双季稻区不同晚稻品种氮肥利用率比较

段红霞，周晓丰，夏桂龙，杨延安

（1. 江西省邓家埠水稻原种场，江西 余江 335200；2. 进贤县钟陵农业技术推广综合站，江西 进贤 331717）

水稻是我国最重要的粮食作物之一，在保障国家粮食安全中发挥着至关重要的作用。长期以来，为保持水稻的高产、超高产水平，农民在集约化农田种植过程中往往会过量施入氮肥。大量使用氮素，对水稻自身而言，会导致倒伏、病虫害加剧、影响品质[1-2]。对环境而言，氮肥施入土壤后如果当季不能被作物吸收，则会通过氨挥发、反硝化和淋溶等形式进入环境而损失，还会引发诸如土壤、河流、地下水和大气污染等一系列的环境问题[3-5]。再从生产成本考虑，氮素是水稻生产中投入最多的营养元素，氮肥成本约占我国水稻生产外在投入总成本的35%[6]。尽管大量施用氮肥促进了水稻产量的提高，但是随着氮素使用量的增加，氮肥利用率降低，产量增幅下降，施用氮肥所获得的效益在下降[7]。

从水稻品种自身遗传特性出发，挖掘水稻氮高效的种质资源，使其适应低氮环境或者高效吸收利用土壤中的氮素，是减少氮肥用量、提高氮肥利用率，降低水稻生产成本最有效、最简便的途径之一。当前有大量研究表明水稻的氮素利用效率存在着显著的基因型差异[8-11]，这为筛选及培育水稻品种提供了理论依据。单玉华等[10]研究表明16 个水稻品种间吸收单位氮素生产的干物质量相差13.4%，而吸收单位氮素形成的籽粒产量则相差34.2%；黄农荣等[11]研究表明48 个水稻品种在氮素利用率方面存在显著差异，氮素农学利用率变幅在-22.65～17.51 kg/kg，氮素回收利用率变幅在-53.91%～55.14%。随着氮肥施用量的增加，不同基因型水稻氮素利用率的降低幅度并不相同，其中水稻氮素的生理利用效率比较稳定，随氮素水平的增加其降幅小于吸收效率的降幅，因此吸收效率的降低是氮素利用效率降低的主要原因[6]。南方丘陵区是我国水稻重要的生产基地，长期以来由于氮肥使用不合理以及土壤特有的理化性质，使得该地区水稻产量长期处于中低产水平，对我国的粮食安全构成了潜在威胁。基于此，笔者以南方主推的8 个晚稻品种为试验材料，分析其叶绿素含量、产量和氮肥利用率等指标，以期为该区域晚稻高效种质资源的发掘提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省鹰潭市余江区平定乡（116°55'45″E、28°13'40″N）。试验土壤为红壤性水稻土，土壤pH 值为5.15，有机质为29.22 g/kg，全氮含量为1.72 g/kg，碱解氮含量为84.33 mg/kg。

1.2 试验设计

田间试验于2018 年进行，两因素裂区试验，主处理为氮肥用量，分别为：不施氮（N0）和正常氮（N150，150 kg/hm2）；副处理为晚稻品种，分别为农香98、黄华占、美香占2 号、万象优华占、野香优2 号、泰优390、泰优398 和天优华占。每个主处理设3 个重 复，主处理的小区面积为10 m×10 m=100 m2，每个小 区内均种植8 个水稻品种，栽插密度20 cm×20 cm。为防止窜水窜肥，不同氮肥处理的小区田埂用塑料薄膜覆盖。水分管理及植保治病管理均按当地习惯。磷（P2O5）肥和钾（K2O）肥用量分别为90 和120 kg/hm2。 氮肥为尿素，磷肥为钙镁磷肥，钾肥为氯化钾。氮肥按基肥∶蘖肥∶穗肥比例为4∶3∶3的方式施入，磷、钾肥作为基肥一次施入。晚稻育秧时间为6 月29 日，插秧时间为7 月28 日，收获时间为11 月10 日。

1.3 测定项目

1.3.1 齐穗期剑叶SPAD 测定在水稻的齐穗期的上午9：00—11：00，利用便携式叶绿素测定仪测定不同水稻品种剑叶的SPAD，每个品种随机选3 株水稻，每个叶片重复测定5 次。

1.3.2 测产和氮利用率计算水稻成熟期将小区单收单打，测定水稻产量。并计算氮肥偏生产力和农学效率[12]。

1.3.3 数据处理试验数据采用Excel 2003 软件和SPSS 15.0 系统进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮处理下各水稻品种在齐穗期的剑叶SPAD 值

与不施氮肥相比，施用氮肥处理均可以显著增加各水稻品种齐穗期剑叶的SPAD 值（表1），8 个品种的提高幅度为8.96%～57.70%。但是，各水平品种在施氮和不施氮条件下齐穗期剑叶SPAD 值的变化规律不一。在不施氮条件下，黄华占、美香占2 号、泰优390 和泰优398 的剑叶SPAD 值（31.33～33.47）显著高于天优华占、农香98、万象优华占和野香优2 号（25.73～27.10）。而在施氮条件下，农香98、万象优华占和野香优2 号的剑叶SPAD 值（40.13～40.63）显著较高的趋势。

表1 2 个氮水平下各水稻品种齐穗期叶片SPAD 值

2.2 不同氮处理下各水稻品种的产量

根据田间实际产量结果（表2），各水稻品种均呈现出施氮处理显著高于不施氮处理，增幅分别为30.17%～86.14%，同时，在相同的氮肥处理下，不同品种的产量差异显著，其中在不施氮的条件下，黄华占、美香占2 号、泰优390 和泰优398 的产量（6 355.76～ 6 713.57 kg/hm2）显著高于天优华占、农香98、万象优华占和野香优2 号（5 085.24～5 417.76 kg/hm2）。而在施氮条件下，则呈现出天优华占和万象优华占的产量（9 721.67 和9 859.76 kg/hm2）显著较高的趋势。

表2 2 个氮水平下不同水稻品种产量 （kg/hm2）

2.3 不同水稻品种的氮肥偏生产力和农学效率

进一步计算发现，各水稻品种的氮肥偏生产力和农学效率差异较大（表3）。在8 个品种中，天优华占和万象优华占的氮肥偏生产力最高（64.81 和65.73kg/kg）。而泰优390 最低（29.99 和30.36 kg/kg）。氮肥农学效率也表现出相似的趋势。

表3 不同水稻品种的氮肥偏生产力和农学效率 （kg/kg）

3 讨 论

水稻叶片含氮量与叶片光合生产能力密切相关，是影响氮素利用效率的活跃因素，在一定水平下水稻叶片高含氮量有利于增加其叶片光合速率[13]。叶片叶绿素相对含量（SPAD）可以快速、简便地反映植物氮素营养状况[14]。在研究中，与正常施氮相比，不施氮处理下各品种的剑叶SPAD 值显著降低，这说明氮肥对于水稻氮素吸收的重要性。但是，不同品种的SPAD 值差异显著，且在施氮和不施氮条件下表现不一。原因主要与品种特性有关[15]，但是，由于不同品种的齐穗期存在一定差异[16]，这也是导致水稻剑叶SPAD 值不同的主要原因。因此，在后续的研究中，针对不同品种的SPAD 值差异还有待结合其他诸如灌浆期等进综合评价。

一定范围内水稻吸收更多的氮素有助于改善水稻产量构成因子，促进籽粒灌浆，获的更大产量[17]。因此，与不施氮处理相比，供应充足的氮肥是获得水稻高产的关键。在常规施氮条件下，天优华占和万象优华占的产量显著高于其他品种。同时，天优华占和万象优华占的氮肥偏生产力最高和农学效率也显著较高。这说明，在南方丘陵区的晚稻种植中，天优华占和万象优华占可以作为高产高效水稻进一步推广应用。然而，随着育种的进步，适宜的晚稻品种不断推陈出新[18]，因此，下一步应开展一系列研究，且应结合水稻品种区试进行提前筛选和评价。

4 结 论

在南方丘陵区，与不施氮肥相比，施用氮肥处理均可以显著增加各水稻品种齐穗期剑叶的SPAD 值和产量，但是，各品种的表现不一。在正常施氮条件下，万象优华占和野香优2 号的剑叶SPAD 值最高，天优华占和万象优华占的产量最高。进一步分析发现，天优华占和万象优华占的氮肥偏生产力和农学效率也表现出较高的趋势。