肥水耦合對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響

呂艷東　郭曉紅　李紅宇等

摘要：采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以龍慶1號(hào)和龍盾104為試驗(yàn)材料，研究肥水耦合對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：2個(gè)品種的肥料與水分處理間在穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量上均存在互作關(guān)系；龍盾104肥料處理以F3的產(chǎn)量最高，肥水耦合以F3S3的產(chǎn)量最高，顯著或極顯著高于F3S1、F1S3、F1S1、F1S4、F2S3處理；龍慶稻1號(hào)水分處理以S1產(chǎn)量最高，肥水耦合以F3S1最高，顯著或極顯著高于F3S4、F1S3、F2S3、F1S4、F2S2處理。

關(guān)鍵詞：肥水耦合；寒地水稻；產(chǎn)量；互作；穗數(shù)；結(jié)實(shí)率；千粒質(zhì)量；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S511.05文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）11-093-04

收稿日期：2014-10-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201303007）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃（編號(hào)：2011BAD16B11、2013BAD07B01）；黑龍江省博士后資助經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（編號(hào)：LBH-Z13167）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)省作物學(xué)重點(diǎn)學(xué)科學(xué)術(shù)骨干科研啟動(dòng)金項(xiàng)目（編號(hào)：ZWXQDJ-8）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)博士啟動(dòng)金項(xiàng)目（編號(hào)：XDB 2012-03）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（編號(hào)：201310223009）；黑龍江省重大科技招標(biāo)項(xiàng)目（編號(hào)：GA14B102-03）。

作者簡(jiǎn)介：呂艷東（1978—），男，黑龍江肇州人，博士，副研究員，主要從事水稻節(jié)水栽培研究。E-mail：luyandong336@sohu.com。

通信作者：鄭桂萍，博士，教授，主要從事水稻生理生態(tài)研究。E-mail：dqzgp@163.com。水稻是我國(guó)耗水量最多的作物，土壤水分和養(yǎng)分是影響水稻產(chǎn)量的重要因子，闡明肥料和水分對(duì)水稻產(chǎn)量的影響及水肥的互作效應(yīng)，對(duì)于建立優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)具有重要意義[1-3]。有研究表明，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，水分和養(yǎng)分是密不可分的，合理的水肥交互作用能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量[4-6]。進(jìn)行水稻的水肥耦合研究結(jié)果表明，充分發(fā)揮水肥對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的協(xié)同激勵(lì)作用，不僅可以提高肥水利用效率、節(jié)本增效；還可以減少肥料對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約水肥資源，改善生態(tài)環(huán)境[6-9]。這對(duì)解決我國(guó)的水資源危機(jī)、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全具有重大意義。多年來，國(guó)內(nèi)外關(guān)于水分和養(yǎng)分對(duì)水稻產(chǎn)量作用的研究已有豐富的報(bào)道[10-12]，但水分和肥料對(duì)產(chǎn)量的交互作用報(bào)道甚少。本試驗(yàn)在不同的肥料和水分控制下研究其對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，旨在為水稻高產(chǎn)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011年在黑龍江省慶安和平水利試驗(yàn)站進(jìn)行，在防雨棚中人工嚴(yán)格控水，晴天時(shí)打開防雨棚。供試品種龍慶稻1號(hào)和龍盾104均為12葉品種，4月10日浸種，4月19日播種，4月26日出苗，秧田管理正常進(jìn)行，5月20日進(jìn)行移栽，每個(gè)小區(qū)面積4 m2左右，每個(gè)小區(qū)內(nèi)栽植2個(gè)品種，每個(gè)品種4行，行距24 cm，穴距12 cm，選葉齡均為3.1～3.5葉的秧苗，每穴3～5苗，9月23日收獲。

施肥處理包括F1、F2、F3，具體見表1。肥料種類包括尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、七水硫酸鎂。施肥方法：40%氮肥、100%磷肥、50%鉀肥、50%鎂肥作基肥，在最后一次水整地前施入，耙入土中8～10 cm；50%鎂肥用于中期追肥，追肥于9.0～9.3葉齡時(shí)進(jìn)行（混入細(xì)土中撒勻），每個(gè)小區(qū)單排單灌。分蘗肥要求早施，可分2次進(jìn)行，第1次施分蘗肥總量的70%～80%，于返青期（4葉期）后立即施用；第2次施分蘗肥總量的20%～30%，于6.0葉齡施于色淡、生長(zhǎng)差、分蘗少處。

用負(fù)壓式真空表監(jiān)測(cè)土壤水勢(shì)，設(shè)-10、-15、-20 kPa等3個(gè)水勢(shì)梯度，當(dāng)土壤水勢(shì)達(dá)-10、-15、-20 kPa時(shí)灌水，即-10、-15、-20 kPa 為控水下限，自泡田起就要記錄灌水定額。具體操作為秧苗移栽本田后，5～6 cm水層深水護(hù)苗返青。在返青后的各個(gè)生育階段除了除草和施肥期間外，灌水后田面不再保留水層（一定要封閉除草，苗后施用除草劑期間保持水層要多2～3 d，否則易出現(xiàn)草荒），不同生育時(shí)期的水勢(shì)管理見表2，以常規(guī)栽培的水分管理為CK；減數(shù)分裂期遇低溫則灌深水達(dá)17 cm以上，低溫過后進(jìn)行濕潤(rùn)灌溉（0 kPa為水分敏感期），齊穗后恢復(fù)到控水灌溉的水勢(shì)要求進(jìn)行水分管理，蠟熟末停灌。育苗、移栽按常規(guī)旱育稀植“三化一管”進(jìn)行，要求在本地同一條件下育苗，本田按葉齡指標(biāo)計(jì)劃管理，適期收獲。

1.2測(cè)試內(nèi)容與方法

每個(gè)處理選有代表性的植株4穴，測(cè)定項(xiàng)目主要有單株穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、空秕粒數(shù)，稱取粒質(zhì)量，計(jì)算結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量。

2結(jié)果與分析

2.1肥水耦合對(duì)寒地水稻穗數(shù)的影響

肥水對(duì)龍盾104穗數(shù)影響的F測(cè)驗(yàn)結(jié)果說明，肥料間、水分間和肥料×水分間差異極顯著。

2.1.1肥料處理對(duì)寒地水稻穗數(shù)的影響由圖1可知，龍盾104的穗數(shù)在各肥料處理間差異極顯著，其中以F3處理的穗數(shù)最多，F(xiàn)2次之；龍慶稻1號(hào)各處理之間差異不顯著，其中以F3處理的穗數(shù)最多。因此，就肥料的平均效應(yīng)而言，2個(gè)品種均以F3的穗數(shù)最多，F(xiàn)1的穗數(shù)最少。

2.1.2水分處理對(duì)寒地水稻穗數(shù)的影響龍盾104各處理間差異極顯著，其中S2處理的穗數(shù)最多，其次是S1；龍慶稻1號(hào)以S1處理的穗數(shù)最多，其次是S2。因此，就水分處理的平均效應(yīng)而言，龍盾104以S2的穗數(shù)最多，龍慶稻1號(hào)以S1的穗數(shù)最多，2個(gè)品種均以S3的穗數(shù)最少（圖2）。

2.1.3肥水耦合對(duì)寒地水稻穗數(shù)的影響由表3可知，2個(gè)品種各處理間的穗數(shù)差異極顯著。2個(gè)品種的穗數(shù)由于存在肥料與水分間的互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡(jiǎn)單相加，而是肥料效應(yīng)隨水分的變化而變化。

2.2肥水耦合對(duì)寒地水稻穗粒數(shù)的影響

肥水耦合對(duì)龍盾104和龍慶稻1號(hào)穗粒數(shù)的影響的F測(cè)驗(yàn)結(jié)果表明，龍盾104在不同肥料處理、水分處理、肥料×水分處理間差異不顯著；龍慶稻1號(hào)在不同肥料處理、肥料×水分處理間差異不顯著，在各水分處理間差異極顯著。

2.2.1肥料處理對(duì)寒地水稻穗粒數(shù)的影響龍盾104和龍慶稻1號(hào)在各肥料處理間差異均不顯著。但就肥料的平均效應(yīng)而言，龍盾104以F2的穗粒數(shù)最多，龍慶稻1號(hào)以F3的穗粒數(shù)最多，2個(gè)品種均以F1的穗粒數(shù)最少（圖3）。

2.2.2水分處理對(duì)寒地水稻穗粒數(shù)的影響龍盾104各水分處理間差異均不顯著；但龍慶稻1號(hào)的S3與S2差異極顯著，S4、S1與S2、S3差異不顯著（圖4）。因此，就水分的平均效應(yīng)而言，龍盾104以S4的穗粒數(shù)最多，S3次之，S2最少；龍慶稻1號(hào)以S3的穗粒數(shù)最多，S4次之，S2最少。

2.2.3肥水耦合對(duì)寒地水稻穗粒數(shù)的影響因肥料與水分間不存在互作效應(yīng)，故以水分的最優(yōu)處理和肥料的最優(yōu)處理組合在一起為最優(yōu)組合。龍盾104以S4和F2的穗粒數(shù)最多，兩者組合F2S4穗粒數(shù)最多；龍慶稻1號(hào)以F3和S3的穗粒數(shù)最多，兩者組合F3S3穗粒數(shù)最多（表4）。其中，龍盾104的F2S4與F1S4差異顯著；龍慶稻1號(hào)的F3S3與F2S2差異極顯著，F(xiàn)3S3與F3S2、F1S2，F(xiàn)2S4、F2S3與F2S2差異顯著。

2.3肥水耦合對(duì)寒地水稻結(jié)實(shí)率的影響

肥水耦合對(duì)龍盾104和龍慶稻1號(hào)結(jié)實(shí)率的影響的F測(cè)驗(yàn)結(jié)果表明，龍盾104在各肥料處理、水分處理間差異不顯著，而在各肥料×水分間差異顯著；龍慶稻1號(hào)在各肥料處理間差異不顯著，在各水分、肥料×水分處理間差異極顯著；說明不同的水分處理對(duì)龍慶稻1號(hào)的結(jié)實(shí)率均有影響。

2.3.1肥料處理對(duì)寒地水稻結(jié)實(shí)率的影響龍盾104和龍慶稻1號(hào)各肥料處理間差異均不顯著，兩者均以F1的結(jié)實(shí)率最高，F(xiàn)3處理的結(jié)實(shí)率最低（圖5）。

2.3.2水分處理對(duì)寒地水稻結(jié)實(shí)率的影響龍盾104在各水分處理間差異均不顯著；龍慶稻1號(hào)的S3與S1、S4差異極顯著，S2與S1、S4差異顯著（圖6）。就水分的平均效應(yīng)而言，2個(gè)品種均以S3的結(jié)實(shí)率最高，S2次之；龍盾104的S1處理、龍慶稻1號(hào)S4處理的結(jié)實(shí)率最低。

2.3.3肥水耦合對(duì)寒地水稻結(jié)實(shí)率的影響如表5所示，龍盾104的各處理組合間差異均不顯著，其中以處理組合F3S3的結(jié)實(shí)率最高，F(xiàn)3S1的結(jié)實(shí)率最低；龍慶稻1號(hào)F2S2、F2S3、F1S3與F2S4差異極顯著，F(xiàn)1S4、F3S3與F2S4差異顯著，龍慶稻1號(hào)以F2S2的結(jié)實(shí)率最高，以F2S4的結(jié)實(shí)率最低。由于2個(gè)品種的結(jié)實(shí)率在各肥料與水分間存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡(jiǎn)單相加，而是肥料效應(yīng)隨水分的變化而變化。

2.4肥水耦合對(duì)寒地水稻千粒質(zhì)量的影響

肥水耦合對(duì)2個(gè)品種千粒質(zhì)量影響的F測(cè)驗(yàn)結(jié)果表明，龍盾104在各肥料處理、水分處理間差異不顯著，在肥料×水分處理間差異顯著；龍慶稻1號(hào)在各肥料處理間差異不顯著，在各水分處理、肥料×水分處理間差異極顯著。

2.4.1肥料處理對(duì)寒地水稻千粒質(zhì)量的影響2個(gè)品種各肥料處理間差異不顯著（圖7）。就肥料的平均效應(yīng)而言，2個(gè)品種均以F3的千粒質(zhì)量最高。

2.4.2水分處理對(duì)寒地水稻千粒質(zhì)量的影響龍盾104的S2與S3、S4、S1，S3與S1的千粒質(zhì)量差異極顯著，S4與S1差異顯著；龍慶稻1號(hào)各水分處理間差異不顯著，且2個(gè)品種均以S2的千粒質(zhì)量最高（圖8）。

2.4.3肥水耦合對(duì)寒地水稻千粒質(zhì)量的影響如表6所示，龍慶稻1號(hào)各處理間的千粒質(zhì)量差異不顯著，龍盾104的F3S2與F3S1、F3S4、F3S3、F2S4、F2S1、F1S1，F(xiàn)2S2與F3S3、F2S4、F2S1、F1S1，F(xiàn)2S3、F1S2、F1S4與F2S1、F1S1，F(xiàn)1S3與F1S1差異極顯著。其中，龍盾104以F3S2的千粒質(zhì)量最高，F(xiàn)1S1的千粒質(zhì)量最低；龍慶稻1號(hào)以F2S4的千粒質(zhì)量最高，F(xiàn)2S1的千粒質(zhì)量最低。由于2個(gè)品種的千粒質(zhì)量在肥料與水分間存在互作效應(yīng)， 說明各處理組合的效應(yīng)不是各單因素效應(yīng)的簡(jiǎn)單相加，而是肥料效應(yīng)隨水分的變化而變化。

2.5肥水耦合對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響

肥水耦合對(duì)龍盾104和龍慶稻1號(hào)的F測(cè)驗(yàn)結(jié)果表明，龍盾104在各肥料處理、肥料×水分處理間差異極顯著，而在各水分處理間差異不顯著；龍慶稻1號(hào)在各肥料處理間差異不顯著，在各水分處理間差異顯著，在肥料×水分處理間差異極顯著。說明不同的肥料處理對(duì)龍盾104的理論產(chǎn)量有影響；不同的水分處理對(duì)龍慶稻1號(hào)的理論產(chǎn)量有影響。

2.5.1肥料處理對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響龍盾104的F3與F1差異極顯著，龍慶稻1號(hào)的各肥料處理間差異不顯著（圖9）。就肥料的平均效應(yīng)而言，2個(gè)品種均以F3的理論產(chǎn)量最高，F(xiàn)1的理論產(chǎn)量最低。

2.5.2水分處理對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響如圖10所示，龍盾104各水分處理間差異不顯著，其中以S2理論產(chǎn)量最高；龍慶稻1號(hào)的S1與S2差異顯著。就水分的平均效應(yīng)而言，

龍盾104以S2的理論產(chǎn)量最高，S3的理論產(chǎn)量最低；龍慶稻1號(hào)以S1的理論產(chǎn)量最高，S2的理論產(chǎn)量最低。

2.5.3肥水耦合對(duì)寒地水稻產(chǎn)量的影響2個(gè)品種的理論產(chǎn)量在肥料與水分間存在互作效應(yīng)，說明各處理組合的效應(yīng)不是單因素效應(yīng)的簡(jiǎn)單相加，而是肥料效應(yīng)隨水分的變化而變化。龍盾104的F3S3、F2S4與F1S4、F2S3，F(xiàn)3S2、F2S2、F2S1、F3S4與F2S3差異極顯著，F(xiàn)1S2、F3S1、F1S3、F1S1與F2S3差異顯著；龍慶稻1號(hào)的F3S1、F3S3、F2S4與F1S4、F2S2差異極顯著，F(xiàn)1S2與F1S4、F2S2，F(xiàn)2S1與F2S2差異顯著（表7）。其中，龍盾104以F3S3和F2S4的理論產(chǎn)量較高，F(xiàn)1S4和F2S3的理論產(chǎn)量較低；龍慶稻1號(hào)以F3S1、F3S3和F2S4的理論產(chǎn)量較高，F(xiàn)1S4和F2S3的理論產(chǎn)量較低。

3結(jié)論

2個(gè)品種的肥料處理與水分處理間在穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和理論產(chǎn)量上存在互作關(guān)系， 在穗粒數(shù)上不存在互作關(guān)

系。2個(gè)品種均以F3的穗數(shù)最多，其穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量在各肥料處理間差異不顯著。龍盾104以S2的穗數(shù)最多，龍慶稻1號(hào)以S1的穗數(shù)最多，2個(gè)品種均以S3的穗數(shù)最少。龍盾104以S4的穗粒數(shù)最多，S3次之，S2最少；龍慶稻1號(hào)以S3的穗粒數(shù)最多，S4次之，S2最少。2個(gè)品種均以S3的結(jié)實(shí)率為最高，S2次之；龍盾104、龍慶稻1號(hào)分別以S1、S4處理的結(jié)實(shí)率最低。2個(gè)品種均以S2的千粒質(zhì)量最高。綜合2個(gè)品種的理論產(chǎn)量對(duì)肥料和水分的互作反應(yīng)可知，F(xiàn)3S3和F2S4的產(chǎn)量較高，F(xiàn)1S4的產(chǎn)量最低。

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