施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产及产量的影响

2016-12-23袁秋梅吴海燕董桂春南通科技职业学院江苏省南通市6000江苏省常熟市古里镇农业服务中心555扬州大学江苏省扬州市5009

上海农业科技 2016年6期

袁秋梅吴海燕唐青董桂春（南通科技职业学院，江苏省南通市 6000；江苏省常熟市古里镇农业服务中心 555；扬州大学，江苏省扬州市 5009）

袁秋梅1.3吴海燕1唐青2董桂春3（1南通科技职业学院，江苏省南通市 226000；2江苏省常熟市古里镇农业服务中心 215515；3扬州大学，江苏省扬州市 225009）

为明确施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产及产量的影响，为籼稻品种的高产高效栽培提供参考依据，在盆栽土培条件下，以15个不同氮素吸收效率类型常规籼稻品种为供试材料，研究了不同施氮量条件下，不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产及产量的差异。结果表明，籼稻品种间、不同施氮处理间成熟期吸氮量的差异均达显著或极显著水平，随着施氮量的增加，各氮素吸收效率类型籼稻品种成熟期吸氮量均呈增加的趋势。氮素高吸收效率类型籼稻品种抽穗前、抽穗后干物质生产量较大，生物产量大，经济系数大多较小。但不同氮素吸收效率类型籼稻品种间经济系数均无显著差异。增施氮肥可有效提高各类型籼稻品种抽穗前、抽穗后和成熟期干物质生产量，降低经济系数。氮素高吸收效率类型籼稻品种的产量均高于氮素中、低吸收效率类型籼稻品种，随着施氮量的增加，各类型籼稻品种的产量均呈增加的趋势，同时，氮素高吸收效率类型籼稻品种在低氮（N1处理）、常氮（N2处理）条件下便能获得高产，而且这个产量水平要高于氮素低吸收效率类型籼稻品种在高氮条件下的产量。随着籼稻品种氮素吸收效率的提高，即吸氮量的增加，有效穗数均呈下降的趋势，千粒重均呈上升的趋势，每穗颖花数、结实率的变化趋势不一。增施氮肥有利于各氮素吸收效率类型籼稻品种有效穗数和千粒重的增加，但在高氮（N3处理）条件下，千粒重有所下降，每穗颖花数、结实率呈先增加后降低的趋势。

籼稻；氮素吸收效率；氮素积累量；物质生产与分配；产量

氮素是影响水稻生长的重要营养元素之一，是促进水稻物质生产和产量形成的首要因素[1-3]，而物质生产又是水稻产量形成的基础，增加水稻干物质生产量可显著提高水稻产量[4]。因此，培育耐氮肥水稻品种和增施氮肥一直是稳定和提高我国水稻单产的重要措施。目前，关于氮肥施用与水稻产量间关系的研究较多[5-7]；另有记载[8-14]，在水培条件下，研究了88～122个常规籼稻品种的产量及其构成因素、物质生产与分配、源库性状、根系性状、氮素吸收效率利用等性状，阐明了吸氮量和氮素籽粒生产效率是提高水稻产量的重要因素，氮素累积量对产量的影响要大于氮素籽粒生产效率对产量的影响，并分析了氮素高吸收效率类型籼稻品种的基本特点。但上述研究是在水培条件下进行的，在土培条件下，不同氮素吸收效率类型籼稻品种对氮肥处理有何反应，以及如何从提高产量和氮肥利用率两个角度制定合理的氮肥施用技术，尚不清楚。因此，本研究在水培试验的基础上，以筛选出的15个不同氮素吸收效率类型的常规籼稻品种为供试材料，研究了施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种产量及其构成因素、物质生产与分配的影响，以期为不同氮素吸收效率类型籼稻品种的高产、高效栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为15个不同氮素吸收效率类型常规籼稻品种，分别为“1826”、“6078”、“bluebell”、“cpslo17”、“Kentanangka”、“IR74”、“台中本地1号”、“台中籼”、“桂朝2号”、“珍珠矮”、“扬稻2号”、“扬稻3号”、“扬稻5号”、“扬稻6号”、“窄叶青”。

1.2 试验设计

各籼稻品种均采用盆钵栽培，盆钵直径25 cm、高30 cm，每盆装过筛砂壤土17.5 kg。各籼稻品种均采用大田育秧，于5月15日播种，6月9日移栽，选取生长一致的秧苗栽插。全生育期保持浅水层，及时防治病虫害。各籼稻品种均设4个施氮量处理，分别是不施氮（N0）、低氮（每盆施2 g纯氮，N1）、常氮（每盆施4 g纯氮，N2）、高氮（每盆施6 g纯氮，N3），基肥和穗肥的施用比例为7∶3。各籼稻品种每处理种植8盆，每盆种植3穴，每穴种植1苗。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 干物重的测定

在普查穗（茎蘖）数的基础上，各籼稻品种抽穗期和成熟期取其中具代表性植株2盆，按根、茎鞘、绿叶、黄叶、穗器官分样，105 ℃杀青30 min、80 ℃烘干至恒重（一般为72 h）后测定不同器官的干物重。1.3.2 产量及其构成因素的测定

在普查有效穗数的基础上，各籼稻品种成熟期选取其中具有代表性植株2盆，测定每株有效穗数、每穗颖花数、饱粒率（水漂法，沉入水底者为饱粒）、饱粒千粒重，计算理论产量。

1.3.3 植株全氮含量的测定

将抽穗期和成熟期的样品粉碎，用H2SO4硝化，采用凯氏定氮法测定茎鞘、绿叶、黄叶、穗及根系等器官的含氮量，计算各器官和全株吸氮量。

1.4 数据处理

采用聚类分析的方法，按常氮（N2处理）条件下成熟期氮素累积量从低到高依次分为低、中、高3种类型籼稻品种，其它3个施氮量处理均按常氮（N2处理）的分类结果进行数据处理。以Excel进行数据处理和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同氮素吸收效率类型籼稻品种成熟期氮素累积量的聚类分类结果

分类结果表明，氮素低、中、高吸收效率类型籼稻品种数量分别为3、6、6个。

由表1可知，在N0、N2、N3处理下，随着籼稻品种氮素吸收效率的提高，成熟期吸氮量均呈明显增加的趋势。

方差分析表明，在不同施氮量处理下，不同氮素吸收效率类型籼稻品种间、不同施氮水平处理间，成熟期吸氮量的差异均达显著或极显著水平，品种类型间与氮肥处理间无显著互作效应。

表1 不同氮素吸收效率类型籼稻品种成熟期氮素累积量的聚类分类结果

2.2 施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产的影响

2.2.1 对抽穗前干物质生产量的影响

由表2可知，随着籼稻品种氮素吸收效率的提高，即吸氮量的增加，抽穗前干物质生产量呈增加的趋势。增加施氮量，氮素高吸收效率类型和氮素低吸收效率类型籼稻品种抽穗前干物质生产量均呈上升的趋势。不同氮素吸收效率类型籼稻品种间、不同施氮水平处理间抽穗前干物质生产量的差异均达极显著水平。

2.2.2 对抽穗后干物质生产量的影响

由表2可知，随着籼稻品种吸氮量的增加，抽穗后干物质生产量呈增加的趋势。增加施氮量，各氮素吸收效率类型籼稻品种抽穗后干物质生产量均呈上升的趋势。不同氮素吸收效率类型籼稻品种间、不同施氮水平处理间抽穗后干物质生产量的差异均达极显著水平。

2.2.3 对生物产量的影响

由表2可知，随着籼稻吸氮量的增加，生物产量呈增加的趋势。增加施氮量，氮素高吸收效率和低吸收效率类型的籼稻品种生物产量均呈上升趋势。不同氮素吸收效率类型籼稻品种间、不同施氮水平处理间生物产量的差异均达极显著水平。

2.2.4 对经济系数的影响

由表2可知，随籼稻品种吸氮量的增加，经济系数大多呈下降的趋势。增加施氮量，各氮素吸收效率类型籼稻品种经济系数降低，且随着进一步增加施氮量，各氮素吸收效率类型籼稻品种的经济系数无明显变化。不同氮素吸收效率类型籼稻品种间、不同施氮水平处理间经济系数差异均不显著。

2.3 施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种产量及其构成因素的影响

2.3.1 对产量的影响

由图1可知，随着籼稻品种吸氮量的增加，产量均呈增加的趋势，氮素高吸收效率类型籼稻品种的产量均大于氮素中、低吸收效率类型籼稻品种。在N0、N1、N2、N3处理下，氮素高吸收效率类型籼稻品种的产量比氮素中吸收效率类型籼稻品种分别增加14.66%、11.36%、21.19%、21.22%，氮素中吸收效率类型籼稻品种的产量比氮素低吸收效率类型籼稻品种分别增加14.60%、7.84%、7.87%、4.6%，说明氮素高吸收效率类型籼稻品种在不同氮肥施用水平下均具有较高的产量潜力。增加施氮量，各氮素吸收效率类型籼稻品种产量均呈上升的趋势。

图1 施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种产量的影响

2.3.2 对有效穗数的影响

由图2可知，除N0处理外，其他处理的有效穗数均随着籼稻品种吸氮量的增加呈下降的趋势。增加施氮量，各氮素吸收效率类型籼稻品种有效穗数均呈上升的趋势

2.3.3 对每穗颖花数的影响

由图2可知，各处理每穗颖花数均表现为氮素低吸收效率类型籼稻品种＞氮素高吸收效率类型籼稻品种＞氮素中吸收效率类型籼稻品种。增加施氮量，除氮素中吸收效率类型籼稻品种外，其他氮素吸收效率类型籼稻品种的每穗颖花数均表现为先增加后下降的趋势。

图2 施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种产量构成因素的影响

2.3.4 对结实率的影响

由图2可知，在N1和N2处理下，结实率表现为氮素中吸收效率类型籼稻品种＞氮素高吸收效率类型籼稻品种＞氮素低吸收效率类型籼稻品种，在N3处理下，随着籼稻品种吸氮量的增加，结实率呈上升的趋势。增加施氮量，各氮素吸收效率类型籼稻品种的结实率大多呈先上升后下降的趋势。2.3.5 对千粒重的影响

由图2可知，随着籼稻品种吸氮量的增加，千粒重呈增加的趋势。增加施氮量，氮素高吸收效率类型籼稻品种的千粒重呈上升的趋势，其他氮素吸收效率类型籼稻品种的千粒重无明显规律。

3 结论与讨论

3.1 施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种物质生产的影响

研究认为[15,16]，氮素累积量大或氮素高吸收效率类型籼稻品种的生物产量高，且氮素高吸收效率类型籼稻品种的抽穗期、结实期干物质生产量均显著大于氮素低吸收效率类型粳稻品种，但氮素高吸收效率类型籼稻品种的经济系数较低，且与氮素低吸收效率类型籼稻品种间差异较小。从相关氮肥试验结果来看，增施氮肥有利于干物质累积量的显著增加，但氮肥施用量越大，生物量增加的幅度逐渐减小[17]。本试验结果表明，氮素高吸收效率类型籼稻品种抽穗前、抽穗后干物质生产量和生物产量均显著大于氮素中、低吸收效率类型籼稻品种，但经济系数较小；增加施氮量有利于提高各氮素吸收效率类型籼稻品种抽穗前、抽穗后干物质生产量和生物产量，对经济系数影响较小。

3.2 施氮量对不同氮素吸收效率类型籼稻品种产量的影响

合理施用氮肥是影响作物氮素吸收效率及作物产量的重要栽培措施。张洪程等[18]研究表明，在相同氮肥条件下，吸氮能力较强的“两优培九”的产量高于“汕优63”。同时，从不同吸氮能力类型籼稻品种角度，研究氮肥运筹对其产量影响的报道较少。本试验结果表明，在不同氮肥施用水平处理下，氮素高吸收效率类型籼稻品种的产量均显著大于氮素中、低吸收效率类型籼稻品种，氮素高吸收效率类型籼稻品种在低氮、常氮条件下便能获得高产，且产量水平要高于氮素低吸收效率类型籼稻品种在高氮条件下的产量，这与张洪程等的研究结果基本一致。增加施氮量有利于提高各氮素吸收效率类型籼稻品种的产量，但各氮素吸收效率类型籼稻品种产量的增加幅度表现不一，氮素低、中吸收效率类型籼稻品种在不施氮-低氮、中氮-高氮条件下，产量增加的幅度要大于氮素高吸收效率类型籼稻品种，但在低氮-标氮水平下，氮素高吸收效率类型籼稻的产量增加幅度明显高于其它氮素吸收效率类型籼稻品种。结合氮肥施用量、施用成本、产量等因素，不同氮素吸收效率类型籼稻品种应采用适宜施氮水平，即氮素低、中吸收效率类型籼稻品种在中低氮施肥水平下，氮素高吸收效率类型籼稻品种在中高氮施肥水平下，较易实现产量与种植效益的有机统一。

水稻的产量决定于有效穗数、结实率、每穗颖花数和千粒重的乘积。朴钟泽等[19]研究结果表明，氮素吸收效率总量与有效穗数、结实率呈显著的正相关；张岳芳[15]研究结果表明，氮素累积量大的水稻品种，表现为每穗颖花数多、千粒重高、有效穗数较多，但结实率较低。本试验结果表明，在不同氮肥施用水平处理下，氮素高吸收效率类型籼稻品种的每穗颖花数、千粒重较大，结实率居中等水平；而氮素低吸收效率类型籼稻品种的有效穗数、氮素中吸收效率类型籼稻品种的结实率，则较有优势。增施氮肥有利于提高氮素高吸收效率类型籼稻品种的结实率和千粒重。

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