不同氮肥水平下水稻的生長態勢

黎瑞君， 岳延濱， 孫長青， 聶克艷， 李莉婕， 趙澤英， 彭志良

(貴州省農業科技信息研究所， 貴州 貴陽550006)

不同氮肥水平下水稻的生長態勢

黎瑞君， 岳延濱， 孫長青， 聶克艷*， 李莉婕， 趙澤英， 彭志良

(貴州省農業科技信息研究所， 貴州 貴陽550006)

為分析水稻地上部形態結構及生長發育指標對氮素的響應，以不同株型水稻品種為材料，研究不同氮素水平〔N0(0 kg/hm2)，N1(168.5 kg/hm2)，N2(337 kg/hm2)〕下各生育時期水稻葉片形態、節間長、葉片葉綠素相對含量(SPAD)、葉面積指數(LAI)、株高、分蘗數及主莖葉片、葉鞘干重的變化規律。結果表明：葉片大小分蘗期同一葉位差異不大，成熟期較分蘗期和抽穗期差異明顯；葉鞘長分蘗期倒1葉的差異明顯，抽穗期和成熟期差異不大，但節間長差異較明顯；葉綠素含量從倒1葉至倒6葉呈增加趨勢；葉面積指數分蘗期和抽穗期以N1水平較大，成熟期以N2水平較大，不同品種間略有差異；隨著施氮量的增加，分蘗期分蘗數呈減少趨勢，抽穗期和成熟期呈增加趨勢。

水稻；氮肥水平；生長態勢

水稻(OryzasativaL.)是我國重要的糧食作物，其產量約占我國谷物產量的50%。氮素是水稻生產中最重要的營養元素[1-2]，氮肥的合理施用是水稻高產的關鍵[3-4]。合理的氮肥施用不僅可提高糧食產量、改善品質，而且減少氮肥的浪費及有效防止倒伏[5-9]。明確氮肥施用對水稻生長的影響，可為水稻的高產栽培提供理論依據，對保障我國糧食安全具有重要意義。目前，氮肥在水稻上的施用研究多集中在施用技術、施用量、氮肥利用率及其對水稻產量和質量方面的影響，而有關精準施肥的研究報道較少。因此，筆者等以不同株型的水稻品種為研究對象，進行了田間氮肥精準施肥處理，研究植株葉片大小、葉片葉綠素含量(SPAD)、葉面積指數(leaf area index，LAI)、節間、株高、分蘗數及生物量的變化，以期為虛擬水稻生長系統的建立提供理論基礎[10-11]。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2013年在貴州省農業科學院內進行，海拔1 140.6 m，北緯26°04′，東經106°07′。試驗地為冬閑田，黃壤，土壤肥力中等、一致，0～30 cm耕層土壤有機質含量17.30 g/kg，堿解氮84.80 mg/kg，速效磷63.40 mg/kg，速效鉀126.30 mg/kg。

1.2 試驗設計

供試水稻品種為中優808(P1，松散型)、T優6135(P2，緊湊型)和中優5617(P3，中間型)。設3個氮素處理水平，分別施氮肥0 kg/hm2(N0)、168.5 kg/hm2(N1)和337 kg/hm2(N2)。施肥比例為基肥∶蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?5∶1∶2∶2，株行距16 cm×20 cm。為便于測試與觀察，單苗移栽，小區面積2 m×4 m，重復3次，隨機區組排列，共27個小區。各小區用隔板分隔，獨立排灌，栽培措施同高產栽培。各小區均施用112.5 kg/hm2磷肥(P2O5)和225 kg/hm2鉀肥(K2O)作基肥，一次全部施用。

1.3 測定項目及方法

分別在水稻生長的分蘗期、抽穗期和成熟期，每小區選取長勢相近的水稻植株3株，詳細記載其分蘗數，并分別測量葉長、葉寬、葉鞘長度、節間長度、葉片葉綠素含量(SPAD)、葉面積指數(leaf area index，LAI)、株高和分蘗數，并分葉位測量主莖上葉片、葉鞘的干重。其中LAI測量工作在田間完成。

2 結果與分析

2.1 葉片大小的變化

分蘗始期不同處理間同一葉位的葉片大小差異不大(表1)，以倒1葉和倒4葉的差異稍明顯，倒2葉最大。抽穗期倒1葉與倒2葉最大，且不同葉位之間以中優5617各處理之間的差異較明顯。成熟期倒2葉與倒3葉最大，且不同處理間同一葉位的葉片大小較分蘗期和抽穗期的差異明顯。抽穗期和成熟期的倒1葉至倒6葉，葉寬值呈降低的趨勢。

2.2 葉鞘長及節間長的變化

分蘗始期不同處理間倒1葉的葉鞘長差異明顯，其次是倒4葉，倒2葉和倒3葉的差異不大(表2)。抽穗期和成熟期，不同處理間同一葉位的葉鞘長差異不大，以倒1葉的差異稍明顯。抽穗期和成熟期，不同處理間同一葉位的節間長差異較明顯，尤其是成熟期的倒1葉。

2.3 SPAD的變化

葉綠素含量的高低直接影響植物的光合速率，從而影響水稻最終產量[12]。因此，水稻功能葉葉綠素含量水平可作為衡量水稻葉片功能強弱的可靠指標[13-14]。由表3可知，不同品種、不同葉位間SPAD值含量不同，此點與前人研究結果一致[13,15]。除了倒1葉隨著生育進程的推進而呈現增加趨勢之外，其余葉片基本以抽穗期的SPAD值最大。由于下位葉是上位葉的氮源，新生葉片當中的N源大多數來自原有葉片[16]，因此不同生育期、不同處理從倒1葉至倒6葉，SPAD值基本呈增加趨勢。

2.4 葉面積指數(LAI)、株高和分蘗數的變化

葉面積是影響植物進行光合作用的重要因素，光合速率高則能夠增加光合產物的積累，從而提高水稻的產量[17-18]。由表4可知，中優808在分蘗始期和抽穗期以N1水平的LAI最大，成熟期卻以N2水平的最大。而T優6135不同生育期的LAI均以N1水平最大。中優5617的LAI表現為在分蘗始期隨著施氮量的增加而增加，在抽穗期和成熟期隨著施氮量的增加而降低。中優808不同生育期的株高，隨著施氮量的增加呈先增加后降低趨勢。T優6135在分蘗始期和抽穗期隨著施氮量的增加呈先降低后增加趨勢，成熟期卻呈現增加趨勢。施氮量對水稻的分蘗生長具有顯著影響。

表2 不同氮素水平水稻的葉鞘長及節間長

表3 不同氮素水平水稻葉片的葉綠素含量

表4 不同氮素水平水稻的葉面積指數、株高和分蘗數

表5 不同氮素水平下的水稻葉片及葉鞘干重

2.5 干重的變化

由表5可知，不同施氮量對水稻葉片及葉鞘干重的影響不顯著，但是不同處理間同一葉位的葉片及葉鞘干重差異較明顯。綜合來看，不同生育期，葉片的干重以倒2葉最大，葉鞘的干重則以倒3葉最大，且成熟期倒2葉的葉鞘干重也較大。

3 結論與討論

水稻是我國重要的糧食作物，氮素對水稻生產的影響僅次于水，氮肥投入對提高水稻產量和穩定糧食生產起重要作用，是構成水稻生產成本投入的主要部分。雖然在水稻營養生長階段，通過施用適量氮肥可以促進生長和分蘗。適量氮素也會在抽穗前增加葉片和葉鞘中干物質的積累[19]。但是，對于不同類型的水稻品種，不同的施氮水平對其影響各不相同，任何品種都存在一個各自的最適施氮量[20]。試驗結果表明，松散型的中優808其適宜施氮量為168.5 kg/hm2，緊湊型的T優6135以及中間型的中優5617其適宜施氮量為337 kg/hm2。在此基礎上，結合科學合理的密度栽植，即可形成群體數量合理、植株素質較高、產量構成因子綜合性狀最佳的優質、高效、高產態勢，為基于模型的數字化水稻生產管理決策支持系統的構建奠定基礎。

[1] 凌啟鴻.水稻精確定量栽培理論與技術[M].北京：中國農業出版社,2007.

[2] 李金旺.水稻精確定量栽培技術在廣西北流的應用研究[J].雜交水稻,2012,27(1):45-48.

[3] 陳 軍,葉榮榕,李程勛,等.不同氮肥運籌方式對水稻氮素利用率及產量的影響[J].福建農業學報,2012,27(7):759-763.

[4] 石喬龍,滕樹川,龍志望,等.不同氮磷鉀肥用量對水稻產量的影響[J].貴州農業科學,2008,36(4):43-45.

[5] 黃衛群,郝興順,馮志峰,等.不同氮肥水平下水稻干物質生產量及氮素利用率研究[J].陜西農業科學,2010(4):7-9.

[6] 江立庚,曹衛星,甘秀芹,等.不同施氮量水平對南方早稻氮素吸收利用及其產量和品質的影響[J].中國農業學報,2004,37(4):490-496.

[7] 李方敏,樊小林,陳文東.控釋肥對水稻產量和氮肥利用效率的影響[J].植物營養與肥料學報,2005,11(4):494-500.

[8] 張福鎖,王激清,張衛峰,等.中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑[J].土壤學報,2008,45(5):915-924.

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

[10] 楊麗敏,陳書強,趙海新,等.不同插值密度對寒地水稻葉片生長態勢的影響研究[J].北方水稻,2015,45(2):10-13.

[11] 張獻國.不同插值密度對水稻葉片的影響[J].黑龍江農業科學,2015,(1):10-13.

[12] 曹樹青.水稻種質資源光合速率及光合功能期的研究[J].中國水稻科學,2001,15(1):29-34.

[13] 汪 華,李金文,姜繼萍,等.氮素、品種及光照對水稻冠層葉片SPAD讀數的影響[J].浙江農業學報,2013,25(2):319-324.

[14] 魏海燕.不同氮肥吸收利用效率水稻基因型葉片衰老特性[J].作物學報,2010,36(4):645-654.

[15] 丁能飛,郭 彬,林義成,等.集約化稻田養分均衡調控研究[J].浙江農業學報,2010,22(3):349-353.

[16] Quirino B F, Noh Y S, Himelbla E, et al. Molecular aspects of leaf senescence[J]．Trends Plant Science,2005,5(7):278-282.

[17] 徐克章.水稻開花后葉片含氮量與光合作用的動態變化及其關系[J].作物學報,1995,21(2):171-175.

[18] 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.

[19] 童漢華.三種供氮水平下控制水稻產量及其構成因子的分子遺傳基礎剖析[D].武漢：華中農業大學,2011.

[20] 姬廣梅,羅德強,江學海,等.不同氮肥運籌模式對雜交水稻川香9838物質生產及產量的影響[J].貴州農業科學,2013,41(11):18-21.

(責任編輯： 聶克艷)

Growth Situation of Rice under Different Nitrogen Level

LI Ruijun, YUE Yanbin, SUN Changqing, NIE Keyan*, LI Lijie, ZHAO Zeying, PENG Zhiliang

(GuizhouInstituteofAgriculturalScienceandTechnologyInformation,Guizhou，Guiyang550006,China)

The leaf morphology, internode length, SPAD and LAI, height, tiller number, leaves on main stem and dry sheath weight of different rice varieties with different plant types were analyzed under three nitrogen levels of N0(0 kg/hm2)，N1(168.5 kg/hm2) and N2(337 kg/hm2)to verify the response of over-ground parts’ morphological structure and growing development indexes to nitrogen in rice. Results: There is no obvious difference in leaf size on the same leaf position at tillering stage among different nitrogen treatments but an obvious difference at maturity stage among different nitrogen treatments. There is an obvious difference in sheath length of the first leaf from the bottom at tillering stage, no obvious difference at heading and maturity stage but an obvious difference in internode length of the first leaf from the bottom at heading and maturity stage. SPAD presents a rising trend from the first leaf from the bottom to the sixth leaf from the bottom. LAI of N1treatment is higher at tillering and heading stage but LAI of N2treatment is higher at maturity stage and there is a slight difference between two varieties. The tiller number at tillering stage shows a declining trend with increase of nitrogen level but the tiller number at heading and maturity stage presents a rising trend with increase of nitrogen level.

rice; nitrogen level; growth situation

2016-01-13； 2016-04-23修回

貴州省農業科學院基金項目“基于器官生物量分配的水稻地上部植株形態結構模擬”[黔農科合(基金)2011004]；貴州省創新能力建設專項項目“貴州數字農業技術研究創新能力建設”[黔科合院所創能(2011)4001]；貴州省農業科學院研究生科研創新項目“水稻適宜性精準評價研究”[黔農科合(創新基金)2011013]

黎瑞君(1985-)，女，研究實習員,碩士,從事農業信息技術研究。E-mail：635905436@qq.com

*通訊作者：聶克艷(1973-)，女，副研究員，從事農業信息技術研究及期刊編輯工作。E-mail：zeyingzhao@126.com

1001-3601(2016)05-0203-0063-05

S511.4

A