不同生態條件下施氮量和移栽密度對雜交稻氮、磷、鉀吸收積累的影響

蔣鵬，熊洪，張林，朱永川，周興兵，劉茂，郭曉藝，徐富賢

（四川省農業科學院水稻高粱研究所/農業部西南水稻生物學與遺傳育種重點實驗室，四川德陽 618000；國家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川瀘州 646100）

不同生態條件下施氮量和移栽密度對雜交稻氮、磷、鉀吸收積累的影響

蔣鵬，熊洪，張林，朱永川，周興兵，劉茂，郭曉藝，徐富賢*

（四川省農業科學院水稻高粱研究所/農業部西南水稻生物學與遺傳育種重點實驗室，四川德陽 618000；國家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川瀘州 646100）

【目的】不同生態條件下水稻需要的施氮量和移栽密度不同，研究不同生態條件、施氮量和移栽密度下雜交稻產量及氮、磷、鉀養分吸收利用規律，可為不同生態稻區肥料優化管理和合理密植提供依據。【方法】以雜交稻旌優 127 為材料，在四川德陽和瀘州進行兩因素列區田間試驗。主區為中氮 (N 120 kg/hm2) 和高氮 (N 180 kg/hm2) 兩種施氮量，副區為低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5 穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2) 3 種移栽密度。調查了雜交稻產量及氮、磷、鉀的吸收利用規律。【結果】德陽土壤全氮、堿解氮、水稻全生育期平均太陽輻射、最高溫度、最低溫度、晝夜溫差、積溫均高于瀘州點，在德陽點的雜交稻產量、氮、磷、鉀吸收量分別較瀘州點增加了 19.2%、24.0%、3.3%、9.5%，生產單位稻谷產量所需的磷、鉀量較瀘州分別減少了 15.2%、8.0%，氮需要量與瀘州點相當，雜交稻氮、磷、鉀收獲指數分別增加了 9.2%、9.4%、5.6%。不同生態條件下雜交稻的氮磷鉀吸收特點和利用特性不同。在德陽點，高氮處理較中氮處理雜交稻氮、磷、鉀吸收量高但產量低；相同氮水平下雜交稻產量、氮磷鉀吸收量隨著移栽密度的增加而增加，以中氮高密組合產量較高，為 10.87～11.72 t/hm2，且該肥密組合下成熟期植株體內氮、磷、鉀養分吸收量處于中等水平，氮、磷、鉀收獲指數最高，單位稻谷產量的氮、磷、鉀需要量相對較低。在瀘州點，雜交稻產量和氮磷鉀吸收量在高氮高密度處理最優，產量達到了9.25～9.85 t/hm2，成熟期植株體內氮、磷、鉀吸收量也相對較高，但不同肥密組合之間生產單位稻谷產量的氮、磷、鉀需要量差異不顯著。【結論】生態條件顯著影響著雜交稻對氮、磷、鉀的吸收利用能力，進而影響作物的生長狀況，需要根據具體情況制定施氮量和移栽密度。本試驗中，德陽稻區溫光資源充足，土壤肥力也較高，最佳肥密組合為 N 120 kg/hm2和密度 22.5 穴/m2；瀘州稻區溫光資源略低，土壤肥力水平也不如德陽，其適宜的施氮量為 N 180 kg/hm2，密度為 22.5 穴/m2。

生態條件；雜交稻；施氮量；養分吸收；密度

氮、磷、鉀是水稻正常生長需求量最多的三大營養元素，也是其獲得高產的重要條件。前人在品種基因型[1-3]、施肥技術[4-6]、栽培管理[7]、土壤條件[8]、生態條件[9-10]對水稻植株氮、磷、鉀吸收積累及其利用率的影響做了一系列的研究工作，獲得了一些重要的結論。相同品種 (組合) 于不同生態稻區種植不僅產量差異大[10-12]，對肥料養分的吸收利用特點也截然不同[10,13-14]。敖和軍等[10]發現施氮水平對超級雜交稻植株體內的氮、磷、鉀養分吸收積累影響不顯著 。 徐 富 賢 等[9]研 究 表 明 ， 生 態 條 件 對 雜 交 中 稻 產量、氮磷鉀吸收量、每生產 1000 kg 稻谷氮磷鉀需要量影響顯著，且每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量和氮、磷、鉀收獲指數與地理位置、施氮水平及土壤特性呈極顯著相關。殷春淵等[15]認為，水稻產量與氮素階段吸氮量呈顯著相關，高產水稻對氮、磷、鉀養分吸收積累具有生育前期較低，中后期較高的特點[3,5,7,16]。李靜[17]發現不同生態地點之間水稻氮、磷、鉀積累量及其收獲指數差異顯著；隨著移栽密度的增加，氮、磷、鉀吸收量呈增加趨勢，氮、磷、鉀的收獲指數呈下 降趨勢。周江明等[18]認為，隨著移栽密度的增加，水稻氮素積累量顯著增加，但氮素收獲指數顯著下降。這些研究結果顯示，在水稻實際生產中，必須根據不同稻區生態條件確定施肥方案和栽插密度，以實現高產高效，提高肥料利用率，減少環境污染。四川雜交稻多為重穗型 (大穗型) 品種，目前推廣的栽培技術為低密度(密度 ＜ 13.5 穴/m2) 高氮量 (≥ 180 kg/hm2)[19]。本文選取川東南冬水田區和成都平原區，系統的研究了不同生態條件下施氮量 (中氮 120 kg/hm2、高氮 180 kg/hm2) 和移栽密度 (低密 12.0 穴/m2、中密 16.5 穴/m2、高密 22.5 穴/m2) 對雜交稻氮、磷、鉀養分吸收積累及利用率的影響，以期為相似稻區雜交稻的肥料高效管理和最佳密度的確定提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為雜交中稻‘旌優 127’，種子由四川省農業科學院水稻高粱研究所提供。

1.2 試驗設計

于 2014 和 2015 年分別在四川省瀘州和德陽進行大田試驗 (兩年試驗均是在肥力均勻的同一田塊不同位置進行的)，瀘州為冬水田 (中稻+再生稻)，德陽為兩季田 (蔬菜+水稻)。試驗田土壤肥力詳見表 1，雜交稻全生育期氣象條件詳見表 2。設 2 種施氮 (N)量，分別為中氮 (N 120 kg/hm2)、高氮 (N 180 kg/hm2)；3 個移栽密度，分別為低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2)，每穴兩苗。磷肥、鉀肥全部做基肥，P2O5和 K2O 用量分別為 62.5 kg/hm2、135 kg/hm2。氮肥按基肥∶分蘗肥 = 7∶3 施用。試驗采用裂區設計，施氮量為主區，移栽密度為副區，副區面積為 15 m2，3 次重復。主區間作田埂并覆膜，防止肥水串灌，副區間間隔 30 cm。其他管理按當地高產栽培管理進行。瀘州于 3 月 5 日播種，4 月 5 日移栽，2014 年 7 月 5 日齊穗，8 月 5 日成熟，2015年 7 月 3 日齊穗，8 月 4 日成熟；德陽于 4 月 5 日播種，5 月 8 日移栽，2014 年 7 月 26 日齊穗，9 月 6日成熟，2015 年 7 月 25 日齊穗，9 月 5 日成熟。

表1 德陽和瀘州試驗田理化性狀Table 1 Soil physical and chemical properties in Deyang and Luzhou sites

表2 德陽和瀘州雜交稻全生育期的氣象資料Table 2 Meteorological condition during whole growth duration of hybrid rice in Deyang and Luzhou

1.3 測定項目及取樣方法

于成熟期按小區穗數平均數取 5 穴代表性植株，用水沖洗干凈，剪去根系，人工脫粒，分成稻草、實粒、空秕粒三部分，于 105℃ 殺青 30 min，再經 75℃ 烘至恒重后稱重。采用植物粉碎機將植株樣品粉碎，用于測定植株 (稻草、實粒、空秕粒)氮、磷、鉀含量。采用凱氏定氮法測氮；采用鉬銻抗比色法測磷；采用火焰光度計法測鉀。收割整個小區植株，每小區單收單曬，折算為 14% 含水量后，計為實收產量。

1.4 數據計算

氣象數據 (最低溫度、最高溫度、降雨量) 來源于當地氣象局，其中太陽輻射主要是利用已改進的Hargreaves-Samani 模型[20-21]進行估算，且其在不同的地理區域內其估算值與實測值之間吻合較好，無需進一步修正[22]。

植株氮素 (磷素、鉀素) 總吸收量 = 稻草、實粒、空秕粒三部分的氮素 (磷素、鉀素) 吸收量之和；

氮素 (磷素、鉀素) 收獲指數 = 成熟期實粒氮素(磷素、鉀素) 吸收量 ÷ 植株氮素 (磷素、鉀素) 總吸收量；

每生產 1000 kg 稻谷氮素 (磷素、鉀素) 需要量 =植株氮素 (磷素、鉀素) 總吸收量 ÷ 籽粒產量。

1.5 數據分析

采用 Microsoft Excel 2003 整理數據，Statistix 8.0軟件進行方差分析，LSD0.05法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 雜交稻產量

由表 3 可知，不同生態地點之間雜交稻產量差異極顯著，德陽點 2 年平均產量為 10.75 t/hm2，較瀘州點高了 19.2%，經分析，同一地點不同年份之間產量差異不顯著，故用兩年的平均值進行分析。德陽點 N 120 kg/hm2與 N 180 kg/hm2處理的產量差異不顯著，瀘州點 N 180 kg/hm2處理的產量比 N 120 kg/hm2處理平均增加了 4.2%，也未達顯著水平。不同移栽密度之間雜交稻產量差異極顯著。隨著移栽密度的增加，雜交稻產量顯著增加。德陽點以中氮高密組合的產量最高，為 10.87～11.72 t/hm2，較其他 5 個肥密組合高了 0.4%～11.9%；而瀘州點則是以高氮高密組合的產量最高，為 9.25～9.85 t/hm2，較其他 5 個肥密組合高了 0.4%～16.2%。可見，不同生態地點之間雜交稻獲得最高產的最佳施氮量和移栽密度組合并不一致。

表3 不同生態條件下施氮量和移栽密度對雜交稻產量的影響 (t/hm2)Table 3 Effects of the N rate and the planting density on grain yield of hybrid rice grown under different ecological conditions

2.2 雜交稻氮素、磷素、鉀素吸收量

由表 4 可知，德陽點雜交稻氮吸收量為 15.4～16.8 g/m2，與瀘州點相比，平均增加了 24.0%。增加施氮量，雜交稻氮吸收量呈增加趨勢。與 N 120 kg/hm2處理相比，N 180 kg/hm2處理氮吸收量增加了2.3% (德陽點)、8.0% (瀘州點)。不同移栽密度之間雜交稻氮吸收量差異顯著，隨著移栽密度的增加，雜交稻氮吸收量顯著增加。與瀘州點相比，德陽點雜交稻磷、鉀吸收量平均分別高了 3.3% 和 9.5%。與N 120 kg/hm2處理相比，N 180 kg/hm2處理磷吸收量平均增加了 2.2% (德陽點)、7.0% (瀘州點)；鉀吸收量平均增加了 3.7% (德陽點)、2.6% (瀘州點)。隨著移栽密度的增加，雜交稻磷、鉀吸收量呈增加趨勢。由表 4 還可以看出，不論是德陽點還是瀘州點，均一致以高氮高密組合的氮、磷、鉀吸收量最高。

表4 不同施氮量和移栽密度下雜交稻氮磷鉀養分吸收量 (g/m2)Table 4 N, P and K uptakes of hybrid rice affected by different N rates and the planting densities

2.3 雜交稻氮素、磷素、鉀素收獲指數

由表 5 可以看出，德陽點雜交稻氮、磷、鉀收獲指數分別為 69.1%～71.8%、78.6%～85.3%、12.6%～14.1%，與瀘州點相比，平均分別高了 9.2%、9.4%、 5.6%。增加施氮量，德陽點雜交稻氮、磷收獲指數呈下降趨勢，與 N 120 kg/hm2處理相比， N 180 kg/hm2處 理 氮 、 磷 收 獲 指 數 分 別 下 降 了1.5% 、2.5%， N 120 kg/hm2處理鉀收獲指數與 N 180 kg/hm2處理相當；瀘州點 N 180 kg/hm2處理氮、鉀收獲指數較 N 120 kg/hm2處理分別下降了 2.6%、3.6%；而磷收獲指數則增加了 1.4%。除磷收獲指數外，不同移栽密度對雜交稻氮、鉀收獲指數影響不顯著。

表5 不同施氮量和移栽密度下雜交稻氮素、磷素、鉀素收獲指數 (%)Table 5 N, P and K harvest indices of hybrid rice affected by different N rates and the planting densities

2.4 每生產 1000 kg 稻谷雜交稻氮素、磷素、鉀素的需要量

由表 6 可知，雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量分別為 13.7～15.9 kg、2.7～3.4 kg、15.2～18.5 kg。與瀘州點相比，德陽點雜交稻每生產1000 kg 稻谷氮素需要量平均高了 4.2%，但其雜交稻每生產 1000 kg 稻谷磷素、鉀素需要量平均分別減少了 15.2%、8.0%。增加施氮量，德陽點雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量呈增加趨勢，與 N 120 kg/hm2處理相比，N 180 kg/hm2處理每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量分別增加了 4.1%、6.0%、5.5%。瀘州點 N 180 kg/hm2處理每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素需要量較 N 120 kg/hm2處 理 高 了4.0%、2.0%， 鉀 素 需 要 量 則 較 N 120 kg/hm2處理低了 1.5%。德陽點不同移栽密度之間雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮素需要量差異不顯著，磷素、鉀素需要量以移栽密度 12.0 穴/m2處理較小。瀘州點隨著移栽密度的增加，雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量呈增加趨勢，但不同移栽密度之間雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量差異不顯著。由表 5 還可以看出，德陽點和瀘州點每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要 量 的 比 值 分 別 為1 ∶0.16 ～ 0.2 ∶1.03 ～ 1.12、1∶0.23～0.24∶1.17～1.29。不同施氮量和移栽密度之間每生產 1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量的比值差異較小。

表6 不同施氮量和移栽密度下雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量Table 6 N, P and K requirements for producing 1000 kg of hybrid rice grains under different N rates and planting densities

3 討論

3.1 生態條件對雜交稻氮、磷、鉀養分吸收量及其收獲指數的影響

已有的研究表明，生態條件對水稻氮、磷、鉀養分吸收積累量影響顯著[9-10,17]，高產生態點 (≥ 9.0 t/hm2) 水稻成熟期氮、磷吸收量較中低產生態點 (大約 7.0 t/hm2) 低，鉀吸收量略高于中低產生態點，高產點氮素、磷素、鉀素收獲指數均高于中低產點[17]。敖 和 軍 等[10]研 究 表 明 ， 超 級 雜 交 稻 在 超 高 產 生 態 點(≥ 12.0 t/hm2) 種植，成熟期植株體內氮、磷、鉀養分吸收量僅處于中等水平，氮素、磷素、鉀素收獲指數相對較高，且施肥水平對超雜交級稻植株體內氮、磷、鉀養分吸收量及其收獲指數影響不顯著。前人的研究結果表明，溫度對水稻成熟期氮素積累量影響較小[23]，光照才是影響水稻氮素特性的主要氣象因子，溫光資源充足稻區水稻植株含氮量、成熟期氮素積累量較高濕寡照稻區低，抽穗前莖鞘氮素的分配比例較高，抽穗后莖鞘氮素向穗部轉運加快，氮素收獲指數較高濕寡照稻區顯著提高[24]，同時光照不足還會造成磷、鉀收獲指數下降[25]。本研究結果表明，雜交稻于德陽和瀘州兩種不同生態條件下種植產量差異顯著，德陽點雜交稻產量較瀘州點平均增加了 19.2%。雜交稻在不同生態條件下具有不同的氮、磷、鉀吸收積累和利用特性。不同生態條件下雜交稻植株氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數均存在差異。德陽點雜交稻植株氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數均高于瀘州點。德陽點雜交稻全生育期平均最高溫度、平均最低溫度、平均晝夜溫差、積溫 、 日 平 均 太 陽 輻 射 分 別 較 瀘 州 點 高 了10.2% 、4.9%、23.6%、7.8%、14.2% (表 2)，相對較高的溫度促進水稻生長，晝夜溫差大有利于植株對氮、磷、鉀養分吸收積累，充足的光照資源加速了水稻齊穗后氮素、磷素、鉀素向穗部的轉運，提高氮素、磷素、鉀素收獲指數，保證較高的干物質和稻谷生產效率。可見，溫度和光照是德陽點雜交稻植株氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數提高的主要原因。同時, 本研究結果還發現，德陽點土壤全氮、堿解氮較瀘州點分別高了 50.0%、8.2% (表 1)，較高的土壤內源氮有利于水稻產量、氮素吸收積累及其利用率的提高[14]，也是德陽點在中氮水平就可獲得最高產量的主要原因，而德陽點較高的土壤肥力可能與前茬蔬菜季較高的施肥量有關。隨著產量水平的提高，雜交稻氮、磷、鉀吸收量及其收獲指數也隨之增加與李靜[17]的結果不一致，這可能與德陽點雜交稻產量相對較高 (≥ 10.0 t/hm2) 有關。也進一步說明了在高產條件下，養分向穗部轉運能力增強。

3.2 生態條件對生產單位稻谷產量氮、磷、鉀需要量的影響

敖和軍等[10]對超級雜交稻的研究結果表明，每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量分別為 16.5～22.4 kg、2.6～3.56 kg、14.4～24.3 kg，且隨著超級雜交稻產量水平的提高，氮、磷、鉀需要量呈下降趨勢，即產量水平越高，氮、磷、鉀養分利用率也就越高。而 Witt 等[24]則認為，隨著產量水平的提高，生產單位稻谷產量的氮、磷、鉀吸收量也隨之提高，即產量水平的提高，氮、磷、鉀養分利用效率呈下降趨勢。徐富賢等[9]以普通雜交中稻為材料，分析了西南稻區 7 個生態點水稻對氮、磷、鉀養分吸收利用特點后，發現西南稻區每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量分別為 16.4～17.1 kg、2.9～3.1 kg、18.3～20.3 kg，且氮、磷、鉀需要量與稻谷產量水平無相關性。本研究結果表明，雜交稻在不同生態條件下種植每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量具有不同特點。德陽點雜交稻每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量分別為 14.3～15.0 kg、2.7～3.0 kg、15.2～16.8 kg，瀘州點氮、磷、鉀需要量分別為 13.7～14.8 kg、3.2～3.4 kg、17.0～18.2 kg。該結果與徐富賢等[9]的研究結果較相似，較敖和軍等[10]的氮、磷、鉀需要量低，可能與其產量相對較低有關。德陽點每生產1000 kg 稻谷氮需要量與瀘州點相當，但磷、鉀需要量平均分別較瀘州點減少了 15.2%、8.0%，即產量水平越高，肥料利用率也就越高。從植株氮、磷、鉀養分吸收特點來看，德陽點較高的氮、磷、鉀收獲指數是其生產單位稻谷產量氮、磷、鉀需要量較低的主要原因。與瀘州點相比，德陽點氮、磷、鉀收 獲 指 數 分 別 高 了9.2%、9.4%、5.6%。 李 靜[17]認為，光照強、溫差大有利于氮、磷、鉀養分向稻谷籽粒中運轉，即有利于氮、磷、鉀收獲指數的提高。本研究中，德陽點太陽輻射 (18.5 MJ/m2) 和晝夜溫差 (8.9℃) 較瀘州點 (16.2 MJ/m2、7.2℃) 高，促進了氮、磷、鉀養分向籽粒運轉，進而提高了氮、磷、鉀收獲指數。徐富賢等[9]認為，土壤有機質含量越高，生產單位稻谷的磷素、鉀素需要量越低。本研究中，德陽點土壤有機質含量與瀘州點相當，但瀘州點生產單位稻谷的磷素、鉀素需要量卻顯著高于德陽點，這可能與瀘州點土壤速效磷 (100.2 mg/kg)、有效鉀 (135.1 mg/kg) 均較德陽點 (13.0 mg/kg、123.0 mg/kg) 高，造成成熟期植株奢侈吸磷、鉀，且大部分未轉運到籽粒中，磷、鉀收獲指數較低，導致生產單位稻谷磷素、鉀素需要量顯著增加有關。

3.3 施氮量和移栽密度對雜交稻氮磷鉀養分吸收利用的影響

氮肥管理和種植密度作為水稻生產的兩個關鍵栽培技術，它們影響水稻產量和氮、磷、鉀養分吸收利用。已有研究表明，通過優化氮肥管理和合理密植可顯著提高水稻產量和肥料利用率[18,27-28]。本研究結果表明，在移栽密度為 22.5 穴/m2時，德陽點(溫光資源充足的稻區) 以施氮量為 120 kg/hm2的產量最高，且該肥密組合 (中氮高密) 下雜交稻每生產1000 kg 稻谷氮素、磷素、鉀素需要量相對較低。中氮高密組合成熟期植株體內氮、磷、鉀養分積累量處于中等水平，且其氮、磷、鉀收獲指數也處于相對較高的水平是生產單位稻谷產量的氮、磷、鉀需要量減少的重要原因。瀘州點 (溫光資源適中的稻區) 則以施氮量為 180 kg/hm2產量最高，同時高氮高密組合處理成熟期植株體內氮、磷、鉀吸收量也是最高，說明適當的增加施氮量和密植能部分彌補外部逆境對雜交稻氮、磷、鉀吸收積累及產量的不利影響；且該肥密組合與其他肥密組合之間雜交稻生產單位稻谷產量的氮、磷、鉀需要量差異不顯著。此外，在移栽密度為 22.5 穴/m2時，德陽點施 120 kg/hm2就可獲得最高的產量，而瀘州點則施 180 kg/hm2才可獲得最高產量，可能與其土壤全氮、堿解氮含量較高有關。因此，在當前著重考慮氮肥管理的同時，協調移栽密度，并考慮不同稻作區域基礎地力及其生態條件是實現水稻高產和提高氮磷鉀養分利用率的關鍵。如德陽等溫光資源充足的稻區，采用中氮高密可顯著提高雜交稻產量和氮磷鉀養分利用效率；瀘州等溫光資源適中的稻區，在合理密植條件下，適當的增加施氮量也能實現產量和肥料利用率協同提高。

4 結論

不同生態地點之間雜交稻產量、氮磷鉀吸收量、氮磷鉀收獲指數和每生產 1000 kg 稻谷氮、磷、鉀需要量差異較大。德陽點 (溫光資源充足的稻區)以中氮高密 (N 120 kg/hm2和 22.5 穴/m2) 組合產量最高，成熟期植株體內氮、磷、鉀養分吸收量處于中等水平，氮、磷、鉀收獲指數顯著提高，生產單位稻谷產量的氮、磷、鉀需要量較低；瀘州點 (溫光資源適中稻區) 以高氮高密 (N 180 kg/hm2和 22.5 穴/m2)組合雜交稻產量最高，成熟期植株體內氮、磷、鉀吸收相對較高，生產單位稻谷產量的氮、磷、鉀需要量較其他肥密組合差異不顯著。可見，不同生態條件下，通過與之相適應的施氮量和移栽密度的有機結合能實現產量和肥料利用率的協同提高。

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Effects of N rate and planting density on nutrient uptake and utilization of hybrid rice under different ecological conditions

JIANG Peng, XIONG Hong, ZHANG Lin, ZHU Yong-chuan, ZHOU Xing-bing, LIU Mao, GUO Xiao-yi, XU Fu-xian*
( Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding, Ministry of Agriculture, Deyang, Sichuan 618000, China; Luzhou Branch of the National Rice Improvement Center, Luzhou, Sichuan 646100, China )

【Objectives】The objective of this study is to explore the suitable N fertilizer rate and planting density of one cultivar under different ecological conditions.【Methods】Two-factor split-plot design field experiments with hybrid rice cultivar Jingyou 127 as tested crop were conducted in Deyang City and Luzhou City, Sichuan Province. The main plots were two N rates： medium (N 120 kg/hm2) and high (N 180 kg /hm2). The subplots were three planting densities： low density (12.0 hills/m2), medium density (16.5 hills/m2) and high density(22.5 hills/m2). The grain yield, the uptakes and use efficiency of N, P and K by hybrid rice were analyzed.【Results】The soil total N and available N contents in Deyang City is higher than in Luzhou City. Deyang City also has higher average solar radiation, maximum and minimum temperature, larger diurnal temperature difference and higher accumulated temperature during the whole rice growing season. With the same hybrid cultivar, the averaged rice yield, N, P and K uptakes in Deyang site were 19.2%, 24.0%, 3.3% and 9.5% higher than those in Luzhou site (P＜0.05), the requirements for P and K nutrients to produce 1000 kg grain yield in Deyang was 15.2% and 8.0% lower than those in Luzhou, and that for N was similar. The consequent N, P and K harvest indices in Deyang were 9.2%, 9.4% and 5.6% higher than in Luzhou. In Deyang. the rice yields were higher with medium N rate treatments, while the N, P and K uptakes were higher with the high N rate treatments. The rice yields, N, P and K uptakes were increased with the increase of the planting density, and the highest grain yield (10.87-11.72 t/hm2) was recorded in the treatment of medium N with high density, but the highest N, P and K uptake were in treatment of high N treatments. The relatively high N, P and K harvest indies in the medium N with high density treatment resulted in lower for N, P and K requirements for producing 1000 kg grain yield. In Luzhou. the rice yields and N, P and K uptakes were increased with the high N rate and increased planting density. The high N and high density combination produced the highest grain yield (9.25-9.85 t/hm2) and relatively high N, P and K uptakes, but similar N, P and K requirements for producing 1000 kg of grain among the six combinations.【Conclusions】There were significant differences in the characteristic of N, P and K uptakes and its use efficiency between the two different ecological conditions. The optimum light and temperature is helpful for N, P and K uptake and usage in grain formation, leading to high N, P and K harvest indices. For rice production in Deyang, the optimum combination is N 120 kg/hm2plus density of 22.5 hills/m2, and N 180 kg/ hm2plus density of 22.5 hills/m2in Luzhou.

ecological condition; hybrid rice; nitrogen application rate; nutrient uptake; planting density

2016-07-15 接受日期：2016-11-09

四川省農業科學院青年基金（2014CXSF-038）；國家現代農業產業技術體系建設水稻栽培與土壤崗位科學家項目（CARS-01-29）資助。

蔣鵬（1982—），男，廣西桂平人，博士，助理研究員，主要從事水稻栽培、生理、生態研究。

E-mail:jiangyipeng137@163.com 。 * 通信作者 E-mail:xu6501@163.com