氮肥施入量對濱海鹽堿地水稻生長發育及產量與光合效應的影響

隋鑫++呂小紅++付雪蛟

摘要：為探討不同氮肥施入量對濱海鹽堿地水稻生長發育、產量與光合效應的影響，以鹽豐47為試驗材料，采用小區對比試驗的方法進行田間試驗。結果表明：隨著施氮量的增加，各處理群體莖蘗數、葉面積指數、主莖葉片數、群體干物質積累量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率增加；各處理莖蘗成穗率、有效葉面積率、收獲指數隨施氮量的增加而降低；各處理總穎花量、產量、高效葉面積率隨著施氮量的增加而增加，達到峰值后降低。綜合考慮各種因素，鹽豐47在濱海鹽堿地獲得高產的適宜施氮量為240.0～292.5 kg/hm2。

關鍵詞：氮肥施入量；水稻；產量；光合效應

中圖分類號： S365；S511.06文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0094-03

盤錦稻區地處遼河下游的遼河三角洲中心地帶，瀕臨渤海，屬于濱海鹽堿地區，土壤肥力具有貧磷少氮富鉀等特點[1]。過去盤錦地區被人們稱為遼寧的“南大荒”，經過多年的改造、建設，目前已經成為遼寧省優質水稻主產區。該地水稻總種植面積11萬hm2，單位面積產量已超過9.5 t/hm2，年總產量已達到110萬t以上，盤錦大米已成為國家名牌產品及國家地理標志產品。水稻生產既是當地農業的主導產業之一，也是農民增收的主要來源之一。然而在水稻生產上仍存在著氮肥施用量較高、氮肥利用率較低、年際間產量波動較大、高產不穩產等問題。針對上述問題并結合當地水稻生產現狀，遼寧省鹽堿地利用研究所于2012—2013年開展了不同氮肥施入量對水稻生育、產量與光合速率的影響試驗，對于該稻區制定精確定量施肥技術、減少對環境的污染有重要意義。氮肥是水稻生長發育所必需的三大營養元素之一，其對水稻產量所起的作用遠大于磷、鉀[2-9]。多年來，大量研究者在氮肥施入量、施入時期對水稻產量的影響等方面做了大量的研究工作，對當地水稻增產及氮肥利用率的提高起到了重要作用[10-13]。本研究旨在通過探討濱海鹽堿稻區氮肥不同施入量對水稻生育、光合特性及產量的影響，確定適宜的氮肥施入量，為制定精確定量的施氮技術、提高氮肥利用率提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況與試驗材料

試驗在位于遼寧省盤錦市大洼縣唐家鎮的遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地進行。土壤為濱海鹽漬型水稻土，耕層土壤（0～15 cm）含有機質23.38～24.56 g/kg、堿解氮 78.36～96.42 mg/kg、速效磷（P2O5）10.68～15.20 mg/kg、速效鉀（K2O）198.63～231.79 mg/kg、全鹽1.65～1.78 g/kg，pH值7.75～7.79。以當地主栽品種鹽豐47為試驗材料，采用工廠化育秧技術培育壯秧，2012—2013年4月20日前后播種，播種量 100 g/盤。約5月25日人工移栽，行穴距30.0 cm×16.5 cm，每穴3～5株。各處理灌水、施藥防治病蟲草害及其他田間管理措施按常規進行。

1.2試驗設計

試驗設A1、A2、A3、A4、A5 5個處理，施氮量依次為1350、1875、240.0、292.5、345.0 kg/hm2，隨機排列，3次重復，小區面積19.2 m2。氮素作基、蘗、穗肥比例為2 ∶5 ∶3，基肥于水耙地后施入，蘗肥于插后1.0、3.0葉齡期施入（比例 6 ∶4），穗肥于倒4、倒2葉齡期施入（比例7 ∶3）。各處理磷肥（P2O5：105 kg/hm2）、鉀肥（K2O：75 kg/hm2）施入量、施入時期相同。

1.3調查內容與方法

莖蘗動態：每小區定植10穴，于分蘗中期開始，7 d調查1次莖蘗數，N-n期（N為主莖總葉片數，n為伸長節間數）、成熟期進行普查。

葉齡：各處理栽插帶有葉齡標記的秧苗15穴（每穴僅1株），秧苗返青后7 d觀測1次。

光合效應：用LI-6400（LI-COR Inc.USA）便攜式光合測定儀于齊穗期測定各處理劍葉光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率。測定時間為09：00—11：00，測定部位為葉片中部，每個處理重復測定15次。

干物質質量：于齊穗期、成熟期，每個處理取3穴有代表性的植株，測定植株干物質質量，成熟期測定籽粒、莖葉干物質質量。首先將莖葉、穗（成熟期）分開，分別裝入樣品袋，于105 ℃殺青30 min，然后在85 ℃下烘干至恒質量。

葉面積指數：將齊穗期調查干物質質量的植物樣本首先用于測定各處理葉面積指數，相關公式：

葉面積指數=葉片長×葉片寬×0.75。

收獲指數：將調查干物質質量的植物樣品用于測定收獲指數，相應計算公式為：

收獲指數=成熟期的籽粒干質量/[籽粒質量+莖稈干質量（包括植株地上的穗軸、莖、葉及葉鞘）]。

產量構成與實產：成熟期每個處理取具有代表性的植株5穴，進行室內考種。去邊行及調查采樣行后收獲脫谷記實產。

2結果與分析

2.1氮肥不同施入量對水稻群體莖蘗及產量的影響

表1結果表明，2012年N-n期、成熟期水稻群體莖蘗數隨著施氮量的增加而不斷增多，表現為A5>A4>A3>A2>A1，A5處理成熟期收獲穗數357.8萬穗/hm2，分別比A4、A3、A2、A1處理增加1.73%、4.13%、7.93%、14.20%。大部分處理成穗率達到70%以上，A1處理最高，說明低氮處理有效控制了分蘗高峰期莖蘗數，進而提高了莖蘗成穗率。2013年的莖蘗數與成穗率也表現出相同的趨勢。在一定施氮范圍內，各處理的總穎花量與產量隨著施氮量的增大而增加，達到峰值后降低，且總穎花量與產量呈正相關。2012年總穎花量、產量以A3處理最大，A3處理產量達到8.71 t/hm2，分別比A4、A2、A5、A1處理高0.46%、2.71%、3.81%、7.27%；2013年總穎花量、產量以A4處理最大，產量達9.40 t/hm2，分別比A5、A3、A2、A1處理高0.86%、1.62%、5.38%、9.43%。2年間的水稻產量差異較大，主要是由于降水、積溫、光照等氣候因素差異引起的，同時也說明鹽豐47的適宜施氮量為 240.0～292.5 kg/hm2。

2.2氮肥不同施入量對齊穗期水稻群體葉面積指數及主莖葉片數的影響

表2結果表明，隨著施氮量的提高，水稻葉面積指數與主莖葉片數隨之增加，表現為A5>A4>A3>A2>A1。水稻高效葉面積率隨著施氮量的增加而不斷提高，A3處理最高，隨后逐漸降低。各處理的有效葉面積率均為95%左右，但隨施氮量的增加呈現了出遞減的趨勢。結果說明，在一定范圍內增加施氮量有利于群體葉面積指數和群體高效葉面積率的提高，不利于有效葉面積率的提高。

A4、A3、A2、A1處理高0.66%、2.68%、9.02%、15.15%。各處理的齊穗后干物質積累量占籽粒產量百分比、收獲指數隨施氮量的增加呈現出遞減的趨勢，表現為A1>A2>A3>A4>A5。2013年的數據也表現出相同的規律。說明增施氮肥有利于齊穗期、成熟期干物質積累量的增加，不利于齊穗后干物質積累量占籽粒產量比例與收獲指數的提高。

2.4氮肥不同施入量對水稻群體光合效應的影響

3結論與討論

氮是影響水稻產量的最活躍的因素，確定合適氮肥用量一直是國內外關注的重點。齊春艷等研究發現，低氮處理下長白9號產量增加最明顯，高氮處理效果最差，認為長白9號在鹽堿地的最佳施氮量應為150 kg/hm2左右[14]。張滿利等研究表明，水稻產量隨施氮量的增加而增加，但增產幅度明顯下降，當氮肥施用量為225 kg/hm2時，水稻可獲得較高的產量[15]。張巖等研究發現，植株的葉片、莖鞘、穗的干物質質量大致隨施氮量的增加而不斷提高，當施氮量達到210 kg/hm2時，干物質積累量略有下降[16]。本研究分析了2012、2013年2年的數據發現，增加氮肥施用量有利于提高單位面積水稻籽粒產量，但達到一定水平后，隨著施氮量的增加，產量反而降低。高氮條件下可增加群體的收獲穗數，但無法增加群體的穎花量；同時，高氮條件提高了水稻生育后期植株的含氮量，降低了植株的抗病性與抗倒性，不利于穩產。這與魯艷紅等研究結果[17]一致。在本試驗中，2012年產量以A3處理最大，達到8.71 t/hm2，分別比A4、A2、A5、A1處理增加了046%、2.71%、3.81%、7.27%；2013年產量以A4處理最大，達到9.40 t/hm2，分別比A5、A3、A2、A1處理增加了086%、1.62%、5.38%、9.43%。

在確保水稻抗性不降低與安全成熟的前提下，適量增施氮肥有利于水稻增產。但應與N-n期前2個葉齡適當曬田相結合，促進根系下扎，降低植株含氮量，提高碳氮比與植株抗性，“中和”較多的氮素穗肥[18-20]，保證在獲得高產的同時，實現穩產。多年試驗結果表明，適量施氮條件下水稻群體較高的穎花量、葉面積指數、群體干物質積累量、凈光合速率是其獲得高產的主要原因。綜合考慮各種因素，濱海稻區鹽豐47的適宜施氮量為240.0～292.5 kg/hm2。

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