增密減氮對高原粳稻產量及其氮肥利用效率的影響

何成貴 資月娥陳路華 梅貴華 郭肖艷 許石昆 桂媛 馬淑琴 李貴勇*

（1陸良縣農業技術推廣中心，云南陸良655699；2云南省農業科學院糧食作物研究所，昆明650205；第一作者：379699542@qq.com；*通訊作者：liguiy980200@163.com）

2015年農業部提出，到2020年我國農業要實現“一控兩減三基本”，即控制農業用水總量，減少化肥、農藥使用量，基本解決畜禽污染、地膜回收和秸稈焚燒等問題[1]。水稻生產正向減量增效方向轉型。云南省現有水稻面積100萬hm2（粳稻有60萬hm2），化肥平均用量488.25 kg/hm2，氮肥用量326.25 kg/hm2，遠高于世界平均水平（120 kg/hm2）；而氮肥吸收利用效率僅為30%左右[2-3]。合理的種植密度及適宜的施氮水平是實現水稻高產及資源高效利用的關鍵[4-7]。本試驗以高原粳稻陸育4號為材料，研究了增密減氮對高原粳稻產量及其氮肥利用效率的影響，以為水稻減肥增效提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

試驗于2016年、2017年在云南省曲靖市陸良縣三岔河鎮盤江村（25°06′N，103°76′E，年日照時數 2 448 h，年均溫 14.8℃，年降雨量1 014 mm，海拔 1 842.80 m）進行。試驗田前茬為蠶豆，土壤類型屬于壤土，地力中上等，2016年檢測，土壤有機質55.17 g/kg，速效氮235.02 mg/kg，速效磷 22.35 mg/kg，速效鉀 143.11 mg/kg；2017年檢測，土壤有機質55.37 g/kg，速效氮234.51 mg/kg，速效磷 22.01 mg/kg，速效鉀 142.69 mg/kg。

參試品種為當地主推高原粳稻陸育4號，該品種于2016年通過云南省品種審定（審定編號：滇審稻2016011）。育秧方式為濕潤育秧。播種、移栽均采用當地最佳節令進行：2016年3月25日播種，5月2日移栽；2017年3月26日播種，5月4日移栽。

1.2 試驗設計

為雙因素試驗，分別為氮肥用量和移栽密度。氮肥用量設4個水平處理，即360 kg/hm2（100%N）、324 kg/hm2（90%N）、288 kg/hm2（80%N）、0 kg/hm2；移栽密度設4個水平處理，即30萬叢/hm2（100%D）、36萬叢/hm2（120%D）、39 萬叢/hm2（130%D）、42 萬叢/hm2（140%D）萬/hm2，每叢2株苗；氮肥用量360 kg/hm2（100%N）、密度30萬叢/hm2（100%D）為當地高產栽培處理，作對照（CK）。試驗共16個處理，每個處理3次重復，隨機區組排列，共48個小區，每個小區面積15 m2。氮肥中基肥∶分蘗肥∶促花肥∶保花肥為 1∶1∶1∶1；磷肥作基肥一次性施用，每hm2施過磷酸鈣（含P2O512%）600 kg；鉀肥作基肥和促花肥2次等量施用，每hm2施硫酸鉀（含K2O 54%）150 kg。基肥在耕翻前施入，分蘗肥在移栽后7 d施用，促花肥和保花肥在倒4葉期和倒2葉期施用。在有效分蘗臨界葉齡的前1個葉齡，當莖蘗數達到預期穗數的80%時開始排水曬田，輕曬、多曬；拔節至成熟期實行濕潤灌溉，干濕交替。其他田間管理措施采用水稻精確定量栽培技術。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 葉齡

每7 d調查1次水稻的葉齡和莖蘗動態，一直到最后一片葉長全為止。

表1 氮肥用量和移栽密度對水稻產量及其結構的影響

1.3.2 產量及產量結構

收獲期每小區調查50叢的穗數作為有效穗數，選擇有代表性的5叢進行室內考種，考察實粒數、總粒數、結實率、千粒重，小區除去邊行后實收測產。

1.3.3 水稻植株氮含量

于齊穗期和成熟期，根據各小區調查莖蘗數的平均值，選取具有代表性的植株5叢，分為莖葉和穗兩部分，置于烘箱中105℃殺青1 h后，再80℃烘干至恒質量后稱重，并保留部分樣品測定氮含量，植株樣品采用濃硫酸和雙氧水消煮，凱氏定氮法測定氮含量。氮肥農學利用率（kg/kg）=（氮肥施用區產量-無氮肥區產量）/施氮量；氮肥偏生產力（kg/kg）=氮肥施用區產量/施氮量；氮肥吸收利用率（%）=（氮肥施用區植株總吸氮量-無氮肥區植株總吸氮量）×100/施氮量；氮肥生理利用率（kg/kg）=（氮肥施用區產量-無氮肥區產量）/（氮肥施用區植株總吸氮量-無氮肥區植株總吸氮量）。

1.4 數據處理

所有數據均為2年（2016年、2017年）試驗的平均值，采用Excel 2010軟件進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 產量及產量結構

從表1可見，在減少氮肥用量的情況下，提高移栽密度可以獲得增產，但增產不顯著。減少10%氮肥用量（324 kg/hm2）和增加 20%移栽密度（36萬/hm2）的處理產量比對照增產0.78 t/hm2，增6.37%；減少20%氮肥用量（288 kg/hm2）和增加 30%移栽密度（39萬/hm2）的處理產量比對照增產0.50 t/hm2，增4.07%。氮肥用量為324 kg/hm2、288 kg/hm2的處理比其他2個施氮處理（0、360 kg/hm2）增產顯著；移栽密度 36 萬/hm2、39萬/hm2處理比其他2個密度處理（30萬/hm2、42萬/hm2）增產顯著；不施氮肥處理與其他處理相比減產顯著。隨著氮肥用量減少和移栽密度的增加，有效穗數、穎花量先增加后減少，穗粒數減少，對千粒重的影響較小；結實率隨著氮肥用量減少而增加，隨著密度的增加而降低。減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理有效穗數、穎花量最高，分別為 439.01 穗/m2、5.31 萬朵/m2；減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理次之，有效穗數、穎花量分別為429.39穗/m2、5.15萬朵/m2。對照的穗粒數最高，不施氮肥處理、密度最小處理的結實率較高。

表2 氮肥用量和移栽密度對氮肥利用率的影響

2.2 氮肥利用效率

從表2可見，氮肥農學利用率、偏生產力、吸收利用率、生理利用率隨著氮肥用量的減少呈增加的趨勢；而隨著移栽密度的增加，先增加后減少。減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的氮肥農學利用率、偏生產力、吸收利用率分別為 19.12 kg/kg、40.31 kg/kg、44.60%，比對照分別提高 2.34 kg/kg、6.20 kg/kg、5.84%，差異顯著；減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理氮肥農學利用率、偏生產力、吸收利用率分別為 20.05 kg/kg、44.38 kg/kg、47.39%，比對照分別提高3.26 kg/kg、10.26 kg/kg、8.63%，差異顯著。

3 討論

本試驗結果表明，適當的增加密度和減少氮肥用量可以獲得比對照更高的產量，主要原因是合理的增加密度可以彌補減少氮肥用量所引起的分蘗減少，獲得較高的有效穗數。本試驗減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理有效穗數為439.01穗/m2，減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理有效穗數為429.39穗/m2。前期減少氮肥用量可以控制無效分蘗的發生，提高群體質量，氮肥后移（后期促花肥、保花肥）可促進大穗形成和花后籽粒灌漿[8-9]。如果氮肥減少幅度過大，增加的密度難以彌補分蘗的減少，導致地上部生物量明顯下降，穎花量下降，必然會減產。所以，合理兼顧有效穗數、穗粒數，獲得較多的穎花數，將有較大增產潛力。本研究減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理穎花量為5.31萬朵/m2，減少20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理穎花量為5.15萬朵/m2，這2個處理產量均比對照增產。

在本試驗中，適當的增密減氮不僅提高了產量，同時顯著提高了氮肥農學利用率、偏生產力、吸收利用率，實現了高原粳稻高產與資源高效的協調。但是增密減氮幅度過高，雖然可以進一步提高氮肥利用效率，但產量顯著下降，不利于糧食安全[4-5，9]。本研究表明，減少10%氮肥用量和增加20%移栽密度的處理氮肥農學利用率、偏生產力、吸收利用率比對照分別提高2.34 kg/kg、6.20 kg/kg、5.84%，差異顯著；減少 20%氮肥用量和增加30%移栽密度的處理氮肥農學利用率、偏生產力、吸收利用率比對照分別提高3.26 kg/kg、10.26 kg/kg、8.63%，差異顯著。