穗肥對機插超級粳稻產量和氮肥利用率的影響

嚴桂江+戴正元+趙步洪+嚴桂玲+黃年生+張小祥+季紅娟+董長生

摘要：以2個早熟晚粳超級稻品種揚粳4227和南粳44為材料，設置了不施穗肥（T0），不施促花肥、單施保花肥（T），促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]3（T2），促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]（T3）、促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為3 ∶[KG-3]（T4）和單施促花肥（T5）5種穗肥處理，觀察了穗肥施用方法對機插水稻產量和氮肥利用效率的影響。結果表明，施用穗肥提高了水稻產量和花后干物質積累，增加了穗分化至抽穗期的氮素積累及氮肥的吸收利用效率。促花肥 ∶[KG-3]保花肥比例為 ∶[KG-3]處理（T3）的產量和氮肥利用率均高于其他各處理。表明適宜的促花肥和保花肥比例有利于促進機插水稻植株生長，并獲得較高產量與較高的氮肥利用效率。

關鍵詞：穗肥；機插超級粳稻；產量；氮肥利用率

中圖分類號： S506文獻標志碼： A

文章編號：002-302（204）2-0075-04

氮素是影響水稻產量的最重要因素之一[-2]。據統計，世界稻田氮肥平均用量為03 kg/hm2，中國為80 kg/hm2，江蘇高達300 kg/hm2以上，接近世界水稻平均施氮量的3倍。[2]已有研究表明，江蘇水稻氮肥的吸收利用率僅為99%，僅為發達國家的/3[3-6]。自98年至2008年，通過發展高投入集約化農業，中國糧食年產量從325億t增長至529億t，增長約六成。與此同時，氮肥消費量卻從 8萬t增加到 3 292萬t，增長了近2倍。中國占全球7%的耕地，卻消耗著全球35%的氮肥[7]。

過高的氮肥投入會造成一系列環境問題，還會造成水稻倒伏減產，加重病蟲害發生及使稻米品質變劣[8-0]。因此，如何提高氮肥利用率一直是人們研究的重點。張洪程等試驗發現氮肥精確后移模式產量顯著提高，氮素當季利用率、生理利用率、施氮增產力以及表觀生產力均顯著提高。國際水稻研究所研制的實地、實時氮肥管理技術，在亞洲6個國家實施，與農民傳統施肥法相比，稻谷產量平均提高36%，氮肥利用率提高60%[-2]。從對產量構成因素的影響來看，氮肥的施用一般可分為基肥、分蘗肥、穗肥（促花肥和保花肥）以及粒肥。施用穗肥是水稻栽培的一項重要措施，它對水稻生育性狀、群體質量、產量都有極其重要的影響，以往對穗肥的研究較多[3-4]。適當降低前期氮肥施用量，增加后期施用量的比重，可以優化群體質量，提高莖蘗成穗率，獲得高產。王維金等指出，基蘗肥和分蘗肥氮在成熟過程中隨稻株下、中部葉片和鞘的枯死部分而帶出植株體外的量多于穗肥，所以基肥和分蘗肥的利用率低而穗肥的利用率高[5]。凌勵報道，在江蘇農墾系統，水稻產量水平9t/hm2下，穗肥利用率最高，可達450%～70%，其次是分蘗肥，基肥的利用率最低，僅為24%～280%[6]。機械插秧是水稻產區的發展趨勢和農業產業結構調整的重要方向，也是農民增收節支的有效途徑，但以往關于穗肥中促花肥與保花肥的施用比例對機插水稻產量和氮肥利用效率的研究較少。本研究以2個粳稻品種為材料，研究了不同穗肥運籌方式對機插水稻產量和氮肥利用效率的影響，以期為機插水稻高產優質和養分資源高效利用提供理論和實踐依據。

材料與方法

供試材料與試驗設計

試驗于200—20年進行。采用2因素裂區設計，氮肥處理為主區，品種為裂區（小區）。選用生育期相近的早熟晚粳揚粳4227和南粳44為試驗材料。試驗設計總施氮量為270 kg/hm2，基蘗肥與穗肥比例為6 ∶[KG-3]4。基蘗肥中基肥占總施氮量的40%。分蘗肥占總施氮量的20%，于移栽后7 d和4 d分2次等量施用。設置以下5種穗肥處理。T0：不施穗肥；T：不施促花肥，單施保花肥，占總施氮量的40%；T2：促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]3，即促花肥和保花肥分別占總施氮量的0%和30%；T3：促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]，即促花肥和保花肥各占總施氮量的20%；T4：促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為3 ∶[KG-3]，即促花肥和保花肥分別占總施氮量的30%和0%；T5：單施促花肥，占總施氮量的40%。以全生育期不施用氮肥（0N）為對照。促花肥和保花肥分別在葉齡余數35葉和5葉時施用。各處理具體施肥量見表。

[2]試驗田前茬為小麥，麥秸全量還田，還田量525 t/hm2。5月26日播種，6月3日移栽。采用機械插秧，行株距分別為30 cm和 7 cm， 每穴3～5苗。小區面積264 m2（55 m×

2和氯化鉀（含K2O 52%）折合K2O 20 kg/hm2。水分管理等按常規高產栽培方式管理，全生育期嚴格控制病蟲草害。

2年試驗結果趨勢一致，以下主要報道20年試驗結果。

2測定項目及方法

2干物質質量

分別于移栽期、分蘗期、穗分化期、抽穗期、成熟期，每個小區取樣2穴，測定葉、莖、穗（抽穗以后）干質量，保留樣品測定氮含量。

22氮素含量

水稻收獲前 d，每小區取樣0穴，測定干物質量，保留樣本，用FOSS公司的全自動凱氏定氮儀測定成熟期水稻植株含氮率，按照植株質量×含氮率計算水稻植株吸氮量。

23考種計產

于收割前2 d，每小區按平均穗數取2穴，脫粒考種。成熟期各小區實收5 m2計產。

2結果與分析

2不同穗肥處理對水稻產量及其構成因素的影響

與0N相比，T0、T、T2、T3、T4和T5各處理的水稻產量分別增加了326%、702%、749%、762%、698%和670%（2個品種平均）（表2）。其中施用穗肥處理（T、T2、T3、T4、T5）的產量較不施穗肥處理（T0）又顯著增加，尤以T3處理增加最多。從產量構成因素分析來看，隨著促花肥比例的增加，單位面積穗數和每穗粒數有所增加，單施促花肥處理（T5）均顯著高于單施保花肥處理（T）。與不施穗肥的處理（T0）相比，T（單施保花肥）處理的每穗粒數提高了84%～228%，T5（單施促花肥）處理則提高了370%～39%，表明促花肥對每穗粒數的影響明顯大于保花肥。結實率和千粒質量則隨著促花肥的增加呈下降趨勢，單施促花肥處理則顯著低于單施保花肥處理。因此，單施促花肥處理較單施保花肥處理產量未有增加，甚至略有降低。而T3處理在總穎花量（單位面積穗數×每穗粒數）有所增加的同時，結實率和千粒質量下降得不顯著，所以產量均較其他處理獲得顯著增加（表2）。

22不同穗肥處理對水稻干物質積累的影響

不同穗肥處理的干物質量均隨著生育進程呈增加趨勢。施用穗肥各處理（T、T2、T3、T4、T5）的干物質量在生育前期與未施穗肥處理（T0）差異不顯著，自穗分化期起則較未施肥處理均顯著增加，其中T3處理在成熟期干物質積累最多，2個品種趨勢一致（圖-a、圖-b）。各處理均表現在抽穗至成熟階段的干物質積累最多，此階段施用穗肥各處理的干物質積累量占總干物質量的比例分別為390%～453%（揚粳4227）和40%～42%（南粳44），均顯著高于未施用穗肥處理的362%（揚粳4227）和39%（南粳44）（圖-c、圖-d）。

[FK（W9][HT6H][Z]表2不同穗肥處理的水稻產量及其構成因素[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK4。2，WK5，WK4。4W]品種處理穗數（萬穗/hm2）每穗粒數（粒）結實率（%）千粒質量（g）產量（t/hm2）

23不同穗肥處理對水稻氮素的吸收與積累的影響

不同穗肥處理的水稻氮素吸收的變化趨勢基本一致，即隨著生育進程的延伸，氮素積累量不斷增加。與未施穗肥處理（T0）相比，施用穗肥的各處理（T、T2、T3、T4、T5）在生育前期的吸氮量與其差異不顯著，而自穗分化期起吸氮量均顯著增加，在成熟期2品種均表現為T3處理吸氮量最多，單施保花肥（T）的吸氮量則要低于單施促花肥（T5）的（圖2-a、圖2-b）。說明增施促花肥，可以促進水稻氮素的吸收與積累，尤以促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]增加最多。

各處理的氮素吸收高峰均表現在穗分化至抽穗期，2品種均表現為施用穗肥處理的氮素積累顯著高于未施穗肥的處理，并且隨著促花肥比例的增加，呈現先上升后下降的趨勢，其中在T3處理積累最多（圖2-c、圖2-d）。不同穗肥處理的穗分化至抽穗期的氮素積累量與產量呈極顯著正相關（r=0984[KG-3]～0986[KG-3]），而其他階段氮素積累與產量之間相關不顯著（數據略）。表明增加穗分化至抽穗期氮素供應量或提高此階段的氮素吸收量有利于提高水稻產量。

24不同穗肥處理對水稻氮肥利用效率的影響

無論是氮肥的農學利用率還是氮肥的吸收利用率，2個品種均表現為施用穗肥處理（T、T2、T3、T4、T5）顯著高于不施穗肥處理（T0）。隨著促花肥比例的增加，水稻的氮肥吸收利用率和農學利用率則呈現先增加后下降的趨勢，T3處理最大，顯著高于其他各處理（表3）。水稻的穗肥農學利用率和吸收利用率也有相同的趨勢（表3）。說明增加促花肥在穗肥中所占比例，在一定程度上可以增加水稻的氮肥以及穗肥的利用效率，并在促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]時能取得最大值。[FL）]

[FK（W20][TYGtif][FK）]

[FK（W22][TYG2tif][FK）]

[FL（2K2]

3討論

3不同穗肥處理對機插水稻產量的影響

本試驗結果表明，施用穗肥均可以顯著提高水稻產量，但隨著促花肥施用比例的增加，水稻產量先增加后降低，其中促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]時產量增加最多。從產量構成因素分析，促花肥比例的增加有助于提高水稻的單位面積穗數和每穗粒數擴大產量庫容，但每穗粒數與結實率呈負相關[7-8]，本試驗結果也證明了這一點。生產實踐也表明，過分強調大穗，容易造成結實率降低的風險，特別是在結實期遇到低溫寡照，風險更大。因此選擇適宜的促花肥與保花肥比例對水稻產量的提高有顯著影響。在本試驗條件下，促花肥與保花肥等量施用可以在總穎花量（單位面積穗數×每穗粒數）較大的前提下，保持較高的結實率和粒質量，這是該處理產量得以增加的重要原因。但本試驗也觀察到，供試品種穗型較小（揚粳4227和南粳44平均每穗粒數分別為50粒和27粒），對于穗型更大或更小的品種，是否仍以促花肥與保花肥等量施用產量最高？這一問題仍值得進一步研究。 [FL）]

[FK（W6][HT6H][Z]表3不同穗肥處理對水稻氮肥和穗肥利用效率的影響[HTSS][STBZ]

[H5][BG（！][BHDFG3，WK6。4，WK9。4W]品種處理施氮量（kg/hm2）吸氮量（kg/hm2）氮肥農學利用率（kg/kg）氮肥吸收利用率（%）穗肥農學利用率（kg/kg）穗肥吸收利用率（%）

施用穗肥提高了水稻群體后期物質積累量，生育后期物質生產量是考察水稻群體質量的重要指標，并且超高產水稻抽穗期至成熟期積累的干物質量約占總干物質量的40%[9-20]。本試驗結果與前人研究趨勢相一致。

32不同穗肥處理對水稻氮肥利用效率的影響

孕穗期是水稻生殖生長與營養生長共生的時期，這一階段的營養供應對水稻產量的影響非常重要[2]。水稻產量與穗前氮素積累后期的物質生產關系密切[22-23]。本試驗結果表明，不同穗肥處理孕穗期的氮素積累量與水稻產量關系密切，其中促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]處理均顯著高于其他各處理。

有研究表明，水稻后期使用的氮肥利用率高于前期，適當增加穗肥比例也可以提高氮肥的吸收利用率和生產效率[24]。在本試驗條件下，與未施用穗肥處理相比，施用穗肥的處理氮肥農學利用率和吸收利用率均顯著提高，其中在促花肥 ∶[KG-3]保花肥施用比例為 ∶[KG-3]時，水稻的氮肥利用效率增加最多。適宜的促花肥和保花肥比例可以提高水稻的氮肥吸收和利用效率。

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