氮肥后移对直播稻农艺性状与产量的影响

刘奇华，尹秀波，郑崇轲，孙召文

（1.山东省农业科学院湿地农业与生态研究所，山东济南 250100；2.山东省农业技术推广中心，山东济南 250000）

直播稻因省时、省工、省力、节约生产成本、提高生产效率等诸多优点，其推广应用面积呈逐年递增趋势。氮是影响水稻生长发育的重要营养元素，如何有效提高氮利用效率一直是众多科研工作者研究的焦点[1-3]。关于氮肥施用对直播稻氮素吸收利用、干物质生产、产量及品质形成的影响已有大量报道[4-7]。很多研究在旱直播栽培方式下采用了传统的氮肥施用模式，即氮肥的施用时期分别为基肥、分蘖肥、穗肥，基肥氮在播种前或播种时施用[5,8-9]。水稻旱直播栽培方式在播种后需要经历种子萌发等生理过程，从开始萌发至2 叶期主要靠胚乳提供养分，因此氮肥施用期适当后移可能会减少氮肥的挥发，提高氮肥利用率，更利于增产。鉴于此，本研究探索了氮肥施用期后移对直播稻重要农艺性状与产量的影响，旨在为水稻旱直播氮肥高效施用技术的创制提供有益参考。

1 材料与方法

1.1 供试地点与材料

试验在山东省农业科学院湿地农业与生态研究所试验基地（济宁35.26°N，116.35°E）进行。试验地土壤基础肥力为：有机质含量（质量分数，下同）21.48 g/kg，碱解氮含量56.49 mg/kg，速效磷含量50.64 mg/kg，速效钾148.98 mg/kg。供试材料为常规粳稻品种圣稻19（中早熟品种）。

1.2 试验设计

采用随机区组试验设计，3 次重复。氮肥施用期共设4 个处理：对照D1（播种前施氮肥、3 叶1 心期追施氮肥1 次、7 d 后追施氮肥1 次、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥质量比例为4∶2∶2∶2）、氮后移D2处理（水稻1 叶1 心期施氮、3 叶1 心期追施氮肥1 次、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥质量比例为5∶3∶2）、氮后移D3处理（水稻2 叶1 心期追施氮肥、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥质量比例为8∶2）、氮后移D4处理（水稻3 叶1 心期追施氮肥、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥质量比例为8∶2）。氮肥施用量为纯N 297.5 kg/hm2。磷肥施用量为P2O5135 kg/hm2，钾肥施用量为K2O 135 kg/hm2，磷、钾肥全部作基肥于播种时一次性施入。小区面积30 m2，小区间筑埂（宽40 cm）并使用塑料薄膜包裹。采取旱种水管方式进行栽培管理。直播方式为条播，播干种子，行距20 cm，播种量150 kg/hm2。全生育期及时防治病虫草害，田间管理与生产一致。

1.3 测定指标与方法

成熟期每小区取0.4 m2用于测定有效穗数、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、结实率和千粒质量。成熟期每小区测定15 株有代表性植株的株高。每小区实收测产。

1.4 数据处理

使用SPSS 16.0 统计软件进行多重比较分析，使用SigmaPlot 10.0 软件作图。

2 结果与分析

2.1 氮肥后移对直播稻农艺性状的影响

由表1 可知，各氮肥后移处理的株高、二次枝梗数均与对照间的差异无统计学意义，表明氮肥后移对株高和二次枝梗数影响不大。随着氮肥逐渐后移，穗长与一次枝梗数呈先增加后降低的趋势，其中：D2处理的穗长与一次枝梗数最大，两者均显著高于对照D1，分别比对照D1高8.50%、7.94%；D3处理的穗长与一次枝梗数与对照D1间的差异无统计学意义，D4处理的穗长与一次枝梗数均显著低于对照D1。表明氮肥后移至1 叶1 心期施用效果最好，能够显著提高直播稻穗长与一次枝梗数，当后移至3 叶1 心期时会对直播稻生长产生不利影响。

表1 氮肥后移对直播稻农艺性状的影响

2.2 氮肥后移对直播稻产量及其构成因素的影响

由表2 可知，随着氮肥的逐渐后移，各处理的穗实粒数呈先增后减的趋势。氮肥后移处理对穗实粒数产生了显著影响，对有效穗数、结实率、千粒质量无显著影响。D2处理的穗实粒数最高，比对照高11.00%，之后随着氮肥的逐渐后移，穗实粒数逐渐降低；D4处理的穗实粒数最低，比对照低10.90%。表明氮肥后移至1 叶1 心期施用，有利于直播稻穗实粒数的提高，但随着氮肥的继续后移，穗实粒数呈下降趋势，氮肥后移至3 叶1 心期施用会降低直播稻穗实粒数。

表2 氮肥后移对直播稻产量构成因素的影响

由图1 可知，随着氮肥的后移，直播稻产量呈先升后降的变化趋势，D2处理产量最高，但D2与D3处理之间差异无统计学意义，两者分别比对照D1高19.94%、11.16%，氮肥后移至3 叶1 心期，直播稻产量显著降低。这表明氮肥适当后移有利于提高直播稻产量。

图1 氮肥后移对直播稻产量的影响

3 讨论与小结

氮是水稻生长发育的必需元素。适量施氮能够提高水稻干物质生产量与叶面积指数，促进光合同化物质向籽粒转运，更易获取高产[4]。过量施氮既不能增加群体氮积累量，也不能提高生物产量，不仅不利于增产，还会造成水体污染，加剧稻田甲烷等温室气体的排放[4,10-12]。此外，过量施氮也是导致水稻氮素利用率低的重要原因[13]。围绕减施氮肥对水稻营养元素吸收利用、光合物质生产能力及产量形成的影响，前人已做了大量研究[14-17]。研究表明，减氮配合适当增密措施能够使水稻全生育期保持较高的光合势与叶面积指数，提高水稻根系生长量和氮素积累量；减氮配合测深施肥，可减少氮素损失，提高氮肥利用率，保持土壤肥力，最终实现减氮稳产的目的[4,15,18]。还有的研究认为，适当减施氮肥后，可通过干湿交替灌溉配合增密等栽培手段提高水稻穗部干物质分配量及收获指数，也能实现水稻减肥高产[19]。笔者前期的研究显示，适当减施氮磷肥，能显著提高直播稻强势粒、弱势粒粒质量，尤其是弱势粒，最终实现了减肥不减产[9]。减施氮肥后，提高氮肥利用率是确保水稻氮肥高效减施及高产稳产的重要措施之一。与传统移栽稻不同，水稻旱直播采用旱种水管的栽培方式，其在播种后至2 叶1 心期以前依靠自身胚乳提供养分，氮肥适当后移可能会减少氮肥不必要的损失，提高利用率。因此，我们在前期减施肥研究的基础上，以减少氮肥损耗与提高氮肥利用效率为研究重点，进一步探索了基肥氮后移对直播稻重要农艺性状及产量的调控效应。

研究表明，适当降低基肥氮用量，增加后期穗肥氮的施用比例，有利于提高水稻氮肥利用率和产量[20-21]。还有研究指出，在秸秆全量还田“独秆”栽培模式下，直播稻不施基肥氮，且在8 叶龄期追施氮肥，可显著提高水稻产量[22]。本研究显示，随着氮肥施用的逐渐后移，直播稻产量表现为先升高后降低的趋势。氮肥后移至1 叶1 心期，直播稻产量最高，随着氮肥施用期的继续后移，产量不断下降。研究表明，氮肥当季利用率低的原因之一是施肥时间与作物需求养分时间不一致[23]。本研究中，水稻1 叶1心期至2 叶1 心期种子胚乳中储存的养分即将消耗殆尽，需要从土壤吸收养分，此时施氮与其需氮恰好保持同步，有效降低了氮肥损失，提高了氮肥利用效率；而对照在播种时施基肥氮后，由于种子萌发这段过程主要从胚乳吸收养分，因此部分施用的氮肥以淋溶或挥发等方式损耗，降低了其利用效率，这可能是导致对照产量降低的重要原因。氮肥后移至1 叶1 心期可提高直播稻产量的主要途径是穗长、一次枝梗数、穗粒数的显著增加。随着氮肥施用期继续后移至3 叶1 心期，直播稻穗长、一次枝梗数、穗粒数、产量呈现明显下降的趋势，由此表明1 叶1 心期左右施用基肥氮较为合适，直播稻产量表现最佳，施肥过早会造成氮肥不必要的浪费，施肥过晚可能会出现缺肥现象，影响稻苗正常生长。