氮磷鉀肥對超級雜交水稻Q優6號干物質積累、養分吸收及產量的影響

王旭 馮躍華李杰 吳彥利 麻井彪 李香玲 葉勇 黃佑崗 牟桂婷

（貴州大學農學院，貴陽550025；*

通訊作者：fengyuehua2006@126.com）

氮磷鉀肥對超級雜交水稻Q優6號干物質積累、養分吸收及產量的影響

王旭 馮躍華*李杰 吳彥利 麻井彪 李香玲 葉勇 黃佑崗 牟桂婷

（貴州大學農學院，貴陽550025；*

通訊作者：fengyuehua2006@126.com）

以超級雜交稻Q優6號為材料，研究了不同氮、磷、鉀肥對水稻干物質積累、養分吸收及產量的影響。結果表明，隨著施氮量的增加，水稻產量、有效穗數、每穗粒數逐步提高，而結實率下降，各生育時期葉面積指數（LAI）、干物質積累量均在最高施氮水平下為最大值；隨著施磷量的增加，水稻產量、有效穗數和千粒重略微增加，而各生育時期LAI呈先增后減趨勢，拔節期干物質積累量逐步提高；隨著施鉀量的增加，水稻產量、LAI逐步提高，而干物質積累量呈先增后減趨勢；隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻養分總吸收量和每100 kg籽粒養分需求量提高，養分收獲指數、養分吸收利用率和養分農學利用率呈下降趨勢。

氮；磷；鉀；干物質積累量；養分吸收量；產量

水稻產量和養分吸收受品種遺傳特性和環境條件的綜合影響[1]，而在環境條件中，氮、磷、鉀肥施用情況是主要的因素。氮肥是水稻高產穩產的主要條件之一，而磷、鉀在水稻正常生長發育過程中發揮著不可或缺的作用。施磷對雜交水稻發育特別是根系的生長發育、根系活性和地上部干物質積累產生極大的影響[2]；鉀肥具有增強水稻根系活力、增加葉綠素含量和促進葉片過氧化物酶（POD）形成等生理功能，從而使水稻在生長后期保持較大的葉面積指數（LAI）及合成更多的光合產物，達到增產的目的[3]。隨著水稻高產品種的推廣及肥料的大量施用，稻谷單產有較大提升，而肥料利用率卻呈下降趨勢。本試驗通過在貴州省安順市舊州鎮進行“3414”肥料試驗，研究不同氮、磷、鉀肥用量對水稻干物質量、產量及養分吸收的影響，旨在為水稻生產過程中合理利用氮、磷、鉀肥提供理論依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年在貴州省安順市舊州鎮文星村進行。試驗前供試土壤pH值6.30，有機質35.90 g/kg，速效氮144.87 mg/kg，速效磷8.83 mg/kg，速效鉀56.19 mg/kg，全氮0.70 g/kg，全磷0.83 g/kg，全鉀9.51 g/kg。供試品種為超級稻Q優6號。

1.2 試驗設計

試驗設計采用二次回歸D-最優設計中的“3414”方案[4]，設置3個因素、4個水平、14個處理。3個因素為氮、磷、鉀；4水平：0水平為不施肥、2水平為當地推薦施肥量、1水平=0.5×2水平、3水平=1.5×2水平；14個處理為：N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3、N3P2K2、N1P1K2、N1P2K1、N2P1K1。當地推薦施肥量：N 150 kg/hm2、P2O596 kg/hm2、K2O 135 kg/hm2，其中，氮肥采用分次施肥法，基肥、分蘗肥、穗肥、粒肥的施氮量分別占總施氮量的35%、20%、30%、15%。磷肥作基施一次性施入，鉀肥的施用按照基肥和穗肥各施50%。氮、磷、鉀肥分別采用尿素、過磷酸鈣和氯化鉀。小區面積為15 m2，為防止肥水滲漏，小區四周筑起高30 cm、寬20 cm的田埂，并鋪塑料薄膜入土30 cm，行株距30.0 cm×16.5 cm。栽培管理同一般生產田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉面積

分別于拔節期（7月18日）、抽穗期（8月21日），每個小區按莖蘗數的平均數取代表性植株4叢，先測定1株植株的長和寬，用長寬法求出其葉面積，然后按稱重法求出其余3叢的葉面積[5]。分別測量各時期4叢株高，求平均數；成熟期按莖蘗數的平均數取代表性植株6叢，求株高平均數。

表1 不同處理各生育期葉面積指數

1.3.2 干物質積累量

分別于水稻拔節期、抽穗期和成熟期，按每小區平均莖蘗數取代表性植株4叢，將樣品分成莖、葉2部分，抽穗期將樣品分成莖、葉、穗3部分；于成熟期每小區按平均莖蘗數取植株6叢，將樣品分成莖、葉、枝梗、實粒、秕粒5個部分，分別測定其干物質量并計算各生育期干物質分配比例[6-7]。測定時，把樣品分別裝袋，于105℃條件下殺青30 min，再經80℃烘干至恒質量，測定干物質量。

1.3.3 植株氮、磷、鉀含量

測定水稻各個時期植株全氮、全磷、全鉀含量。全氮用H2SO4-H2O2擴散法，全磷用鉬銻抗比色法，全鉀用火焰光度計法。

1.3.4 產量及其構成

成熟期每小區收割99叢，脫粒曬干風選后稱風干質量，然后用烘干法測定實際含水量，按13.5%的水分折算實產。在測產同時，每小區取代表性植株6叢進行考種，考察有效穗數、每穗總粒數、結實率和千粒重[8]。

1.3.5 相關參數計算

莖葉物質表觀輸出量=抽穗期總莖葉干物質量-成熟期總莖葉干物質量；

莖葉物質表觀輸出率=莖葉物質表觀輸出量/抽穗期總莖葉干物質量×100%；

莖鞘物質輸出率=（抽穗期莖鞘干物質量-成熟期莖鞘干物質量）×100/抽穗期莖鞘干物質量；

莖鞘物質轉換率=（抽穗期莖鞘干物質量-成熟期莖鞘干物質量）/籽粒干質量×100%；

氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）3種養分的吸收利用效率參數計算公式相同，以氮為例介紹如下：

N總吸收量＝稻谷產量×稻谷含N量＋稻草產量×稻草含N量；

每100 kg籽粒需氮量＝N總吸收量/稻谷產量×100%；

氮素干物質生產效率＝干物質積累量/N總吸收量；

氮素稻谷生產效率＝稻谷產量/總吸收量；

氮素收獲指數＝稻谷N吸收量/N總吸收量×100%；

氮肥吸收利用率＝（施氮區N總吸收量－無氮區N總吸收量）/施N量×100%；

氮肥農學利用率＝（施氮區稻谷產量－無氮區稻谷產量）/施N量；

氮肥生理利用率＝（施氮區稻谷產量－無氮區稻谷產量）/（施氮區N總吸收量－無氮區N總吸收量）。

1.3.6 數據分析

所有數據均采用SAS 9.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 葉面積指數

由表1可知，在P2K2基礎上，拔節期與抽穗期LAI隨施氮量增加而不斷升高，在N3水平處于最大值，拔節期N3處理與N0、N1處理差異顯著；在抽穗期時各處理間則沒有顯著差異。在N2K2基礎上，拔節期LAI隨施磷量增加呈先增后減趨勢，在P2處理達到最大值且與P0、P1處理存在顯著差異；抽穗期LAI各處理間無顯著差異。在N2P2基礎上，葉面積指數在各時期均隨施鉀量增加呈不斷升高趨勢，但各處理間差異不顯著。

2.2 干物質積累量和轉運情況

2.2.1 不同時期的干物質積累量

由表2可見，在P2K2基礎上，各時期干物質積累量均以N3處理為最大值，抽穗期與成熟期表現為不斷升高趨勢，其中抽穗期N3處理與N0、N2間有顯著差異，而拔節期和成熟期各處理間并無顯著性差異。在N2K2基礎上，拔節期干物質積累量隨施磷量的提高而不斷增加，P3處理為最大，并與其余處理存在顯著差異。抽穗期、成熟期干物質積累量并無明顯變化規律，各處理間差異也不顯著。在N2P2基礎上，抽穗期和成熟期干物質積累量隨施鉀量的增加呈先增后減趨勢，均以K1處理為最大值，但各處理間差異不顯著。

表2 不同處理各生育期干物質積累量及干物質轉運情況

表3 氮肥對水稻養分吸收利用的影響

表4 磷肥對水稻養分吸收利用的影響

2.2.2 莖葉物質表觀輸出量、輸出率和莖鞘物質輸出率、轉換率

由表2可見，在P2K2基礎上，隨施氮量增加，莖葉物質表觀輸出量、輸出率和莖鞘物質輸出率、轉換率均呈先增后減趨勢，以N1水平為最大，各處理間差異不顯著。在N2K2基礎上，隨施磷量增加，莖葉物質表觀輸出量、輸出率和莖鞘物質輸出率、轉換率無明顯變化規律，各處理間差異也不顯著。在N2P2基礎上，隨施鉀量增加，莖葉物質表觀輸出量及莖鞘物質輸出率和轉換率先增后減，K1處理時最大，各處理間差異不顯著；隨施鉀量增加，莖葉物質表觀輸出率逐漸增大，各處理間差異不顯著。

2.3 氮、磷、鉀肥對水稻養分吸收利用的影響

2.3.1 氮肥對水稻養分吸收利用的影響

由表3可知，N總吸收量和每100 kg籽粒需氮量均隨施氮量增加而提高，N總吸收量N3處理與N0處理差異顯著，每100 kg籽粒需氮量各處理間差異不顯著；施用氮肥各處理的氮素干物質生產效率、氮素稻谷生產效率、氮素收獲指數均低于未施氮肥處理。由此可見，施氮可以促進水稻對氮素的吸收，但施用量越高，單位氮素生產干物質及稻谷的能力及稻谷中氮素所占比例都會下降，即多吸收的氮素并沒有使籽粒產量同步提高，而是大部分積累在稻草中[8-9]，因此施氮量的增加也導致了氮肥吸收利用率和氮肥農學利用率的降低。

2.3.2 磷肥對水稻養分吸收利用的影響

由表4可見，P總吸收量和每100 kg籽粒需磷量均隨施磷量增加而提高，P總吸收量和每100 kg籽粒需磷量在P3處理為最大值并與P0處理差異顯著；施磷處理的P素干物質生產效率和P素稻谷生產效率均低于未施磷處理，且P3處理與P0處理間存在顯著差異；P素收獲指數隨施磷量的增加無規律性變化。P肥吸收利用率和P肥農學利用率P3、P2處理均低于P1處理，但處理間差異不顯著。

表5 鉀肥對水稻養分吸收利用的影響

表6 不同處理Q優6號產量及產量構成

2.3.3 鉀肥對水稻養分吸收利用的影響

由表5可見，K總吸收量和每100 kg籽粒需鉀量均隨施鉀量增加而提高，但各處理間差異不顯著。K素稻谷生產效率、K素收獲指數和K肥吸收利用率則隨施鉀量的提高逐漸減小，K素收獲指數K0處理與其余處理存在顯著差異，K素稻谷生產效率和K肥吸收利用率處理間差異不顯著。

2.4 產量及產量構成

2.4.1 產量

由表6可見，在P2K2基礎上，隨施氮量的增加，產量呈上升趨勢，N1、N2、N3處理顯著高于N0處理。N2K2基礎上，隨施磷量增加，產量呈現上升趨勢，但各處理間差異不顯著。N2P2基礎上，隨施鉀量增加產量呈現上升趨勢，但處理間差異不顯著。

2.4.2 產量構成

由表6可見，在P2K2基礎上，隨施氮量的增加Q 優6號有效穗數、每穗粒數呈現上升趨勢，其中N3處理有效穗數顯著高于其余處理，處理間每穗粒數無顯著差異；結實率隨施氮量增加逐漸下降，N3處理與N0、N1處理差異顯著；千粒重以N2處理最大，但處理間差異不顯著。N2K2基礎上，隨施磷量增加，各處理間有效穗數、結實率無顯著差異，P0處理最大；隨施磷量增加，每穗粒數呈先增后減趨勢，P2處理最多，但各處理間差異不顯著；千粒重隨施磷量增加逐漸升高，但各處理間無顯著差異。N2P2基礎上，隨施鉀量增加，各處理間有效穗數、每穗粒數無顯著差異，也無明顯變化規律；隨施磷量增加，結實率、千粒重呈現先增后減趨勢，K2處理時最大，各處理間差異不顯著。

3 結論與討論

3.1 氮、磷、鉀肥可以調控水稻生長，從而影響葉面積指數、干物質積累和轉運

本研究表明，在磷、鉀肥相同條件下，拔節期和抽穗期LAI隨施氮量增加而逐步提高，在拔節期最高施氮水平與未施氮處理間出現顯著差異。說明氮肥的施用可以促進水稻生長，提高葉面積指數，這與鄒應斌等[8]的研究結果基本一致。在氮、鉀肥相同的條件下，拔節期和抽穗期LAI隨施磷量增加呈先增后減趨勢，在P2水平達到最大值。在氮、磷肥相同條件下，拔節期和抽穗期LAI隨施鉀量增加而逐步提高，但各處理間差異不顯著。這與陳楠等[3]的研究結果基本一致。

在磷、鉀肥相同條件下，隨施氮量的變化各時期干物質積累均以N3處理為最大值，而莖葉物質表觀輸出量和輸出率及莖鞘物質輸出率和轉換率隨施氮量的提高基本呈下降趨勢。在氮、鉀肥相同的條件下，拔節期干物積累隨施磷量的增加而提高，且P3處理與其余處理間均存在顯著差異，這與郭朝暉等[2]研究結果基本一致，但其他時期干物質積累和轉運并未發現明顯的變化趨勢，還有待進一步研究。在氮、磷肥相同條件下，抽穗期和成熟期干物質積累隨施鉀量的增加呈先升后降趨勢，莖葉物質表觀輸出率不斷提高，莖鞘物質輸出率和轉換率先升后降，但各處理間差異不顯著。

3.2 氮、磷、鉀肥對水稻養分吸收的影響

養分吸收是物質生產的基礎，而物質生產又是稻谷產量形成的基礎。本研究結果表明，隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加，水稻養分總吸收量和每100 kg籽粒養分需要量提高，養分收獲指數呈下降趨勢，說明施肥量的增加促進了稻谷對養分的吸收，但稻谷吸收養分和整株吸收養分的比例有所下降。隨著氮、磷、鉀肥用量增加，氮、磷、鉀肥的吸收利用率基本呈下降趨勢，農學利用率也顯著降低，說明合理施肥是提高肥料利用率的主要措施。

3.3 氮、磷、鉀肥對水稻產量和產量構成因素的影響

施肥量是水稻栽培中極為重要的因素，合理的施肥比例是水稻獲得高產的關鍵。本研究結果表明，在磷、鉀肥相同條件下，隨施氮量的增加，產量逐步提高，未施氮處理顯著低于施氮處理；有效穗數、每穗粒數上升，結實率下降，N3處理與N0、N1處理間出現顯著差異，千粒重差異不顯著，這與張洪程等[9]的研究結果一致。在氮、鉀肥相同的條件下，隨施磷量的增加，產量、有效穗數和千粒重略微增加，這與胡建利等[10]研究結果一致；每穗粒數、結實率差異不顯著，并無明顯變化規律。在氮、磷肥相同條件下，隨施鉀量的增加產量增加，有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重沒有明顯變化規律，且各處理間差異不顯著，與李衛國等[11-12]研究結果有所差異，可能是因為供試土壤含鉀量不同所致。

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Effects of Nitrogen,Phosphorus and Potassium Fertilizer on Dry Matter Accumulation,Nutrient Uptake and Yield of Super Hybrid Rice Q you 6

WANG Xu,FENG Yuehua*,LI Jie,WU Yanling,MA Jingbiao,LI Xiangling,YE Yong,HUANG Yougang,MU Guiting
（College of agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China;*Corresponding author:fengyuehua2006@126.com）

The effects of different nitrogen,phosphorus and potassium levels on dry matter accumulation,nutrient uptake and yield of rice were studied,with super hybrid rice Q you 6 as materials.The results showed that the yield,effective panicles and spikelets per panicle increased gradually with the increase of fertilizer-N application,while seed setting rate decreased;leaf area index（LAI）and dry matter accumulation were at the highest level under maximum value of fertilizer-N application.The yield,effective panicles and 1000-grain weight were slightly increased with the application of fertilizer-P increased,while LAI increased at first and then decreased at every growth stage,and dry matter accumulation increased gradually at jointing stage.The yield and LAI increased gradually with the increment of K rates,while dry matter accumulation increased first and then decreased.As the application of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer improved,total nutrient uptake of rice and demand of grain nutrients per 100 kg increased,while nutrient harvest index,nutrient recovery efficiency and agronomic efficiency showed a decreasing trend.

N fertilizer;P fertilizer;K fertilizer;dry matter accumulation;nutrient uptake;yield

S511.062

A

1006-8082（2016）06-0025-05

2016－08－01

國家自然科學基金（31360311；31160263）；公益性行業（農業）科研專項（201503118-03）；貴州省農業科技攻關項目（黔科合NY[2011]3085號；黔科合NY [2013]3005號）；貴州省作物學省級重點學科建設計劃（黔學位合字ZDXK[2014]8號）；貴州省普通高等學校糧油作物遺傳改良與生理生態特色重點實驗室項目（黔教合KY字[2015]333）