头季不同氮肥施用量对再生稻两优616干物质生产及产量的影响

刘 锋

（福建省尤溪县农业技术推广站，福建尤溪 365100）

再生稻是由头季收割后稻桩上残留的休眠芽萌发生长成穗而再收获的一季水稻。再生稻具有日产量高、生育期短、省工、省种、节水、生产成本低和经济效益高等优点，是中国南方种植一季稻热量有余而种植双季稻热量又不足的地区增加单位面积稻谷产量、提高复种指数和经济收入的有效措施之一［1］。1999—2004年，福建省三明市尤溪县西城镇麻洋村6.67 hm2示范片头季产量平均达12 661.5 kg/hm2，再生季产量平均达7 075.5 kg/hm2，两季合计年产量平均达19 737 kg/hm2。2005年尤溪县梅仙镇下保村6.67 hm2示范片创下8 814.0 kg/hm2再生季最高产量世界记录［2］。因此，发展再生稻、研究配套栽培技术对适应当前农业供给侧改革、提高粮食产量和增加农民收入具有重要的现实意义。

氮素是水稻生长以及高产所需的必要营养元素之一，生产上为了获得高产通常增加氮肥的投入，但过量的氮肥不仅增加成本、降低氮肥当季利用率，而且会造成后期贪青迟熟及病虫害加重，甚至倒伏。此外，氮化物还能反馈调节全球气候温度，从而直接或间接地引起一系列环境问题。作物群体一直是科技工作者关注的对象，培创高质量的水稻群体是高产的前提，通过栽培措施调控并改善水稻的群体结构，优化高产群体质量指标，对氮肥高效利用、水稻高产稳产具有重要意义［3］。

文静等［4］报道，不同施氮量对不同地域类型、不同品种的水稻产量及其产量构成均有不同程度的影响，但一般而言，产量随施氮量的增加呈先增后降的抛物线型关系。增施氮肥能显著提高水稻单位面积总颖花量、每穗粒数和有效穗数，且施氮量与单位面积总颖花量呈极显著正相关［5-6］。过量施氮则会降低千粒重，影响氮素吸收利用，反而导致产量下降［7-8］。殷春渊等［9］指出，不同施氮量下水稻产量的差异主要是由有效穗数和结实率引起的。张晓丽等［10］也指出，在较高施氮量下结实率随着施氮量的增加而下降，在较低施氮量下有效穗数随施氮量增加而显著增加。另外，高产品种的单位面积总颖花量极显著高于低产品种，而单位面积总颖花量的增加主要表现为每穗总粒数的极显著增加［11］。超级稻产量较高，种植面积逐渐增加，氮肥是超级稻高产的重要栽培因素［12］，关于氮肥对超级稻—再生稻的影响报道较少。研究以超级稻品种两优616为试验材料，通过设置4种头季不同施氮水平处理，研究头季不同氮肥施用量对超级稻—再生稻干物质积累及产量的影响，揭示再生稻干物质生产和转运规律，为科学施肥提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选用超级稻品种两优616为材料，于2019年在福建尤溪县梅仙镇下保村进行。头季于3月13日播种，4月15日移栽，7月5日齐穗，8月6日成熟；再生季于9月3日齐穗，10月2日成熟。试验设4种头季不同施氮水平处理：N0（不施氮肥），低氮N1（112.5 kg/hm2），中氮N2（150 kg/hm2），高氮N3（225 kg/hm2）。氮肥分基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥=4∶3∶2∶1的比例施入，全部磷肥（过磷酸钙600 kg/hm2）作基肥施用，钾肥（氯化钾270 kg/hm2）的一半作基肥、一半作拔节肥施用。再生季施肥：分别于头季齐穗后20 d各处理施用尿素300 kg/hm2、头季收割后3 d施尿素75 kg/hm2。每处理3个重复，随机区组排列，共12个小区，小区面积20 m2。为防止窜肥，于小区间做田埂并包塑料薄膜，头季收割留桩40 cm，栽植规格20 cm×20 cm。

1.2 测定项目

光合物质生产与转运规律：头季分别于移栽、苞分化、齐穗和成熟等4个时期取样；再生季于齐穗、成熟等2个时期取样，每小区取稻株3丛，分开茎鞘、叶片及穗，105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，测定各器官干物质重，取20片叶测量叶面积和干重，用比重法计算总叶面积，并计算叶面积指数（LAI）、群体生长率（CGR）和净同化率（NAR）。

LAI=小区总叶面积/小区面积

CGR=（W2–W1）/（t2–t1）

NAR =［（lnLAI2–lnLAI1）/（LAI2–LAI1）］×［（W2–W1）/（t2–t1）］

公式中，W1和W2为前后2次测定的干物质重，t1和t2为前后2次测定的时间，LAI1和LAI2为前后2次测定的叶面积指数。

产量及构成因素：调查头季和再生季单位面积有效穗数、每穗总粒数、结实率、千粒重等产量构成因素，并实收测产。

试验数据的整理及统计分析均用Excel2007和DPS数据处理系统在计算机上进行。

2 结果与分析

2.1 头季不同施氮水平的稻株干物质生产

表1结果表明，除N2的再生季齐穗期和N3的再生季成熟期外，两优616头季N1、N2、N3处理后各生育期的干物质积累总量均显著高于N0处理。头季成熟期N1、N2、N3的干物质积累总量分别比N0高32.36%、39.09%、41.40%。再生季齐穗期N1的干物质积累总量比N0显著增加，但N3比N0显著降低，N2与N0的差异不显著；再生季成熟期N1、N2的干物质积累分别比N0显著高4.63%、2.94%，但N3与N0的差异不显著。从干物质积累总量来看，头季成熟期干物质积累总量为N3最高，其次为N2，N1最小。经LSD分析表明，头季成熟期各施N处理之间的干物质积累总量差异达显著水平。

表1 两优616不同施N量干物质积累动态

从表2～3可以看出，两优616施氮处理N1、N2、N3在头季移栽—苞分化、苞分化—齐穗期和齐穗期—成熟期的叶面积指数、群体生长率、干物质净积累量均比N0增加。再生季N1在再生季齐穗—成熟期的群体生长率、干物质净积累量最大，高于N0、N2、N3处理。在施N量低于150 kg/hm2限度内，随着施N水平的提高，头季移栽—苞分化和齐穗期—成熟期的叶面积扩大，CGR提高，干物质净积累量增加；施N量超过150 kg/hm2时，头季齐穗期—成熟期和再生季齐穗—成熟期的叶面积继续扩大，但NAR、CGR和干物质净积累量降低。

表2 两优616头季不同施N量的干物质生产与积累

表3 两优616再生季不同施N量生长分析

2.2 头季不同施N水平的再生稻产量及其构成

由表4可知，两优616头季产量N1、N2、N3处理分别比N0处理高46.45%、56.86%、56.45%，差异均达极显著水平；再生季产量N1、N2处理分别比N0处理显著增加3.72%、2.30%，但N3处理的产量则极显著减产3.28%。从产量构成来看，氮肥增加两优616头季稻的有效穗数和每穗粒数，但结实率和千粒重与N0差异不明显。

表4 两优616头季不同施N水平的产量及其构成

两优616稻谷产量与头季施N量也呈抛物线型相关（图1），其回归方程为：y=-0.0982x2+38.182x+6337（kg/hm2），R²=0.997 8。

图1 两优616头季产量与头季施N量关系

由方程求极值得知，两优616头季最高产量10 048 kg/hm2的最佳施N量为194.4 kg/hm2。

3 结论与讨论

光合物质生产是作物产量形成的基础，头季稻产量主要来自于花前营养器官积累的光合物质再转运和花后叶片光合产物直接转运，光合同化物向籽粒分配多的品种产量高［13］。再生分蘖开始萌发时处于头季灌浆后期，头季收获后腋芽伸长所需营养物质大部分来自于头季残留的稻桩［14］，而腋芽萌发成穗是再生稻高产的关键。这就需要头季营养器官贮存的碳水化合物在满足籽粒灌浆所需营养尽可能多的保留在茎鞘中，达到营养物质在籽粒和营养器官的分配保持平衡。本研究结果表明，在头季施氮量范围内，头季成熟期的干物质积累随氮肥增加而增加，再生季干物质积累则随氮肥增加呈先增后降的趋势，表明头季氮肥过量施用不利于再生季干物质积累。

产量构成因子主要为有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重等。一般来说有效穗数、每穗粒数、结实率等性状受外界环境的影响较大，而千粒重通常情况下变异系数较小。有研究表明，每穗粒数是头季产量的决定因素，而穗数是再生季产量的决定因素［15］。穗数随着氮肥增加而显著增加，结实率随氮肥增加而显著下降［16］。本研究结果表明，两优616的有效穗数随氮肥施用量增加而增加，每穗粒数则先增后降，表明施用氮肥促进分蘖发生，分蘖成穗数随氮肥增加而增加；但超过一定施氮量后，每穗粒数反而减少。其原因是分蘖数多，无效分蘖相应也多，导致每穗粒数随之降低［17］。研究表明两优616头季施N 194.4 kg/hm2时，头季可达最高产量10 048 kg/hm2。