叶面喷施能百旺2.0 对水稻产量、品质、干物质积累及肥料利用率的影响
2023-05-28穆麒麟田文涛党程成郝蓉蓉冯乃杰周梦胡玉婷余思蝶刘越田小海马国辉
穆麒麟,田文涛,党程成,郝蓉蓉,冯乃杰,周梦,胡玉婷,余思蝶,刘越,田小海∗,马国辉
(1 长江大学农学院/主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心,湖北 荆州 434025;2 广东海洋大学,广东 湛江 524008;3 国家杂交水稻工程技术研究中心/湖南杂交水稻研究中心,湖南 长沙 410125)
水稻是世界上最重要的粮食作物之一[1],研究人员长期致力于不断提高水稻产量潜力、改善稻米品质等方面的研究。应用外源化学物质调节植物生长是作物高产高效生产中常采取的一种重要措施。如胡世龙等[2]以洋硒早和鄂香2 号为材料,分析了4 个不同施氮水平下施用木醋液对水稻产量的影响,证明在不同施氮条件下喷施木醋液均有显著的增产效果。赵黎明等[3]研究发现,叶面喷施6-BA有利于提高优质粳稻光合物质生产能力和增加产量。王晓玲等[4]发现,在不同施氮水平下,施用立丰灵可矮化水稻株高,但不降低水稻产量水平,在高氮和低氮水平下水稻抗倒伏能力均显著增强。周建霞等[5]研究了不同用量的多效唑对杂交水稻产量及主要性状的影响,表明合理施用多效唑有降低水稻株高、增加分蘖数和有效穗数、提高抗倒伏能力等效果。钮力亚等[6]研究了植物生长调节剂对小麦产量及其构成因素的影响,发现喷施磷酸二氢钾的效果最佳,该处理可显著提高小麦穗粒数、千粒质量,从而提高产量3.61%。
干物质积累与转运、肥料利用率等方面的研究是作物栽培中的热点方向。王贝贝等[7]研究表明,喷施6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)和水杨酸(SA)均有利于籽粒淀粉合成和干物质积累。李阳等[8]发现,30 mg/L 6-BA、50 mg/L 6-BA+0.1 mg/L 油菜素甾醇(BR)可以较好地促进水稻分蘖的发生及营养生长期干物质的积累。龚林等[9]试验结果表明,不同的植物生长调节剂可不同程度地提高肥料利用效率。
能百旺2.0 是由江苏辉丰生物农业股份有限公司研发生产的一种新型高效植物生长调节剂,主要活性物质为14-羟芸•噻苯隆(0.16%)。相关研究表明,喷施能百旺2.0 能提高水稻产量3.9%~7.4%[10-11],对小麦也具有一定的增产效果[12]。但关于能百旺2.0 对水稻品质、干物质积累以及肥料利用率等影响的研究尚未见报道。本研究在两种不同的施氮水平下,探讨喷施能百旺2.0 对水稻产量、品质、干物质积累以及肥料利用率等方面的影响,以期为能百旺2.0 在水稻生产上的应用提供参考和依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试水稻品种为Y 两优911,从种子市场采购。供试药剂为能百旺2.0(主要成分为14-羟芸•噻苯隆),由江苏辉丰生物农业股份有限公司生产和提供。
1.2 试验设计
试验于2021 年5 月至10 月在湖北省荆州市长江大学农高区试验基地进行。试验采用裂区设计,设置5 个处理,分别为:施氮量180 kg/hm2+能百旺2.0、施氮量180 kg/hm2+清水、施氮量135 kg/hm2+能百旺2.0、施氮量135 kg/hm2+清水、不施氮+清水。3 次重复,小区面积为50 m2。肥料为腐殖酸包膜控释型复合肥料(N∶P2O5∶K2O=22∶8∶12),施用方式为作基肥一次性施用,用过磷酸钙和氯化钾将施氮量为135 kg/hm2田块的P、K 肥补充至与施氮量180 kg/hm2田块的一致。
能百旺2.0 施用方法为:将能百旺2.0 药剂用清水按1∶1 000 的比例进行稀释,能百旺2.0 药剂用量为450 g/hm2,分3 次喷施,第1 次为苗期(移栽后20 d),第2 次为分蘖末期至拔节初期,第3 次为破口前至破口期。
1.3 栽培管理
采取抛秧的栽插方式(秧盘规格为30 cm×60 cm,353 孔),5 月25 日播种(播种量为30.0 kg/hm2),6 月15 日移栽,8 月29 日齐穗,抛秧密度为35 万穴/hm2。其余栽培管理按当地常规高产栽培进行。
1.4 测定指标及方法
1.4.1 产量及产量构成因素测定
水稻成熟收获时,将每个小区分为测产区和取样区。在取样区随机取长势均匀的水稻5 穴,调查结实率、千粒质量、每穴穗数和穗粒数,脱粒去杂风干后测定每穴实粒数和空粒数,计算结实率和穗粒数。在测产区取5 m2水稻,脱粒后去除杂质和空瘪粒,风干后称量并计算单位面积产量。
1.4.2 品质指标测定
1.3.1 诱捕器试验 试验设A、B、C 3个处理,每个处理设5次重复,各小区随机排列。将3种诱捕器同时安装到茶园,诱捕器离茶丛表面20 cm,各小区之间间距10 m,配备北京中捷四方生物科技股份有限公司茶尺蠖诱芯,比较3种诱捕器在试验期间的诱捕量。试验时间为2017年7月11日至8月2日,每周调查1次,连续调查4周。图1为3种茶尺蠖诱捕器。
采用稻谷出米率检测仪(JDMZ 100,北京东孚久恒仪器技术有限公司生产)和碎米分离器(JFQS-13x20,台州市粮仪厂生产)测定品种的整精米率等指标,测定方法参照行业标准NY/T 593—2013;采用大米外观品质检测仪(JMWT12,北京东孚久恒仪器技术有限公司生产)测定垩白度等指标。
1.4.3 干物质积累
成熟期取5 穴长势均匀的水稻,按茎鞘、叶、籽粒分别装袋,置于105 ℃烘箱杀青30 min,然后以80 ℃烘干,计算干物质积累量。
1.4.4 肥料利用率
将茎鞘、穗、叶分别用植物粉碎机粉碎,采用半微量凯氏定氮法测定各器官全氮含量,计算肥料利用率等相关指标。计算公式如下:
氮积累量=干物质积累量×氮含量
氮肥偏生产力(kg/kg)=稻谷产量/氮肥施用量
氮肥回收利用率(%)=(施氮区植株氮总积累量-空白区植株氮总积累量)/施氮量×100
氮肥生理利用率(kg/kg)=(施氮区水稻产量-空白区水稻产量)/(施氮区植株总氮积累量-空白区植株氮总积累量)
1.5 数据分析
采用Excel 2010 进行试验数据整理,采用DPS软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 能百旺2.0 对水稻产量及产量构成的影响
Y 两优911 的产量及产量构成如表1 所示。在两种施氮水平下,喷施能百旺2.0 对水稻结实率、每穴穗数、穗粒数和产量均无显著影响,但可显著提高水稻千粒质量0.9 g(P<0.05)。施氮处理的产量、每穴穗数和穗粒数均显著高于未施氮处理。
表1 不同处理下Y 两优911 的产量及产量构成Table 1 Yield and yield composition of Y Liangyou 911 under different treatments
2.2 能百旺2.0 对稻米品质的影响
Y 两优911 的品质相关指标如表2 所示。各处理的糙米率、精米率、整精米率、垩白度、垩白粒率等品质指标均无显著差异,说明喷施能百旺2.0 对稻米品质无显著影响。
表2 不同处理下Y 两优911 的稻米品质指标Table 2 Quality indexes of rice of Y Liangyou under different treatments
2.3 能百旺2.0 对肥料利用率的影响
2.3.1 喷施能百旺2.0 对水稻干物质积累的影响
Y 两优911 地上部各器官干物质积累量如表3所示。施氮量为135 kg/hm2时,与喷施清水对照相比,喷施能百旺2.0 处理水稻的茎鞘部干物质质量显著降低了7.5%,叶片干物质质量显著降低了17.8%,穗部的干物质质量则显著增加了15.8%;施氮量为180 kg/hm2时,喷施能百旺2.0 处理水稻叶、穗的干物质质量均显著高于清水对照,但茎鞘的干物质质量无显著差异。施氮处理水稻的茎鞘、叶、穗干物质质量均显著高于不施氮处理(P<0.05)。
表3 不同施肥处理下Y 两优911 的地上部干物质质量Table 3 Above-ground dry matter of Y Liangyou 911 under different fertilization treatments
2.3.2 喷施能百旺2.0 对水稻植株氮积累量的影响
Y 两优911 的植株氮积累量如表4 所示。两种施氮量下均表现为喷施能百旺2.0 的水稻茎鞘、叶中的氮积累量显著高于喷施清水对照,但穗部的氮积累量显著低于对照。
表4 不同施肥处理下Y 两优911 的植株氮积累量Table 4 Plant nitrogen content of Y Liangyou 911 under different fertilization treatments t•hm-2
2.3.3 喷施能百旺2.0 对水稻肥料利用率的影响
表5 为Y 两优911 在不同施肥处理下喷施能百旺2.0 的肥料利用率相关指标。施氮量为135 kg/hm2时,喷施能百旺2.0 处理的氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮肥回收利用率、氮肥生理利用率均显著高于对照。施氮量为180 kg/hm2时,除氮肥回收利用率无显著差异外,其余指标均显著高于对照(P<0.05)。
表5 Y 两优911 在不同施肥处理下喷施能百旺2.0 的肥料利用率Table 5 Fertilizer utilization rateof Y Liangyou 911 spraying NBW 2.0 under different fertilization treatments
3 讨论
能百旺2.0 主要活性物质为14-羟芸•噻苯隆。有研究[13]表明,噻苯隆可通过增加每穗粒数和结实率有效提高水稻产量。如姜朝晖等[11]研究发现,喷施能百旺2.0 可提高结实率和有效穗数,从而提高了水稻产量。本研究中,喷施能百旺2.0 后,水稻的千粒质量显著提高了0.9 g,其他产量构成因素则没有显著变化,水稻产量略有提高,但未达到显著水平,这与任彩凤等[10]研究结果一致。
李钊阳等[14]研究了噻苯隆对金桔产量与品质的影响,发现噻苯隆显著提高了金桔的维生素C 含量、含糖量等品质指标。田庆恒等[15]发现,噻苯隆可提高芒果品质。本研究中,能百旺2.0 对整精米率、垩白度等品质指标均无显著影响。
本研究显示,喷施能百旺2.0 后,水稻茎鞘、叶的干物质质量显著降低,穗部干物质质量显著增加,表明喷施能百旺2.0 可以促进干物质从茎鞘、叶向穗部转移,这与本研究中水稻籽粒千粒质量显著提高的结果相吻合。能百旺2.0 是新型植物生长调节剂,其在大田作物尤其是水稻的干物质积累、转运等方面的研究较少,其具体的作用机制和机理还有待进一步探讨。
本研究表明,在两种施肥水平下,水稻叶面喷施能百旺2.0 后显著提高了氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮肥回收利用率、氮肥生理利用率等。这与龚林等[9]在玉米上的研究结果相似。
4 结论
在两种施氮水平下,叶面喷施能百旺2.0 显著提高了水稻籽粒的千粒质量,但对水稻单产、穗粒数、结实率、稻米品质均无显著影响;显著降低了水稻茎鞘、叶的干物质积累量,显著提高了籽粒的干物质积累量,说明喷施能百旺2.0 可促进干物质向籽粒部位积累,有利于产量和品质的提高。同时,叶面喷施能百旺2.0 可显著提高水稻的肥料利用率。