常规氮肥与缓释氮肥配施对不同株距机插杂交稻磷素吸收、转运及分配特征的影响

王海月 蒋明金 孙永健 郭长春 殷尧翥 何 艳 严田蓉杨志远 徐 徽 马 均



常规氮肥与缓释氮肥配施对不同株距机插杂交稻磷素吸收、转运及分配特征的影响

王海月 蒋明金 孙永健*郭长春 殷尧翥 何 艳 严田蓉杨志远 徐 徽 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, 四川温江 611130

在前期研究确定总氮用量180 kg hm–2下, 缓释氮肥与常规氮肥7∶3配施比例可获得机插稻高产的基础上, 研究缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻磷素积累、分配与利用特征及其与产量的关系。采用二因素裂区设计, 设3种机插株距(行距均为30 cm) 16、18及20 cm和4个缓释氮肥用量(36、66、96和126 kg hm–2)与常规氮肥(均为54 kg hm–2)配施处理。结果表明, 缓释氮肥用量对机插稻主要生育时期磷素积累量、各生育阶段磷素吸收量及吸收速率、结实期茎鞘磷素转运量及转运率和叶片磷素转运率及贡献率均有显著影响。在株距为18 cm, 群体密度为18.52万穴 hm–2, 缓释氮肥(96 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施总量为150 kg hm–2时, 可有效提高机插稻对磷素的吸收, 促进结实期茎鞘、叶片磷素向穗部的转运及分配, 能充分发挥本区域机插杂交籼稻的优势, 产量可达11 463.8 kg hm–2, 为本试验的最佳肥密运筹处理。株距为16 cm, 群体密度(20.84万穴 hm–2)相对较大, 施氮总量为180 kg hm–2时, 群体吸收的磷总量较高, 进一步促进了植株体内磷素的吸收转运及分配, 有利于产量提高, 但从节本增效的角度考虑, 以缓释氮肥配施量150 kg hm–2为宜; 株距增加到20 cm施氮总量在180 kg hm–2下, 群体(16.67万穴 hm–2)较小, 吸收磷素的绝对量少, 茎鞘、叶片中的磷素向穗部转运量多, 穗部磷素积累量增加, 产量增加。相关分析表明, 株距与缓释氮肥配施量耦合下, 尤其以齐穗期至成熟期茎鞘磷素转运量与产量相关性较高(= 0.72**), 更有利于产量的提高。

机插稻; 株距; 缓释氮肥; 磷素吸收; 转运及分配

磷是水稻生长发育所必需的三大营养元素之一, 同时也是核酸、磷脂和ATP等生命大分子的重要组分[1], 在新陈代谢和遗传信息的传递等重要生命过程中起着重要作用。前人关于水稻对磷素的吸收利用进行了大量研究, 普遍认为磷能增加水稻产量, 改善稻米品质, 加速分蘖, 促进幼穗分化、灌浆和籽粒饱满[2-7], 还可提高水稻对重金属胁迫的抗性[8-9]。目前从施肥角度对磷素营养的研究已有不少报道[2,10-14]。其中, 不同施肥模式[2,13]的研究表明, 适宜的氮磷钾肥配施有利于磷、钾的吸收和利用。而在等量磷素投入条件下, 杨雄等[10]研究表明在一定范围内随着施氮水平的提高, 植株含磷率和磷积累量在拔节和抽穗期显著增加, 成熟期呈先增后减趋势, 磷素积累速率在播种至拔节阶段与施氮量正相关, 拔节至抽穗阶段则呈先增后降趋势。林洪鑫等[14]研究发现, 磷素积累总量随施氮量的增加而增加, 氮肥后移能提高水稻磷素积累总量和穗部磷素增加量。苏阳等[15]也认为氮肥和磷肥的吸收紧密相关, 且控释氮肥能促进杂交稻对磷素的吸收, 显著提高磷肥利用率、有效率和回收率, 减少磷肥在土壤中的固定。纵观前人研究发现, 虽然有关氮肥对水稻磷素吸收利用影响的研究较多, 但大多是常规尿素与磷钾肥配施或氮肥水平等对移栽稻影响的研究, 而缓释氮肥与常规氮肥配施用量组合成不同的施氮水平, 结合株距变化对机插稻磷素吸收、分配与利用的研究还鲜见报道。前期, 我们通过对缓释氮肥筛选[16]及缓释氮肥与常规氮肥配施研究[17]已初步明确缓释氮肥对机插稻产量及氮肥吸收与利用的影响, 而缓释氮肥下机插稻主要生育时期磷素积累、茎鞘和叶片中磷素向穗部转运、吸收利用及产量间的关系, 尚不明确。为此, 本试验利用缓释氮肥的优势, 结合机插株距和氮肥减量研究其对磷吸收和利用的影响, 以期进一步阐明机插株距和缓释氮肥减量配施一定量常规氮肥下机插稻磷素吸收、利用及转运特征, 并探讨缓释氮肥配施和机插株距耦合下磷素吸收、转运及分配与产量间的关系, 进一步丰富和补充机插稻肥密调控机理, 以期达到既高产高效又环保的目的, 为成都平原中迟熟机插杂交籼稻肥密耦合下磷素高效利用及高产的栽培技术提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点

供试品种为适宜西南稻区种植且具有代表性的杂交籼稻品种川谷优7329 (生育期156~165 d)。试验田前茬为小麦, 耕层土壤(0~20 cm)质地为沙壤土, 含有机质23.86 g kg–1、全氮1.56 g kg–1、碱解氮111.51 mg kg–1、速效磷64.25 mg kg–1、速效钾108.12 mg kg–1, 选用金正大树脂包膜缓释氮肥(含氮量44%), 常规氮肥尿素(含氮量46%)及磷肥(过磷酸钙)和钾肥(氯化钾)。采用钵体毯状秧盘(中国水稻研究所)旱育秧, 东洋PF455S插秧机插秧。

1.2 试验设计与实施

在2015年不同施氮水平下缓释氮肥与常规氮肥配施比例试验研究的基础[17]上, 试验于2016年在四川成都市温江区四川农业大学水稻研究所试验农场(30°44′N, 103°52′E)进一步深入和完善。采用株距(D)与缓释氮肥配施量(N)二因素裂区试验。其中, 主区为机插株距, 在行距均为30 cm基础上, 设3种株距为D1, 16 cm; D2, 18 cm和D3, 20 cm; 即机插密度分别为每公顷20.84、18.52和16.67万穴, 基本苗分别为每公顷58.35、51.86和46.68万株; 副区为缓释氮肥配施量, 在前期确定的四川盆地区高产施氮(纯氮)水平180 kg hm–2、缓释氮肥与常规氮肥比例为7∶3 (即常规氮肥54 kg hm–2)的基础上, 设置4种缓释氮肥减量与常规氮肥配施处理和不施氮处理(表1)。

表1 缓释氮肥减量与常规氮肥配施设置

4月15日播种, 旱育秧, 每盘播量75 g (干种子), 5月21日机插。磷肥施用量折合P2O575 kg hm–2, 钾肥施用量折合K2O 150 kg hm–2, 且氮肥、磷肥和钾肥均做底肥于机插后1 d一次性施入。田间小区计产面积20.0 m2, 3次重复。各小区间筑埂(宽40 cm, 高30 cm)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。各处理下水稻生育进程及生育期情况见表2。此外, 因本试验为2015年研究的延续[17], 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养分吸收利用年份间差异均不显著, 为此, 本文就2016年试验结果进行分析。

表2 水稻生育时期进程

D1、D2、D3代表株距16、18、20 cm, N0: 不施氮肥, N36:54、N66:54、N96:54、N126:54分别代表在常规尿素54 kg hm–2的基础上, 缓释氮肥配施量为36、66、96、126 kg hm–2。TS: 分蘖盛期; JS: 拔节期; FHS: 齐穗期; MS: 成熟期; DTJ: 移栽至拔节期天数; DJF: 拔节至齐穗期天数; DFM: 齐穗至成熟期天数。

D1, D2, and D3represent space of 16, 18, and 20 cm: N0: no nitrogen fertilization; N36:54, N66:54, N96:54,and N126:54represent slow release N addition of 36, 66, 96, and 126 kg hm–2at the base of urea N of 54 kg hm–2. TS: tillering stage; JS: jointing stage; FHS: full heading stage; MS: maturity stage; DTJ: days from transplanting to jointing; DJF: days from jointing to full-heading; DFM: days from full-heading to maturity.

1.3 测定项目与方法

分别于水稻分蘖盛期(机插后30 d, 叶龄8~9叶)、拔节期、齐穗及成熟期, 根据各小区的平均茎蘖数各取代表性稻株5株, 分茎鞘、叶片和穗(齐穗期和成熟期, 穗部包含枝梗和颖果) 三部分, 于105℃杀青30 min, 80℃下烘干至恒重后粉碎过80目筛, 采用浓H2SO4-H2O2消煮, 用钒钼黄比色法[12]测磷含量。成熟期各小区除边行外全部收获, 按实收株数计产。

磷素吸收量(kg hm–2) = 某生育时期单位面积植株的磷素吸收量

植株含磷率(%) = 某生育时期植株磷素吸收量/某生育时期植株干物重×100

磷素吸收速率(kg hm–2d–1) = 某生育时期单位面积单位时间内植株的磷素吸收量

磷素收获指数(%) = (成熟期籽粒磷素吸收量/地上部磷素积累总量)×100

茎鞘(叶片)磷素转运量(kg hm–2) = 齐穗期茎鞘(叶片)磷素吸收量－成熟期茎鞘(叶片)磷素吸收量

茎鞘(叶片)磷素转运率(%) = 茎鞘(叶片)磷素转运量/齐穗期茎鞘(叶片)磷素吸收量×100

茎鞘(叶片)磷素贡献率(%) = 茎鞘(叶片)磷素转运量/成熟期籽粒磷素积累总量×100

磷素转运贡献率(%) = 磷素转运量/齐穗至成熟期穗部磷素积累总量×100

穗部磷素增加量(kg hm–2) = 成熟期穗部磷素吸收量－齐穗期穗部磷素吸收量

1.4 数据分析

用Microsoft Excel 2003、DPS 6.5处理系统分析数据, Origin 9.0制图。采用LSD法检验各处理间显著性(<0.05)。

2 结果与分析

2.1 缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻主要生育时期稻株磷含量

不同株距和缓释氮肥配施量下机插稻群体主要生育时期植株磷含量存在明显差异(图1), 且在分蘖盛期最高, 成熟期最低。株距对同时期植株磷含量的影响趋势基本一致, 表现为D2>D1>D3。就缓释氮肥减量效应来看, 当株距为D1和D3时, 主要生育时期稻株磷含量随缓释氮肥配施量的增加而增加; 而在株距D2下, 主要生育时期稻株磷含量则表现为N96:54>N126:54>N66:54>N36:54>N0, 且主要生育时期磷含量N96:54较N126:54、N66:54、N36:54、N0分别增加了6.67%、20.00%、23.08%和50.00%, 3.13%、6.45%、13.79%和22.22%, 3.26%、13.62%、16.97%和44.09%, 5.35%、15.32%、34.74%和79.02%。

图1 不同处理机插稻主要生育时期群体含磷率

Fig. 1 P content in plants at main growth stages of mechanically-transplanted rice under different treatments

2.2 缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻主要生育时期的磷素利用特征及收获指数

由表3可知, 株距仅对拔节期植株磷素吸收量和稻谷产量的影响达到极显著水平, 缓释氮肥配施对机插稻主要生育时期磷素吸收量、稻谷产量及磷素收获指数的影响均达极显著水平。就株距而言, 机插稻主要生育时期磷素吸收量和产量均表现为D2>D1>D3, 株距D2时产量为10 220.03 kg hm–2, 较D1和D3分别增加了886.08 kg hm–2和988.73 kg hm–2, 而磷素收获指数则随株距的加大而提高, 且D3较D1和D2分别增加了2.24%和1.42%。在株距D1和D3下, 主要生育时期磷素吸收量和产量均随缓释氮肥配施量的增加呈增加的趋势, 其中最高产量分别达10 057.76 kg hm–2和10 732.01 kg hm–2。株距D2下, 主要生育时期磷素吸收量及稻谷产量均在N96:54时最佳, 且磷素吸收量N96:54与N126:54均无显著性差异, 在N96:54时稻谷产量为11 463.85 kg hm–2, 其与N126:54的差异达显著水平。

2.3 缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻主要生育阶段磷素吸收量及吸收速率

缓释氮肥配施对机插杂交稻主要生育阶段磷素吸收量及吸收速率的影响均达极显著水平(表4)。机插稻对磷素的吸收主要在拔节期至齐穗期, 其次是拔节前和齐穗后。随株距的增加, 各主要生育阶段磷素吸收量和吸收速率均先增加后减小。而从缓释氮肥施用量来看, 在株距D1和D3下, 主要生育阶段磷素吸收量和吸收速率整体上均随缓释氮肥施用量的减小而递减; 株距为D2时, 阶段磷素吸收量和吸收速率均随缓释氮肥施用量的增加表现为先增后降的趋势, 且在N96:54下阶段吸收量和吸收率达到最大, 在分蘖盛期至拔节期、拔节至齐穗期及齐穗至成熟期分别为9.60 kg hm–2和0.68 kg hm–2d–1、23.07 kg hm–2和0.64 kg hm–2d–1及11.09 kg hm–2和0.25 kg hm–2d–1。

表3 不同处理下机插稻主要生育时期的磷素利用特征及收获指数

D: 株距; N: 缓释氮肥配施量; D×N: 缓释氮肥减量配施和株距互作。同栏数据后不同字母表示在0.05水平上差异显著;*,**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

D: plant spacing; N: treatments of slow-release urea and conventional urea; D×N: interaction of plant spacing and treatments of slow-release urea and conventional urea. Values within a column followed by different letters are significantly different at<0.05.*Significant at0.05;**significant at0.01.

2.4 缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻齐穗至成熟期磷素转运及贡献率

从表5可以看出, 仅缓释氮肥配施对茎鞘磷素转运量及转运率、叶片磷素转运率及贡献率、磷素转运贡献率和穗部磷素增加量的影响均达极显著水平。不同株距之间, D2下茎鞘磷素转运量最高, 较D1、D3分别提高了15.48%、11.31%, 而茎鞘磷素转运率及贡献率随株距的增加而提高, 叶片磷素转运量、磷素转运贡献率及叶片贡献率则与之相反。而叶片转运率在D3时最佳, 穗部磷素增加量表现为D2>D1>D3。从缓释氮肥施用量来看, 在株距D1、D3下, 茎鞘磷素转运量及穗部磷素增加量均随缓释氮肥配施量的增加而增大, 茎鞘、叶片磷素转运率及贡献率均在N0时最大。而在株距为D2下, 茎鞘磷素转运量、磷素转运贡献率及穗部磷素增加量均在N96:54时最佳。茎鞘磷素贡献率和叶片磷素转运量在各株距条件下随缓释氮肥量的变化差异均不明显。

表4 不同处理下机插稻主要生育时期的磷素吸收量及吸收速率

同栏数据后不同字母表示在0.05水平上差异显著;*,**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。缩写同表2。

Values within a column followed by different letters are significantly different at<0.05.*Significant at<0.05;**significant at<0.01. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

2.5 缓释氮肥配施和不同株距下机插杂交稻磷素吸收及转运与产量、磷素积累利用的关系

如表6所示, 除拔节至齐穗期磷素吸收量外, 分蘖盛期至拔节期、拔节至齐穗期及齐穗至成熟期磷素吸收量与产量、齐穗至成熟期磷素积累量及磷素积累总量均呈极显著正相关(0.60**~1.00**)。齐穗期与成熟期各器官磷素吸收量及磷素转运贡献率与产量、齐穗至成熟期磷素积累量及磷素积累总量呈极显著正相关(0.44**~0.98**), 其中齐穗期茎鞘磷素吸收量与产量(0.86**)及磷素积累总量(0.90**)的相关性和成熟期穗部磷素吸收量与产量(0.88**)及磷素积累总量(0.98**)的相关性更高。茎鞘磷素转运量与产量及磷素积累总量极显著正相关, 叶片磷素转运量与产量, 齐穗至成熟期磷素积累量及磷素积累总量相关性均不显著。

3 讨论

3.1 缓释氮肥减量配施与株距对磷吸收、转运和分配的影响

磷的吸收利用与氮素的施用关系密切, 但结果不尽一致。有研究表明, 水稻各器官的含氮率和含磷率均随氮素水平的提高而增加[18]。而杨雄等[10]通过对50个粳稻品种在施氮量为0~337.5 kg hm–2范围内研究显示, 过高的氮肥不利于粳稻品种对磷的吸收。孙永健等[19]也认为, 植株磷积累量在各生育时期均随施氮量的增加而增多, 随施氮量的增加各营养器官磷素转移量增加, 转运率降低, 但过高施氮量处理的茎鞘、叶片磷素转运量及穗部磷素增加量无显著提高, 甚至有所降低。本研究表明, 在株距D1(16 cm)和D3(20 cm)条件下, 缓释氮肥配施常规氮肥总氮量在0~180 kg hm–2时, 各生育时期机插稻植株磷含量、磷素积累量、稻谷产量、各生育阶段磷素吸收量及吸收速率、齐穗至成熟期茎鞘磷素转运量和穗部磷素增加量均随缓释氮肥配施量的增加而提高, 而磷素收获指数、磷素转运率和贡献率则有所降低, 这与陈新红等[15]研究结果一致, 与杨雄等[10]和孙永健等[19]研究存在一定差异。这主要是因为株距较大(20 cm)时, 群体密度(16.67万穴 hm–2)低, 尽管群体通风透光条件好, 但主要生育时期及生育阶段群体吸收磷素的绝对量少(表4), 缓释氮肥配施量增加, 能促进茎鞘、叶片中磷素向穗部转运, 有利于穗部磷素积累量增加, 从而提高产量。较高的机插密度(株距16 cm)下, 杂交稻群体密度(20.84万穴 hm–2)相对较大, 群体吸收的磷总量稍高于株距20 cm处理, 随缓释氮肥配施量的增加, 主要生育时期磷素积累量及阶段积累速率增加, 而植株体内的磷素有利于籽粒灌浆和充实, 这又进一步促进了茎鞘的磷素转运量, 尽管在转运率和贡献率方面差异不大(表5), 但从绝对量上促进了植株体内磷素的积累、分配及转运, 提高机插稻产量, 从节本增效的角度考虑, 株距较小(16 cm)时以缓释氮肥(96 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施量150 kg hm–2有利于机插稻生产。当机插株距增加较大(20 cm)时为了获得高产应适当增加缓释氮肥配施量, 以缓释氮肥(126 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施量180 kg hm–2为佳。而在株距为D2(18 cm)时, 随缓释氮肥配施量增加, 主要生育时期机插杂交稻植株含磷率、磷素积累量及稻谷产量, 各生育阶段磷素吸收量及吸收速率, 齐穗至成熟期各营养器官磷素转运量及穗部磷素增加量均表现先增后减趋势, 且在缓释氮肥(96 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施量为150 kg hm–2时最佳, 这进一步表明水稻对氮素和磷素吸收的协同效应[20]。缓释氮肥配施量过高(即总氮量提高)而导致植株含磷率及磷素积累量降低, 这可能是由于过量施氮使群体过大, 遮蔽严重, 冠层内光照条件不充足, 影响光合作用, 有机营养供给不足[21], 也有研究[22]认为氮肥施用过多, 导致氮磷钾比例失调, 影响养分平衡吸收和干物质积累, 最终导致植株和稻谷氮磷钾含量下降。因此, 在适宜的机插株距下可通过适当减少缓释氮肥与常规氮肥的配施量来促进水稻对磷素的吸收、转运及分配。这进一步补充和完善了前人的研究成果[10,23]。

表5 不同处理下机插稻齐穗至成熟期磷素转运及贡献率

同栏数据后不同字母表示在0.05水平上差异显著;*,**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。PT: 磷素转运量; PTE: 磷素转运率; PCR: 磷素贡献率; PTCRV: 磷素转运贡献率。

Values within a column followed by different letters are significantly different at<0.05.*Significant at<0.05;**significant at<0.01. PT: phosphorus translocation; PTE: phosphorus translocation efficiency; PCR: phosphorus contribution rate; PTCRV: P translocation conversion rate of vegetative organ.

表6 不同处理下机插稻主要生育阶段磷素吸收及转运与产量、磷素积累利用的相关性

*,**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。缩写同表2和表5。

*Significant at<0.05;**significant at<0.01. Abbreviations are the same as those given in Table 2 and Table 5.

3.2 缓释氮肥减量配施和株距下磷素吸收、转运对产量及磷素积累利用的影响

目前就水稻磷素吸收及转运特征与产量关系的研究已有较多报道[24-28]。张亚洁等[24]研究显示, 抽穗至成熟期稻株的磷素积累量与产量呈极显著正相关(= 0.83**)。韦还和等[25]研究表明, 播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著线性负相关, 拔节至抽穗期及抽穗至成熟期磷素积累量与产量均呈极显著线性正相关。李鸿伟等[26]研究显示, 对超高产栽培的水稻和小麦较常规栽培而言磷素吸收和积累均表现出拔节前较低, 拔节至抽穗, 抽穗至成熟较高的特点。李莉等[28]研究发现, 中稻磷素积累量与产量只在分蘖至拔节期呈极显著正相关, 晚稻磷素积累量与产量只在抽穗至成熟期呈极显著正相关。本研究表明, 株距和缓释氮肥与常规氮肥配施下机插杂交稻分蘖盛期至拔节期、拔节至齐穗期及齐穗至成熟期磷素吸收量与产量及磷素积累量均呈极显著正相关(= 0.63**~0.78**), 但不同生育阶段的相关性不同, 磷素吸收量与产量相关性最大的时期在分蘖盛期至拔节期, 而各阶段磷素吸收量与磷素积累总量相关性差异不大。这与前人研究结果[25-26,28]有差异, 主要原因与缓释氮肥和常规氮肥的配施运筹有关, 由于水稻对营养元素吸收的协同作用, 生育前期对磷素的吸收作用较强, 因此, 在水稻高产栽培管理中应适当控制生育前期磷素的吸收分配, 以免稻株营养生长过于旺盛, 影响拔节后的生殖生长, 而是促进拔节至齐穗及齐穗至成熟期磷素养分的吸收, 实现水稻高产与磷高效的协调统一。综上所述, 缓释氮肥与常规氮肥配施适当后移是解决此问题的有效途径。前期研究[24-25]表明, 抽穗期及成熟期磷素吸收量与产量呈极显著正相关, 抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素吸收量与产量呈极显著线性正相关, 这与本试验齐穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素吸收量与产量、齐穗至成熟期磷素积累量及磷素积累总量均呈极显著正相关(0.44**~0.98**)相似, 说明机插杂交稻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的构建, 提高了水稻光合作用所需的物质和能量代谢原料, 植株的光合作用增强, 促使齐穗至成熟期磷素积累量增加, 进而增加了成熟期磷素的积累总量, 间接地提高了磷素的积累及利用。本试验研究还显示, 齐穗后茎鞘磷素转运量与产量及磷素积累总量呈极显著正相关(= 0.72**、0.73**), 叶片磷素转运量与产量呈正相关, 这说明提高齐穗后茎鞘磷素向穗部的转运较叶片磷素向穗部的转运可能更有利于协同水稻产量的增加。水稻籽粒的主要成分是碳水化合物, 而磷酸化作用是碳水化合物代谢的基础, 磷元素又在叶片中直接参与光合磷酸化[7], 若齐穗后叶片向籽粒的磷素转运量过多, 光合磷酸化过程会受到影响, 影响光合同化物的产生进而降低稻谷产量。因此, 齐穗后叶片向穗部的磷素转运量应适度, 这样既能保证籽粒的形成, 又不影响光合生产和稻谷产量。此外, 磷素转运贡献率与产量、齐穗至成熟期磷素积累量及磷素积累总量呈极显著正相关(0.47**~0.95**), 说明缓释氮肥与常规氮肥配施可有效减小磷素转运贡献率的负效应, 加强籽粒对磷素的吸收利用, 促进成熟期磷素的累积, 有利于籽粒的灌浆充实, 从而提高机插稻产量。

4 结论

缓释氮肥配施量对机插稻主要生育时期磷素积累量、各生育阶段磷素吸收量及吸收速率、结实期茎鞘磷素转运量及转运率、磷素转运贡献率, 以及叶片磷素转运率与贡献率的影响均显著高于机插株距。株距18 cm下结合96 kg hm–2的缓释氮肥配施54 kg hm–2的常规氮肥(总氮量150 kg hm–2)为氮肥减量增效最佳的肥密运筹处理, 是实现水稻产量和磷素吸收同步提高的有效途径, 尤其以齐穗至成熟期茎鞘磷素转运量对增产作用显著; 株距16 cm下, 为节本增效, 以缓释氮肥(96 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施量150 kg hm–2为宜; 株距20 cm时, 应适当增加缓释氮肥配施量以缓释氮肥(126 kg hm–2)与常规氮肥(54 kg hm–2)配施量180 kg hm–2为宜。

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Effects of Conventional Urea Combined with Slow-release Urea Application on Phosphorus Uptake, Translocation and Distribution in Mechanically Transplanted Rice with Different Plant Spacings

WANG Hai-Yue, JIANG Ming-Jin, SUN Yong-Jian*, GUO Chang-Chun, YIN Yao-Zhu, HE Yan, YAN Tian-Rong, YANG Zhi-Yuan, XU Hui, and MA Jun*

Rice Research Institute of Sichuan Agricultural University / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, and Cultivation in Southwest, Ministry of Agriculture, Wenjiang 611130, Sichuan, China

Spilt-plot design with plant spacing (16, 18, and 20 cm with 30 cm-row spacing, respectively) as main plot and slow-release urea application rate (36, 66, 96, and 126 kg ha–1) combined with 54 kg ha–1of conventional urea as subplot was arranged. In the present study P accumulated amount of rice plant at the main growth stages, P absorption and P uptake rate during various growth stages, P translocation amount of stem-sheath, and the P translocation rate and P conversion rate of leaf at the grain-filling stage were significantly affected by the slow-release urea application rate. Ninety-six kg ha–1of slow-release urea combined with 54 kg ha–1of conventional urea significantly improved P uptake, translocation and redistribution under the plant spacing of 18 cm, which is a best cultural practices for mechanically transplanted rice with the highest yield of 11 463.8 kg ha–1in Southwest. A relatively high plant density (208.4 thousand plants per hectare) was established when the plant spacing was 16 cm. In addition, a higher total P accumulation amount of plant was achieved under 126 kg ha–1of slow-release urea, resulting in improved P redistribution and high grain yield. The relatively lower plant density (166.7 thousand plants per hectare) was due to the larger plant spacing under the conditions of 20 cm-plant spacing and 126 kg ha–1of slow-release urea. Although P accumulated amount decreased, P translocation from stem-sheath and leaf to panicle increased, resulting in increased P accumulation in panicle and grain yield. Furthermore, a relatively high correlation between P translocation amount (especially the P translocation amount of stem-sheath from heading stage to maturity stage) and grain yield (= 0.72**) under a certain plant spacing combined with the slow-release urea, could be beneficial to improving grain yield.

mechanically transplanted rice; plant spacing; slow-release urea; P uptake; translocation and distribution

2017-04-15;

2017-09-10;

2017-09-28.

10.3724/SP.J.1006.2018.00115

通信作者(Corresponding authors): 孙永健, E-mail: yongjians1980@163.com; 马均, E-mail: majunp2002@163.com

E-mail: hywang2015zh@163.com

本研究由国家重点研发计划“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)和四川省学术和技术带头人培养支持经费资助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2016YFD0300506), the National Science and Technology Project of Food Production of China (2013BAD07B13), Scientific Research Fund of Sichuan Provincial Education Department (16ZA0044), and the Funding of Academic and Technical Leaders Cultivation of Sichuan Province.

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20170928.1842.028.html