氮肥运筹对机插稻临稻20产量和干物质积累的影响

王世伟，周伟，赵桂涛，刘纪高，冯尚宗*

(1.临沂市农业技术推广服务中心，山东 临沂 276000；2.兰陵县农业农村局，山东 兰陵 277700)

水稻是我国第一大粮食作物[1]。氮是影响水稻生长最重要的营养元素之一[2]。关于氮素与水稻生长发育和产量的关系，国内外有很多研究[3-10]。松岛省三[11]提出了“V”形施肥法，强调中期限氮，前期和后期增施氮素肥料。蒋彭炎等[12]认为，机插小苗分蘖肥应在移栽后第2、第3个叶龄(移栽后10 d)秧苗长出较多新根时施用，于第3个叶龄期开始发挥肥效，这样能更好地发挥其促进分蘖的作用。凌励[13]认为，机插水稻由于栽后分蘖的停止期比手栽水稻长4～5 d，因此基肥和蘖肥的比例要减少，分蘖肥中氮肥的比例应明显提高，并分2次施用。彭长青等[14]以武香粳14为材料，研究氮肥运筹对机插水稻产量形成的影响，发现施氮量324 kg·hm-2、基蘖肥与穗肥6∶4的比例下产量最高，在提高基蘖肥施用量的基础上配合施用穗肥有利于提高产量。石庆华等[15]对两系杂交晚稻的施氮量和施氮时期进行研究，结果表明，两系杂交晚稻较汕优10号耐肥，氮肥分次匀施的产量较高，施用粒肥有利于提高稻米品质。潘晓华等[16]研究认为，增加生育后期的氮肥施用比例，能明显提高结实率、千粒重和稻谷产量。氮肥施用技术常因耕作制度差异而有一定的区别[17]。临沂市库灌稻区麦茬机插稻面积不断增加，2017年已发展到1万多hm2，但针对临沂库灌稻区麦茬机插稻氮肥运筹的试验在本研究检索范围内未见报道。为此，特开展氮肥运筹对机插稻产量形成影响的研究，以期为临沂库灌稻区麦茬机插稻确定合理的氮肥运筹方案提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2016年在沂南县大庄镇沟崖村进行，2016年5月23日播种育秧，播种密度为110 g·盘-1，7月3日机械栽插，行株距30 cm×10 cm。前茬为冬小麦。供试土壤为砂姜黑土，土壤基本理化性状：有机质11.9 g·kg-1，碱解氮75.1 mg·kg-1，速效磷23.5 mg·kg-1，速效钾95.3 mg·kg-1。年降水量700 mm左右，年平均气温13 ℃，后无霜期200 d左右。

供试水稻品种为临稻20，由沂南县水稻研究所选育。尿素，N 46%；过磷酸钙，P2O512%；氯化钾，K2O 60%。

1.2 处理设计

试验设置4个处理，各处理的氮、磷、钾投入量(均折纯，分别以N、P2O5、K2O计)相同，667 m2分别为18、6、6 kg，其中，磷肥全部作基肥一次性施入、钾肥总量的50%作基肥施入、50%作穗肥施入。依照氮肥运筹方案的差异，各处理简述如下：T1，基肥、分蘖肥1(移栽后7 d)、穗肥的施用比例分别为50%、35%、15%；T2，基肥、分蘖肥1(移栽后7 d)、分蘖肥2(移栽后15 d)、穗肥的施用比例分别为35%、35%、10%、20%；T3，基肥、分蘖肥1(移栽后7 d)、分蘖肥2(移栽后15 d)、穗肥的施用比例分别为20%、35%、15%、30%；T4，基肥、分蘖肥1(移栽后7 d)、穗肥的施用比例分别为50%、15%、35%。各处理随机区组排列，每个处理面积333 m2，每处理分3段，视为3个重复。区组之间设置60 cm宽的排灌沟，排灌沟中央开挖宽度和深度各25～30 cm的走水沟，各处理实行单排单灌，其他管理栽培措施统一按照常规栽培要求实施。

1.3 指标测定

水稻苗情生长动态：在水稻移栽后调查基本苗数。移栽后每7 d调查定点总茎蘖数，直至分蘖稳定。每小区定点调查10墩，记录调查时间和调查数据。

叶面积指数、干物质积累：移栽时取100株苗，剪去根，测干重，分别于拔节期、抽穗期、成熟期采用平均数法取3墩植株，将根剪去，茎、叶、穗分开，放入烘箱中105 ℃杀青30 min，80 ℃烘至恒重，测定干物质量。

水稻产量：在水稻成熟期各处理单打单收，用水分速测仪测水分，计算产量。

1.4 数据分析

试验数据用Microsoft Excel 2003进行整理，在DPS v7.05数据处理系统上进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 对产量和产量构成的影响

由表1可知，各处理中，以穗肥施用比例最高的T4处理产量最高，分别较T1～T3处理显著增产24.8%、5.3%、2.6%。单位面积有效穗数以T1处理最高，且显著高于其他处理，以T3处理最低，且显著低于其他处理。当穗肥施用比例为15%～30%时(T1～T3处理)，穗粒数随穗肥施用比例的升高而显著增加，但当穗肥施用比例从30%进一步增加到35%(T4处理)时，穗粒数并未进一步地显著提高。结实率以T3处理最高，与T4处理无显著差异，但显著高于T1和T2处理。千粒重以T2和T4处理最高，显著高于其他处理，以T3处理最低。以上结果说明，在相同的施氮量水平下，适当增加穗肥的施用比例，有助于增加穗粒数，提高结实率，优化产量构成，从而提高机插稻产量。

表1 不同处理对667 m2水稻产量和产量构成的影响

注：同列数据后无相同字母的表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.2 对分蘖与成穗的影响

从表2可以看出，各处理的单位面积最高茎蘖数以T1最多，T4最少；但成穗率的结果却与此相反，T4最高、T1最低。这可能是因为前期基蘖肥施用比例较高，虽然有助于增加分蘖，但到中后期由于养分供应不上，不少无效分蘖逐渐消亡，导致其成穗率反而下降。

表2 不同处理的最高茎蘖数和成穗率

2.3 对干物质积累和转运的影响

从表3可以看出，干物质积累量在移栽—拔节期随着穗肥施用比例的增加而降低，T4处理最小，而T1处理最大；但在拔节—抽穗期和抽穗—成熟期，干物质积累量均随着穗肥施用比例的增加而增加，T1处理最小，而T4处理最大。经测算，T1～T4处理抽穗后的干物质积累量占总干物质积累量的比例分别为42.9%、48.2%、49.9%和51.1%，同样随穗肥施用比例的增加而增加。

表3 不同处理各生育期667 m2的植株干重

相关性分析表明，抽穗—成熟期的干物质积累与产量极显著正相关，但移栽—拔节期、拔节—抽穗期的干物质积累与产量并无显著相关性。

2.4 对叶面积指数的影响

由图1可见，叶面积指数随氮肥运筹方案不同在不同时期表现各异：拔节期叶面积指数随穗肥施用比例的增加而降低，即T1最大、T4最小，抽穗期和成熟期叶面积指数则随穗肥施用比例的增加而增加，即T1最小、T4最大。这说明降低氮肥运筹中的基蘖肥施用比例、增加穗肥施用比例，有利于减缓生育后期叶面积指数的下降，进而减缓叶片衰老，增强灌浆期叶片的光合能力。

图1 不同处理的叶面积指数动态

2.5 对颖花分化与退化的影响

由表4可知，每穗实际颖花数、一次枝梗数和二次枝梗数均随穗肥施用比例的增加而增加，即T1最小、T4最大，而退化颖花数则与之相反。这说明增加穗肥施用比例可以促进一次枝梗、二次枝梗和颖花分化，降低颖花退化率，从而构建大穗多粒，以实现增产。

表4 不同处理对颖花分化和退化的影响

3 小结与讨论

研究表明，适当增加后期施氮比例有利于促进机插稻植株生长，提高产量[18-19]。本试验条件下，水稻产量随中后期氮肥施用比例的增加而增加，穗肥施入比例最高的T4处理(基蘖肥∶穗肥为6.5∶3.5)单产最高。这可能是因为，适当提高中后期的施氮比例，能够在确保有足够的有效穗数的前提下，提高分蘖的成穗率，减少颖花的退化，从而增加每穗粒数。

提高水稻的成穗率有利于改善冠层结构和群体质量，改善中后期群体光照条件，减缓后期叶面积的下降速率，增加抽穗后的群体光合效率，从而获取高产[17-18,20]。本研究表明，成穗率随着氮肥运筹中穗肥施用比例的增加而增加，抽穗期和成熟期的叶面积指数也随之上升。

高产水稻的干物质生产优势集中在中后期，产量随中后期干物质净积累量的增加而提高[21]。本研究表明，抽穗期和成熟期的干物质积累量随中后期施氮比例的增加而增加，穗肥施入比例最高的T4处理干物质积累量最大。此外，本研究还发现，抽穗至成熟期的干物质积累量与水稻产量呈极显著正相关，说明要发挥机插稻的高产潜力，关键是要增加其中后期、尤其是抽穗后的干物质生产。