施氮對不同水稻品種產量及產量性狀的影響研究

李建輝+徐寶安+蒼真名+王秋菊+焦峰+翟瑞常

摘 要：以黑龍江省水稻栽培品種龍粳31和空育131為試驗材料，通過田間小區試驗的方法，研究了黑龍江省水稻主產區氮肥施用水平對不同水稻品種產量及產量性狀的影響。結果表明：空育131對不同施氮處理的反應要低于龍粳31，水稻有效穗數隨著氮肥用量的增加而增大，在90～210kg·hm-2處理的范圍內，2個水稻品種施入氮肥的產量增加效果最為顯著。

關鍵詞：氮肥；施用水平；水稻；產量；產量性狀

中圖分類號 S143.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）08-42-02

中國是世界范圍內氮肥施用量最大的國家，2012年我國農業生產中施用氮肥總量接近3 000萬t，約占全球農業生產施用氮肥總量的30%[1]，而其中的25%左右是應用于水稻生產中的。黑龍江省水稻主產區的稻田氮肥用量約300kg/hm2，少數生產單位達到450kg/hm2，生產中高水平的氮肥使用量，導致氮肥利用效率偏低。近幾年來，隨著水稻面積的不斷擴大和生產中氮肥投入量的持續增加，這種情況可能更加嚴重。由于化學肥料氮素利用效率持續偏低，使得水稻生產的成本不斷增加[2-3]，同時也帶來了一系列的環境問題[4]。因此，不斷提高水稻生產過程中施入氮肥的應用效率，并加強水稻田間氮營養管理，對于農業可持續發展具有重要意義。本研究通過田間小區試驗的方法，研究了黑龍江省水稻主產區氮肥施用水平對不同水稻品種產量及產量性狀的影響，目的是進一步明確水稻氮素營養規律，為黑龍江省水稻主產區科學合理的施用氮肥和水稻栽培過程中的氮素營養管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試品種及土壤 供試品種為水稻新品種龍粳31和黑龍江水稻主產區常規品種空育131。試驗在黑龍江省八五八農場科技園區內進行，土壤類型為草甸白漿土，試驗前土壤的基礎肥力狀況為：有機質31.13g·kg-1、堿解氮163.51mg·kg-1、有效磷31.14mg·kg-1、速效鉀116.65mg·kg-1，pH6.02。

1.2 試驗設計 試驗根據不同施氮水平設5個處理，分別記為：N0、N1、N2、N3、N4，各處理純氮施用量分別為：0、90、150、210、270kg·hm-2，施入氮肥40%作基肥、30%作蘗肥、30%作穗肥，比例為4∶3∶3。氮肥的氮源為尿素（N，46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5，17%），施入量為P2O5 60kg·hm-2；鉀肥為硫酸鉀（K2O，50%），施入量為K2O90kg·hm-2。磷肥作基肥一次施入，鉀肥60%作基肥施入、40%作穗肥施入。試驗田5月15日插秧，其他試驗過程中的田間管理方式同大田。

1.3 測產及數據分析 在試驗小區水稻籽粒完全成熟后，每個處理小區量取2m2獲得水稻穗部籽粒，進行實收測產和產量性狀數據采集。全部試驗數據采用Excel 2003進行處理，利用SAS 9.2進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥施用水平對水稻產量的影響 由圖1可知，水稻生長過程中，在一定范圍內，隨著施N量的增加，試驗水稻品種的產量也相應增大，龍粳31和空育131均在氮肥投入量為210kg·hm-2的處理時產量達到峰值，峰值的產量分別較N0處理高出36.9%和21.1%，而當施氮量繼續增加時產量增加效果不明顯；2個供試水稻品種對不同施氮處理的反應有所不同，龍粳31的產量在0.44～0.60t·667m-2的區間內變動，而空育131則在0.46～0.55t·667m-2的區間內變動，可以看出空育131對不同施氮處理的反應要低于龍粳31。

[處理][9000

8000

7000

6000

5000

4000][產量（kg·hm-2）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

]

圖1 不同處理對水稻產量的影響

2.2 不同氮肥施用水平對水稻產量構成因素的影響 水稻最終收獲器官的總量決定于各個產量構成因素值的高低，因而對其產量構成因素的各項指標進行單項及綜合分析，可以明確水稻產量因處理而造成差異的最終原因。一般水稻的相關研究中，產量構成因素主要是有效穗數、穗粒數、千粒重等指標。由圖2可知：（1）在試驗范圍內，水稻有效穗數隨著氮肥用量的增加而增大，不同的水稻栽培品種之間相比較，除N0外，龍粳31比空育131有效的總穗數提高了5.3%～9.3%，可以看出，水稻最終獲得的有效穗數的提高直接導致了水稻收獲產量的增加。因而，在水稻生產上，應該盡量選擇有效穗數較高的品種，以提高水稻產量。（2）氮肥的施用水平對水稻單穗上的實際粒數也產生了影響，相比于N0處理，龍粳31水稻品種從N1～N4處理穗粒數分別增加23.9%、35.1%、29.7%和23.9%，而空育131水稻品種則相應提高11.9%、16.5%、20.4%和16.5%，且龍粳31水稻品種各施肥水平穗粒數均高于空育131，可以看出空育131對N肥的反應在穗粒數低于龍粳31。（3）隨著氮肥施用水平的提高，龍粳31和空育131的千粒重均呈降低趨勢。一般認為水稻的千粒重是相對穩定的指標，這可能是因為千粒重這一指標由水稻遺傳特性控制，不同水稻品種之間差異較大。

[400

300

200

100][有效穗數（穗·m-2）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

][處理][處理][140

120

100

80

60][穗粒數（粒/穗）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

][處理][35

33

31

29

27

25][千粒重（g）][N0][N1][N2][N3][N4][龍粳31

空育131

]

圖2 不同處理的水稻產量構成因素

本試驗中水稻的產量構成因素的各項指標在不同N水平的影響下對稻谷產量的貢獻發生了變化，結果見表2。由表2可以看出，在不同的施N處理的影響下，2個供試品種的千粒重隨著產量的增加而降低，呈現出負相關關系，達到了極顯著水平；有效穗數和穗粒數隨著產量的增加而增加，呈現出正相關關系，且達到了極顯著水平。因而，從本試驗中可以得出，增加的田間N肥的投入，提高了水稻的穗數和穗粒數，進而對因N肥水平的增加而使千粒重下降對產量產生的負面影響產生緩解的效應。

表2 穗數、穗粒數、千粒重與水稻產量的相關關系

[產量構成因子＼&相關系數＼&有效穗數＼&0.9726**＼&穗粒數＼&0.9533**＼&千粒重＼&-0.866**＼&]

3 結論與討論

以往的研究結果顯示，水稻的產量構成因素是引起水稻栽培產量產生差異的重要因素，而水稻的產量構成因素很大程度上受到氮素水平的影響，特別是水稻生產中單位面積的有效穗數量，當氮素投入水平增加時，表現為顯著增大。有研究指出[5]，單位面積水稻生產出的有效穗數對產量形成有至關重要的作用，而其他2個產量因素包括穗粒數和千粒重則重要性略次之。其他的研究結果顯示[6]，一定水稻生產面積上形成的穎花數對最終的稻谷產量的貢獻超過70%，而其他2個產量構成因素則不超過30%。由本次試驗結果可以看出，在不同施入氮素處理范圍內（N0～N4），氮素投入水平與最終獲得的水稻籽粒產量表現出了單峰曲線的變化趨勢，不同品種也在N3處理影響下產量表現為最高，而且在N1～N3處理的范圍內，水稻施入氮肥的產量增加效果最為顯著。

參考文獻

[1]FAO.Statistical databases，Food and Agriculture Organization（FAO） of the United Nations，Rome.http：//www.fao.org，2012.

[2]蘇祖芳，周培南，許乃霞，等.密肥條件對水稻氮素吸收和產量形成的影響[J].中國水稻科學，2001，15（2）：281-286.

[3]王紹華，曹衛星，丁艷鋒，等.水氮互作對水稻氮吸收與利用的影響[J].中國農業科學，2004，37（4）：497-501.

[4]Jiang L G，Dai T B，Jiang D.Characterizing physiological N-use efficiency as influenced by Nitrogen management in three rice cultivars[J].Field Crops Res.，2004，88：239-250.

[5]Gravois K A，Helms R S.Path analysis of rice yield and yiel components as affected by Seeding rate[J].Agron.J.，1992，84：1-4.

[6]Yoshida S，Cock J H，Parao F T.Physiological aspects of high yields[M].Philippines：International Rice Research Institute，Rice Breeding.Los Banos，2010：455-469. （責編：張宏民）