不同雜交稻品種產(chǎn)量與氮素積累利用的差異

黎臘梅，張 杰，楊國(guó)濤，韋葉娜，蔣 芬，陳 敬，張圣豪，胡運(yùn)高

（西南科技大學(xué)水稻研究所，四川 綿陽(yáng) 621010）

不同雜交稻品種產(chǎn)量與氮素積累利用的差異

黎臘梅，張 杰，楊國(guó)濤，韋葉娜，蔣 芬，陳 敬，張圣豪，胡運(yùn)高

（西南科技大學(xué)水稻研究所，四川 綿陽(yáng) 621010）

為研究不同雜交水稻品種在不同氮肥水平下的產(chǎn)量與氮素積累利用的差異，以4個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的國(guó)審雜交水稻品種（宜香優(yōu)2115、宜香優(yōu)1577、岡優(yōu)188、岡優(yōu)1577）為材料，在低氮、正常氮和高氮肥3個(gè)水平下進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：雜交水稻的產(chǎn)量和氮素積累利用性狀均受品種和氮肥水平互作效應(yīng)控制，宜香優(yōu)2115在正常氮肥水平的產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)均最高，其在正常氮肥水平表現(xiàn)為氮素高效利用；宜香優(yōu)1577在低氮水平的氮素收獲指數(shù)最高且產(chǎn)量也較高，其在低氮水平表現(xiàn)為氮素高效利用；岡優(yōu)188在高氮水平的產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)均最高，其在高氮水平表現(xiàn)為氮素高效利用；岡優(yōu)1577在高氮水平的氮素收獲指數(shù)最高且產(chǎn)量也較高，其在高氮水平表現(xiàn)為氮素高效利用。在不同氮肥水平下，4個(gè)雜交水稻的產(chǎn)量均受氮素收獲指數(shù)影響最大。因此，不同雜交水稻品種對(duì)氮素的高效利用所適合的氮素水平不盡相同，在不同肥力水平的生態(tài)區(qū)域，需謹(jǐn)慎選擇水稻品種。

雜交稻；氮肥水平；產(chǎn)量；氮素積累利用

氮素是植物需求量最大的礦質(zhì)元素，也是影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量最敏感的營(yíng)養(yǎng)元素之一［1-2］。目前我國(guó)已成為世界氮肥的第一大消費(fèi)國(guó)［3］。據(jù)彭少兵等［4］統(tǒng)計(jì)，我國(guó)稻田單季氮肥施用量平均為180 kg/hm2，比世界稻田氮肥單位面積平均用量約高75%左右，而產(chǎn)量保持在一個(gè)穩(wěn)定水平。我國(guó)水稻氮肥利用效率僅為28%～40%［5-6］，其余氮素則通過(guò)淋溶、揮發(fā)和沖洗等以NH3、NO3-、N2O等形式排入環(huán)境而損失，并污染地下水、土壤、河流和大氣，進(jìn)而影響人體健康［7-9］。因此，如何提高氮素利用效率并減少氮肥對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)保證水稻產(chǎn)量是當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域所面臨的重要課題之一［10-13］。有關(guān)氮肥運(yùn)籌、有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施等對(duì)雜交水稻產(chǎn)量影響的報(bào)道日趨增多［14-16］。前人研究表明，雜交水稻的產(chǎn)量性狀由水稻品種和氮肥水平共同調(diào)節(jié)，不同品種對(duì)氮素水平的敏感程度有較大差異，在選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻品種時(shí)，必須將其栽種在相適宜的氮素環(huán)境中［17］。本研究主要針對(duì)不同雜交稻品種在不同氮肥水平下的產(chǎn)量與氮素積累利用性狀方面的關(guān)系進(jìn)行了探究，發(fā)掘在不同氮肥水平下雜交稻產(chǎn)量與氮素利用效率的內(nèi)在聯(lián)系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為4個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的國(guó)審雜交稻品種（宜香優(yōu)2115、宜香優(yōu)1577、岡優(yōu)188、岡優(yōu)1577），試驗(yàn)在西南科技大學(xué)農(nóng)園試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)田基礎(chǔ)肥力：全氮1.98 g/kg、速效氮80.3 mg/kg、速效磷43.3 mg/kg、速效鉀76.2 mg/ kg。試驗(yàn)于2016年4月初播種，行株距為0.33 m ×0.17 m。設(shè)3個(gè)氮肥水平，分別為0 kg N/hm2（低氮肥水平）、150 kg N/hm2（正常施氮）、300 kg N/hm2（高氮肥水平），氮肥的施用比例為：基肥∶分蘗肥＝7∶3，每個(gè)水平3次重復(fù)。

1.2 試驗(yàn)方法

水稻成熟后，每小區(qū)各品種按平均分蘗數(shù)取具有代表性植株5株，取其地上部植株，分穗、葉片和莖稈3部分，105℃殺青30 min，烘干至恒重，稱(chēng)量各部位的干重，并用凱氏定氮法測(cè)定各部位的氮素含量。小區(qū)產(chǎn)量實(shí)行單收、單曬，按實(shí)收面積分別稱(chēng)量各品種每個(gè)小區(qū)的產(chǎn)量。每小區(qū)各品種按平均分蘗數(shù)取具有代表性植株5株，3次重復(fù)，進(jìn)行考種。

1.3 數(shù)據(jù)處理

在Excel 2003中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 17.0和DPS7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

表1 雜交稻產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的方差分析（MS）

2.1 氮素水平與水稻品種對(duì)產(chǎn)量及氮素積累利用性狀的影響

由表1可知，水稻品種與氮肥水平的互作效應(yīng)對(duì)雜交水稻產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的方差效應(yīng)均達(dá)極顯著水平。水稻品種在產(chǎn)量、籽粒氮積累量、葉片氮積累量和莖稈氮積累量性狀的方差效應(yīng)均達(dá)極顯著水平，氮肥水平對(duì)除氮素收獲指數(shù)外的其他所有性狀的方差效應(yīng)均達(dá)顯著或極顯著水平。表明氮肥水平對(duì)雜交水稻產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的影響大于水稻品種間的影響。因此，在水稻高產(chǎn)和氮素高效利用的品種篩選過(guò)程中，必須選擇一個(gè)最適宜的氮肥水平。

2.2 雜交稻品種在不同氮肥水平下的產(chǎn)量及氮素積累利用性狀分析

由表2可知，宜香優(yōu)2115在高氮水平的產(chǎn)量和氮素生理利用率均顯著低于低中氮水平，各部位的氮素積累量均表現(xiàn)為隨氮肥水平的提高而增加的趨勢(shì)，而氮素收獲指數(shù)在正常氮肥水平最高，表明適當(dāng)增加氮肥施用量能提高宜香優(yōu)2115對(duì)氮素的吸收，但在高氮水平下，氮素生理利用率低于低中氮水平，表明其吸收相同量氮肥的增產(chǎn)效果明顯低于中低氮水平。

宜香優(yōu)1577的產(chǎn)量隨氮肥水平的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，各部位氮素積累量基本呈上升趨勢(shì)，氮素生理利用率呈逐漸下降趨勢(shì)，氮素收獲指數(shù)則表現(xiàn)為先降低后升高趨勢(shì)，表明宜香優(yōu)1577隨氮肥水平的增加，吸收相同單位氮合成的生物量逐漸降低，且其在低氮水平氮素收獲指數(shù)最高，在低氮肥環(huán)境下，籽粒仍能積累較多的氮。

岡優(yōu)188的產(chǎn)量、各部位氮素積累量和氮素收獲指數(shù)大體上均隨氮肥水平的提高而增加，氮素生理利用率則隨氮肥水平的提高而呈逐漸下降趨勢(shì)，表明在氮素生理利用率方面同宜香優(yōu)1577相同，隨氮肥水平的增加，吸收相同單位氮合成的生物量逐漸降低，但岡優(yōu)188的氮素收獲指數(shù)在高氮水平下表現(xiàn)最好，在氮肥過(guò)剩的環(huán)境中轉(zhuǎn)移到籽粒中的氮素也較高。

岡優(yōu)1577的產(chǎn)量隨氮肥水平的增加呈先升高后降低趨勢(shì)，各部位氮素積累量和氮素收獲指數(shù)大體呈上升趨勢(shì)，氮素生理利用率呈先降低后升高的趨勢(shì)，表明其在低氮水平下，吸收相同單位氮合成的生物量最高，但在高氮水平岡優(yōu)1577的收獲指數(shù)最大，同岡優(yōu)188類(lèi)似，在高氮環(huán)境中轉(zhuǎn)移到籽粒的氮素較高。

表2 不同氮肥水平下雜交稻產(chǎn)量及氮素積累利用性狀

2.3 不同雜交稻品種產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的相關(guān)性分析

2.3.1 宜香優(yōu)2115 宜香優(yōu)2115的產(chǎn)量與氮素生理利用率呈顯著正相關(guān)，而與葉片氮積累量和莖稈氮積累量呈極顯著負(fù)相關(guān)（表3）。分析其他氮素積累利用性狀可知，葉片氮積累量與莖稈氮積累量呈極顯著正相關(guān)，與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)；莖稈氮積累量也與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)。表明宜香優(yōu)2115的產(chǎn)量隨氮素生理利用率的提高而增加。

2.3.2 宜香優(yōu)1577 宜香優(yōu)1577的產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，而與其他氮素積累利用性狀無(wú)顯著關(guān)系；籽粒氮積累量與葉片氮積累量呈顯著正相關(guān)，與莖稈氮積累量和氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉片氮積累量與莖稈氮積累量和氮素生理利用率呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；莖稈氮積累量與氮素生理利用率呈極顯著正相關(guān)（表4）。表明宜香優(yōu)1577的產(chǎn)量隨氮素收獲指數(shù)的增加而降低。

表3 宜香優(yōu)2115產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的相關(guān)性分析

表4 宜香優(yōu)1577產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的相關(guān)性分析

2.3.3 岡優(yōu)188 岡優(yōu)188的產(chǎn)量與其氮素積累利用各性狀均無(wú)顯著相關(guān)性；籽粒氮積累量與莖稈氮積累量和氮素收獲指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉片氮積累量與莖稈氮積累量呈極顯著正相關(guān)，與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)；莖稈氮積累量與氮素收獲指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)（表5）。表明岡優(yōu)188的氮素積累利用各性狀與其產(chǎn)量相關(guān)性不大。

2.3.4 岡優(yōu)1577 岡優(yōu)1577的產(chǎn)量與莖稈氮積累量呈極顯著正相關(guān)，與氮素收獲指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；籽粒氮積累量與葉片氮積累量和氮素收獲指數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉片氮積累量與氮素收獲指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與氮素生理利用率呈極顯著負(fù)相關(guān)；莖稈氮積累量與氮素收獲指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（表6）。表明岡優(yōu)1577的產(chǎn)量隨氮素收獲指數(shù)的增加而降低。

表5 岡優(yōu)188產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的相關(guān)性分析

表6 岡優(yōu)1577產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的相關(guān)性分析

2.4 不同水稻品種產(chǎn)量對(duì)氮素積累利用性狀的回歸分析

在4個(gè)水稻品種中，分別以籽粒氮積累量（x1）、葉片氮積累量（x2）、莖稈氮積累量（x3）、氮素生理利用率（x4）、氮素收獲指數(shù)（x5）為自變量，以單株產(chǎn)量（y）為因變量，進(jìn)行多元逐步回歸分析。由表7～表10可知，以調(diào)整相關(guān)系數(shù)達(dá)到最大為原則，宜香優(yōu)2115在不同氮肥水平下的產(chǎn)量對(duì)其氮素積累利用的多元逐步回歸方程為：

4個(gè)品種的方程回歸系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（表7～表10）。在4個(gè)雜交水稻品種中，均表現(xiàn)為氮素收獲指數(shù)對(duì)雜交水稻產(chǎn)量的影響最大。但不同的是，對(duì)宜香優(yōu)2115產(chǎn)量影響因素的大小為氮素收獲指數(shù)＞氮素生理利用率＞籽粒氮積累量；對(duì)宜香優(yōu)1577產(chǎn)量影響因素的大小為氮素收獲指數(shù)＞氮素生理利用率＞葉片氮積累量；對(duì)岡優(yōu)188產(chǎn)量影響因素的大小為氮素收獲指數(shù)＞葉片氮積累量＞籽粒氮積累量；對(duì)岡優(yōu)1577產(chǎn)量影響因素的大小為氮素收獲指數(shù)＞氮素生理利用率＞莖稈氮積累量。表明在不同氮肥水平下，氮素收獲指數(shù)均對(duì)雜交水稻品種的產(chǎn)量影響最大。

表7 宜香優(yōu)2115產(chǎn)量對(duì)氮素積累利用性狀的逐步回歸分析

表8 宜香優(yōu)1577產(chǎn)量對(duì)氮素積累利用性狀的逐步回歸分析

表9 岡優(yōu)188產(chǎn)量對(duì)氮素積累利用性狀的逐步回歸分析

表10 岡優(yōu)1577產(chǎn)量對(duì)氮素積累利用性狀的逐步回歸分析

3 結(jié)論與討論

3.1 雜交稻品種在不同氮肥水平下的產(chǎn)量及氮素積累利用性狀分析

4個(gè)參試雜交水稻品種的產(chǎn)量在不同氮素水平的差異各不相同，且其產(chǎn)量和氮素積累利用性狀均受品種和氮肥水平互作效應(yīng)控制，因此育種工作者在選育高產(chǎn)且氮高效的水稻新品種時(shí)，需將參試水稻組合與氮肥水平結(jié)合考慮。前人研究認(rèn)為水稻產(chǎn)量的高低與成熟期氮素累積量關(guān)系密切，高產(chǎn)處理，氮素積累量大［18-19］。在本研究中宜香優(yōu)2115在正常氮肥水平的氮素收獲指數(shù)最高，其在正常氮肥水平表現(xiàn)為氮素高效利用，宜香優(yōu)1577在低氮水平表現(xiàn)為氮素高效利用，岡優(yōu)188在高氮水平表現(xiàn)為氮素高效利用，岡優(yōu)1577在高氮水平表現(xiàn)為氮素高效利用。本研究發(fā)現(xiàn)，不同雜交水稻品種表現(xiàn)出氮素高效利用所適宜的氮素水平不盡相同。因此，根據(jù)稻田肥力的不同選擇適宜的雜交稻組合并確定適合的施氮量。

3.2 不同雜交稻品種產(chǎn)量與氮素積累利用性狀的相關(guān)性分析

殷春淵等［20］研究表明，水稻產(chǎn)量與氮素積累量、氮素利用率呈顯著或極顯著正相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種的產(chǎn)量與氮素積累利用性狀間的關(guān)系也不盡相同。宜香優(yōu)2115的產(chǎn)量與氮素生理利用率呈顯著正相關(guān)，而與葉片和莖稈的氮積累量呈極顯著負(fù)相關(guān)，宜香優(yōu)1577的產(chǎn)量?jī)H與氮素收獲指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，岡優(yōu)188的產(chǎn)量與各氮素積累利用性狀均無(wú)顯著相關(guān)性，岡優(yōu)1577的產(chǎn)量與莖稈氮積累量呈極顯著正相關(guān)，與氮素收獲指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。表明雜交水稻的產(chǎn)量與氮素積累利用性狀因品種的不同而有較大差異。

本研究發(fā)現(xiàn)，宜香優(yōu)2115在正常氮肥水平的產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)均最高，其在正常氮肥水平最適宜種植，且對(duì)氮肥的收益最高；宜香優(yōu)1577在低氮水平的氮素收獲指數(shù)最高且產(chǎn)量也較高，其適宜種植在長(zhǎng)江中上游等氮素貧乏的地區(qū)；岡優(yōu)188在高氮水平的產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)均最高，適宜種植在長(zhǎng)江下游氮肥過(guò)剩的地區(qū)；岡優(yōu)1577在高氮水平的氮素收獲指數(shù)最高且產(chǎn)量也較高，同岡優(yōu)188類(lèi)似，在氮肥過(guò)剩地區(qū)仍對(duì)氮肥的利用效率較高。雜交水稻的栽培除根據(jù)土壤的肥力選擇雜交稻組合外，還要確定合適的施氮量。

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（責(zé)任編輯 崔建勛）

Differences in yield，nitrogen accumulation and utilization of different genotypes of hybrid rice

LI La-mei，ZHANG Jie，YANG Guo-tao，WEI Ye-na，JIANG Fen，CHEN Jing，ZHANG Sheng-hao，HU Yun-gao
（Institute of Rice，Southwest University of Science and Technology，Sichuan 621010，China）

In order to study the differences of yield，nitrogen accumulation and utilization of different genotypes of hybrid rice under different nitrogen application rates，Yixiangyou 2115，Yixiangyou 1577，Gangyou 188 and Gangyou 1577 were used as materials under the levels of low nitrogen，normal nitrogen and high nitrogen fertilizer. The results showed that yield，nitrogen accumulation and utilization of four hybrid rices were all controlled by the interaction effect of variety and nitrogen fertilizer level. At the normal nitrogen level，the yield and nitrogen harvest index of Yixiangyou 2115 were at the highest level，and its nitrogen use efficiency was high at normal nitrogen application level. Yixiangyou 1577 had the highest nitrogen harvest index and higher yield at the low nitrogen level，and its nitrogen use efficiency was high at low nitrogen level. Gangyou 188 had the highest yield and nitrogen harvest index at high nitrogen level，and its nitrogen use efficiency was high at the high nitrogen level. Gangyou 1577 had the highest nitrogen harvest index and high yield at high nitrogen level，and its nitrogen use efficiency was high at high nitrogen level. The yield of four hybrid rice varieties were most affected by nitrogen harvest index at different nitrogen fertilizer levels. Therefore，nitrogen use efficiency of different hybrid rice varieties had different suitable levels of nitrogen，rice variety should be chosen carefully in the ecological areas of different fertility levels.

hybrid rice；nitrogen fertilizer level；yield；nitrogen accumulation and utilization

S511.01

A

1004-874X（2017）03-0001-07

2017-01-16

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD01B03-3）；四川省“十三五”水稻育種攻關(guān)項(xiàng)目（2016NYZ 0028）；四川省省屬高校科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目（14TD0011）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系四川水稻創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崗位專(zhuān)家項(xiàng)目（川農(nóng)業(yè)函[2014]91號(hào)）；2016年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201610619018）

黎臘梅（1996-），女，在讀本科生，E-mail：1172637093@qq.com

胡運(yùn)高（1963-），男，博士，研究員，E-mail：swust.rri@163.com

黎臘梅，張杰，楊國(guó)濤，等.不同雜交稻品種產(chǎn)量與氮素積累利用的差異［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（3）：1-7.