥于栽后7 d和15 d分2次施用；机直播氮肥施用比例为3∶3∶2∶2，分蘖肥于3叶1心期施用。试验施用的磷肥（过磷酸钙）和钾肥（氯化钾）用量相同，分别为P2O5120 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，磷肥一次性基施（播栽前1 d施入），钾肥分别作基肥和促花肥等量施入。其他田间管理措施同一般高产大田。

1.3 测定内容与方法

抽穗期和成熟期每个重复取长势均匀的代表性植株1.0 m2，按不同器官分样后105℃杀青30 m in，80℃烘干72 h至恒重后测定干物重。成熟期测定每穗颖花数、饱粒率（水漂法，沉入水底者为饱粒）、饱粒千粒重，并计算理论产量。植株样品用H2SO4-H2O2消化，凯氏定氮法测定全氮含量。

计算氮肥吸收利用率，氮肥生理利用率，氮肥农学利用率，氮肥偏生产力。

氮肥吸收利用率/%=（施氮区植株氮素累积量-氮空白区植株氮素累积量）/施氮量×100；

氮肥生理利用率/（kg·kg-1）=（施氮区籽粒产量-氮空白区籽粒产量）/（施氮区植株氮素累积量-氮空白区植株氮素累积量）；

氮肥农学利用率/（kg·kg-1）=（施氮区籽粒产量-氮空白区籽粒产量）/施氮量；

氮肥偏生产力/（kg·kg-1）=籽粒产量/施氮量。

2 结果与分析

2.1 产量及产量构成

施氮量对武运粳30号产量有显著影响，适当增加施氮量有利于水稻产量的提高（图1）。机插秧和机直播均以施氮量为270 kg·hm-2时的产量水平最高，产量分别为11.58和11.03 t·hm-2，其次是360和180 kg·hm-2的处理。与机直播相比，机插秧在施用等量氮肥时能获得更高的产量。武运粳30号的施氮量（X）与产量（Y）呈二次曲线关系（图2），其中机插秧处理的氮肥效应方程为Y=-0.000 06X2+0.034 8X+5.826 2（R2= 0.972 1），机直播处理的氮肥效应方程为Y= -0.000 06X2+0.034X+5.573 1（R2=0.987 8），说明武运粳30号施氮量与产量之间存在一个适宜值，通过氮肥效应方程得到机插秧处理氮肥适宜用量为290 kg·hm-2，而机直播氮肥适宜用量为283.3 kg·hm-2，因此在大田生产上，建议施氮量控制在270～290 kg·hm-2。

图1 施氮量对武运粳30号产量的影响

图2 施氮量与武运粳30号产量的关系

从表1可以看出，随着施氮量增加，武运粳30号单位面积穗数明显增加、每穗颖花数先增加后减少、结实率和千粒重呈下降趋势；相同施氮量条件下机插秧的穗数低于机直播，而每穗颖花数、结实率和千粒重则高于后者。统计分析表明，4个产量构成因素中，除结实率与产量的相关系数不显著外，其他3个产量构成因素与产量的相关系数均达显著或极显著水平（表2）。进一步分析4个产量构成因素间的相关性表明，单位面积穗数与结实率和千粒重呈极显著的负相关，结实率和千粒重呈极显著正相关。因此从武运粳30号高产高效的角度来看，必须注意各产量构成因素之间的相互协调制约关系，首先应考虑单位面积穗数和每穗颖花数，其次是结实率和千粒重，从而充分发挥各产量构成因素对产量的综合正向效应。

表1 施氮量对武运粳30号产量构成因素的影响

表2 武运粳30号主要产量构成因素间的相关系数

2.2 氮素吸收

表3表明，机插秧和机直播条件下武运粳30号在抽穗前和成熟期氮素累积量均随施氮量的增加而增加，抽穗后氮素累积量和抽穗后氮素累积比例均随施氮量的增加呈先增加后减少趋势；相同施氮量条件下机插秧处理的抽穗前、抽穗后和成熟期氮素累积量以及抽穗后氮素累积比例均高于机直播处理。说明适当增加施氮量有利于提高武运粳30号对氮素的吸收，特别是提高抽穗后氮素累积量和抽穗后氮素累积比例。

表3 施氮量对武运粳30号氮素吸收的影响

2.3 氮肥利用效率

施氮量增加使武运粳30号的氮肥生理利用率和氮肥偏生产力显著下降，氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率在施氮量360 kg·hm-2时明显降低；相同施氮量条件下机插秧的氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力均略高于机直播，氮肥生理利用率略低于后者（表4）。说明施氮量的增加降低了武运粳30号吸收的肥料氮素转化为经济产量的能力以及吸收肥料氮和土壤氮后所产生的边际效应，过高的氮肥用量降低了氮肥回收利用率和氮肥产谷效益。

表4 施氮量对武运粳30号氮肥利用效率的影响

3 小结与讨论

已有研究表明，水稻产量与施氮量呈开口向下的二次曲线关系，过量施用氮肥不利于高产［3，6，9，11］。本试验中，武运粳30号机插秧和机直播处理在施氮量为270 kg·hm-2时的产量水平最高，根据氮肥效应方程计算得出的氮肥适宜用量分别为290和283.3 kg·hm-2。因此在大田生产上，建议施氮量控制在270～290 kg·hm-2。本研究表明，除结实率与产量的相关系数不显著外，其他3个产量构成因素与产量的相关系数均达显著或极显著水平。武运粳30号必须在获得较高单位面积穗数的基础上，综合协调每穗颖花数、结实率和千粒重，充分发挥各产量构成因素对产量的综合正向效应，才能取得最终的高产高效。在相同施氮量条件下机插秧的穗数要低于机直播，而产量、每穗颖花数、结实率和千粒重均高于后者。

本试验结果显示，水稻抽穗前和成熟期氮素累积量随施氮量的增加而增加，抽穗后氮素累积量随施氮量的增加呈先增加后减少趋势，这与前人［6，12］的研究结果基本一致。本试验中，武运粳30号抽穗后氮素累积比例有随施氮量增加呈现先增加后减少趋势，这与王海候等［6］的结论一致，而与张洪程等［11-12］的报道不同。施氮量的增加使武运粳30号的氮肥生理利用率和氮肥偏生产力显著下降，过高的氮肥用量也使武运粳30号的氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率明显降低，这与之前［3，6，12］对其他水稻品种的研究结果相一致。相同施氮量条件下机插秧的氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力均略高于机直播，氮肥生理利用率略低于后者。如何在适量增施氮肥提高水稻产量的基础上提高对氮素的吸收利用，最终达到同步提高水稻产量和氮肥吸收利用效率的目的，这一问题需进一步深入研究。

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（责任编辑：张才德）

S 511

0528-9017（2015）03-0321-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20150311