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水稻甬优12产量13.5 t hm-2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征

2016-07-14韦还和孟天瑶李超张洪程戴其根马荣荣王晓燕杨筠文扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州5009浙江省宁波市农业科学院作物研究所浙江宁波50浙江省宁波市种子公司浙江宁波50浙江省宁波市鄞州区农业技术服务站浙江宁波500

作物学报 2016年6期
关键词:群体

韦还和孟天瑶李 超张洪程,*戴其根,*马荣荣王晓燕杨筠文扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 江苏省作物遗传生理重点实验室,江苏扬州 5009;浙江省宁波市农业科学院作物研究所,浙江宁波 50;浙江省宁波市种子公司,浙江宁波50;浙江省宁波市鄞州区农业技术服务站,浙江宁波 500



水稻甬优12产量13.5 t hm-2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征

韦还和1孟天瑶1李 超1张洪程1,*戴其根1,*马荣荣2王晓燕3杨筠文41扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 江苏省作物遗传生理重点实验室,江苏扬州 225009;2浙江省宁波市农业科学院作物研究所,浙江宁波 315101;3浙江省宁波市种子公司,浙江宁波315101;4浙江省宁波市鄞州区农业技术服务站,浙江宁波 315100

摘 要:为探明甬优 12超高产群体的磷素吸收与积累特征,2013—2014年,对高产(10.5~12.0 t hm-2)、更高产(12.0~13.5 t hm-2)、超高产( >13.5 t hm-2) 3个产量群体的磷素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明∶ (1)生育期植株含磷量,不同产量水平群体间无显著差异;拔节期磷素吸收量呈高产群体>更高产群体>超高产群体;而抽穗期和成熟期磷素吸收量则呈超高产群体>更高产群体>高产群体。播种至拔节期的磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素积累量与产量呈极显著正相关。(2)甬优12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为41.4、8.5和8.9 kg hm-2,高于更高产群体(37.9、7.6和8.1 kg hm-2)和高产群体(32.3、6.8 和7.0 kg hm-2)。抽穗期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与产量呈极显著正相关;甬优12超高产群体成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为14.5、4.4和62.3 kg hm-2,高于更高产群体(13.6、3.3和55.9 kg hm-2)和高产群体(11.2、2.7和48.7 kg hm-2)。成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与实产呈极显著正相关。此外,花后茎鞘磷素转运量亦与产量呈极显著正相关。(3)两年中,甬优12超高产群体磷素籽粒生产率(kg grain kg-1)和偏生产力(kg kg-1)分别为171.5、92.7,低于更高产(173.2、99.6)和高产群体(173.5、100.4);超高产群体磷收获指数为 0.768,显著高于更高产(0.761)和高产(0.758)群体。与对照相比,甬优12超高产群体磷素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈极显著正相关。甬优12超高产群体磷素利用效率较低,在其超高产栽培管理中应重视磷素的高效利用。在本研究基础上探讨了提高甬优12超高产群体磷素利用效率的措施。

关键词:甬优12;超高产;群体;磷素营养;积累与分配

本研究由国家公益性行业(农业)科研专项(201303102),农业部超级稻专项(02318802013231),宁波市重大科技项目(2013C11001),江苏省重点研发项目(BE2015340),扬州大学研究生创新培养计划项目(KYLX15_1371),扬州大学科技创新培育基金(2015CXJ042)和基于模型与GIS的高邮市小麦精确管理和诊断调控技术的开发与示范推广(SXGC[2013]248)资助。

This study was supported by China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest (201303102),the Special Program of Super Rice of the Ministry of Agriculture (02318802013231),the Great Technology Project of Ningbo City (2013C11001),the Key Projects of Jiangsu Province (BE2015340),Innovative Training Program of Yangzhou University (KYLX15_1371),Science and Technology Innovation Fund of Yangzhou University (2015CXJ042),and Precise Diagnosis and Management of Control Technology Based On Modelling and GIS of Gaoyou City (SXGC[2013]248).

第一作者联系方式∶ E-mail∶ 920964110@qq.com

URL∶ http∶//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160322.1604.008.html

磷素是水稻生长必需的三要素之一,参与构成植株体内生物大分子、多种重要化合物及各种生化代谢过程,同时可提高植株对Fe2+、砷等重金属胁迫的抗性[1-2]。在水稻生产上,传统的磷肥施用习惯导致我国农田磷素盈余现象较为普遍,加速了水体富营养化以及环境污染[3]。人们已就不同地区磷肥适宜用量[4-5]、施用方式[6]等对水稻产量和品质影响进行了较多研究,这些研究为水稻生产上磷肥的合理施用提供了借鉴和参考。

近些年,随着超高产品种的选育以及栽培技术的不断创新,全国范围内的水稻高产( >12.0 t hm-2)记录不断涌现,人们就这些高产群体配套栽培技术[7-8]、产量构成因素[9-10]等方面进行了相关研究报道。此外,就高产群体的养分吸收特性亦有相关报道,主要以12.0~13.5 t hm-2的高产群体为研究对象[11-12]。甬优12已在生产上表现出较高的产量潜力,连续多年在长江中下游地区创造13.5 t hm-2以上高产记录[13-14]。当前就甬优12超高产群体(≥13.5 t hm-2)以及产量差异群体的生长发育特征[14]、株型特征[15]等方面已有相关研究报道。甬优12超高产群体磷素利用效率如何?磷素吸收利用特征是什么?产量差异群体的磷素吸收利用特征存在哪些差异?尚缺乏系统研究报道。为此,本研究连续多年在甬优12单产超13.5 t hm-2的丰产方上大田追踪测定,以更高产(12.0~13.5 t hm-2)群体和高产(10.5~12.0 t hm-2)群体为对照,分析其磷素吸收、积累与分配特征及其与稻谷产量的关系,以期为水稻超高产和磷素高效利用栽培管理提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

籼粳交超级稻甬优12,主茎总叶数为17叶,伸长节间数为7个。

1.2 栽培管理与试验设计

于2013年和2014年在浙江省宁波市鄞州区洞桥镇百梁桥村种粮大户许跃进田中进行甬优12超高产攻关试验,连片丰产方面积为6.67 hm2。土壤类型为黄化青紫泥,pH 5.51,含有机质38.37 g kg-1、全氮0.16%、碱解氮82.45 mg kg-1、速效磷20.14 mg kg-1、速效钾78.45 mg kg-1。两年中水稻生长期间的平均温度、日照时数、降雨量见表1。

1.2.1 超高产( >13.5 t hm-2)群体的栽培管理 2年中播种期均在 5月中上旬,塑料软盘育秧,秧龄20 d左右,移栽叶龄4.1叶左右,平均带蘖数0.51~0.62个,栽插株行距为30.0 cm × 26.7 cm,每穴2~3个种子苗。施纯氮330 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥=6∶4施用;过磷酸钙(含12% P2O5) 1250 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥 = 5∶5施用;钾肥(含60% K2O)750 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥 = 4∶6施用。同时基肥中加施450 kg hm-2的硅肥(含70% SiO2)。移栽后采用湿润灌溉为主,建立浅水层;群体达到目标穗数的 80%时搁田,控制无效分蘖发生;保持抽穗扬花期田间3 cm水层,灌浆结实期间歇灌溉,干湿交替,收割前7 d断水搁田。按超高产栽培要求防治病虫害。

表1 水稻生长期间平均温度、日照时数和降雨量Table 1 Mean temperature,sunshine hours,and precipitation during rice growing seasons

1.2.2 更高产(12.0~13.5 t hm-2)群体的栽培管理

塑料软盘育秧,秧龄20 d左右,移栽叶龄4.1叶左右,栽插株行距为30.0 cm × 26.7 cm,每穴2~3个种子苗。施纯氮300 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥 = 6∶4施用;过磷酸钙(含12% P2O5) 1050 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥 = 5∶5施用;钾肥(含60% K2O) 675 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥 = 4∶6施用。同时基肥中加施300 kg hm-2的硅肥(含70% SiO2)。茎蘖数达到预期穗数的90%左右时,排水搁田;保持抽穗扬花期田间3 cm水层,至成熟期实行湿润灌溉,干湿交替,收割前7 d断水搁田。按超高产栽培要求防治病虫害。

在连片超高产攻关田外选取部分甬优 12田块作为对照(CK),对照田块(10.5~12.0 t hm-2)仍以塑料软盘育秧,秧龄20 d左右,移栽叶龄4.1叶左右,栽插株行距为30.0 cm × 26.7 cm,每穴2~3个种子苗。施纯氮270 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥 = 7∶3施用;过磷酸钙(含12% P2O5) 900 kg hm-2,全部基施;钾肥(含60% K2O) 600 kg hm-2,按基蘖肥∶穗粒肥=5∶5施用。当茎蘖数达到预期穗数时排水搁田,拔节至成熟期实行湿润灌溉,干湿交替,按常规高产栽培要求防治病虫害。

甬优12不同产量关键栽培措施列于表2。

1.3 测定项目与方法

于拔节期、抽穗期和成熟期,从不同生长水平群体田块各取6穴为1个样本,将样本分成叶、茎鞘、穗(抽穗期和成熟期),置105℃烘箱杀青30 min,以 75℃烘干至恒重,测定干物质量。采用钒钼黄比色法测定植株中的磷素含量。

成熟期调查每小区 100穴,计算有效穗数,取20穴调查每穗粒数、结实率,测定千粒重并计算理论产量;每小区实产收割面积 10 m2,脱粒后晾晒,并称重。

于成熟期,从不同产量水平群体各取200穴,计算有效穗数,取50穴考察穗部性状,同时求得每穗粒数和结实率;在各代表性田块中采用五点法,每方20 m2,收割稻种晾晒,并抓取5组1000粒干种子求千粒重。攻关田块实产由专家组测定验收。

1.4 计算方法与数据处理

某生育时期的干物重与该时期植株磷素含量乘积为该时期磷素吸收量。某时期的磷素吸收量减去前一个生育期的磷素吸收量为这2个生育期之间的磷素积累量;

花后叶片磷素转运量(kg hm-2) = 抽穗期叶片磷素吸收量-成熟期叶片磷素吸收量;

花后茎鞘磷素转运量(kg hm-2) = 抽穗期茎鞘磷素吸收量-成熟期茎鞘磷素吸收量;

籽粒生产率(kg grain kg-1) = 籽粒产量/成熟期植株磷素吸收量;

每吨籽粒磷素吸收量(kg t-1grain) = 成熟期植株磷素吸收量/籽粒产量;磷素偏生产力(kg kg-1) = 籽粒产量/磷肥施用量;磷素收获指数=成熟期籽粒磷素吸收量/成熟期植株磷素吸收量。

运用Microsoft Excel软件录入数据,SigmaPlot软件制图,SPSS软件统计分析。

表2 甬优12不同产量群体关键栽培措施Table 2 Key cultivation techniques in different yield groups of Yongyou 12

2 结果与分析

2.1 两年中甬优12不同产量群体产量

由表3可知,2013年甬优12超高产、更高产、高产群体平均产量分别为14.2、12.7和10.9 t hm-2,超高产群体产量显著高于更高产和高产群体。2014年甬优12超高产群体平均产量为13.6 t hm-2(13.5~ 13.7 t hm-2),显著高于更高产(12.4 t hm-2)和高产群体(10.8 t hm-2)。

表3 两年中甬优12不同产量群体实产Table 3 Grain yield of different yield groups of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.2 不同产量群体主要生育期含磷率及磷素吸收量

2013年和 2014年拔节期植株含磷率呈高产群体>更高产群体>超高产群体,但差异不显著。2013 和2014年抽穗期和成熟期植株含磷率均以超高产、更高产群体高于高产群体,但差异不显著(图1)。两年中拔节期干物重呈高产群体>更高产群体>超高产群体。抽穗期和成熟期干物重呈超高产群体>更高产群体>高产群体,差异显著(图 2)。两年中拔节期磷素吸收量以高产群体最高,超高产最低;抽穗期和成熟期呈超高产群体>更高产群体>高产群体,差异显著(图3)。

2.3 不同产量群体关键生育阶段磷素积累量及其与产量的关系

2013年和2014年,甬优12超高产群体磷素吸收总量为81.2 kg hm-2(两年平均值),显著高于更高产群体(72.9 kg hm-2)和高产群体(62.6 kg hm-2)。两年中播种至拔节期磷素积累量及磷素积累率均以高产群体最高,超高产群体最低;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期磷素积累量和磷素积累率均呈超高产群体>更高产群体>高产群体,差异显著(表4)。

如图 4所示,播种至拔节期磷素积累量与实产呈极显著线性负相关(y = -0.773x + 24.71,R2= 0.4589**);拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与实产均呈极显著线性正相关,线性方程分别为y = 0.1853x + 5.7474,R2= 0.8597**和y = 0.2233x+8.1429,R2= 0.3820**。

图1 甬优12不同产量群体主要生育期含磷率Fig. 1 P content at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图2 甬优12不同产量群体主要生育期干物重Fig. 2 Dry matter weight at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图3 甬优12不同产量群体主要生育期磷素吸收量Fig. 3 P uptake at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014

表4 甬优12不同产量群体关键生育阶段磷素积累量及积累率Table 4 P uptake and P uptake rate during main growth periods in different yield groups of Yongyou 12

2.4 不同产量群体各器官磷素积累、分配、转运及其与产量的关系

2.4.1 抽穗期各器官磷素积累与分配及其与产量的关系 两年中,甬优12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片和穗部磷素吸收量分别为 41.4、8.5和 8.9 kg hm-2,高于更高产群体(37.9、7.6和8.1 kg hm-2)和高产群体(32.3、6.8和7.0 kg hm-2)。抽穗期茎鞘磷素吸收量与实产呈极显著线性正相关(y = 0.2669x + 2.4932,R2= 0.7743**),抽穗期叶片、穗部磷素吸收量亦与实产呈极显著线性正相关,线性方程分别为y = 0.384x + 9.548,R2= 0.1945**和 y = 1.2667x+ 2.3408,R2= 0.7571**(图5)。

2.4.2 成熟期各器官磷素积累、分配及其与产量的关系 两年中,甬优12超高产群体成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素吸收量分别为14.5、4.4和62.3 kg hm-2,高于更高产群体(13.6、3.3和55.9 kg hm-2)和高产群体(11.2、2.7和48.7 kg hm-2)。成熟期茎鞘、叶片、穗部磷素吸收量均与实产呈极显著线性正相关,线性方程分别为 y = 0.4878x + 6.0344,R2= 0.5333**;y = 0.4041x + 11.087,R2= 0.1839**和y = 0.1621x + 3.4329,R2= 0.6769**(图6)。

2.4.3 花后叶片、茎鞘磷素转运量及其与产量的关系

由图7可知,两年中,甬优12超高产、更高产和高产群体花后叶片磷素转运量分别为4.1、4.3和4.0 kg hm-2,茎鞘磷素转运量分别为27.0、24.4和21.1 kg hm-2。花后叶片磷素转运量与实产未呈显著或极显著线性正相关,花后茎鞘磷素转运量则与实产呈极显著线性正相关(y = 0.3817x + 3.236,R2= 0.6902**)。

图4 甬优12关键生育阶段磷素积累量与产量关系Fig. 4 Relationships between P uptake during main growth periods and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图5 抽穗期各器官磷素吸收量与产量关系Fig. 5 Relationships between P uptake at plant organs at heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图6 成熟期各器官磷素吸收量与产量关系Fig. 6 Relationships between P uptake at plant organs at maturity and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图7 花后叶片、茎鞘磷素转运量与产量关系Fig. 7 Relationships between P translocation in the leaf and stem and sheath after heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.5 不同产量群体磷素利用效率

由表5可知,2013年不同产量群体籽粒生产率以更高产群体最高、高产群体最低,2014年则以高产群体最高、超高产群体最低。2013年和2014年,甬优12超高产、更高产、高产群体磷素偏生产力分别为92.7、99.6和100.4 kg kg-1(两年平均值),超高产群体磷素偏生产力显著低于高产群体。两年中,甬优 12超高产群体磷收获指数为 0.768,显著高于更高产(0.761)和高产(0.758)群体。

3 讨论

3.1 甬优12超高产群体磷素吸收、积累与转运特征及其与产量的关系

水稻群体磷素积累随生育进程呈增加趋势,至成熟期达最大。李鸿伟等[11]研究表明,超高产(12.0~13.5 t hm-2)栽培下植株成熟期磷吸收量大致为 75~80 kg hm-2。杜永等[16]研究表明,超高产(11.0~12.0 t hm-2)成熟期磷素吸收量为 79~82 kg hm-2。潘圣刚等[12]研究表明,超高产品种成熟期磷素吸收量为 21.1~24.5 kg hm-2。纪洪亭等[17]采用Gompertz模型拟合超级杂交稻磷素积累动态,其成熟期磷素吸收量为32.3 kg hm-2。本试验条件下,甬优12高产、更高产和超高产群体成熟期磷素吸收量分别为62.6、72.9、81.2 kg hm-2,这与李鸿伟等[11]和杜永等[16]的植株成熟期磷素吸收量范围较为接近,而明显高于潘圣刚等[12]和纪洪亭等[17]报道的水稻成熟期磷素吸收量,这可能与试验品种差异有关。

表5 甬优12不同产量群体磷素利用效率Table 5 P use efficiency in different yield groups of Yongyou 12

当前就作物磷素吸收与积累特征及其与产量的关系已有较多报道[11-12,17-19]。李鸿伟等[11]研究表明,与常规高产栽培相比,超高产栽培小麦和水稻磷素吸收和积累均表现出拔节前较低、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期高的特点。潘圣刚等[12]研究表明,与对照相比,超高产品种磷素吸收具有总吸收量高、生育前期与对照差异较小、生育后期特别是幼穗分化期至齐穗期吸收比例高的特点。李莉等[18]研究表明,中稻磷素积累量在分蘖至拔节期对产量贡献率最大;晚稻磷素积累量在抽穗至成熟期对产量贡献率最大。纪洪亭等[17]研究表明,超级杂交稻磷素积累的最大速率出现在孕穗期前8 d;磷素快速增长期出现在拔节期至抽穗前7 d,此期磷素积累量占总积累量的68.4%。本试验条件下,与对照相比,甬优12超高产群体磷素积累量具有拔节期较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期积累量高的特点,且以拔节至抽穗期磷素积累量最高,此期磷素积累量占总积累量的53.6%。此外,播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著线性负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈极显著线性正相关。因此,在甬优12超高产栽培管理中,应适当控制生育前期磷素养分积累,重点增加拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素养分积累;此外,拔节至抽穗期、抽穗至成熟期也是水稻高产磷高效协调统一的关键阶段[19]。甬优12超高产( >13.5 t hm-2)群体播种至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量和积累比例适宜值分别为 15.1~15.5 kg hm-2、18.6%~19.0%,42.6~44.4 kg hm-2、53.4%~53.8%,21.5~23.3 kg hm-2、27.1%~28.0%,仅供参考。

张亚洁等[20]研究表明,抽穗期、成熟期以及抽穗至成熟期植株磷素吸收量与稻谷产量均呈极显著正相关。陈进红等[21]研究表明,杂交粳稻超高产组合抽穗期穗部磷素吸收量高于高产组合,叶片和茎鞘磷素吸收量则低于高产组合。王晓燕等[14]研究表明,甬优12超高产群体具有花后干物质积累量多、根系活力强等特点,因此也增加了生育后期养分吸收量。本试验条件下,甬优 12超高产抽穗期、成熟期以及抽穗至成熟期植株磷素吸收量均显著高于对照;抽穗期和成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素吸收量亦高于对照,且均与稻谷产量呈极显著线性正相关。甬优12超高产群体各器官中较高的磷素吸收量有利于促进植株自身系统构建(核酸、核蛋白和磷脂),提高光合生产中所需物质和能量代谢原料(糖类、脂肪、蛋白质、ATP和ADP),以及提高植株抗逆性[22]。

此外,花后叶片磷素转运量与实产未呈显著或极显著线性正相关,花后茎鞘磷素转运量则与实产呈极显著线性正相关,这说明提高花后茎鞘向籽粒的磷素转运量而非花后叶片磷素转运量或许是协同提高水稻产量和磷素利用效率的重要途径。水稻谷粒中大部分为碳水化合物,在碳水化合物的代谢中必须先进行磷酸化作用,而磷在叶片直接参与光合磷酸化[23],花后叶片向籽粒的磷素转运量过多,势必会影响光合作用,进而影响稻谷产量和磷素吸收利用。因此,花后叶片向籽粒的磷素转运量应有适宜值,既保证籽粒的形成,又不影响光合作用和稻谷产量。

3.2 甬优 12超高产群体的磷素利用效率及提高措施

如何实现作物高产与肥料高效利用协同,一直是研究者们关注的热点,水、肥资源高投入高产出的现象在水稻生产上仍较普遍[24-25]。李鸿伟等[11]研究表明,通过改进栽培措施(实地氮肥管理模式和轻干湿交替灌溉)可协同提高作物产量和磷素籽粒生产率、偏生产力和磷收获指数。李莉等[18,23]研究表明,与低产群体相比,高产群体的磷素籽粒生产效率和磷收获指数显著提高,且磷效率对水稻产量的贡献率依次为磷吸收效率>利用效率>转运效率。杜永等[16]研究表明,与对照高产群体相比,迟熟中粳超高产群体的磷素籽粒生产率和每吨籽粒磷素吸收量均高于对照,但差异均不显著。本试验条件下,甬优12超高产群体成熟期植株磷素吸收量显著高于对照,而甬优12超高产群体磷素籽粒生产率(kg grain kg-1)为171.5,低于更高产群体(173.2)和高产群体(173.5)。说明超高产群体磷素吸收量增多,磷素籽粒生产率反而降低。造成这种现象的原因可能是因为边际效应[20],即随着磷肥用量的增加,至一定程度后,同样吸收1 kg磷,生产出的稻谷产量反而减少,这也表明甬优12超高产群体磷肥利用率较低。此外,甬优12超高产群体磷素偏生产力也低于对照。因此,在其超高产栽培管理中应重视磷素的高效利用。

就甬优12超高产群体磷肥高效施用技术,我们提出如下两点∶ (1)可根据凌启鸿等[26]提出的磷肥施用量公式,即磷肥施用量 = (土壤速效磷最佳浓度-土壤速效磷含量)/磷肥系数,确定当季水稻的磷肥施用量。在磷素肥料的选用上,除了常规的过磷酸钙外,还可适当混施含磷复合肥(如磷酸二胺)和有机无机复混肥。此外,在磷肥施用方法上,应摒弃过去传统的“一头轰”即全部作基肥施用,可适当分基肥和穗粒肥施用。(2)良好的根系活力可促进植株对磷素吸收[27]。本研究以及前人的研究结果[11-12,17-19]均表明,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期是水稻植株磷素积累的关键阶段,因此应重视这两个阶段植株的根系活力。水稻常规栽培管理中,在拔节至抽穗阶段会搁田,以控制群体无效分蘖发生。在搁田管理中,应多次轻搁、切勿重搁,以防对根系造成损伤。此外,在抽穗至成熟期的水分管理上,可采取轻干湿交替灌溉技术,维持较高的根系活力、防止根系早衰[28-29],促进植株对磷素吸收,实现磷素的高效利用。

4 结论

与对照相比,甬优12超高产群体磷素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著线性负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈极显著线性正相关。抽穗期、成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素吸收量以及花后茎鞘磷素转运量均与产量呈极显著线性正相关。甬优12不同产量群体各生育期含磷率无显著差异,不同产量群体各生育期磷素积累量差异主要取决于其干物质积累差异。

References

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Accumulation,Distribution,and Utilization Characteristics of Phosphorus in Yongyou 12 Yielding over 13.5 t ha-1

WEI Huan-He1,MENG Tian-Yao1,LI Chao1,ZHANG Hong-Cheng1,*,DAI Qi-Gen1,*,MA Rong-Rong2,WANG Xiao-Yan3,and YANG Jun-Wen41Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley,Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiol-ogy of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China;2Crop Research Institute,Ningbo Academy of Agricultural Sciences of Zhejiang Province,Ningbo 315101,China;3Ningbo Seed Company of Zhejiang Province,Ningbo 315101,China;4Ningbo City Yinzhou District Agricultural Technology Extension and Service,Ningbo 315100,China

Abstract:In order to determine the absorption and accumulation of phosphorus (P) in super high yielding rice population of Yongyou 12,the field experiments were conducted with these populations of high yield (HY,10.5-12.0 t ha-1),higher yield (HRY,12.0-13.5 t ha-1),and super high yield (SHY,> 13.5 t ha-1) in 2013 and 2014. Results indicated that there was no significant difference in P content of plant at each growth stage among three yield groups. HY showed the highest P plant uptake while SHY the lowest at jointing among three yield groups. Opposite trends were observed at heading and maturity stages. There existed a significant (P<0.01) and negative correlation of the grain yield with P accumulation from sowing to jointing,while significant (P<0.01) and positive correlations of grain yield with P accumulation from jointing to heading,and from heading to maturity. P accumulation in the stem and sheath,leaf,and panicle at heading was 41.4,8.5,and 8.9 kg ha-1,respectively for SHY,higher than those for HRY (37.9,7.6,8.1 kg ha-1) and HY (32.3,6.8,7.0 kg ha-1). There existed significant (P<0.01) and positive correlations of grain yield with P accumulation in stem and sheath,leaf,and panicle at heading. P accumulation of SHY in stem and sheath,leaf,and panicle at maturity was 14.5,4.4,62.3 kg ha-1,respectively,higher than those of HRY (13.6,3.3,55.9 kg ha-1) and HY (11.2,2.7,48.7 kg ha-1). There existed significant and positive linear correlation of grain yield with P accumulation in the stem and sheath,leaf,and panicle at maturity and with P translocation from stem and sheath to grain after heading. When values were averaged across two years,internal nutrient efficiency (kg grain kg-1) and partial factor productivity (kg kg-1) of SHY were 171.5 and 92.7,respectively,less than those of HRY (173.2,99.6) and HY (173.5,100.4). Harvest index of P of SHY was 0.768,significantly higher than that of HRY (0.761) and HY (0.758). SHY showed lower P accumulation before jointing,while higher P accumulation from jointing to heading,and from heading to maturity,when compared with check. There existed significant (P<0.01)and negative correlation of grain yield with P accumulation from sowing to jointing,while significant (P<0.01) and positive correlations of grain yield with P accumulation from jointing to heading,and heading to maturity. Relatively low P use efficiency was observed in SHY,a great attention should be paid to improving P use efficiency. Finally,methods to improve P use efficiency of SHY for Yongyou 12 were discussed.

Keywords:Yongyou 12;Super high yielding;Population;Phosphorus nutrient;Accumulation and distribution

DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00886

*通讯作者(

Corresponding authors)∶ 张洪程,E-mail∶ hczhang@yzu.edu.cn;戴其根,E-mail∶ qgdai@yzu.edu.cn

收稿日期Received()∶ 2015-11-07;Accepted(接受日期)∶ 2016-03-14;Published online(网络出版日期)∶ 2016-03-22.

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