氮肥施用量对江汉平原机插水稻分蘖成穗及产量的影响

孙志贵 陈庆华 刘俊健

摘要：为研究不同氮肥施用量对机插水稻分蘖特性及产量的影响，以黄华占、全两优681和C两优华占为供试材料，以不施加氮肥为对照，设置135、180、225 kg/hm2 3个氮肥水平，研究机插水稻分蘖成穗特征及对产量的影响。结果表明，机插水稻分蘖叶位较高，一次分蘖发生叶位为3/0～9/0，其中4/0～8/0叶位是成蘖的优势叶位，二次分蘖以4/1、5/1和6/1叶位为优势叶位。主要生育期内机插水稻的干物质积累量均表现N225>N180>N135>N0;分蘗期至拔节期、拔节期至齐穗期，净干物质积累量随肥力的增加而增加，齐穗期至成熟期品种间存在差异。光能透过率在分蘖时期最大，到拔节期减小，齐穗期最小，成熟期增大。产量以施氮量180 kg/hm2处理最高，与其他处理差异达显著水平。生产上应结合品种特性，合理施肥争取分蘖早生快发，利用机插水稻主茎和一次分蘖成穗，提高群体质量和产量。

关键词：江汉平原;机插水稻;氮肥;分蘖;产量

中图分类号： S511.06  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）07-0087-05

由于社会经济的发展和劳动力用工成本的增加，机插水稻已成为我国水稻生产的主要方式之一[1]。机插育秧方式的改变使得水稻秧苗素质、分蘖发生特点和对肥水的需求发生重大改变[2]。研究表明，相对于传统的人工移栽秧苗，机插秧移栽叶龄小，无分蘖，茎基部不粗，根系活力较弱，秧苗综合素质较差，加上栽插时机械对秧苗的损伤，插秧时田间水层较薄或无水层，移栽植伤较重，活棵慢，缓苗期长，但分蘖起步后，发苗快[3-6];机插水稻够苗期和分蘖高峰期提前，高峰苗数偏高，成穗率偏低[7];机插水稻低位分蘖少[8]，有效分蘖集中，水稻不同叶位分蘖发生及成穗情况差异性很大[9]，一般中部叶位发生的分蘖位4/0～7/0为优势分蘖位，底部与上部叶位发生的分蘖次之[10]。

氮素是影响水稻生长发育的一个重要因素，增施氮肥对水稻群体质量和产量有显著影响[11]。增加氮肥施用量可以增加低叶位分蘖发生和明显提高水稻分蘖发生，有利于提高水稻产量[12]。有研究表明，水稻产量、干物质、茎蘖数、有效穗数随着氮肥施用量在一定范围增加而增加[13]。田永超等研究表明，作物氮素利用率往往与其体内氮素营养水平呈负相关，体内含氮量高时，氮素利用率低[14]。张洪程等研究表明，随着氮肥施用量的增加，稻株吸氮量、干物质积累量、百公斤籽粒需氮量均增加[15]。

江汉平原属于亚热带季风性气候，是湖北省乃至全国的重要水稻生产区域和商品粮生产基地[16]。该区域以中籼水稻为主要种植品种，生产期光热资源充沛。研究该区域肥力对机插水稻的分蘖发生规律和产量的影响，构建适宜的水稻群体质量和合理的施肥量，将为该区域水稻全程机械化高产高效生产和资源合理利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017年在荆州市太湖农场进行，供试品种为常规稻黄华占、杂交中籼稻全两优681和C两优华占。其中全两优681由湖北荃银高科种业公司提供，C两优华占由金色农华种业科技股份有限公司提供，黄华占由湖北种子集团提供。前茬作物为小麦，土壤肥力中等。

1.2 试验方法

试验于5月7日播种，6月1日移栽，使用工厂化育秧方法，采用精确定量播种器播种，每盘播干谷量75 g。栽插株行距30 cm×16 cm，每穴插3～4苗。

1.2.1 试验设计 试验共设计3个氮肥用量，分别为135、180、225 kg/hm2（分别标记为N135、N180、N225），以不施加氮肥为对照（标记为N0）。氮肥的基肥 ∶ 蘖肥 ∶ 穗肥比例为 6 ∶ 2 ∶ 2，磷肥一次性基施，钾肥底肥、穗肥比例为7 ∶ 3。氮磷钾按2 ∶ 1 ∶ 2比例施用，采用裂区设计，小区面积30 m2。肥力为主区，品种为副区，不同小区间做田埂并包膜隔离，单独水肥管理。

1.2.2 测定分析方法

1.2.2.1 茎蘖发生与成穗调查 机插后定点定时调查记载茎蘖消长动态，每小区从第3行第3穴选定连续10穴，返青后每4 d调查1次茎蘖数，直至茎蘖数不再增加。对新发生的分蘖进行挂牌跟踪调查，每个主茎和分蘖上挂吊牌，并记载叶位分蘖以及分蘖级数。成熟期对标记的植株按单株收获，计算各叶位分蘖发生率和成穗率。用X/0标记叶位分蘖，X/0 指着生在主茎第X叶位上的一次分蘖，1/X分蘖指主茎第X叶位一次分蘖的第1叶位上的二次分蘖，依此类推。

叶位分蘖发生率=该蘖位分蘖实际发生数量/观察株 数×100%;

蘖位分蘖成穗率=该蘖位分蘖成穗数/分蘖实际发生 数×100%。

1.2.2.2 干物质测定 在水稻关键生育期（分蘖期、拔节期、齐穗期和成熟期，下同），每小区取连续5穴，洗净泥沙记录茎蘖数，然后剪去根，按叶、茎+鞘、穗分开，于105 ℃杀青30 min，然后在80 ℃下烘48 h以上，冷却至恒温，称干物质量。

1.2.2.3 群体透光率 在水稻关键生育期，利用冠层分析系统（Delta公司，英国）测定各小区群体冠层顶部和基部（距离地面5 cm）的太阳有效辐射，按下式计算群体太阳辐射透过率。

群体太阳辐射透过率=基部太阳总辐射量/顶部太阳光总辐射量×100%。

1.2.2.4 测产与考种 成熟期每小区取5穴，考察千粒质量、有效穗数、结实率以及每穗粒数。小区单独收获，脱粒晒干后，去除杂质，称质量。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2016和DPS 9.5软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施氮水平下机插水稻的群体茎蘖动态特征

不同施氮水平下，机插水稻的群体茎蘖动态变化见图1。总体上来看，机插水稻活根慢，缓苗期长。机插水稻从栽插到分蘖起步在8 d之后，但分蘖一经起步增速特快，呈直线上升势头。栽后8～12 d，日增苗 11.3万～25.1万/hm2，12～16 d，日增苗15.7万～31.1万/hm2。一般高峰苗可达到417.1万～775.4万/hm2，最终成穗211.5万～425.9万/hm2，成穗率34.6%～59.1%。

不同肥力水平对机插水稻的茎蘖发生和动态变化产生不同的影響。移栽8 d后，施氮量高的处理茎蘖数高于低施氮量，其中3个品种在不同氮肥施用量下最高茎蘖数大小依次为N0 2.2 不同氮肥水平对水稻叶位分蘖发生与成穗的影响

由表1可以看出，机插水稻分蘖发生叶位较高，主要为第4叶位到第8叶位，少量的分蘖发生在第3叶位和第9叶位，其中4～8叶位发生的一次分蘖数占总一次分蘖的95%以上。二次分蘖叶位共有5个，以1/4、2/4、1/5为主。不同叶位分蘖发生率也存在差异。其中4～8叶位一次分蘖发生率高，分蘖率均达到或接近100%;二次分蘖发生率较高的叶位为1/4、1/5、1/6。从分蘖位次上看，一次分蘖的发生率明显高于二次分蘖，体现了一次分蘖在水稻单株建成方面的优势。

不同施氮水平下机插水稻各叶位分蘖发生存在一定差异。施肥促进了第3叶位分蘖的发生。从肥力上看，机插水稻各叶位的一次分蘖和二次分蘖发生率均随肥力的增加而增加。

从品种看，C两优华占分蘖发生率最高，黄华占次之，全两优681最低。

由表1还可以看出，氮肥对一次分蘖发生率有明显影响，不同品种一次分蘖在一定氮肥施用量的范围随着氮肥施用量增加而增加，但随着氮肥施用量进一步增加，一次分蘖发生率反而减小。二次分蘖发生率在不同氮肥下没有明显差异。

由表2可知，机插水稻的一次分蘖成穗的优势叶位为 4/0～7/0，二次分蘖成穗的叶位为1/4、2/4、1/5。不同氮肥施用量处理优势叶位一次分蘖的成穗率差异不明显，但8/0叶位的一次分蘖成穗存在一定的差异，这种差异主要产生在不同品种间。不同氮肥施用量处理优势叶位二次分蘖的成穗率存在差异，主要表现为缺氮条件下，由于一次分蘖不足，有一定比例叶位的二次分蘖成穗;低氮和高氮条件下优势叶位的二次分蘖成穗率较低，中等肥力条件下，优势叶位的二次分蘖成穗率相对较高。

2.3 不同氮肥水平对机插水稻干物质积累的影响

由表3可见，主要生育期内机插水稻的干物质积累量均表现为N225>N180>N135>N0，表明随着施氮量增加，干物质积累量增加，施肥有利于机插水稻植株的生长。从净干物质积累量看，分蘖期至拔节期、拔节期至齐穗期，机插水稻的规律基本一致，表现为净干物质积累量随肥力的增加而增加，但在齐穗期至成熟期，C两优华占、黄华占在N180的净干物质积累量最大，主要与这2个品种分蘖力强，在N180群体质量协调较好有关，全两优681在N225的净干物质积累量大，主要与这一品种的分蘖力相对较弱、耐肥性好有关。

2.4 不同氮肥水平对机插水稻光能透过率的影响

总体来看，3个品种在分蘖时期光能透过率最大，到拔节期减小，齐穗期最小，成熟期增大。氮肥对光能透过率大小影响的顺序基本上表现为N0>N135>N180>N225;其中在分蘖期差异最大，3个品种不施加氮肥光能透过率在27%～29%，比N135高出16.67%以上;比N180高出33.46%以上;比N225高出50.67%以上，表明在分蘖时期，随着氮肥施用量的增加，机插稻光能透过率减少，光能利用率高;拔节期除全两优681以外，其他2个品种N0与N135相差不大、N180与N225相差不大;齐穗期3个品种在不同氮肥施用情况下，差异不明显;成熟期3个品种N0光能透过率增长速度最快，而N135、N180、N225增长幅度较小（图2）。

2.5 不同氮肥水平对机插水稻产量及产量构成因子的影响

由图3、图4、图5可知，不同施氮水平对机插稻的产量影响差异明显，各水平间机插水稻产量差异极显著，顺序为N180>N225>N135>N0。不同品种间产量也存在差异，其中全两优681最低，其产量与黄华占和C两优华占相比差异分别达显著和极显著水平;C两优华占最高，与其他2个品种产量相比差异达到极显著水平。不同品种对施氮量反应不同，各品种对肥力的反应存在差异，其中全两优681随着施氮量的增加产量增加，但N180与N225、N135与N0间差异不显著;C两优华占各施氮量间的产量顺序为N180>N225>N135>N0，但N135与N0间差异不显著;黄华占各施氮量间的产量顺序为N180>N135>N225>N0，但N180、N135、N225间差异不显著。

由表4可知，施氮量对各品种有效穗、结实率和千粒质量均带来明显影响，且不同施氮量对不同品种影响不完全一样，除C两优华占外，随着施氮量的增加，机插水稻的有效穗变化特征表现为N225>N180> N135>N0，这一现象表明氮素不足时机插稻有效穗不足;每穗粒数具有相反的特点。不同施氮量对千粒质量有影响，但影响的规律性不强。

3 结论与讨论

本研究中机插水稻分蘖叶位较高，一次分蘖发生叶位为3/0～9/0， 4/0～8/0是成穗优势叶位。 二次分蘖以4/1、 5/1和6/1叶位为优势叶位，4/1的成穗率最高，5/1和6/1次之。

机插水稻的分蘖特性和人工移栽、直播的分蘖特性明显不同[16-17]，与水稻机播种密度大、移栽秧龄小、秧苗素质低、机械植伤比较严重有关[18-21]。结合机插稻光能利用率和干物质积累特征，在机插水稻生产中，要合理利用机插水稻主茎和一次分蘖成穗，提高群体质量和产量，应争取分蘖早生快发。

在水肥管理上，结合品种特性，本区域施氮量对黄华占以135 kg/hm2为宜，杂交稻C两优华占以180 kg/hm2为宜，全两优681以180 kg/hm2以上的施氮量为宜。增加施肥虽然有利于促进水稻分蘖，但氮肥过量易导致群体过旺，群体通风透光性能较差，植株个体质量不高，成穗率较低，后期穗粒数变少而影响产量。

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