氮肥减量后移对云南高原水旱轮作下粳稻群体质量及产量的影响

夏琼梅 胡家权 董林波 钱文娟 何永福 李贵勇 龙瑞平 朱海平 杨从党,*

氮肥减量后移对云南高原水旱轮作下粳稻群体质量及产量的影响

夏琼梅1胡家权2,#董林波2钱文娟2何永福3李贵勇1龙瑞平1朱海平1杨从党1,*

(1云南省农业科学院 粮食作物研究所，昆明 650200；2云南省曲靖市麒麟区农业技术推广中心，云南 曲靖 655000；3云南省曲靖市麒麟区越州镇农业综合站，云南 曲靖 655000；#共同第一作者；*通信联系人，E-mail:yangcd2005@163.com)

【】为探究氮肥减量后移对高原粳稻产量及群体质量的影响，并为水稻氮肥减量施用提供依据。选用常规粳稻品种会粳17号和楚粳28号为材料，设置不同氮肥用量及运筹处理，分别为CF(当地常规施氮模式，折合纯氮270kg/hm2，基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥用量之比为5∶5∶0∶0)、RPN1(较CF减10%，3∶3∶2∶2)、RPN2(较CF减20%，2.5∶2.5∶2.5∶2.5)、RPN3(较CF减30%，0∶2∶5∶3)、RPN4(较CF减40%，0∶0∶6∶4)和CK(不施任何肥料的空白区)共6个处理，研究了水旱轮作(大蒜-水稻、烤烟→水稻)条件下氮肥减量后移对水稻生长发育、群体质量和产量的影响。空白区水稻产量两年均高于8 t/hm2，施氮后，产量显著增加；与CF处理相比，随着氮肥减量和后移比例的增加，水稻产量和氮肥农学利用效率逐渐增加，纯氮用量最少(162 kg/hm2)且全部后移至穗肥(促花肥∶保花肥=6∶4)施用，其产量最高，增产20%以上，氮肥农学利用率从低于10 kg/kg提高到20 kg/kg以上。氮肥减量后移使稻穗分化期延长，并形成抽穗期功能叶较长、叶长序数(由上而下)为2-3-1-4，高效叶面积率达80%以上，叶面积适宜的高光效群体，促进颖花分化攻取大穗。同时，成穗率提高，具有较高的群体生长率和抽穗后干物质积累量，构建了水稻高质量群体。通过氮肥用量及施用比例的优化，能有效减少稻田氮肥施入，提高云南粳稻产量和氮肥利用率。其中，水稻季不施入基蘖肥，供应氮素全部用作穗肥投入最少，产出最多。

粳稻；氮肥减量后移；产量；群体质量

氮素是植物重要的营养物质，氮肥施用等技术的增产作用相当于将人均耕地面积从0.08 hm2提高到了0.52 hm2，扩大了6.5倍[1]。目前条件下中国水稻氮肥农学效率和氮肥利用率分别为10.14 kg/kg和28.13%，远低于国际水平[2]。在背景氮高的土壤和施用高氮肥量的情况下，过量的氮素往往伴随着高呼吸消耗、病虫危害加剧、倒伏、收获指数降低，最终降低氮肥利用率[3]。采用传统施肥方式把氮肥全部用作基、蘖肥时，水稻产量增幅较小，氮农学利用率较低[4-6]。农业部于2015 年2月17 日印发了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》，力争到2020年，在不影响国家粮食安全的前提下，实现我国农作物化肥、农药使用量零增长。因此，当前水稻氮肥管理研究的重点就是通过科学施氮技术，减少氮肥用量，提高氮肥利用率，同时促进水稻增产、农民增收和生态环境安全。

关于氮肥的用量与运筹对水稻产量及生长发育的影响前人进行了大量研究[7-14]，并形成了系统的水稻氮肥后移和精确定量栽培的理论与技术体系[15-20]，云南引入该技术并进行了试验示范，取得了显著的增产节本效果[21-25]。但以往对水稻施氮模式的研究大多是在氮肥施用总量相同的前提下，研究氮肥后移及运筹对单作水稻生长的影响，关于氮肥减量后移对水稻的影响，尤其结合水旱轮作系统的研究较少。云南立体气候特点显著，光热资源丰富，复种指数高，且多为水旱轮作。稻菜轮作是云南农业生产中普遍存在的种植方式，主要旱季作物中除花卉和果树外，每季化肥施用较多的即为蔬菜，N+P2O5+K2O施用量接近600kg/hm2 [26]，秋马铃薯施用量高达1500 kg/hm2[27]。研究表明，与水稻连作相比，合理的水旱轮作能提高水稻产量，改善土壤理化性质[28-30]。而对水稻的生长和土壤环境质量的影响，与旱作季作物施肥措施及其栽培模式有很大的关系[31,32]。因此，在新发展理念下，云南水旱轮作田块通过研究利用科学的栽培技术体系，发挥水旱轮作系统中水作对土壤养分循环的积极作用，使水稻生产在保证高产的同时减少化肥施用量，提高肥料利用率。

本研究在前期云南立体生态区多年开展的水稻精确定量栽培试验及示范的基础上，在云南温暖粳稻区选择年内水旱轮作模式较普遍的大蒜−水稻水旱两熟田块，年际间轮作较普遍的烤烟→水稻，研究氮肥减量后移对水旱轮作系统水稻群体质量及产量的影响，以期为水稻氮肥减量后移技术的推广应用提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年在云南省曲靖市麒麟区越州镇(海拔1850 m)横大路村委会黄家庄村民小组黄朴生农户责任田中进行，前作为大蒜；2017年在该镇上坡村委会村民小组史志农户责任田中进行，前作为烤烟。供试水稻品种2016年为会粳17号，2017年为楚粳28号，均为常规粳稻。其中，楚粳28号为农业部认定的超级稻品种。种子均由云南省曲靖市麒麟区农业技术推广中心提供。试验田为多年水旱轮作田，土壤基本情况如下：2016年土壤pH值6.5，有机质含量42.4 g/kg，全氮含量2.495 g/kg，全磷含量1.357 g/kg，全钾含量12.29 g/kg，有效磷含量37.0 mg/kg，速效钾含量402 mg/kg；2017年土壤pH值7.2，有机质含量34.8 g/kg，全氮含量2.754 g/kg，全磷含量0.952 g/kg，全钾含量19.62 g/kg，有效磷含量20.5 mg/kg，速效钾含量243 mg/kg。

1.2 8BD5验方法

1.2.1 试验设计

采用大田试验，随机区组设计，共设6个氮肥(含氮46%的尿素)用量与运筹处理组合，分别为CF(当地常规施氮模式，折合纯氮用量为270 kg/hm2，按基肥∶分蘖肥∶促花肥∶保花肥=5∶5∶0∶0施用)、RPN1(较CF 处理减量10%，折合纯氮用量为243 kg/hm2，按3∶3∶2∶2施用)、RPN2(较CF 处理减量20%，折合纯氮用量为216 kg/hm2，按2.5∶2.5∶2.5∶2.5施用)、RPN3(较CF 处理减量30%，折合纯氮用量为189 kg/hm2，按0∶2∶5∶3施用)、RPN4(较CF 处理减量40%，折合纯氮用量为162 kg/hm2，按0∶0∶6∶4施用)和CK(空白处理，不施用任何肥料)。磷钾肥均采用相同的施用方法，其中磷肥为过磷酸钙(含P2O512%)，用量(折合P2O5) 150 kg/hm2，一次性作基肥施用；钾肥为氯化钾(含K2O 60%)，用量(折合K2O) 150 kg/hm2，按基肥∶促花肥=5∶5的比例施用。3次重复，共计18个小区，小区面积15 m2，各小区之间用塑料隔水板筑埂隔开。试验各处理不同时期氮肥用量与运筹见表1。

表1 氮肥用量及运筹方案

CF—当地常规施肥模式；RPN1—CF减N 10%；RPN2—CF减N 20%；RPN3—CF减N 30%；RPN4—CF减N 40%；CK—空白处理。下同。

CF, Conventional fertilizer application; RPN1, With nitrogen level down 10 percent as compared with CF; RPN2, With nitrogen level down 20 percent as compared with CF; RPN3, With nitrogen level down 30 percent as compared with CF; RPN4, With nitrogen level down 40 percent as compared with CF; CK, No fertilizer application. The same as follows.

1.2.2 田间管理

水稻播种前进行晒种、药剂浸种催芽至露白后均匀播种，采用机插软盘育秧。2016年3月20日播种，4月26日移栽，4 月25 日施基肥，5月9 日施分蘖肥，6月20 日施促花肥，6 月28 日施保花肥。2017年3月13日播种，5月9移栽，5月8日施基肥，5月24日施分蘖肥，6月20日施促花肥，7月3日施保花肥。两年试验移栽行株距均为27 cm×10 cm，移栽密度37.5 万丛/hm2，2016年移栽基本苗为82.5万苗/hm2，2017年为78.8万苗/hm2。

采用浅水插秧，移栽后建立浅水层，在分蘖达到预计穗数的80%时，排水晒田，控制无效分蘖；拔节长穗期至灌浆结实期采用浅湿交替灌溉，成熟期收获前7 d 排水便于收获。

病虫草害按照当地高产栽培进行常规管理。

1.2.3 生产验证

2018年，在云南省曲靖市麒麟区越州镇6.67 hm2机插秧连片示范田进行氮肥减量后移技术验证，前茬为大蒜，水稻品种为楚粳28号，3月10日播种，4月24日－26日移栽，7月24日始穗，8月1日齐穗，9月25日收获。在该示范片随机选择3块田进行常规施肥管理，供试氮肥为尿素(含氮46%)，施氮量(折合纯氮计算)为270 kg/hm2；氮肥减量后移技术实施田块施氮量(折合纯氮计算)为162 kg/hm2，氮肥用量减少40%，不施基肥和分蘖肥，促花肥和保花肥用量为5∶5，促花肥倒4叶露尖时施用，保花肥倒2叶露尖时施用，具体为6月19日施促花肥，7月13日施保花肥。移栽密度和基本苗分别为27万丛/hm2和86.4万苗/hm2。

1.3 测定项目及其方法

1.3.1 叶龄、茎蘖动态调查

移栽后各小区去除边行连续选取10穴水稻，每7 d标记1次主茎叶龄，并调查分蘖数、叶龄直至主茎剑叶抽出，记录主茎总叶片数、茎蘖数直至齐穗期。

1.3.2 干物质量测定

分别于齐穗期、成熟期取样。每小区非边行选取60丛调查有效穗数，按平均有效穗数取代表性植株3丛，在室内测定齐穗期叶面积(叶面积仪LICOR-3100)、倒1叶至倒4叶叶长、SPAD值(叶绿素仪SPAD-502)，并将其分割为茎鞘、叶、穗，分别装于牛皮纸袋，在105℃烘箱中杀青0.5 h后，80℃烘干至恒重，并用百分位电子秤称量，计算地上部分干物质量、抽穗后干物质积累量、叶面积指数、群体生长率、净同化率、氮肥农学利用率等指标。

群体生长率(g·m–2d–1)＝(2–l)/(2–1)。式中，1和2为前后2次测定的干物质量，1和2为前后2次测定的时间；

净同化率(g·m–2d–1) ＝ [(ln2–ln1)/(2–1)]× [(2–1)/(2–1)]。式中，1和2为前后两次测定的叶面积，1和2为前后2次测定的干物质量，1和2为前后2次测定的时间；

表2 不同氮肥处理水稻关键生育阶段及主茎总叶片数

D1－移栽期；D2－幼穗分化始期；D3－齐穗期；D4－成熟期；D5－移栽-幼穗分化始期；D6－幼穗分化始期-齐穗期；D7－齐穗期-成熟期；D8－全生育期；NL－总叶片数。

D1, Transplanting; D2, Panicle initiation; D3, Heading; D4, Maturity; D5, Transplanting-panicle initiation; D6, Panicle initiation-heading; D7, Heading-maturity; D8, Whole growth duration; NL, Number of leaves.

氮肥农学利用率(kg·kg−1)=(施氮区水稻产量−无氮区水稻产量)/总施氮量。

1.3.3 产量及其构成因素的测定

成熟期每小区选取非边行60丛调查平均有效穗数，计算成穗率。每个小区全部实割测产，去除空瘪粒和杂质后，用谷物水分仪(M-3G/M-20P)测定籽粒含水量，然后称重，按14.5%的含水量换算成实际产量。按照平均有效穗数取代表性植株3丛，考查每穗总粒数、实粒数、瘪粒数、结实率和千粒重。

1.4 数据处理及分析

生育进程、主茎总叶片数、茎蘖动态和产量及其构成因素为2016年和2017年两年数据，其余调查指标为2017年数据。运用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0系统软件进行数据作图和统计分析，处理间差异显著性分析采用最小显著差数法(LSD)检验法，利用Pearson相关系数进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥处理对水稻生育进程及主茎总叶片数的影响

施用氮肥后，随着氮肥减量后移,水稻全生育期延长(表2)。生育进程差异主要在穗分化期，与CK相比，施用氮肥后穗分化期延长；随着氮肥减量后移，呈逐渐加长的趋势；与CF 处理相比，RPN4 处理两年均延长了10 d；移栽至幼穗分化始期的天数受影响较小，齐穗至成熟期天数RPN4 处理最短，其余氮肥处理间差异较小。

两年不同氮肥处理对总叶片数的影响均较小，仅为0~1叶之差。总叶片数2016年会粳17号为13.4~13.8叶，2017年楚粳28号为14.8~15.0叶。

2.2 氮肥处理对水稻茎蘖数和成穗率的影响

两年试验结果显示，分蘖前期不同氮肥处理对水稻分蘖发生影响较小；随着生育进程的推进，不施基肥和分蘖肥的处理(CK和RPN4)分蘖数相比其余处理增速变缓，但茎蘖数稳定后氮肥减量后移的处理均高于CF处理(图1)。2016年随着氮肥减量后移，达到最高茎蘖数时间推迟，高峰苗期后CF 处理茎蘖数下降较快，RPN4处理茎蘖数下降较慢；2017年高峰苗期后CF、RPN1处理茎蘖数下降较快，茎蘖数稳定后，RPN2、RPN3、RPN4处理具有较高的茎蘖数，说明氮肥减量后移不仅控制了无效分蘖的发生，同时提高了水稻茎蘖成穗率。

高峰苗数两年均为CK处理显著低于施氮处理，与CF处理相比，氮肥减量后移处理后2016年没有明显变化，2017年呈先增加后降低的趋势。与CF处理相比，通过氮肥减量后移处理后成穗率增加，2016年差异显著，2017年随着氮肥减量且后移比例的增加有逐渐增加的趋势，基肥用量为零时(RPN3、RPN4)成穗率趋于稳定，两年变化趋势一致(图2)。2016年氮肥减量后移处理后成穗率达90%以上，2017年达85%以上。

2.3 氮肥处理对水稻产量及其构成因素的影响

基础地力产量两年试验结果比较一致，2016年为8.6 t/hm2，2017年为8.4 t/hm2；施氮后，产量显著增加，随着氮肥减量后移，水稻产量呈增加趋势(表3)。与其余施氮处理相比，CF 处理产量最低，两年分别为10.4 t/hm2、10.3 t/hm2，RPN4处理最高，两年分别为12.6 t/hm2、13.1 t/hm2，两个处理间产量差异达显著水平。RPN1、RPN2、RPN3、RPN4 处理随着氮肥用量的降低和后移比例的增加，产量呈增加的趋势，2016年差异不显著，2017年RPN4 处理产量显著高于RPN1和RPN2。与CF 处理相比，氮肥减量后移处理2016年分别增产16.4%、18.3%、19.2%、21.2%，2017年分别增产11.7%、11.7%、16.5%、27.2%。随着氮肥减量后移比例增加，氮肥农学利用效率提高，2016年从6.6 kg/kg提高到24.9 kg/kg，2017年从7.0 kg/kg提高到28.9kg/kg。

图1 不同氮肥处理对水稻茎蘖动态的影响

Fig. 1. Effects of nitrogen treatments on the number of rice tillers and stems.

柱上标相同小写字母者在5%水平上差异不显著（LSD）。图中数值为平均值±标准误（n=3）。

Fig. 2. Effects of nitrogen treatments on rice maximum number of tillers and stems and panicle-bearing tiller rate.

从产量构成因素看，单位面积有效穗数CK处理最低，施用氮肥后显著增加；与CF处理相比，氮肥减量后移处理单位面积有效穗数增加，两年均为RPN3处理最高。施用氮肥后除2016年CF处理外，其余处理总粒数均显著增加；随着氮肥减量后移，两年总粒数均呈增加的趋势，RPN4处理两年均显著高于CF、RPN1和RPN2处理。2016年随着氮肥减量后移，千粒重下降，2017年无明显变化。采用氮肥减量后移技术并没有比常规施肥技术减产，反而增产，增产的主要原因是氮肥后移增加了单位面积有效穗数和每穗总粒数，促进了大穗的形成，同时保持适宜的结实率。

2.4 氮肥处理对叶面积指数和粒叶比的影响

齐穗期高效LAI和总LAI均以CK处理最低，施用氮肥后显著增加；随着氮肥减量后移，齐穗期总LAI 呈先增加后降低的趋势，而高效叶面积率随着氮肥减量后移呈逐渐增加的趋势，RPN3和RPN4处理的高效叶面积率达80%以上，显著高于其余处理(表4)。成熟期绿叶LAI以CK处理最低，CF处理最高。颖花叶比、实粒叶比、粒重叶比均为RPN4处理最高，显著高于CF处理。

表3 不同氮肥处理对水稻产量及其构成因素的影响

表中数值为平均值±标准误(=3)，同列中标以不同小写字母的值在5%水平差异显著。下同。

Values are Mean±SE(=3). Values followed by different small letters are significantly different at 5% level. The same as below.

表4 氮肥处理对水稻叶面积指数和粒叶比的影响

HLAI－高效叶面积指数；TLAI－总叶面积指数；HELAR－高效叶面积率；ELAI－绿叶LAI；RSL－颖花叶比; RFL－实粒叶比；RGL－粒重叶比。

HLAI, High efficient leaf area index; TLAI, Total leaf area index; HELAR, High effective leaf area ratio; ELAI, Effective leaf area index; RSL, Ratio of spikelet number to leaf area; RFL, Ratio of filled grain number to leaf area; RGL, Ratio of grain weight to leaf area.

2.5 氮肥处理对齐穗期叶片SPAD值及叶长的影响

从表5看出，齐穗期倒1叶至倒4叶SPAD值CK处理最低，施用氮肥后显著增加；随着氮肥减量后移，SPAD值增加，RPN4处理最高，显著高于CF处理；齐穗期不同处理倒4叶SPAD值均低于倒3叶。

齐穗期倒1叶至倒3叶叶长以CK处理最短，施用氮肥后均增加，其中倒2叶显著变长。氮肥减量后移使倒1叶和倒2叶显著变长，使倒4叶的叶长显著变短(RPN1除外)。其中，叶长序数(由上而下)为2-3-1-4的处理(RPN4)产量最高。

2.6 氮肥处理对水稻各生育期群体干物质量、抽穗后干物质积累、群体生长率和净同化率的影响

施用氮肥显著增加了齐穗期和成熟期的群体干物质量；随着氮肥减量后移，与常规施肥CF相比，齐穗期干物质量降低，其中CF处理与RPN4处理间差异显著，而成熟期干物质量除RPN1显著低于RPN3外，其余不同处理间无显著差异(表6)。抽穗后干物质积累量和群体生长率CK处理最低，施用氮肥后显著增加，随着氮肥减量且后移比例增加，抽穗至成熟期干物质积累量显著增加。CK处理因叶面积较小，生育期较短，净同化率反而最高。氮肥减量后移的不同处理中，RPN4处理净同化率最高。抽穗后干物质积累量、群体生长率和产量呈极显著正相关，线性公式2016年为=1.0567+1.3226，2017年为=0.4893+2.0374(图3)。说明氮肥减量后移提高了抽穗后干物质积累量和群体生长率，从而获得较高产量。

2.7 生产性验证

在云南省曲靖市麒麟区越州镇进行氮肥减量后移技术6.67 hm2机插秧连片示范结果显示，示范片氮肥减量后移技术实施田块平均产量为12.8 t/hm2，其中，有效穗数为505.5×104/hm2，每穗总粒数128.7 粒，结实率85.7%，千粒重23.0 g；当地常规施肥田块平均产量为9.9 t/hm2，有效穗442.5 ×104/hm2，每穗总粒数106.0 粒，结实率89.0%，千粒重23.0 g，比常规施肥水稻增产2.9 t/hm2，增产29.2%，节约氮肥用量40%，表现出了良好的节肥增产效果。

表5 氮肥处理对水稻齐穗期叶片SPAD值及叶长的影响

ONL, Ordinal number of the 1stto the 4thleaf length from the top.

表6 氮肥处理对水稻群体干物质量、抽穗后干物质积累、群体生长率和净同化率的影响

图3 抽穗后干物质积累量、群体生长率和产量的关系

Fig. 3. Correlation of rice yield with dry matter accumulation after heading and population growth rate.

3 讨论

3.1 氮肥减量后移技术提出的栽培基础

范立慧等[33]研究认为基肥对水稻的缓苗及分蘖发生具有促进作用，是不可或缺的一部分，但随着基肥用量的增加，前期群体较大，无效分蘖较多。增施氮素基、蘖肥，虽然有利于拔节前氮素基、蘖肥利用率的提高，但不利于整个生育期的氮素基、蘖肥利用率和总氮肥利用率的提高[34]。在我国集约化稻作区，大幅度提高氮肥农学利用效率的方法将是通过降低当前的施氮总量，同时减少生长前期的施氮比例[35]。研究表明，提高穗分化始期二次追肥的分配比例，有利于促进全氮吸收和生物量积累，最终提高籽粒产量和氮素利用效率[36]。氮素穗肥运筹塑造良好叶片形态和群体质量，并增加花后物质积累量更有助于产量提高[37]，但穗肥利用率因品种不同而异[38-39]。氮肥精确后移施用模式是在确定适宜施氮总量的基础之上，减少基蘖肥用量，增加穗肥用量，其高产高效的机制是巩固有效分蘖，以高成穗率争足穗；攻取大穗，优化中期群体结构，至抽穗期既有足量干物质积累，又具有较高粒叶比；强化抽穗后光合物质生产与积累，协调物质运转，以强源畅流促充实[15]。本研究提出的氮肥减量后移技术主要从减少氮肥总用量的同时保持水稻高产两个方面进行研究：首先在减少施氮总量的基础之上进行后移，即减少基蘖肥用量，增加穗肥用量；其次，穗肥的施用时期根据水稻精确定量栽培技术多年试验示范验证，为拔节至穗分化期，具体的施用叶龄期是倒4叶和倒2叶期(露尖时施用)，该时期穗肥施用效果最好，能显著促进大穗形成[19,40]。该技术的研究根据云南温暖粳稻区水旱轮作系统前作基础地力条件，以水稻精确定量栽培技术理论为基础设计田间试验，结果表明氮肥用量最少，且水稻季不投入基蘖肥，施用氮肥全部后移至穗肥的处理产量最高，在当地经大面积生产验证表现出明显的节肥增产作用。

3.2 氮肥减量后移对水稻群体质量指标的影响

凌启鸿等[26]指出高产水稻的群体质量指标包括结实期群体光合生产积累量、群体适宜LAI、群体总颖花量、粒叶比、有效和高效叶面积率、抽穗期单茎茎鞘重和颖花根活量。其中，最关键的是前3项。抽穗至成熟期光合生产力是衡量群体质量的本质指标。抽穗至成熟期的干物质积累量和产量的关系最为密切，呈极显著正相关。抽穗前群体的培养，不应单纯寻求数量，而应重视提高质量。胡群等[4]、张巫军等[9]研究显示，随着氮肥后移，基蘖肥用量减少，高峰苗前茎蘖数差异较小，但高峰苗数显著降低，成穗率提高，利于产量的增加。本研究中，不同处理抽穗至成熟期的干物质积累量和产量的关系符合该高产指标，两者呈极显著正相关，表明云南温暖粳稻区大蒜→水稻、烤烟－水稻水旱轮作系统基础地力较高的条件下，采用氮肥减量后移技术避免了氮肥用量过多尤其是基蘖肥的用量过多导致抽穗前群体过大的问题，满足了抽穗后较高的群体生长率，最终获得了较高的抽穗后干物质积累量，实现了“减肥”高产的目标。

适宜的叶面积指数是提高群体结实期光合积累量的形态生理的基础指标。有效茎的最上3张叶片为高效叶片，生长和穗分化同步，长度与每穗粒数呈密切正相关。5~6个伸长节间的粳稻品种的高产群体高效叶面积率的适宜指标值为75%~80%，叶长序数(由上而下)为2-3-1-4-5或3-2-1-4-5。秦俭等[37]、陈惠哲等[41]研究表明穗分化期施氮对水稻高效叶片生长有显著影响。本研究结果也符合这一规律。产量最高处理的叶长序数(由上而下)为2-3-1-4，高效叶面积率达80%以上，采用氮肥减量后移技术促进了功能叶的生长，齐穗期高效LAI 增加；随着氮肥减量后移高效叶面积率增加，表明氮肥后移通过促进高效叶片生长，提高其高效LAI 在群体LAI 中的比率，增强了叶片光合生产效率，促进了大穗的形成。

在适宜LAI 下，提高总颖花量是提高产量的直接因素，而稳定适宜穗数、主攻大穗，是提高群体总颖花量的可靠途径。与当地常规施氮相比，本研究通过氮肥减量后移，总颖花量由4×108~5×108/hm2提高到6×108~7×108/hm2，产量由10.0 t/hm2提高到12.5 t/hm2以上。

3.3 氮肥减量后移对水稻生育进程的影响

研究表明，生育期太短不利于光合产物的积累，生育期过长过短均不利于高产，增施氮肥后水稻生育期延长，但因品种而异[8]。氮肥施用量与其生育进程呈正相关[42]，氮肥施用量少可加速生育进程，生育期缩短[43]，但通过后期增施氮肥能延长生育期从而增加产量[44]。本研究中，随着氮肥用量的减少，穗肥比例的增加，稻穗分化期天数延长，通过在该时期增加氮肥施用量，颖花量显著增加，产量显著提高。

4 结论

在云南省温暖粳稻区基础地力较高(空白区产量7.5 t/hm2以上)的水旱轮作田块，水稻移栽密度37.5万丛/hm2，每丛2~3苗壮秧栽培，氮肥施用总量比农户常规施用总量可减少40%，增产20%以上，氮肥农学利用率提高到20 kg/kg以上，但必须改变传统的仅施底肥和分蘖肥的施肥模式，采用氮肥减量后移技术，即水稻生长季不施入基蘖肥，根据水稻分蘖生长和叶色变化情况，科学施用促花肥和保花肥，促花肥和保花肥用量之比为6∶4或5∶5，并于倒4叶和倒2叶露尖时施用。

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Effects of Reducing and Postponing Nitrogen Application on Population Quality and Grain Yield ofRice Under Paddy-upland Crop Rotations in Yunnan Plateau

XIA Qiongmei1, HU Jiaquan2,#, DONG Linbo2, QIAN Wenjuan2, HE Yongfu3, LI Guiyong1, LONG Ruiping1, ZHU Haiping1, YANG Congdang1,*

(Institute of Food Crops,,, China;Qiling District,;Yuezhou Township Integrated Agricultural Station,,;;,:)

【】The objective is to study the effect of reducing and postponing nitrogen application from earlier stage to later stage on population quality and yield, and to improve the nitrogen utilization efficiency forrice on paddy-upland crop rotation in Yunnan Province.【】With two conventionalrice varieties(Huijing 17 and Chujing 28) as materials, a field plot experiment was carried out at six nitrogen application levels (270 kg/hm2, 243 kg/hm2, 216 kg/hm2, 189 kg/hm2and 162 kg/hm2with the corresponding basal, tillering, spikelet-promoting and spikelet-sustaining nitrogen ratios of 5:5:0:0, 3:3:2:2, 2.5:2.5:2.5:2.5, 0:2:5:3, 0:0:6:4, 0:0:0:0).【】The yield, over 8 t/hm2at zero nitrogen fertilizer level in 2016 and 2017, increased significantly with rising nitrogen application level. As compared with conventional fertilization treatment (270 kg/hm2and 5:5:0:0), with the increasing ratio of spikelet-promoting fertilizer while reduced total nitrogen application rate, an increasing trend was observed in yield and nitrogen agronomic efficiency. The optimum treatment was a reduction of 40% in nitrogen application rate. With the reduction of nitrogen application rate, the yield increased by more than 20% and the nitrogen agronomic efficiency increased from less than 10 kg/kgto more than 20 kg/kg. After reducing and postponing nitrogen application from earlier stage to later stage, the period of young panicle differentiation was prolonged. With longer functional leaves, the ordinal number of leaf length from the top of 2-3-1-4, the efficient leaf area ratio more than 80%, and appropriate leaf area index at full heading stage, the high photosynthetic efficient population formed, which promoted the differentiation of spikelets. At the same time, the panicle-bearing tiller percentage increased, with a higher population growth rate and dry matter accumulation after heading. 【】Optimizing the nitrogen fertilizer management can effectively reduce the application amount of nitrogen fertilizer in paddy field and improve grain yield and the utilization rate of nitrogen fertilizer ofrice in Yunnan. Among them, spikelet-promotingnitrogen fertilizerapplication with zero basal-tiller fertilizer in the rice growing season required the least input but generated the most output.

rice; reduce and postpone nitrogen application to later stage; grain yield; population quality

S143.1; S511.047

A

1001-7216(2020)03-0266-12

10.16819/j.1001-7216.2020.9091

2019-08-08；

2019-12-13。

国家重点研发计划资助项目（2017YFD0300100；2016YFD0300506）；国家水稻产业技术体系重点项目（CARS-01-07B）。