不同株距和缓释氮肥配施量下机插杂交稻的产量及光合特性

王海月，殷尧翥，孙永健，李应洪，杨志远，严奉君，张绍文，郭长春，马均

（四川农业大学水稻研究所/农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，成都611130）

不同株距和缓释氮肥配施量下机插杂交稻的产量及光合特性

王海月，殷尧翥，孙永健*，李应洪，杨志远，严奉君，张绍文，郭长春，马均*

（四川农业大学水稻研究所/农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，成都611130）

【目的】温江地区高产水稻的推荐施氮量为180kg/hm2，以此为基础，机插稻缓释氮肥与常规尿素适宜配比为7∶3基础上，进一步研究密度和缓释氮肥配施量对机插稻分蘖特性、干物质积累量、光合物质生产特性、群体生长率及产量的影响。【方法】采用二因素裂区设计进行了机插杂交稻田间试验。在行距为30cm下，设3种株距处理为16cm、18cm、20cm；在尿素氮施用量54kg/hm2下，设4个缓释氮用量为36、66、96和126 kg/hm2，总施氮量相应为90、120、150和180kg/hm2。在插秧时缓释肥与尿素混合，一次性追施。调查了主要生育期水稻生长和氮素吸收运移量。【结果】缓释氮肥配施量和株距对主要生育期的水稻干物质积累量、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应，且互作效应显著；缓释氮肥配施量的效应明显高于株距。在机插行距30cm下，株距为18cm，总施氮量为150和180kg/hm2时，可有效提高叶面积指数(LAI)、单茎茎鞘与叶片干物重，叶面积衰减慢，拔节至齐穗期光合势大，群体生长率高，光合特性强，促进干物质累积，在足够穗数的基础上，显著增加了穗粒数，提高了群体颖花量，保持了稳定的结实率和千粒重，从而显著提高机插稻产量。株距为16cm，施氮量为150kg/hm2时，水稻群体茎蘖数增长快，拔节后群体茎蘖数缓慢消减，有效穗数足，虽穗粒数显著降低，但有较高的结实率和千粒重，从而协调出较高的产量。而株距为20cm，配施总氮量为180kg/hm2处理，在保证有效穗数的基础上，促壮秆和攻大穗，增加了穗粒数，干物质积累量多，灌浆充实量大，千粒重增加。相关性分析表明，株距与缓释氮肥配施量耦合下，尤其以拔节至齐穗期光合势、齐穗期高效LAI与产量相关性较高(r=0.87**～0.91**)，对促进增产更为重要。【结论】在机插行距30cm下，株距为18cm，缓释氮肥(96kg/hm2)与常规尿素(54kg/hm2)配施总氮量为150kg/hm2时，能充分发挥本区域机插杂交籼稻高产的优势、提高光合物质生产，产量最高可达11463.8kg/hm2，为本试验的最佳肥密运筹处理。

机插稻；株距；缓释氮肥用量；产量；光合物质生产

适宜的机插密度能改善水稻群体和个体受光面积，提高光能利用率，增强群体光合物质生产能力，优化群体质量，最大程度利用空间温度、光照及土壤资源，同时能节约种质资源、减少用工，降低病虫危害，达到高产、优质、高效的目的，是机插稻高产栽培最关键的调控技术之一[1–2]。而作物单产的持续增长，与肥料尤其是氮肥的施用量密切相关。众多学者[3–5]研究认为，缓释氮肥作为一种新型肥料在提高氮素利用率、节约劳动力、减少环境污染等方面具有重要作用；但缓释氮肥生产成本较高，因此，为了提高氮肥利用率和减少经济投入，缓控释氮肥及其与常规尿素的配施在农业生产上的应用成为当前研究的热点。前人关于水稻机插密度、常规尿素运筹的研究较多，主要从株型[6]、抗倒伏能力[7]，冠层微环境[8]、氮素吸收利用效率[9]、光合物质生产特征[10]等方面研究了其对机插稻产量形成的影响，初步揭示了机插稻高产形成特点及其生理机制。我们前期通过研究已证实，优质的缓控释氮肥能有效提升机插杂交稻氮素的吸收利用率，促进高产形成[11]。但缓释氮肥与常规尿素配施在机插稻上的研究较少，缓控释氮肥能否减量并以适宜比例替代常规肥进一步促进机插稻产量的增加，提高肥料利用效率，适度增加机插密度和减少缓控释氮肥用量优化配施对机插稻的生长发育及产量形成的调控效应，以及两因素间是否存在互作效应均尚未见报道。我们在前期研究的基础上，通过对缓控释肥筛选[11]及2015年缓控释氮肥配施试验[12]进一步研究表明，不同施氮水平和缓释氮肥与常规尿素配施互作对机插稻氮素利用特征及产量存在显著或极显著的影响，且氮素的吸收及结实期茎鞘氮素的转运与干物质量、每穗实粒数及产量间存在显著或极显著的正相关性。但确定高产施氮量下合理的缓释氮肥与常规尿素配施比例后，如何结合不同的机插密度进行适量缓释氮肥与常规尿素配施，调控机插稻主要生育时期干物质累积、光合生产、氮素吸收利用及产量间的关系，尚不明确。为此，本试验旨在通过机插密度的调控减氮效应，结合缓控释氮肥的优势，发挥肥密耦合效应，在提高群体数量同时合理降低氮肥施用量，并进一步阐明机插密度与缓释氮肥配施量对水稻产量、光合物质生产特征的影响，以达到增加水稻产量、提高氮肥利用率、节约劳动力、减少生产成本、改善稻田环境的目的，也为我国西南稻区中迟熟杂交稻机械化育插秧配套技术的应用提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为适宜西南稻区栽植且具有代表性的品种，杂交籼稻川谷优7329(生育期156～165d)；试验田耕层土壤(0—20cm)质地为砂壤土，有机质24.38g/kg、全氮1.76g/kg、碱解氮113.75mg/kg、有效磷65.34mg/kg、速效钾109.58mg/kg。选用氮肥(金正大树脂包膜缓释氮肥含氮量44%，尿素含氮量46%)、磷肥(过磷酸钙)、钾肥(氯化钾)作为试验用肥；并用钵体毯状秧盘(中国水稻研究所)育秧、东洋PF455S插秧机进行机插。

1.2 试验设计

在2015年不同施氮水平和缓释氮肥与常规尿素配施试验研究的基础[12]上，试验于2016年在四川成都市温江区四川农业大学水稻所试验农场进一步进行了株距(D)和缓释氮肥配施量(N)二因素裂区试验。主区为机插株距，在行距为30cm前提下，设3种株距：16、18和20cm，分别以D1、D2和D3表示。副区为缓释氮肥与常规尿素配施量，在保持尿素施用量54kg/hm2不变的前提下，设4个缓释氮施用量为36、66、96、126kg/hm2，相应的氮肥施用总量为90、120、150和180kg/hm2，分别以N1、N2、N3和N4表示，以不施氮为对照(N0)。

4月15日播种，旱育秧，每盘播量75g，5月21日机插。氮肥运筹均作底肥于机插后1d一次性施入P2O575kg/hm2，K2O150kg/hm2。田间小区计产面积20.0m2，3次重复，各小区间筑埂(宽40cm、高30cm)，并用塑料薄膜包埂，以防肥水互串，其他田间管理同当地大面积生产田，9月22日收获。本试验延续2015年的研究，两年试验未完全重复，但相同的氮肥配施处理下，产量及不同生育时期物质累积年份间差异均不显著，为此，本文就2016年试验结果进行分析。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 分蘖动态各小区定点20穴稻株，机插7d后至分蘖盛期前每隔5d调查1次分蘖数，之后至齐穗期每隔7d调查1次分蘖数。

1.3.2 干物质积累于分蘖盛期、拔节期、齐穗及成熟期各小区按平均茎蘖数取代表性植株5穴，分茎鞘、叶片和穗3部分，置于烘箱105℃杀青30min，80℃烘至恒重后，测定干物重。

1.3.3 叶面积在拔节及齐穗期，用美国生产的CID-203叶面积仪测定绿叶面积，计算叶面积指数，其中高效叶面积为有效茎蘖上3叶总叶面积。

1.3.4 群体生长率及光合势计算拔节至齐穗期群体生长率及光合势。

1.3.5 光合特征参数于齐穗期0d、15d和30d，用美国Li-COR生产的Li-6400光合仪，测定剑叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)；并根据前人研究方法[13–14]，计算表观叶肉导度(AMC)和水分利用率(WUE)。测定条件为CO2浓度400μmol/mol，温度30℃，光强1200μmol/(m2·s)。各小区测定5片具代表性的主茎剑叶的中部，每叶重复测定3次。

1.3.6 考种与计产收获时各小区调查具代表性稻株60穴，计数有效穗数并计算平均值。分别取代表性稻株5穴，考查实粒数、结实率和千粒重等性状，各小区按实收穴数计产。

1.4 数据计算和统计分析

结实率=实粒数/(实粒数+秕粒数)×100%

氮肥农学利用率(kg/kg)=(施氮区产量–空白区产量)/施氮量

式中：LAI1、LAI2分别为拔节及齐穗期测定的叶面积指数，t1、t2分别为拔节及齐穗期测定的时间。

单茎干物重(g)=单茎茎鞘干重+单茎叶片干重+单茎穗干重

式中：W1、W2分别为前后两个生育时期测定的干物重；t1、t2分别为前后两个生育时期测定的时间。

式中：L1、L2分别为拔节及齐穗期测定的叶面积；t1、t2分别为拔节及齐穗期测定的时间。

用Microsoft Excel、Origin9.0及DPS6.5处理系统分析数据及绘图。

2 结果与分析

2.1 株距和缓释氮肥配施量对机插稻产量及其构成因素的影响

表1 不同处理机插稻产量、产量构成因素及氮肥农学利用率Table 1 Yields, yield components of mechanical-transplanted rice and nitrogen fertilizer agronomic efficiency under different treatments

由表1可见，机插株距和缓释氮肥与常规尿素配施量除对千粒重影响不显著外，对稻谷产量及其他产量构成因素、氮肥农学利用率的影响均达极显著水平，且对产量、每穗粒数及氮肥农学利用率均存在极显著互作效应。整体来看，不同机插株距下，每穗粒数、结实率、千粒重、产量及氮肥农学利用率均随机插株距的增加先升高后降低，株距为D2的产量较D3、D1分别高7.2%和6.5%；有效穗则随机插株距的增加而减小，每穗粒数表现为D2>D3> D1。株距D1下，产量随缓释氮肥配施量的增加而增加，N3与N4处理差异不显著，但N3处理可节省氮肥从而提高氮肥利用效率，达到高产节本增效的效果，其高产高效的获得主要是由于有效穗数和结实率的优势显著，而在每穗粒数及千粒重方面缓释氮肥与常规尿素配施处理间差异不明显。株距D2下，产量及氮肥农学利用效率表现为N3>N4>N2>N1> N0，且各处理对产量和氮肥农学利用效率的影响均达显著水平，N3处理为本试验氮肥减量增产增效最佳的肥密耦合处理，其高产高效的获得主要由于在有效穗数优势显著的基础上，保证了较高的每穗粒数及千粒重。株距D3下，为缓解群体不足，以N4处理为宜，其产量及氮肥农学利用效率均显著高于同密度下其他的氮肥处理，其高产高效的获得与其他机插株距处理略有不同，主要由于每穗粒数的优势显著和保持较高的千粒重。

2.2 株距和缓释氮肥配施量对机插稻分蘖动态的影响

由图1可见，随水稻生育进程的推进，株距对同时期水稻群体茎蘖数的影响趋势基本一致，均表现为D1>D2>D3；机插后14d，株距和缓释氮肥与常规尿素配施量处理间茎蘖数差异最小，且随缓释氮肥与常规尿素配施量的增加呈增加趋势。3种机插株距下，分蘖盛期均出现在机插后30d，且D1N4的茎蘖数较D2N4、D3N4分别高5.79%和9.81%。D1处理下，各氮肥处理的茎蘖数均在返青后43d达到最大，且N4显著高于其他缓释氮肥与常规尿素配施处理；株距为D2时，各缓释氮肥与常规尿素配施量的茎蘖数在机插后43d达到最大，N4、N3、N2的茎蘖数显著高于N1，较N1分别增加了32.85%、28.82%、25.36%；株距增加至D3时，N4、N3、N2的茎蘖数在机插后36d达到最大，且N4与N3、N2茎蘖数差异不显著。机插65d后茎蘖数减小趋势趋于平缓。

图1 株距和缓释氮肥配施量对机插稻分蘖动态的影响Fig. 1 Effects of the slow-release N fertilizer and its combination with conventional urea on the dynamic changes of tiller No. of mechanical-transplanted rice under different plant spaces

2.3 株距和缓释氮肥配施量对机插稻光合生产特性的影响

2.3.1 株距和缓释氮肥配施量对机插稻光合生产的影响由表2可见，株距对拔节与齐穗期LAI、齐穗期高效LAI、拔节至齐穗光合势的影响均达显著水平，缓释氮肥与常规尿素配施量对机插稻光合物质生产的影响均达极显著水平，且两因素对齐穗期高效LAI的互作效应显著。从机插株距来看，拔节与齐穗期LAI、齐穗期高效LAI及拔节至齐穗光合势均表现为D2>D1>D3；拔节至齐穗期叶面积衰减率表现为D1、D2显著高于D3，而齐穗期高效叶面积率在D3时最佳。从相同株距下缓释氮肥配施量来看，当株距为D1和D3时，拔节与齐穗期LAI、齐穗期高效LAI、拔节至齐穗期叶面积衰减率，以及拔节至齐穗期光合势均随缓释氮肥与常规尿素配施量的增加呈不同程度的增加，当株距为D2时，则表现为N3>N4>N2> N1>N0，且N3与N4处理的差异不显著；而齐穗期高效叶面积率在3种株距下均以N1处理表现最优。2.3.2株距和缓释氮肥配施量对机插稻光合特征参数的影响除齐穗期水分利用率外，缓释氮肥与常规尿素配施量对机插稻剑叶光合特性的影响均达显著或极显著水平(表3)。齐穗后，剑叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、表观叶肉导度(AMC)和水分利用率(WUE)随生育进程的推进呈降低的趋势，胞间CO2浓度(Ci)与蒸腾速率(Tr)则表现相反。从相同株距下缓释氮肥与常规尿素配施量来看，当株距为D1和D3时，剑叶Pn、Gs、AMC、Tr均随缓释氮肥与常规尿素配施量的减少呈减小的趋势，而Ci及齐穗期与齐穗15d的WUE均表现相反；当株距为D2时，剑叶Pn、Gs、AMC、Tr均表现为N3>N4>N2>N1>N0，且N3与N4整体上差异均未达显著水平；而齐穗期30d剑叶WUE均表现为N0>N4> N3>N2>N1。

表2 株距和缓释氮肥配施量对机插稻光合物质生产的影响Table 2 Effects of the slow-release N fertilizer and combined with conventional urea on photosynthetic production in mechanical- transplanted rice under different plant spacing

2.4 株距和缓释氮肥配施量对机插稻干物质积累特征的影响

2.4.1 株距和缓释氮肥配施量对水稻单茎叶片、茎鞘和单茎干物质积累的影响由表4可知，株距对齐穗期与成熟期单茎叶片干重、分蘖盛期与拔节期单茎茎鞘干重，以及各生育时期单茎干物重的影响达显著水平，缓释氮肥配施量对各生育时期单茎叶片、茎鞘和单茎干重的影响均达极显著水平。不同株距下，除拔节期单茎叶片与分蘖盛期单茎茎鞘干重外，各生育时期单茎叶片和茎鞘干重均值均表现为D2>D1>D3；而分蘖盛期、拔节及成熟期的单茎干物重均表现为D2>D3>D1。在同一株距(D1、D3)下，随缓释氮肥与常规尿素配施量的增加，各生育

时期的单茎叶片、茎鞘干重和单茎干重均呈增加的趋势，且分蘖盛期、成熟期单茎叶片干重和分蘖盛期、齐穗期、成熟期单茎茎鞘干重,各缓释氮肥与常规尿素配施处理整体上显著高于N0处理。

2.4.2 株距和缓释氮肥配施量对水稻群体干物质积累特性的影响株距对拔节及成熟期群体干物重、分蘖盛期至拔节期干物质积累量和群体生长率的影响达极显著水平，缓释氮肥配施量对机插稻各生育时期群体干物重、阶段干物质累积量和群体生长率均存在极显著影响；两因素对机插稻拔节期群体干物重、分蘖盛期至拔节期物质积累量和群体生长率的影响均存在显著互作效应(表5)。群体干物重、阶段干物质积累量和群体生长率均随机插株距的增大呈先增后降的趋势。株距为D1和D3时，各生育时期群体干物重、阶段干物质积累量和群体生长率整体上与缓释氮肥与常规尿素的配施量呈正相关，且拔节至齐穗期、齐穗至成熟期各缓释氮肥配施处理间群体生长率的差异均未达显著水平；株距为D2时，各生育时期群体干物重、阶段干物质积累量及群体生长率均表现为N3>N4>N2>N1>N0。

表4 不同处理机插稻单茎叶片、茎鞘和单茎干物重 (g/stem)Table 4 Dry matter weights of leaf, culm and sheath of single stem in mechanical- transplanted rice under different treatments

表5 不同株距和缓释氮肥配施量下水稻群体干物质积累特性Table 5 Dry matter accumulation of population in mechanical- transplanted rice under different treatments

2.5 光合物质生产特性与干物质积累、产量的关系

由表6可见，除拔节期至齐穗期群体生长率与氮肥农学利用率相关性不显著外，齐穗期高效叶面积指数、拔节至齐穗期光合势及群体生长率和结实期净光合速率与总干物质量、氮肥农学利用率、有效穗、产量整体上呈极显著正相关，拔节至齐穗期光合势及齐穗30d的净光合速率与穗粒数呈显著正相关。表明机插株距和缓释氮肥配施量有利于提高结实期的光合生产性能，促进物质向籽粒的转运，增加每穗粒数及干物质积累量，进而提高机插稻的产量及氮肥农学利用率。

3 讨论

3.1 株距和缓释氮肥配施量对机插杂交籼稻产量形成的影响

水稻产量的形成除与其本身的品种遗传特性紧密相关外，还与气候环境和栽培措施等密切相联，氮肥管理和种植密度是水稻栽培措施中影响产量形成的两个重要因素[15–19]。前人关于密度和施氮量对水稻产量形成的影响研究报道较多，但结果不尽一致。众多学者研究[16,20–21]显示，适宜的施氮量和中密度处理可显著提高机插稻的有效穗和穗粒数，进而提高群体颖花量，促进“库”容量，最终提高产量；而另有研究[22–23]表明，中密度处理在高施氮条件下较易获得高产。本研究从机插株距和氮肥配施量耦合来看，中密度(18cm)时，缓释氮肥(96kg/hm2)与常规尿素(54kg/hm2)配施量为150kg/hm2可显著提高机插稻产量，为本研究区域机插稻适宜的施氮量与中密度处理配合的最佳肥密运筹处理，这与前人[16]研究结果基本一致，但与许梦秋等[22]研究结果有所不同，主要原因是手插稻相比机插稻每穴栽插苗数少，茎蘖数少，冠层透光率强，养分转运多，对氮肥的需求量大。但前人[19–21]在大量的研究中尚未明确缓释氮肥配施作用及其与株距对机插稻产量形成的影响。本研究表明，机插株距和缓释氮肥配施量及其互作效应对杂交籼稻穗粒数和产量的影响均达极显著水平，且缓释氮肥与常规尿素配施量对产量形成的调控作用显著高于机插株距，在行距为30cm下，株距为16cm时随着缓释氮肥与常规尿素配施量的增加产量呈增加的趋势，主要是因为缓释氮肥前期养分释放较为缓慢而常规尿素能够迅速释放，在较高的密度下随着缓释氮肥与常规尿素配施量的增加，植株吸收的养分增多群体茎蘖数增大，形成的有效穗多，后期缓释氮肥养分释放增强，而光合特性及养分的竞争性强，未能形成足够的大穗导致穗粒数较少，群体颖花量较小，从节本增效的角度考虑，缓释氮肥(96kg/hm2)与常规尿素(54kg/hm2)的配施量为150kg/hm2有利于机插稻的生产；当株距增加到20cm时，群体茎蘖数普遍降低，但由于通风透光条件好，随着缓释氮肥与常规尿素配施量的增加，水稻对养分的吸收增强，LAI增大、光合速率显著增强，单茎干物质积累多，促进养分向籽粒转运，后期灌浆充实，形成了穗大、粒多及饱满型的稻谷，因此当机插株距增加较大时为了获得高产应适当增加缓释氮肥配施量；在机插株距为18cm时，在足够群体茎蘖数的基础上常规尿素养分的释放保证了较高的有效穗，形成了高效高质量的群体，随着缓释氮肥与常规尿素配施量及养分释放的增加有效穗呈先增加后减少的趋势，主要原因是较高的缓释氮肥配施量促使无效分蘖增多，成穗率降低，但后期缓释氮肥养分的释放保证了较高的穗粒数，因此群体颖花量大，且保持了较高的结实率和千粒重，从而显著提高机插稻产量。综上表明，中密度(株距18cm)下，适量(150kg/hm2)的缓释氮肥(96kg/hm2)与常规尿素(54kg/hm2)配施，其养分供应能提高杂交稻中、后期植株生长，尤其能增加拔节至齐穗期光合势、齐穗期高效LAI，对促进增产更为重要，这也进一步补充和完善了前人的研究结果[20,24–25]。此外，本研究氮肥运筹均为基肥一次性施入，而对于缓释氮肥与常规尿素配施在水稻关键生

育时期运筹方式和机插密度耦合，能否进一步促进机插杂交稻产量形成及提高氮肥利用效率尚有待于进一步研究。

表6 叶面积指数、光合物质生产与干物质量、氮肥农学利用率 (NAE) 及产量的相关性Table 6 Correlation coefficients between LAI and photosynthetic production and N agronomy efficiency, dry matter and yield

3.2 机插杂交籼稻光合物质生产特征与产量形成的关系

群体光合速率能准确描述每单位土地面积上作物的光合能力，提高群体光合速率制造更多的光合产物，降低呼吸消耗使更多的光合产物用于干物质积累。因此，提高光能利用率是作物高产的基本要求。水稻的光合作用与LAI、剑叶的净光合速率及群体光合速率等因素密切相关，是表征群体光合生产能力的重要指标及能量和物质积累的基础。有研究[26]认为，水稻抽穗期干物质积累量与产量形成没有明显关系，而抽穗后光合物质的积累、转运是影响产量形成的重要因素，水稻产量的高低取决于抽穗至成熟期光合物质的生产及转运能力。而另有研究[27–28]认为，大幅度的增加产量库容是实现水稻超高产的前提，水稻产量库容的扩大主要在于有效穗数的增加，扩大库容的前提是必须要有较高的群体生长率及光合物质的积累。李敏等[29]研究发现与施用普通尿素相比，施用控释尿素的水稻生育中后期剑叶净光合速率得到了显著提高，延长了水稻后期功能叶的光合性能，延缓了叶片的衰老，增加了水稻产量。本试验研究表明，机插株距和缓释氮肥与常规尿素配施下杂交籼稻的LAI、剑叶净光合速率及生育后期群体生长率与干物质积累量、有效穗及产量呈极显著正相关(表6)，说明机插密度和缓释氮肥与常规尿素配施，有效改善了水稻生育后期田间的通风透光条件，个体生长潜力得到充分发挥，剑叶光合特性、单茎茎叶干重等个体性状指标表现出较大的优越性，机插稻的群体生长显著增强，光合产物和干物质积累增多，促使籽粒灌浆充实，形成高光效高质量的群体；促进了齐穗后LAI和光合物质生产，显著提高了结实期光合势和剑叶净光合速率，有利于后期干物质的累积和茎鞘、叶片中养分向穗部的转运，稳定了结实率和千粒重，最终形成了水稻高产所具备的“穗数足、穗型大、穗粒多”等基本条件，从而获得高产。

4 结论

株距和缓释氮肥与常规尿素配施对机插杂交籼稻成熟期群体干物重、叶面积指数、拔节至齐穗期光合势及产量的影响均达显著或极显著水平，且缓

释氮肥配施量对机插杂交籼稻产量及光合物质生产特性的调控作用更为显著。本试验在机插行距为30 cm下，株距18cm和缓释氮肥(96kg/hm2)与常规尿素(54kg/hm2)配施量为150kg/hm2耦合为氮肥减量增效最佳的肥密运筹处理，可有效提高机插稻有效分蘖数，增强拔节及齐穗期群体光合势和生长率，促进结实期叶片、茎鞘将物质转运至籽粒，显著提高了稻谷产量。机插杂交稻主要生育时期的叶面积指数、光合特性及群体生长率与干物质积累量、氮肥农学利用率、有效穗、穗粒数及最终产量均呈显著或极显著的正相关，拔节至齐穗期光合势及齐穗期叶面积指数可显著提高氮肥农学利用率及穗粒数，适宜的株距和缓释氮肥与常规尿素配施量耦合是进一步提高机插杂交稻产量的重要途径。

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Yield and photosynthetic characteristics of mechanical-transplanted rice under different slow-release nitrogen fertilizer rates and plant population

WANG Hai-yue,YIN Yao-zhu,SUN Yong-jian*,LI Ying-hong,YANG Zhi-yuan,YAN Feng-jun,
ZHANG Shao-wen,GUO Chang-chun,MA Jun*(Rice Research Institute of Sichuan Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, and Cultivation in Southwest, Ministry of Agriculture, Chengdu, Sichuan 611130, China)

【Objectives】The recommended nitrogen(N)application rate for high rice yield in Wenjiang area of Sichuan Province of China is180kg/hm2，in which70%of Nis from controlled release fertilizer and30%from commercial urea.The plant population,slow-release Nfertilizer addition rate and the total Ninput were optimized for mechanical transplanted rice production in this paper.【Methods】A split plot field experiment was conducted using mechanical transplanted hybrid rice as material in Wenjiang area,Sichuan Province.Keeping the row space of30cm,three plant spaces of16cm,18cm and20cm were set up.Under the urea Napplication rateof54kg/hm2,four slow-release fertilizer Nrates of36,66,96and126kg/hm2were added and the corresponding total Ninput were90,120,150and180kg/hm2.All the nitrogen fertilizer was side top-dressed in once at the same time of transplanting.The photosynthetic indices and growing index of rice were measured at the main growing stages.【Results】The total Ninput and the plant spacing showed significant or extreme significant regulating effect on the biomass accumulation,photosynthetic characteristics and grain yield of mechanical transplanted rice in the main growing stages,and their interaction effect was significant as well.The regulating effect of controlled release fertilizer was more significant than that of plant population.In the planting space of18cm and the total N input of150and180kg/hm2,the LAI,the culm and sheath weight per shoot and the leaf weight were increased significantly,and the decrease rate of leaf area was slowed down,and the high photosynthetic potential and high growth rate were kept longer,and the dry matter accumulation during jointing-full heading stage was enhanced as a result.The above two treatments significantly increased the spikelet number,helped maintaining astable seed setting rate and1000-grain weight,brought significant improvement of grain yield.When the plant space was16 cm and the total Ninput was150kg/hm2,the number of tiller was increased fast and decreased slowly after jointing,formed adequate effective panicles,although spikelets were decreased significantly.There were higher seed setting rate and1000-grain weight,which might lead to higher yield.When the plant space was20cm and the total Ninput was180kg/hm2,adequate effective panicles were ensured,the formation of strong stalk and big panicles was promoted,grains per panicle and dry matter accumulation were increased.Furthermore,high grain filling was benefitial to the1000-grain weight.The correlation analysis revealed that on the basis of the combination in mechanical-transplanted spacing with the slow-release Nfertilizer,the photosynthetic potential at the jointing-full heading stage,high valid LAI at the full heading stage would benefitial to the increment of yield.【Conclusions】The setting of the row space in30cm,plant spacing in18cm,the Nfor150kg/hm2added by the slow-release Nfertilizer(96kg/hm2)and conventional urea(54kg/hm2)could maximize the hybrid rice yield in the local research area,and improve photosynthetic production and yield.

mechanical-transplanted rice;plant spacing;slow-release Nfertilizer rate;yield; photosynthetic characteristic

2016–12–30接受日期：2017–03–17

国家重点研发计划“粮食丰产增效科技创新”重点专项（2016YFD0300506）；国家科技支撑计划项目（2013BAD07B13）；四川省教育厅重点项目（16ZA0044）资助。

王海月（1991—），女，甘肃会宁人，硕士研究生，主要从事水稻栽培与生理研究。E-mail：hywang2015zh@163.com

*通信作者E-mail：yongjians1980@163.com；E-mail：majunp2002@163.com