鎂肥對寒地膜下滴灌旱種水稻產量的影響

姜紅芳，郭曉紅，胡 月，周 健，李 猛，徐聲亮，徐令旗，趙海新，呂艷東，鄭桂萍

(1.黑龍江八一農墾大學農學院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江省教育廳寒地作物種質改良與栽培重點實驗室，黑龍江 大慶 163319；3.黑龍江農業科學院水稻研究所，黑龍江 佳木斯 154026)

0 前 言

水稻是用水量較多的農作物之一[1,2]，其用水量占農業總耗水量的65%以上，占我國總耗水量的大約54%[3]。同時水稻也是中國種植面積和產量最大的糧食作物，其高產、穩產對于維持中國糧食安全和社會穩定非常重要[4]。隨著城鎮和工業的發展、人口的增加、環境污染的加重和全球氣候的變化，用在作物灌溉上的水資源越來越少，嚴重威脅農作物特別是水稻的生產發展[5]。水稻旱種有一定的發展，但總體上產量不高，且穩定性不好，導致水稻旱作的推廣應用有一定的風險，且推廣難度很大[6]。而水稻膜下滴灌旱種與覆膜旱作[7]不同，灌溉方式不同于濕潤、間歇灌溉[8,9]，種植方式通過少量多次地將肥料和水分滴灌到水稻根部，并使施肥在數量和時間上與作物的需求同步，提高水分和肥料的利用效率[10]。鎂是葉綠素的主要成分，缺鎂時因葉片中葉綠素含量減少或不能合成葉綠素而影響植物光合作用。鎂也是很多酶的活化劑，影響著水稻的新陳代謝過程，其盈虧程度對水稻生長發育有著重要的影響[11]。鎂同時又是水稻生長發育所必要的元素，對水稻產量的提高和品質的改善均有一定的作用[12,13]。鎂肥或膜下滴灌旱種對水稻產量的影響前人曾進行過研究或作過相關分析[12,14-17]。而有關鎂肥對膜下滴灌旱種水稻產量的研究未見報道。因此，本研究在目前大力推廣的膜下滴灌旱種水稻方式的基礎上，進一步在寒地稻區探討鎂肥對水稻產量的影響，為寒地稻區膜下滴灌旱種水稻的高產栽培技術提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種和肥料

供試品種為空育131，主莖葉片數為11。供試肥料為尿素(46%純N)、磷酸二銨(64%P2O5)、硫酸鉀(50%K2O)和99%七水硫酸鎂。

1.2 試驗設計

試驗于2015年在大慶市黑龍江八一農墾大學水稻試驗基地進行。5月24日消毒浸種。5月26日旱整地、施用基肥。5月27日進行小區區劃。5月28日人工穴播芽谷。膜寬度為90 cm，每膜上種四行，行距15 cm、30 cm、15 cm，穴距13 cm；播5～7 粒/穴；每處理32行，每行8 m；3次重復，隨機排列。6月2日出苗，每穴超過7株間苗。6月15日施用分蘗肥；7月27日施用穗肥。生育期間人工除草。9月末收獲。各種肥料施入量如表1。

表1 各處理肥料施用量 kg/hm2Tab.1 Fertilizer application of different treatment

供試土壤為草甸土，土壤的基礎條件見表2。

表2 試驗土壤養分含量狀況Tab.2 The condition of soil nutrient content on test

1.3 測試內容與方法

考種：水稻成熟時，根據長勢長相，處理和對照選取代表性植株8穴，帶回試驗室內測定農藝和產量性狀，測定穗數/穴、穗長、實粒數、空粒數和秕粒數等性狀，同時稱取穗重、粒重，并計算出單穗重、穗粒數、結實率、千粒重和產量。

1.4 數據分析

利用統計軟件DPS和EXCEL進行分析。

2 結果與分析

2.1 鎂肥對膜下滴灌旱種水稻穗部性狀的影響

鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種下“空育131”的穗長，與空育131的對照穗長15.1 cm相比，鎂肥處理穗長增加了0.8 cm，增加了5.30%，且鎂肥處理與對照間的差異均達顯著水平(圖1)。鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種下空育131的單穗重，與空育131的對照單穗重1.22 g相比，鎂肥處理單穗重增加了0.11 g，增加了9.02%，且鎂肥處理與對照間的差異均達顯著水平(圖2)。

圖1 鎂肥對“空育131”穗長的影響Fig.1 Effects of magnesium fertilizer on panicle length of Kongyu131

圖2 鎂肥對“空育131”單穗重的影Fig.2 Effects of magnesium fertilizer on panicle length of Kongyu131

2.2 鎂肥對膜下滴灌旱種水稻產量構成因素的影響

鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種下“空育131”與“空育131”的對照穗數/m2608個相比，鎂肥處理穗數/m2增加了24個，增加了3.95%，但鎂肥處理與對照間的差異不顯著(圖3)。鎂肥的施用減少了膜下滴灌旱種下“空育131”的穗粒數，與“空育131”的對照穗粒數64.5個相比，鎂肥處理穗粒數減少了0.3 g，減少了0.47%，且鎂肥處理與對照間的差異不顯著(圖4)。

圖3 鎂肥對“空育131”穗數/m2的影響Fig.3 Effects of magnesium fertilizer on PPSM of Kongyu131

圖4 鎂肥對“空育131”穗粒數的影響Fig.4 Effects of magnesium fertilizer on GNPP of Kongyu131

鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種下“空育131”的結實率，與空育131的對照結實率79.3%相比，鎂肥處理結實率增加了9.5%，增加了11.98%，且鎂肥處理與對照間的差異達顯著水平(圖5)。鎂肥的施用降低了膜下滴灌旱種下“空育131”的千粒重，與“空育131”的對照千粒重23.8 g相比，鎂肥處理千粒重減少了0.5 g，減少了2.10%，但鎂肥處理與對照間的差異不顯著(圖4)。

圖5 鎂肥對“空育131”結實率的影響Fig.5 Effects of magnesium fertilizer on KSR of Kongyu131

圖6 鎂肥對“空育131”千粒重的影響Fig.6 Effects of magnesium fertilizer on 1000-GW of Kongyu131

2.3 鎂肥對膜下滴灌旱種水稻產量的影響

鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種下“空育131”的理論產量，與“空育131”的對照理論產量7.38 t/hm2相比，鎂肥處理理論產量增加了0.99 t，增加了13.41%，且鎂肥處理與對照間的差異達極顯著水平(圖7)。

圖7 鎂肥對“空育131”理論產量的影響Fig.7 Effects of magnesium fertilizer on TY of Kongyu131

綜上所述，從產量構成因素角度分析(表3)，膜下滴灌旱種下“空育131”的穗數/m2Mg處理高于CK；膜下滴灌旱種下“空育131”的穗粒數Mg處理略低于CK；膜下滴灌旱種下“空育131”的結實率Mg處理高于CK，且達差異顯著水平；膜下滴灌旱種下“空育131”的千粒重Mg處理低于CK；以至于“空育131”的Mg處理能夠通過穗數/m2和結實率的提高來彌補穗粒數和千粒重降低所帶來的產量損失，使得“空育131” Mg處理的產量高于CK，且兩者差異達到極顯著水平。

表3 產量構成因素及產量的新復極差測驗Tab.3 The multiple comparison of yield components and yield

3 結果與討論

鎂對水稻正常生長發育、生理代謝、增加產量、改善稻米品質等方面均具有重要作用。缺鎂的稻田施用鎂肥后，土壤中鎂的含量增加，促進秧苗返青和分蘗，改善產量構成因素等農藝性狀，進而提高產量[22]。缺鎂的稻田施鎂后株高增加、千粒重增加、有效穗數增多，最終導致產量增加[23]。缺鎂時水稻的穗數減少，空秕粒數增多，千粒重降低，結實率下降，最終導致水稻產量降低[24]。稻田施用鎂肥緩解了缺鎂導致的土壤營養失調而取得了提高產量的效果，主要表現為：黃葉病得到矯正、結實率提高、有效穗數增多和千粒重提高[25]。

前人的研究結果表明：施用鎂肥能夠增加水稻的產量，但對水稻產量構成因素的影響卻不盡相同。施用鎂肥能增多水稻有效穗，形成大穗，增加穗實粒數，提高結實率和成穗率，改善水稻農藝性狀，對水稻具有明顯的增產效果[26]；施用鎂肥后，水稻的每穗實粒數增加，結實率提高，千粒重提高，農藝性狀得到改善，從而增加水稻的產量[27]；增施硫酸鎂后，水稻有效穗數增多0.3～0.5 個/穗，穗粒數增加9.0～20.6 個/穗，結實率提高4.7%左右，千粒重提高0.2～0.5 g，從而使水稻增產[28]。施用鎂肥后，增加了“龍慶稻3號”的穗數和穗粒數、降低了結實率和千粒重，增加了“龍慶稻3號”理論產量[29]；硫酸鎂處理多能提高各水稻品種的產量，并多以基肥、中期施肥各50%或100%中期施用效果好[17]。

研究結果表明，鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種水稻的穗長和單穗重。施用鎂肥，膜下滴灌旱種水稻的穗數/m2和結實率分別增加了3.95%和11.98%、穗粒數和千粒重分別降低了0.47%和2.10%；鎂肥的施用增加了膜下滴灌旱種水稻的產量；說明施用鎂肥后穗數和結實率的增加能夠彌補穗粒數和千粒重降低所帶來的產量損失，從而使“空育131”的產量增加。施用鎂肥后水稻的產量提高，本文的研究結果與前人的研究結果是一致的；關于鎂肥對水稻產量構成因素的影響，本文的研究結果與前人的研究結果不盡相同，這可能與本研究所用的品種為寒地早粳稻，同時又在膜下滴灌下進行旱種有關。

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