氮肥运筹对水稻生育动态和茎蘖利用特征的影响

陈书强

摘要：利用多蘗小穗型常规品种空育131和少蘖大穗型品种超级稻龙粳21，设置3个用氮水平及4个基蘖肥与穗粒肥用氮比例，研究了氮肥施用方式对寒地水稻分蘖动态特征的影响。结果表明，随着施氮水平的提高，群体茎蘖数增加，高峰苗数显著增多，多蘖小穗型常规品种空育131增加幅度较大，而少蘖大穗型超级稻品种龙粳21增加幅度较小。基蘖肥比例增加，群体茎蘖数增多，随着穗粒肥比例的提高，高峰苗数有减少的趋势。氮肥总量与运筹互作对群体茎蘖动态有较大的影响，低氮（115 kg/hm2）水平下氮肥后移降低群体茎蘖数的效应明显高于高氮（161 kg/hm2）水平下的效应。随着施氮总量的增加，两品种的群体最高茎数、最高分蘖数、分蘖穗数和分蘖穗比例有逐渐增加的趋势，有效分蘖率和成穗率逐渐降低。少蘖大穗型超级稻品种龙粳21以基蘖肥与穗粒肥施用比例7∶3处理的有效分蘖率和成穗率较高，多蘖小穗型常规品种空育131以8∶2处理有效分蘖率和成穗率较高。在低氮水平下，增加穗粒肥施入比例可明显降低多蘖小穗型常规品种群体茎蘖数，导致群体收获穗不足。在中高氮水平下，适当增加穗粒肥施入比例将有利于提高少蘖大穗型超级稻品种群体有效分蘖率和成穗率。

关键词：水稻（Oryza sativa L.）；寒地；施氮方式；生育动态；成穗率

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）06-0020-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.06.004

Abstract： Utilization traits of different types of rice， more tillers and smaller panicle variety Kongyu131 and less tillers and bigger panicle variety Longjing 21 were used in this study. Four base-tiller nitrogen to spike-grain nitrogen application ratios of 10∶0， 8∶2， 7∶3， 6∶4 were used with three N levels of 115， 138， 161 kg/ha. The results showed that the tiller number of plant population and the maximum tiller number of more tillers and smaller panicle variety Kongyu131 were more than those of less tillers and bigger panicle variety Longjing 21， with the increase of nitrogen supply level. Increase of the base-tiller nitrogen led to the increase of stem and tiller number in the population， and increase of the spike-grain nitrogen led to the decrease of peak seedlings number. Effect of nitrogen fertilizer postponing on stem and tiller number in the population under low nitrogen level was higher than that under high nitrogen level. With the increase of nitrogen rate， the highest stems number（THSN）， the highest tillers number （THTN）， tillers panicle number （TPN） and tillers panicle proportion （TPP） in populations of two rice varieties increased， but effective tiller number rate and panicle rate decreased. When the nitrogen application ratio was 7∶3， the less tillers and bigger panicle variety Longjing 21 had higher effective tiller number rate and panicle rate. Whereas the more tillers and smaller panicle variety Longjing131 had higher effective tiller number rate and panicle rate when the nitrogen application ratio was 8∶2. Under low nitrogen level， increase of spike-grain nitrogen application led to the decrease of population stem and tiller number of more tillers and smaller panicle variety， and further resulted in insufficient population spike. The suitable increase of spike-grain nitrogen application would be helpful for improving effective tillering rate and panicle rate of the less tillers and bigger panicle variety under middle and high nitrogen level.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； cold region； nitrogen supply method； growth dynamics； panicle rate

黑龍江省属于寒地稻作区，极易受低温冷害的危害[1-3]。尤其主产区第三、四积温带温度低、积温少，生育期较短，一般在122～130 d。种植的水稻（Oryza sativa L.）品种必须在安全抽穗期内抽穗才能完全成熟，所以要求水稻品种的每穗粒数要偏少，才能有较好的成熟度和容重。在寒地稻作实践中争取高产，产量构成四要素中必须获得单位面积足够的穗数，才能获得较大的库容，取得较高的产量。单位面积穗数与品种的分蘖能力和插植密度有关，不同品种分蘖能力差异较大，尤其大穗少蘖型超级稻品种分蘖能力较弱，但秆强耐肥抗倒，适合高氮水平栽培。在种植管理过程中分蘖受氮肥和温度的影响最大，氮肥不同用量及前后期分配比例对分蘖成穗率有很大影响。成穗率是水稻高产群体质量最直观的综合形态指标，是制约水稻高产的重要因子[4]。苏祖芳等[5]对南方籼稻品种的研究认为，在获得适宜穗数的前提下，采用适宜的基蘖肥与穗粒肥配比和适当提前搁田，才能控制无效分蘖，调高分蘖成穗率，有利于大穗形成，协调穗数和大穗二者之间的关系，最终提高单位面积的总颖花量，而获得水稻高产。冯惟珠等[6]的研究认为，基肥与蘖肥比为4∶1或不施分蘖肥，基肥、蘖肥的肥效期以达到有效分蘖临界叶龄期为准，在适宜穗数下，能减少无效分蘖，提高成穗率。本研究利用分蘖能力不同和穗大小不同的常规品种和超级稻品种，研究氮肥运筹对不同类型水稻品种生育动态和茎蘖利用特征的影响，提高不同类型品种的分蘖成穗率，对其在寒地高产优质配套栽培有重要的指导作用和意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

氮肥：尿素（含N 46%）；磷肥：磷酸二氢铵（含P2O5 46%）；钾肥：硫酸钾（含K2O 50%）。

水稻品种：空育131（多蘖小穗型）和龙粳21（少蘖大穗型）。

1.2 试验地点

试验于2011和2012年在黑龙江省农业科学院水稻研究所试验区内进行。

1.3 试验设计

3个氮肥水平处理，即N1：比当地水稻生产施氮肥水平降低17%的施氮肥水平纯氮115 kg/hm2；N2：当地水稻生产施氮肥水平纯氮138 kg/hm2；N3：比当地水稻生产施氮肥水平提高17%的施氮肥水平纯氮161 kg/hm2。

氮肥的4个基蘖肥与穗粒肥不同比例处理，即F1：基蘖肥与穗粒肥比为10∶0；F2：基蘖肥与穗粒肥比为8∶2；F3：基蘖肥与穗粒肥比为7∶3；F4：基蘖肥与穗粒肥比为6∶4（表1）。另外每次重复设1个无氮肥区的处理N0作为空白对照。

试验采用裂区设计，氮肥水平和基蘖肥与穗粒肥施用比例作为主区，品种作为副区，随机区组排列，重复3次，共计39个小区。

所有处理均施用相同数量的磷酸二氢铵（N0处理施用与磷酸二氢铵含磷量等量的过磷酸钙）和硫酸钾，P、K含量按N2计算，N∶P2O5∶K2O=2∶1∶1。磷酸二氢铵做基肥100%一次施用，硫酸钾做基肥和穗肥各施50%。氮肥（46%尿素）分基肥、分蘖肥（4叶龄）、穗肥（倒4叶龄）、粒肥（倒2叶龄）4次施用，基蘖肥中60%作基肥、40%作蘖肥，穗粒肥中60%穗肥、40%粒肥。

1.4 试验实施

水稻于4月20日播种，采用大棚旱育苗移栽的种植方式，育壮中苗，叶龄3.1～3.5叶，秧龄30 d。5月20日移栽，插秧规格行株距为30 cm×13.3 cm。每穴基本苗为4～5苗。采用间歇灌溉和晒田的灌溉方式。其余病虫害防治及除草措施同生产田。10月1日分小区收获测产。

1.5 测定项目与方法

1）结合叶龄记载生育期：播种期、移栽期、始穗期、齐穗期、成熟期。

2）叶龄调查：每个处理定1个点，每个点调查5穴，每隔7 d调查1次，至剑叶抽出。

3）茎蘖动态：从分蘖期至抽穗期每7 d调查1次茎蘖数，调查样点定位5穴，并记载基本苗、高峰苗和成熟期的有效穗数。

1.6 参数计算

群体最高茎数：将调查所得的每平方米最高茎数定义为该群体最高茎数。

群体最高分蘖数：将群体每平方米最高茎数与每平方米基本苗数的差定义为群体最高分蘖数。

群体分蘖穗数：将每平方米收获穗数与每平方米基本苗数的差定义为群体分蘖穗数。

分蘖穗比例：分蘖穗数占收获穗数之百分比定义为分蘖穗比率。

有效分蘖率：分蘖穗数占最高分蘖数之百分比定义为有效分蘖率。

成穗率：收获穗数占最高茎数之百分比定义为成穗率。

1.7 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2003，dps 7.05和spss 11.5软件进行数据整理及差异性分析，显著水平为P<0.05。由于2011和2012年结果较为一致，对2011年数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 对两类品种群体生育动态特征的影响

2.1.1 群体茎蘖动态特征变化 不同施氮总量对两个类型品种的群体茎蘖动态有一定影响，不施氮处理的群体茎蘖数在整个生育期内始终最低，且增加缓慢。高施氮量处理的群体茎蘖数最高，始终高于中低氮处理，高峰苗出现在7月6日。161 kg/hm2条件下多蘖小穗型品种空育131群体茎蘖数达到了600个/m2以上，少蘖大穗型品种龙粳21达到了450个/m2以上（图1）。

不同氮肥运筹模式对两个类型品种的群体茎蘖动态影响不同，基蘖肥与穗粒肥不同施用比例对空育131有明显影响，对少蘖大穗型品种龙粳21影响不大。多蘖小穗型品种空育131生育期内4个处理中以10∶0和8∶2处理群体茎蘖数较高，6∶4处理较低。龙粳21生育期内4个处理群体茎蘖数相差不多。随穗肥比例的提高，空育131高峰苗数有减少的趋势，而对龙粳21没有影响（图2）。

2.1.2 氮肥总量与运筹互作对群体茎蘖动态的影响

氮肥总量与运筹互作对群体茎蘖动态有较大的影响，但对两个类型品种的影响程度不同，对多蘖小穗型品种空育131影响较大，对少蘖大穗型品种龙粳21影响较小。低氮（115 kg/hm2）水平下的氮肥后移降低空育131群体茎蘖数较多，中氮（138 kg/hm2）水平下的次之，高氮（161 kg/hm2）水平下的最少（图3）。低氮（115 kg/hm2）水平下的氮肥后移降低群体茎蘖数的效应明显高于高氮（161 kg/hm2）水平下的效应。

2.2 对两类品种群体茎蘖利用情况的影响

2.2.1 群体最高茎数、最高分蘖数和分蘖穗数比较

随着施氮总量的增加，两品种的群体最高茎数、最高分蘖数和分蘖穗数有逐渐增加趋势，以高氮处理数值最高。多蘖小穗型品种空育131中低氮水平间差异不明显，少蘖大穗型品种龙粳21中氮处理略高于低氮处理（图4、图5）。

不同氮肥运筹模式对两品种的群体最高茎数、最高分蘖数和分蘖穗数有一定影响，但规律不太明显。多蘖小穗型品种空育131以基蘖肥与穗粒肥施用比例8∶2处理群体最高茎数、最高分蘖数和分蘖穗数较大，少蘖大穗型品种龙粳21各处理间差异不大（图6、图7）。

2.2.2 群体分蘖穗比例、有效分蘖率和成穗率比较 不同施氮总量对两个类型品种的分蘖穗比例有一定的影响，且规律较明显，随施氮总量的增加，两品种的分蘖穗比例逐渐增加，有效分蘖率和成穗率逐渐降低。两品种的有效分蘖率和成穗率均以不施氮肥最高，其他3个肥量处理差异不明显（图8、图9）。

从图10、图11可以看出，不同氮肥运筹模式对两品种的群体分蘖穗比例、有效分蘖率和成穗率影响规律不明显。多蘖小穗型品种空育131以基蘖肥与穗粒肥施用比例8∶2处理有效分蘖率和成穗率较高，少蘖大穗型品种龙粳21以基蘖肥与穗粒肥施用比例7∶3处理有效分蘖率和成穗率较高。

3 小结与讨论

寒地水稻生产中，由于春季气温较低，栽培管理上一直注重前期分蘖早生快发，在有效分蘖临界叶龄期达到适宜穗数，所以90%以上氮肥作为基蘖肥施入，以便促进水稻快速分蘖。WU等[7]认为，水稻分蘖在干物质积累和产量形成中有重要作用，分蘖能力强的品种单位面积干物质生产多，产量高。空育131是个分蘖能力很强的品种，在获得高产处理（9 617.5 kg/hm2）中收获穗数达到564.6个/m2，而龍粳21是个分蘖能力较弱的品种，在获得高产处理 （9 893.4 kg/hm2）收获穗数只达到450.3个/m2，可见多蘖型品种收获穗数对高产的贡献远大于其他产量要素。本研究中，随着施氮水平的提高，群体茎蘖数增加，高峰苗数明显增多，多蘖小穗型品种空育131增加幅度要比少蘖大穗型品种龙粳21大。如果基蘖肥施入比例增加，会使群体茎蘖数增多；若穗粒肥施入比例提高，则可以减少高峰苗数。在低氮（115 kg/hm2）水平下氮肥后移降低群体茎蘖数的效应明显高于高氮（161 kg/hm2）水平下的效应。所以在低氮水平下，如果增加穗粒肥施入比例，将明显降低多蘖小穗型品种空育131群体茎蘖数，导致群体收获穗不足。在中高氮水平下，适当增加穗粒肥施入比例将有利于提高少蘖大穗型品种群体有效分蘖率和成穗率。茎蘖成穗率是衡量水稻群体质量的重要指标[8]，一些学者也证实了适当减少基蘖肥用量，增加穗肥比例，可以减少无效分蘖的发生，提高分蘖成穗率，改善群体质量，提高单茎的茎鞘重，延缓抽穗后叶片的衰老，增加抽穗后干物质积累，提高产量[9，10]。

水稻分蘖成穗率与群体质量各指标均存在密切相关，是诊断水稻群体质量好坏的综合指标，实现高产群体质量栽培必须以提高分蘖成穗率为重点。在保证获得适宜穗数的前提下，提高群体成穗率是提高群体质量、实现高产稳产的核心问题，当成穗率达到80%以上，在此基础上群体的各项指标均可以全面优化实现高产稳产[11]。De Datta[12]通过研究认为，水稻生育前期施用氮肥主要是对分蘖数有影响，后期施用氮肥主要是对每穗粒数和结实率有影响。已有研究证实，寒地水稻产量构成四个因素中对产量的影响大小顺序为穗数>穗粒数>结实率>千粒重，穗数是产量构成因素中决定产量高低的最重要因子。对多蘖小穗型品种在施氮量一定条件下使基蘖肥数量充足，前期抓住足够的分蘖穗数；而对少蘖大穗型品种适当增加施氮量和穗粒肥比例，后期获得较多粒数是获得高产的关键。

参考文献：

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[2] 耿立清，张凤鸣，许显滨，等.低温冷害对黑龙江水稻生产的影响及防御对策[J].中国稻米，2004（5）：33-34.

[3] 矫 江，许显滨，孟 英.黑龙江省水稻低温冷害及对策研究[J].中国农业气象，2004，25（2）：26-28.

[4] 凌启鸿，苏祖芳，张海泉.水稻成穗率与群体质量的关系及其影响因素的研究[J].作物学报，1995，21（4）：463-469.

[5] 苏祖芳，张亚杰，张 娟，等.基蘖肥与穗粒肥配比对水稻产量形成和群体质量的影响[J].江苏农学院学报，1995，16（3）：21-30.

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[7] WU P，TAO Q N. Genotypic response and selection pressure on nitrogen-use efficiency in rice under different nitrogen regimes[J].J Plant Nutrition，1995，18（3）：487-500.

[8] 凌启鸿.水稻群体质量的理论与实践[M].北京：农业出版社.1994.

[9] 盛大海.氮肥后移对寒地水稻群体质量及产量的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2008.

[10] 张 慧，彭显龙，刘元英，等.前氮后移对寒地水稻群体质量的影响[J].土壤通报，2011，42（2）：402-406.

[11] 凌启鸿.作物群体质量[M].上海：上海科学技术出版社，2000.44-211.

[12] DE DATTA S K. Improving nitrogen fertilizer efficiency in lowland rice in tropical Asia[J].Fertilizer Research，1986，9（1）：171-186.