油菜秸秆全量还田减钾栽培对杂交稻分蘖及产量的影响

唐保国，陶诗顺，张荣萍，段转宁

(西南科技大学 生命科学与工程学院，四川 绵阳621000)

油菜秸秆全量还田减钾栽培对杂交稻分蘖及产量的影响

唐保国，陶诗顺*，张荣萍，段转宁

(西南科技大学 生命科学与工程学院，四川 绵阳621000)

为了明确川东北紫色土稻区油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻的可行性，以10个杂交稻品种为材料进行田间试验，在油菜秸秆全量还田条件下,探讨3个施钾(K2O)量处理[处理1：高钾(135.0 kg/hm2)，为当地生产上的常规施钾量;处理2：低钾(67.5 kg/hm2);处理3：不施钾]对油菜茬杂交稻分蘖及产量的影响。结果表明，在3个施钾量处理下，参试杂交稻品种茎蘖数无显著差异；成穗率、产量及其构成因素仅个别品种存在显著差异，大多品种无显著差异。不同杂交稻品种产量对施钾的反应表现为：在低钾和不施钾处理下，有7个品种的产量与高钾处理差异不显著，有2个品种(F优498和内5优H25)不施钾处理、低钾处理的产量极显著低于高钾处理10.31%、4.53%和7.79%、4.29%，有1个品种(旌3优177)不施钾处理、低钾处理的产量极显著高于高钾处理5.28%、3.61%，10个杂交稻品种的平均产量在3个施钾量处理之间无显著差异。表明在川东北紫色土稻区采用油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻总体可行。

杂交稻； 秸秆还田； 减钾栽培； 产量； 分蘖

钾是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。在稻田施用化学钾肥一直被作为提高水稻产量的一项有效措施。但我国钾资源缺乏，近年来的钾肥进口量一直维持在500万～600万t/a，进口依赖度达到50%[1]。由于钾肥价格偏高且一直上涨较快[2]，较大的钾肥施用量也在一定程度上增加了农业生产成本。因此，钾肥的合理施用一直是人们关注的问题。四川盆地紫色土分布广泛，钾含量丰富[3]，稻田土壤钾含量达到139～185 kg/hm2[4]。但自20世纪70年代开始，化学钾肥大量施用，使本来含钾丰富的紫色土的钾含量又得以提升。钾肥没有因地施用，造成浪费。近年来，随着农业机械化程度的提高，在川东北两熟制稻区，秸秆全量还田已在生产上推广应用，不仅可以遏制农作物秸秆污染的上升趋势[5]，而且油菜或小麦秸秆腐解后可释放出较多的氮、磷、钾等养分，其中以钾含量尤为丰富[6]，可以为作物生长提供营养，进而节约肥料用量。如油菜秸秆还田在稻季可节约K2O约90 kg/hm2[7]。这些都为油菜或小麦茬杂交水稻的减钾栽培提供了良好的条件。目前，已有研究表明，在高钾和中钾土壤田块，秸秆还田钾素可以不同程度地替代化学钾肥的施用[8]；在土壤钾素含量较高的情况下，在稻—油轮作区开展连续秸秆还田能降低钾肥的投入量[9]。目前，关于川东北地区秸秆还田减钾栽培杂交稻的研究尚未见报道。为此，探讨了该区油菜秸秆全量还田条件下减钾栽培对杂交稻生长及产量的影响，以期为该区两熟制杂交稻的减钾栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况及材料

试验于2015年在西南科技大学科研基地进行。试验田前作为油菜，土质均匀，含有机质25.320 g/kg、全氮1.785 g/kg、速效氮15.143 mg/kg、速效磷17.064 mg/kg、速效钾62.532 mg/kg。

试验材料为10个四川盆地宜栽的杂交稻品种，包括F优498、旌优127、Y两优973、宜香优7808、内5优H25、Q优5号、蓉优1808、广优9939、德优4983和旌3优177。

1.2 试验设计

试验设置3个施钾量(K2O )处理，即处理1：高钾，135.0 kg/hm2；处理2：低钾，67.5 kg/hm2；处理3：不施钾，0 kg/hm2。 处理1为当地大田生产上的常规施钾量。钾肥为氯化钾(含K2O 60%)，按底肥50%、分蘖肥50%施用。氮肥(纯氮)施用量为150 kg/hm2，其来源为尿素(含N 46%)，按底肥60%、分蘖肥40%施用。磷肥施用普通过磷酸钙(含P2O514.53%)，P2O5用量为87 kg/hm2，作底肥一次性施用。前作油菜采用机收碎秆，将油菜秸秆风干。待试验小区划分和隔离后，按6 746 kg/hm2的用量以人工模拟大田耕作的方法翻埋于各小区。试验小区面积18 m×4 m，每小区中各品种均栽植6行，实行宽窄行栽植，宽行距为45 cm,窄行距为25 cm，穴距为17 cm，每穴均栽植分蘖数和长势相近的秧苗1株，即16.8万株/hm2，每品种每小区栽7.2 m2。小区两端各设保护行1行。随机区组设计，重复3次。所有小区的田间管理按当地大面积生产技术规程进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 茎蘖数 、有效穗数、成穗率 于移栽后5 d、移栽后15 d、最高分蘖期对F优498、Y两优973、内5优H25、蓉优1808和德优4983 五个品种不同施肥处理下的茎蘖数进行调查，计算平均每株茎蘖数。成熟前，调查各处理每品种全部有效穗数(非正常株除外)，求平均单株有效穗数，并根据有效穗数和最高茎蘖数计算成穗率。

1.3.2 产量及其构成因素 成熟时，在每小区收取各品种有效穗数接近其平均有效穗数的植株5株，分别将其稻穗全部摘下，置于尼龙网袋内风干至水分含量达13.5%左右时脱粒，将其秸秆部分置于晾晒棚中风干称质量，测定每穗着粒数、实粒数、结实率、千粒质量等，各试验小区分品种单收计产(包括取样株产量)。

1.4 数据分析

采用Excel 2003、DPS进行数据整理、分析。

2 结果与分析

2.1 不同施钾量对杂交稻茎蘖数量和成穗率的影响

由表1可知，调查的5个杂交稻品种茎蘖数在3个钾肥施用量处理间有差异，但不显著，说明油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻在茎蘖数方面可以达到与高钾栽培相似的效果；成穗率方面，有的杂交稻品种3个钾肥施用量处理间无显著差异，有的有显著差异，因品种而异。对于F优498，移栽后5、15 d的茎蘖数总体以处理1较高，最高茎蘖数以处理2最多，其较处理1、3分别提高4.28%、5.44%；成穗率以处理1显著高于处理2、3，处理1较处理2、3分别提高13.15%、13.33%。对于Y两优973，处理2移栽后5、15 d及最高茎蘖期的茎蘖数均最多，其最高茎蘖数较处理1、3分别提高12.53%、6.53%；处理1成穗率最高，处理3次之，处理1较处理2、3分别提高9.99%、3.24%，但3个处理之间差异不显著。对于内5优H25，移栽后5、15 d的茎蘖数总体以处理1最高，最高茎蘖数以处理2最多，处理2最高茎蘖数较处理1、3分别提高11.44%、19.50%；成穗率以处理1、3显著高于处理2，处理1最高，其较处理2、3分别提高14.82%、4.53%。对于蓉优1808，移栽后5 d和最高茎蘖期的茎蘖数均以处理2最高，其最高茎蘖数较处理1、3分别提高16.74%、8.91%；成穗率以处理1、3显著高于处理2，处理1最高，其较处理2、3分别提高12.76%、5.93%。对于德优4983，移栽后5、15 d的茎蘖数总体以处理3较高，最高茎蘖数以处理2最多，其较处理1、3分别提高13.17%、0.83%；成穗率以处理1最高，处理3次之，处理1较处理2、3分别提高5.71%、4.01%，但3个处理间差异不显著。

综上，对于5个杂交稻品种来说，3个处理间茎蘖数无显著差异，均以处理2(低钾)的最高茎蘖数最多；成穗率仅个别品种处理间存在显著差异，大多品种处理间无显著差异，表明油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻对于大多杂交稻品种来说可行。

表1 不同施钾量处理杂交稻的茎蘖数和成穗率

注：同品种同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。

2.2 不同施钾量对杂交稻产量及其构成因素的影响

由表2可知，在油菜秸秆全量还田的基础上，仅个别杂交稻品种有效穗数、穗着粒数、穗实粒数及产量在3个钾肥施用量处理间有显著或极显著差异，大部分杂交稻品种产量及其构成因素在3个钾肥施用量处理间无显著差异，说明油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻总体上可以达到与高钾栽培相似的产量效果。

具体来看，旌优127、宜香优7808、Y两优973、蓉优1808、广优9939、德优4983产量及其构成因素在3个钾肥施用量处理间均无显著差异，说明减钾处理对其产量均无显著影响。对于F优498来说，处理1有效穗数显著高于处理2、3，分别提高9.57%、15.73%，其余4个产量性状在3个处理间无显著差异；产量表现为处理1>处理2>处理3，3个处理之间差异极显著，处理1、2较处理3分别提高11.49%、6.45%。对于内5优H25来说，处理1有效穗数显著高于处理3，增幅达12.09%，处理2与处理1、3之间无显著差异；处理1、3穗着粒数和穗实粒数均显著高于处理2，分别提高8.26%、9.57%和9.27%、11.76%；产量表现为处理1>处理2>处理3，其中处理1极显著高于处理2、3，增幅分别达4.48%、8.45%。对于Q优5号来说，处理3有效穗数显著高于处理1、2，均提高11.63%，其余性状及产量无显著差异。对于旌3优177来说，处理3穗着粒数显著高于处理1、2，分别提高18.85%、10.94%；处理3穗实粒数显著高于处理1、2，分别提高15.45%、8.64%，其中处理2穗实粒数显著高于处理1；产量表现为处理2、3极显著高于处理1，增幅分别为3.61%、5.28%，处理2、3之间差异不显著。

综上，F优498、内5优H25在减钾处理下减产，主要与有效穗数的减少有关；旌3优177在减钾处理下增产，主要是由于减钾处理增加了穗着粒数和穗实粒数。虽然F优498、内5优H25在不施钾肥的情况下减产，但从10个杂交稻品种的平均产量来看，钾肥的减少并没有对产量产生显著影响。表明，参试的10个品种除了F优498和内5优H25，其余8个品种可以采用油菜秸秆全量还田减钾栽培。

表2 不同施钾量处理杂交稻的产量及其构成因素

注：同品种同列数据后不同大写字母表示处理间差异极显著(P<0.01)。

3 结论与讨论

在杂交稻生长发育过程中，钾素起着非常重要的作用[10]。增施钾肥一直被作为杂交稻高产栽培的重要措施之一。但钾肥的施用必须充分考虑其实际增产效果和肥料成本。本试验结果表明，减钾栽培对杂交稻的最高茎蘖数、千粒质量、结实率均没有显著影响，但是，减钾处理F优498和内5优H25的有效穗数、产量均明显降低，这与施用钾肥能在一定程度上提高有效穗数[11]、钾肥主要通过提高有效穗数来促进水稻产量形成[12]的研究结果一致；另外，减钾处理旌3优177的穗实粒数及产量显著提高。前人研究表明，不同水稻品种对钾肥的反应有差异[13-14]，同一品种产量与钾肥的施用量呈显著的抛物线关系[15]，过量的钾对杂交稻产量产生消极作用[16]。因此，减钾栽培使F优498和内5优H25减产及旌3优177增产，可能是由于品种的特性不同，前2个品种处于钾肥抛物线的上升段，后者处于下降段。虽然各参试品种在不同施钾量处理下产量有一定差异，但在减半施钾和不施钾肥处理下，绝大多数参试品种的生长发育和产量均与高钾处理无显著差异，只有极个别品种产量低于高钾处理。其原因可能是所设试验的稻田为富钾型的紫色壤土，长期实行氮、磷、钾配合施用，加之实行前作油菜秸秆全量还田，其腐解后也会释放出较多的钾素，因而在减半施用钾肥或不施钾肥条件下，土壤中的钾素也能满足水稻正常生长发育和产量形成的需要。但高施钾量的副作用只在极少数品种上表现出来。

因此，因地施肥、因种施肥很重要。在四川紫色土油菜/小麦茬两熟制稻区，在土壤富钾，同时又有大量秸秆还田释放钾素的条件下，可以采取减钾栽培杂交稻，以降低杂交稻生产成本、节约我国的钾肥资源。

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Effect of Total Rape Straw Returning with Reduced Potassium Fertilizer on Tiller and Yield of Hybrid Rice

TANG Baoguo,TAO Shishun*,ZHANG Rongping,DUAN Zhuanning

(School of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621000,China)

In order to define the feasibility of cultivation of hybrid rice under rape straw returning with reduced potassium fertilizer in northeast Sichuan,field experiment was carried out with 10 hybrid rice varieties as materials.Under the condition of rape straw returned to field,the effect of 3 potassium fertilizer(K2O) treatments[treatment 1:high K(135.0 kg/ha),which was the local potassium amount,treatment 2: low K(67.5 kg/ha) and treatment 3:no K(0 kg/ha)]on the tiller and yield of hybrid rice.The results showed that,under the three treatments of potassium fertilizer,there was no significant difference in the tiller number; only a few varieties had significant differences in the spike rate,yield and yield composition factors,most varieties had no significant difference.The reaction of different varieties to potassium application was as follows: under no K and low K treatments,there was no significant difference in the yield of 7 varieties with high K treatment; the yield of the 2 varieties(FYou498 and Nei5YouH25) were significantly lower than that of the high K treatment,decreased by 10.31%,4.53% and 7.79%,4.29% respectively;the yield of 1 variety(Jing3You177) was significantly higher than that of the high K treatment with increase rate of 5.28% and 3.61%;the average yield of 10 hybrid rice varieties had no significant difference between the 3 treatments.The above results indicated that hybrid rice could be cultivated under rape straw returning with reduced potassium fertilizer in northeast Sichuan.

hybrid rice; straw returning to field; potassium reduction cultivation; yield; tiller

2016-11-20

国家科技支撑计划项目(2013BAD07B13)

唐保国(1991-)，男，重庆丰都人，在读硕士研究生，研究方向：植物发育与调控。E-mail:tbg102324@163.com

*通讯作者：陶诗顺(1959-)，男，四川苍溪人，教授，硕士，主要从事水稻栽培研究。E-mail:tss2203@163.com

S511

A

1004-3268(2017)03-0029-05