籼型杂交水稻前氮后移品种间产量及物质分配差异研究

□魏先瑜/绵竹市农业局

籼型杂交水稻前氮后移品种间产量及物质分配差异研究

□魏先瑜/绵竹市农业局

为缓解环境和资源的压力，农业部提出农业生产要“两减”，其中重要之一减就是减肥料。针对水稻品种对氮肥响应存在一定的差异，笔者用多个籼型杂交稻开展水稻氮后移研究，以期获得籼型杂交稻品种氮后移规律性表现，或适宜氮后移品种特征特性，为指导大面积水稻生产科学施氮提供技术支撑，不断提升水稻生产效益与氮利用效率。

1 材料与方法

1.1 供试材料

随机在水稻市场选择已通过审定的杂交稻20个，它们分别是花香优1号（V1）、内5优306（V2）、川优6203（V3）、蓉18优447（V4）、冈优169（V5）、乐优198（V6）、宜香优800（V7）、蓉优1808（V8）、冈优99（V9）、冈优725（V10）、Y两优973（V11）、德香4103（V12）、炳优900（V13）、渝香203（V14）、金冈优983（V15）、F优498（V16）、内5优317（V17）、川农优华占（V18）、蓉优22（V19）和川谷优7329（V20）。

1.2 试验方法

试验于2013年在四川省农业科学院水稻高粱研究所基地实施，小区面积10.9m2。3月5日播种，地膜湿润育秧，4月8日移栽，移栽规格20cm×27cm，每穴双株，本田每公顷栽185 265穴。磷钾肥作底肥一次施用（N∶P∶K=1∶0.5∶0.5），每公项施纯氮150kg，氮肥设底肥∶蘖肥=7∶3（CK）和底肥∶促花肥∶保花肥=6∶2∶2两个施氮处理。3次重复，裂区设计，以施氮方式为主处理，品种为副处理。

1.3 考察项目

1.3.1 分蘖

水稻返青成活后，每周调查1次。每小区选对角10穴，共20穴；三次重复共60穴。公顷苗数=60穴平均数×185265。

1.3.2 穗数

水稻成熟时，调查分蘖，各小区测20穴穗数，三次重复共60穴。公顷穗数=60穴平均数×185265。

1.3.3 穗粒数、结实率、千粒重

在每小区调查分蘖和穗数的每点随机取5穴，每小区10穴，三次重复30穴。分小区脱粒，将实粒和壳秕粒分开，然后统计实粒数和壳秕粒数。穗粒数=10穴总粒/总穗数。穗实粒数=10穴总实粒数/总穗数。结实率=10穴总实粒数/10穴总粒数。千粒重=（500粒重+500粒重+500粒重）/3×2。

1.3.4 产量

成熟时分小区实际收割测产。收割脱粒后晾晒干，除杂质和壳秕粒称重，并按13.5%标准含水量折标准公顷产量。

1.3.5 转运率

转运率（%）=（抽穗期单茎茎鞘重-成熟期单茎茎鞘重）/抽穗期单茎茎鞘重×100%

1.3.6 氮表观生产力

氮表观生产力＝籽粒产量/总施氮量

1.3.7 粒叶比

粒叶比（粒/cm2）=总颖花数/抽穗期叶面积

1.3.8 比叶重

比叶重（g/cm2）=总实粒数/抽穗期叶面积

试验数据用EXCEL录入，然后用DPSv7.05对数据进行相关分析。

2 试验结果与分析

2.1 前氮后移品种间产量差异

图1 前氮后移品种试验产量结果

2种施氮方式条件下，20个品种试验产量结果如图1。对试验各处理产量结果进行方差分析表明，在相同施氮条件下，不同施氮方式和不同品种产量均达极显著差异。具体分析看出，前氮后移20个品种，其中有12个品种增产，公顷产量9.15～11.10t，平均公顷产量10.52t。8个品种减产，公顷产量8.37～10.81t，平均公顷产量9.98t。进一步分析表明，氮肥重底早追（CK），12个品种公顷产量8.93～10.38t，平均公顷产量9.98t。前氮后移12个品种产量较传统氮肥重底早追高5.38%。再深入分析看出，前氮后移12个品种，其增产表现有较大差异，其中内5优306、蓉18优447、德香4103、内5优317和川谷优7329这5个品种，增产达显著；另外乐优198、川香6203、宜香优800、蓉优1808、冈优725、F优498和蓉优22这7个品种虽然增产，但增产幅度未达显著。试验还表明，籼型杂交稻前氮后移处理就产量而言，有的品种适合前氮后移，有的品种仍适宜氮肥重底早追。在前氮后移增产的品种中，其增产幅度也存在较大差异。

2.2 前氮后移对产量构成因子影响

对产量构成因子试验结果进行方差分析表明，产量构成因子差异达极显著，结果见表1。由于20个籼型杂交稻品种前氮后移表现出多数品种增产，那么主要分析前氮后移处理对增产品种产量构成影响。前氮后移处理每公顷有效穗数较对照少1.8万穗，降低0.98%，前氮后移对穗数影响小。前氮后移处理穗粒数较对照多4.09粒，增加2.02%。前氮后移处理千粒重较对照增加0.34g，提高1.11%。前氮后移结实率较对照高1.83百分点，提高2.21%。以上分析表明，籼型杂交稻前氮后移对其产量构成因子——有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率均有影响，品种间表现不一致，总体表现为正向效应，前氮后移促进了品种增产；但就前氮后移12个增产品种产量构成因子平均值而言，除公顷穗数外，其他因子都表现出一定正效应，这与前氮后移处理12个品种平均产量较对照增产5.38%相吻合。

表1 前氮后移对产量构成因子影响

2.3 前氮后移水稻物质分配变化

2.3.1 叶片SPAD值变化

于齐穗期和成熟期分别测定前氮后移20个品种与对照叶片SPAD值（见表2）。前氮后移12个增产品种齐穗期倒1叶、倒2叶、倒3叶和倒4叶SPAD分别比对照高6.14%、8.93%、9.53%和14.82%；成熟期前氮后移12个品种倒1叶和倒2叶SPAD分别比对照高13.59%和24.41%。说明水稻前氮后移提高后期植株氮含量，进而有利于叶片叶绿素合成，为稻株光合作用奠定良好基础。再看表3中12个品种齐穗期至成熟期SPAD衰减情况，前氮后移处理倒1叶和倒2叶分别低3.0%和6.34%，进而说明前氮后移有利于维持水稻叶片后期功能，是前氮后移水稻结实率和千粒重提高的物质基础。

表2 前氮后移与CK齐穗期和成熟期叶片SPAD值

表3 齐穗期与成熟期SPAD对比

表4 前氮后移库源和氮表观生产力

表5 前氮后移物质运转率

2.3.2 前氮后移物质积累与运转

表4中比叶重看出，前氮后移12个品种较对照高10.91%，说明前氮后移较对照叶片质量好；这与前面前氮后移12个品种齐穗期叶片SPAD值高于对照一致。表5中前氮后移12个品种齐穗期叶片和茎鞘干重，前氮后移与对照差异较小，成熟期的运转率分别是55.13%和40.06%，分别比对照叶片和茎鞘的运转率52.08%和37.02%高3.05个百分点和3.04个百分点。再看表4中代表库源协调特性的粒叶比，前氮后移12个品种粒叶比为0.6981，对照粒叶比为0.6928，前氮后移粒叶比较对照高0.74个百分点，应该说两者间差异甚微。综合分析，前氮后移12个品种，在库容量相当条件下，源较对照有所增强，流较对照比较顺畅，是其增产的物质基础。

另外，本试验前氮后移12个增产品种，其氮表观生产力较对照提高5.13%。表明在同等施氮量条件下，前氮后移不仅提高水稻产量，而且提高氮生产效率。

2.3.3 适宜前氮后移品种特征

本试验在相同施氮量条件下，氮肥适当后移，以传统重底早追为对照。结果表明，20个品种中有12个品种表现增产，8个品种表现减产。增产品种中增产表现不一致，减产品种减产表现也不一致。为探明哪些品种适合前氮后移，哪些品种不适合前氮后移，将20个品种重底早追条件下产量及穗粒结构列入表6。首先看公顷穗数，12个增产品种公顷穗数10.62万～13.66万穗，平均12.09万穗；8个减产品种公顷穗数10.11万～14.24万穗，平均11.98万穗，增产品种公顷穗数仅比减产品种多0.91%。其次看穗粒数，12个增产品种穗粒数169.74～239.46粒，平均205.3粒，8个减产品种穗粒数202.7～314.72粒，平均252.6粒，增产品种穗粒数较减产品种少23.04%。再其次看结实率，12个增产品种结实率75.4%～88.74%，平均结实率83.36%；8个减产品种结实率74.58%～85.48%，平均结实率80.13%，增产品种结实率比减产品种高3.23个百分点。最后看千粒重，12个增产品种千粒重26.47～32.22g，平均千粒重30.09g；8个减产品种千粒重23.35～30.06g，平均千粒重27.15g，增产品种千粒重较减产品种高9.77%。进一步分析看出，增产品种与减产品种的公顷穗数和结实率无论是变幅还是平均数，差异均较小。而穗粒数和千粒重无论是变幅还是平均数，差异均较大。据此可以初步认为，大穗型品种与较小千粒重籼型杂交稻品种不适宜前氮后移。具体说，穗粒数250粒左右和千粒重27g左右的品种不宜前氮后移；而穗粒数200粒左右和千粒重30g左右品种适宜前氮后移，表现出较好的增产效果与氮利用效率，此指标可以作为水稻生产上指导品种施氮依据。

3 讨论

3.1 籼型杂交稻对前氮后移的响应

先期研究少数品种氮后移表现增产，本试验用20个籼型杂交稻进行前氮后移研究，结果有12个品种增产，公顷增产量0.14～1.16t；8个品种减产，公顷减产0.02～0.67t。此研究结果说明两点，一是不是所有品种前氮后移水稻都会增产，这一结果与先期研究结果有所差异。二是前氮后移增产品种的增产量有较大差异，表明品种对前氮后移的响应是不同的，这与前人研究结果相似。水稻品种是水稻生产技术的载体，水稻产量与氮肥关系十分密切；在指导水稻生产氮肥使用时，首先要考虑到品种对前氮后移响应差异的实际，其次要考虑稻田氮背景值高低，最后还要考虑水稻生长期生态条件及其年度变化，只有综合考虑这些与水稻生产氮肥使用有关的因素，才能把水稻品种前氮后移技术利用好，促进水稻生产增产增效。

表6 增产品种与减产品种产量构成因子对比

3.2 籼型杂交稻前氮后移特征

水稻特征包括形态特征和生理特征，形态特征由穗部特征和植株特征构成。水稻生理特征包括了植株含糖、酶、叶绿素和激素等，是控制水稻生长的重要物质；这些物质人们不易用肉眼判别其多少，而只能用化学的方法分析测试才能知道其多少与运转情况。除现有用SPAD值代表叶绿素外，分析测试其他物质不仅耗时，而且耗人财物，难以作为一种指标指导水稻氮肥施用。水稻植株特征包括了叶片长宽、茎秆粗度、节间长短、植株高度和植株根系，这些指标在水稻生产中考察较少。水稻的产量构成特征则包括穗数、穗粒数、结实率和千粒重。水稻形态特征中的产量构成特征，在水稻科学研究与生产实践中应用较为普遍，作为考察水稻有重要指标，其具体数据获取方法简单。本试验研究结果显示，穗粒数250粒左右和千粒重27g左右的品种不宜前氮后移；而穗粒数200粒左右和千粒重30g左右品种适宜前氮后移，表现出较好的增产效果与氮利用效率。笔者同时分析前氮后移12个增产品种产量与叶片SPAD值相关性，结果齐穗期倒4叶SPAD值与12个增产品种产量呈极显著负相关，相关系数-0.7200**，12个品种倒4叶平均SPAD值37.2222。这些研究结果是先期研究没有，是本试验获得的较为重要结果，建议作为判别籼型杂交稻适宜氮肥后移的指标，并在以后水稻科学研究和生产实践中逐步印证与修订。

3.3 籼型杂交稻前氮后移增产基础

先期研究水稻前氮适当后移结果，从产量上看普遍认为氮适当后移增加水产，从氮素看增加中后期叶片氮总累积量、净累积量和提高氮利用率，从干物质积累看有利于齐穗期物质累积，从物质源看提高了气孔导度、比叶重、叶绿素含量，从而提高了光合速率，从产量构成因素看增加了单位面积粒数，而结实率和千粒穗稳定，就水稻产量构成因素而言，本研究前氮后移12个增产籼型杂交稻除穗数变化小外，穗粒数、结实率和千粒重均有增加，对增产都有贡献，这与先期研究产量构成因素对增产结果略有不同。齐穗期上部叶片SPAD值较对照高，齐穗至成熟衰减慢；比叶重较对照高；齐后叶片和茎鞘物质运转率较对照高，源库流协调是供试籼型杂交稻前氮后移增产的物质基础，这与先期水稻前氮后移研究结果相似。值得注意的是，本试验结实率与千粒重对增产有贡献，籼型杂交稻前氮后移的同时，要注意通过氮水耦合协调个体与群体、物质积累与运转和库源的关系，方能够达到氮适当后移增产与提高氮利用率的效果。