极端高温对不同播期和氮肥用量中稻产量的影响

鲁君明，陆志峰，王向平，佘丰耀

摘要：本研究分析了2022年极端高温天气对不同播种期（4月15日、5月1日、5月25日和6月15日）与氮肥管理（0、10、12.5、15 kg/667m2）对中稻（福泰8522）产量的影响，以期为极端环境下中稻新品种的高产栽培提供参考。结果表明，5月1日和5月25日播种水稻始穗-齐穗期遭遇高温天气时间长、强度高，结实率和产量最低；早播（4月15日）减少了抽穗扬花期与高温天气重叠天数，结实率（66.6%～80.8%）和产量（568.2 kg/667m2）达较高水平；6月15日播种期水稻抽穗扬花期无高温为害，气温接近常年条件，结实率（79.3%～83.9%）和产量（618.4 kg/667m2）最高。施氮肥增加了中稻结实率和每穗实粒数，减少了高温环境导致的中稻产量下降；随着氮肥用量的增加，5月25日前播种的中稻植株有效穗数、结实率和千粒重均有不同程度提升，在氮肥用量12.5 kg/667m2时的产量最高；过量施氮（15 kg/667m2 ）降低了晚播（6月15日）中稻产量，可能与过量施氮处理后期的植株倒伏和病虫害加重有关。

关键词：中稻；氮肥；产量；极端高温

中图分类号：S511.32文献识别码：A文献编号：1005-6114（2023）01-030-04

近年来，极端天气增强增多，对农业生产和粮食安全构成了极大的威胁。水稻作为我国主要的粮食作物，在种植过程中容易遭受生育前期低温、灌浆期高温及干旱等胁迫而导致减产，水稻抽穗扬花期对温度响应十分敏感［1-3］，高温会降低籽粒灌浆速率，导致结实率下降［1-6］。调查表明，一季早中稻抽穗扬花期在7月底至8月初，易遇高温热害，有效的栽培管理措施有助于水稻抵御高温胁迫，如耐高温品种能有效改善水稻灌浆并提高产量［3，6］；除此之外，适宜播期能减少水稻抽穗扬花期遭遇高温天数，合适的氮肥管理有助于提高水稻抵抗高温胁迫的能力，对实现水稻丰产优质、提高氮肥利用率和减少环境污染有重要意义。但迄今为止，施用氮对不同播期水稻遭遇极端天气后产量的影响未见报道，开展相关研究能为极端气候环境下中稻的栽培和养分管理提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2022年4-10月在洪湖市大同湖管理区江泗口社区进行，供试土壤为长江冲积物发育而成的潮土，2017年改为水旱轮作，土壤肥力中等。受“拉尼娜”持续高温干旱天气影响，水稻种植期间出现了50年一遇的持续极端高温无雨天气，35～39℃的高温日持续了40 d。不同时间播种的中稻均受到不同程度的高温危害（>35℃），但不同播种期栽种的水稻遭遇高温天气时所处的生育阶段有所不同，其中5月1日-25日播种的水稻受高温胁迫影响较大，减产严重。

1.2试验材料

供试稻种：福泰8522，国审稻（20216122）。

供试肥料：复合肥25-7-8（40%）——湖北茂盛生物有限公司；氮肥——尿素46%N，北京晋煤太阳石化工有限公司；磷肥——普钙12%P2O5，湖北山泉生物科技有限公司；钾肥——氯化钾60%K2O，加拿大产，黑龙江倍丰农业生产集团有限公司经销。

1.3试验设计

试验设4个播种期处理，分别为4月15日、5月1日、5月25日、6月15日，各播种期氮肥用量分别为0、10、12.5、15 kg/667m2各4组，共16个处理。播种量为2 kg/667m2。各小区面积为20 m2。其中4月15日播种中稻设3次重复，其它播种期设1次重复。其中10～12.5 kg/667m2为江汉平原推荐氮肥定额用量［7］，15 kg/667m2为常规栽培技术水平下氮肥奢侈施用量。

1.4配套技术

基施氮肥占比70%，分蘖肥占30%；磷肥（3.5 kg/667m2）、钾肥（4.0 kg/667m2）全部基施。常用病虫草害防治技术，化学除草药品包括50%丙草胺和60%苄嘧磺隆增效剂封闭药剂、氰氟草酯、2甲4氯2甲胺盐；杀虫剂包括氯氢菊酯、唏啶·吡蚜酮、氯虫苯甲酰胺；杀菌剂为已唑醇、咪鲜胺。常规水分管理技术。

1.5调查方法与数据处理

中稻生育进程调查：包括播种、始穗期（5%植株抽穗）、齐穗期（80%植株抽穗）、测产期以及中稻种植期高温（35℃以上）等灾害性气象因子统计。产量构成调查：测定中稻株高、单位面积有效穗数、穗长、穗粒数、穗实粒数、结实率和千粒重（采用J-EG-TP 100托盘天平称1 000粒的重量）并计算理论产量。收获测产：取代表性样方6 m2测定实产。

采用Microsoft Excel 2016进行数据处理和计算。

2结果与分析

2.1不同播种期与高温天气的关系

不同播期影响中稻全生育期和各生育阶段时长。4月15日播种的中稻全生育期132 d，其中遭遇35℃高温的时间为37 d，主要在齐穗至收获期（23～24 d），其次是播种-始穗期（8～10 d），抽穗-齐穗期重叠日4～5 d，占抽穗期50%以上。5月1日播种中稻的全生育期为126 d，在始穗前遭遇高温天气为13～14 d，始穗-齐穗期为6～11 d，与高温日全部重叠，齐穗-收获期为15～21 d。5月25日播种中稻的全生育期为124 d，主要在始穗前遭遇高温天气（20～23 d），始穗-齐穗期重叠天数为7 d，与高温日全部重叠，齐穗-收获期重叠10～13 d。6月15日播种中稻的全生育期122 d，高温日全部出现在始穗之前（表1和表2）。

2.2實产与生长指标

2.2.1实产统计

实产统计表明，5月1日和5月25日播种期中稻平均产量最低，分别为497.0 kg/667m2和505.4 kg/667m2，可能与该时期播种中稻的抽穗期（7月底8月初）遭遇高温日最长有关；4月15日处理的早播中稻平均产量为568.2 kg/667m2，6月15日晚播中稻平均产量为618.4 kg/667m2，均高于5月1日和5月25日播种中稻产量，可能是与中稻抽穗-齐穗期遭遇高温天气较少有关。分析认为2022年受拉尼娜高温天气影响，早晚播种期中稻可获较高产量，5月1日或习惯播种期（5月8日-25日）播种的中稻受高温天气影响程度较大，实产较低。

不施氮肥时，4个播种期中稻平均产量为350.5 kg/667m2，比推荐施肥4个播种期（10～12.5 kg）平均产量减少63.2%～82.6%；高产推荐施肥量12.5 kg/667m2 处理不同播期平均产量为639.9 kg/667m2，其中6月15日播种时产量最高（708.5 kg/667m2）。过量施氮（15 kg/667m2）时，受拉尼娜高温天气影响，平均产量与推荐高产施肥量平均产量相比减产3.9%。播种期6月15日，过量施肥比推荐施肥减产87.6 kg/667m2，减产幅度达14.1%；此外，收产期调查表明，过量施肥区的茎杆纹枯病发生重是导致产量构成因素下滑的主要原因。4月15日播种期处理，齐穗灌浆后受高温胁迫影响较重，施氮量增加、产量增加，但中稻产量低于常年水平（表3）。

2.2.2生长指标

从产量构成因子来看，6月15日播种中稻结实率（79.3%～83.9%）、每穗实粒数（151.6～179.9粒）和理论产量（516.9～795.3 kg/667m2）达最高水平，可能原因是抽穗扬花期未遭遇高温天气，气温接近常年水平；其次是4月15日播种处理，抽穗至扬花期历期与高温日重叠时间占该生育期的50%左右。5月1日和5月25日播种中稻抽穗-齐穗期与高温天气完全重叠，结实率最低。该播期中稻正常施肥处理（12.5 kg/667m2）千粒重仅为22.51～22.67 g，低于2021年该品种相同条件的23.9～25.0 g［4］。相同播种期不施氮处理千粒重最低，施12.5 kg/667m2氮肥时达最高水平，随着氮肥用量的进一步增加，千粒籽重有不同程度的降低。不施氮处理的有效穗最低，随着施氮量的增加逐渐加大。不施氮时中稻株高最低（100 cm左右），氮肥的施用能有效提升植株高度（表4）。

3结论与讨论

3.1适宜播种期和适度施肥有利于中稻增产

2022年受拉尼娜高温（35℃以上）天气影响，正常播种期范围（5月1日-25日）中稻比常年减产，适时早播（4月15日）或晚播（6月15日）可有效減少抽穗扬花期与高温天气的重叠时长，能获得较高的产量。不同播期中稻适宜施氮量为12.5 kg/667m2，此时产量最高，且能有效降低高温天气对中稻产量的影响。过量施氮（15 kg/667m2）与播种期（6月15日）高温胁迫下的中稻产量表现出负效应，与过量施氮处理后期病虫害加重有关；不同播种期的中稻在不施氮肥或少施氮肥的情况下均有不同程度减产，不利于粮食安全生产。

3.2中稻播种期选择及田间管理建议

一是根据作物茬口和下茬作物安排确定中稻播种期，尽量避开常年5月1日前后7～10 d播种期，以便利于中稻抽穗开花；4月15日直播中稻苗期气温低，抢晴播种以提高成苗率。二是科学施肥与灌水以提高中稻抗逆能力，施肥采用控氮、减磷、稳钾以及氮肥前移的施肥原则，推荐施肥量为N 12.5 kg/667m2，P2O5 3.5 kg/667m2，K2O 4.0 kg/667m2，氮肥70%作基肥，30%作追肥（分蘖肥），磷钾肥全部作基肥；用水关键期为整田期、出苗后、分蘖期、抽穗扬花期；持续35℃以上高温天气时，应灌深水降温以利于籽粒灌浆，提高中稻结实率。三是综合防治病虫草害，播种后出苗前化学除草选用50%丙草胺+60%苄嘧磺隆封闭除草，一周后恢复正常管水；重点防治稻蓟马、二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、纹枯病和稻曲病，选用高效、低毒、低残留农药，同时注意福寿螺与鸟害的发生与防治。

参考文献

［1］刘广林，罗群昌，陈远孟，等.水稻种质资源抽穗扬花期耐冷性鉴定评价［J］.西南农业学报，2013，26（2）：395-398.

［2］雷东阳，陈立云，李稳香，等.杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响［J］.杂交水稻，2006，21（3）：68-71.

［3］黎世龄，陈云风，罗筱平，等.宜春地区水稻抽穗扬花期耐热性鉴定温度条件分析［J］.种子，2010，29（4）：78-81.

［4］鲁君明，康天恺，佘丰耀.洪湖市一季中稻播种期田间试验报告［J］.湖北植保，2022（1）：51-53.

［5］彭子模.试论植物光呼吸的生理意义及其调节调控［J］.新疆师范大学学报（自然科学版），2001，20（6）：31-35.

［6］鲁君明，扬火发，鲁剑巍，等.大同湖农场水稻病虫害综合防治的配套技术［J］.湖北植保，2006（3）：8-9.

［7］省农业农村办公室.关于印发湖北省主要农作物氮肥定额用量（试行）的通知［Z］.鄂农办发［2022］3号.

［8］潘瑞炽，董愚得.植物生理学［M］.第三版.北京：高等教育出版社，1998.