氮肥運籌和穴栽苗數對水稻根系生長的影響

摘要：在總施氮量相同條件下，研究了氮肥運籌和穴栽苗數對水稻根系生長和產量的影響。結果表明，氮肥后移和增加追肥次數提高了水稻產量，穴栽多苗增加了收獲穗數從而提高產量。不同處理下，根系干重、根系長度、根系投影面積、根系體積均呈現先升高后降低的趨勢，氮肥處理相差不大，穴栽苗數表現為D3>D2>D1。在抽穗期和乳熟期根體積和根系投影面積與產量呈極顯著正相關，成熟期根系干重與根系投影面積呈極顯著正相關。

關鍵詞：水稻；氮肥運籌；穴栽苗數；根系生長

中圖分類號：S511.062；S511.044 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）02-0278-04

氮肥是水稻生長發育及子粒形成需要最多的營養成分，對水稻生產起著十分重要的作用[1，2]。 穴栽苗數與培育壯秧密切相關，并影響有效穗數進而影響產量。根系是水稻氮素吸收和運輸的重要器官，是土壤養分的直接利用者和產量的重要貢獻者。根系形態學特征與植物養分效率有著密切的關系，根形態的研究已成為目前研究熱點之一，前人就水稻根系性狀與產量的關系進行了大量研究[3-5]，但是結合氮肥運籌和穴栽苗數研究根系還未見報道，同時，水稻的根系生理活性對氮素養分的吸收和穴栽苗數是密切相關的。因此，研究氮肥運籌和穴栽苗數對寒地水稻根系生長和產量的影響，可為寒地優質水稻生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為東北農業大學水稻研究室提供的東農423。

1.2 試驗設計

試驗于2009～2010年在東北農業大學植物試驗實習基地進行。土壤基礎肥力為全氮1.2 g/kg、緩效鉀0.85 g/kg、堿解氮110.24 mg/kg、速效鉀120.15 mg/kg、速效磷55.90 mg/kg、有機質24.7 g/kg。采用裂區設計方法，氮肥為主區，設N1（基肥∶孕穗肥為5∶5）、N2（基肥∶分蘗肥∶孕穗肥為4∶3∶3）、N3（基肥∶分蘗肥∶孕穗肥∶粒肥為3∶3∶2∶2）3個處理；穴內苗數為副區，設D1（1株/穴）、D2（2株/穴）、D3（3株/穴）3個處理。插秧規格為29.7 cm×16.5 cm，5次重復，小區面積為20 m2。4月12日播種，5月23日移栽，每公頃施純氮150 kg，鉀總量的50%及磷的全部作基肥結合耙地深施；追肥結合曬田“裂紋落肥、以水帶氮”，達到深施目的，7月15日追鉀的50%，灌水方法采用淺、濕、干循環調控灌溉。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 產量測定 成熟期按小區測產與考種。

1.3.2 根系形態指標的測定 于分蘗期（TS）、孕穗期（BS）、抽穗期（HS）、乳熟期（MS）、成熟期（RS）在田間取樣，取樣規格為20 cm×20 cm，將洗干凈的根系用WinRhizo Reg V 2004a根系分析系統（加拿大Regent公司生產）進行測定。測定方法：將根系樣品放置在30 cm×40 cm樹脂玻璃槽內，注3～4 mm深的水，使根系充分散開，用雙面光源掃描系統（EPSON Expression 1640XI，美國EPSON公司）掃描根系，用WinRhizo Reg V 2004a分析獲得根系長度、根系投影面積、根體積。

1.3.3 根系干重的測定 采用烘干法（105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒量）測定根系干重。

1.4 數據分析

使用Excel處理數據和繪制圖表，使用DPS和SPSS軟件進行其他統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對寒地水稻產量及產量構成因素的影響

從表1可以看出，氮肥運籌和穴栽苗數對水稻產量的影響達到極顯著差異，各處理的影響程度為N3D3>N2D2>N3D2>N2D3>N1D3>N3D1>N1D2>N2D1>N1D1。3次施肥和4次施肥的產量明顯高于兩次施肥，穴內苗數2株和3株高于單株處理。從產量構成因素看，有效穗數與產量表現相似，每穗粒數、千粒重和結實率與產量表現相反，單株處理優于2株和3株處理。氮肥運籌對產量的影響小于穴內苗數。施分蘗肥處理下有效穗數較未施分蘗肥處理明顯增加，說明適當減少基肥，增施分蘗肥對增加有效分蘗數效果明顯。

2.2 不同處理對寒地水稻根系干重的影響

根系干重是根系生長狀況的集中體現，反映了根系的發達程度。由圖1可知，不同處理的根系干重在整個生育期內呈先上升后下降的趨勢，到抽穗期根系干重達到最大，然后逐漸下降。氮肥處理下根系干重有差異，各處理根系干重表現為N3>N2>N1，N2、N3處理相差不大。不同穴栽苗數對水稻根系干重的影響表現為D3>D2>D1，穴栽苗數越多，根系干重越高。說明增加穴栽苗數提高了植株的分蘗數和有效穗數，從而相應地提高了地下根系干重。

2.3 不同處理對寒地水稻根系長度的影響

由圖2可知，各處理的根系長度在整個生育期內呈先上升后下降的趨勢，穴內1苗（D1）處理在孕穗期達到最大，其他處理到抽穗期達到最大，然后逐漸下降。氮肥處理對水稻根系長度影響不大。不同穴栽苗數對水稻根系長度的影響表現為D3>D2>D1，穴栽苗數越多，根系長度越長。可能是由于增加穴栽苗數增加了植株的根數，從而相應增加了根系長度。

2.4 不同處理對寒地水稻根體積的影響

不同處理的根體積變化趨勢與根長相似，在整個生育期內先上升后下降，N1、N2處理抽穗期達到最大，N3處理孕穗期達到最大，然后逐漸下降。不同氮肥處理根體積有差異，N2、N3處理大于N1處理。不同穴栽苗數對水稻根體積的影響表現為D3>D2>D1，穴栽苗數越多，根體積越大（圖3）。

2.5 不同處理對寒地水稻根系投影面積的影響

從圖4可以看出，不同處理的根系投影面積在整個生育期內呈先上升后下降的趨勢，N1處理抽穗期達到最大，N2、N3處理孕穗期和抽穗期相差不大，然后逐漸下降。不同穴栽苗數對水稻根系投影面積的影響表現為D3>D2>D1，穴栽苗數越多，根系投影面積越大。

2.6 根系性狀與產量的相關關系

相關分析表明，產量與分蘗期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關系數分別為-0.14、-0.27、0.17、0.35，產量與孕穗期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關系數分別為0.25、-0.32、0.55、0.42，產量與抽穗期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關系數分別為0.36、0.54、0.92、0.94，產量與乳熟期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關系數分別為0.52、0.53、0.90、0.91，產量與成熟期根系干重、根系長度、根體積、根系投影面積的相關系數分別為0.94、0.25、0.65、0.88，即產量與成熟期根系干重呈極顯著的正相關關系，而在分蘗期則呈負相關關系；產量與各生育期根系長度的相關不顯著；產量與抽穗期和乳熟期根體積呈極顯著正相關，與成熟期根體積呈顯著正相關；產量與抽穗期、乳熟期和成熟期根系投影面積呈極顯著正相關。表明在抽穗期和乳熟期提高根體積和根系投影面積有利于增加產量。

3 討論

3.1 氮肥運籌對水稻根系生長及產量的影響

氮肥運籌是水稻高產中的一項重要技術措施[6]。試驗結果表明，基肥減少，增加后期施肥量和次數有利于提高產量。就施氮量而言，適量施氮可以促進不定根的發生和生長，增加根長，提高根重。就施氮時期而言， 生育前期增加施氮量，能顯著提高生育前期的不定根數、根重[1]。研究結果表明，在相同施氮量的條件下，施分蘗肥，分蘗發生早，低位分蘗多，成穗數多。多次施肥提高了根系干重、根體積和根系投影面積。其原因主要是在生育前期適量施氮的基礎上，施用分蘗肥和穗肥亦可促進根系的生長，增加有效穗數和千粒重。

3.2 穴栽苗數對水稻根系生長及產量的影響

關于穴栽苗數對產量的影響前人進行了很多研究，但結果不一。Kiyochika[7]提出穴栽苗數在3～4株是適宜的。Ota等[8]認為機插稻穴栽3苗最有利于充分利用資源，產量最高。而Hashikawa[9]則針對機插秧由于密植、多播出現早衰現象的特點，提出稀植少插的技術。此次的研究結果表明，對于穗重型品種東農423穴栽苗數以2～3株為宜，能夠達到高產。關于根系形態特征與產量的關系，劉桃菊等[10]的研究表明，齊穗期上位根的根干重、根長密度、根表面積密度和根活性表面積密度與每穴有效穗數及子粒產量之間呈顯著正相關。此次的研究表明，在抽穗期和乳熟期根體積和根系投影面積與產量呈極顯著正相關，成熟期根系干重和根系投影面積與產量呈極顯著正相關。

參考文獻：

[1] 彭少兵，黃見良，鐘旭華，等.提高中國稻田氮肥利用率的研究策略[J].中國農業科學，2002，35（9）：1095-1103.

[2] 符家安，楊 利，戚華雄，等.施肥對雜交水稻廣兩優476生長性狀及產量構成因子的影響[J].湖北農業科學，2011，50（23）：4797-4800.

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[6] 楊永春，朱志凌，陳莉萍，等.氮肥不同運籌方法對水稻產量的影響[J].上海農業科技，2000（3）：45-46.

[7] KIYOCHIKA H. Physiology of small rice seeding and the technology of seedling nursery[M]. Tokyo： Rural Culture Association，1972.109-111.

[8] OTA T， KIYOSAWA H， KAZUHIKO K， et al. The capability of the rice cultivation and their relationship. Part 10： the capability of the number of seedlings of the rice transplanted by rice transplanter[J]. Jpn J Crop Sci，1971，40：29-30.

[9] HASHIKAWA U. Rediscussion of the rice cultivation technology：（3）the development of the rice transplanted by rice transplanter[J]. Agric Technol，1986，41：249-253.

[10] 劉桃菊，戚昌瀚，唐建軍.水稻根系建成與產量及其構成關系的研究[J].中國農業科學，2002，35（11）：1416-1419.