寒地水稻不同生育期類型品種精確定量施氮參數的研究

王麗萍 那永光 顧春梅 王士強 趙黎明 王賀 杜金嶺

摘要 [目的]明確不同生育期類型寒地水稻的精確定量施氮參數變化特點。[方法]以黑龍江省第三積溫帶主栽的中熟早粳（空育131、墾稻32）和中熟晚粳（墾稻24、墾稻30）2生育期類型品種為材料，設置2種施氮水平（0 和260 kg/hm2尿素），研究精確定量施氮3個參數的變化規律。[結果]不同生育期類型水稻品種的100 kg籽粒吸氮量相對比較穩定，不施氮情況下數值范圍為1.81～1.85 kg，施氮量為260 kg/hm2情況下數值范圍為1.89～1.94 kg;土壤基礎供氮量與各生育期類型水稻的生育期存在一定關系，隨生育期的延長土壤基礎供氮量呈增加趨勢;施氮量在260 kg/hm2情況下，氮肥利用率均在40%以上，且中熟晚粳的氮肥利用率明顯高于中熟早粳，中熟早粳氮肥利用率范圍為42.58%～44.30%，中熟晚粳氮肥利用率范圍為45.21%～46.01%，且氮肥利用率與產量呈線性相關。[結論]精確定量施氮的參數變化具有一定的規律可循，農業生產過程中利用參數，運用斯坦福方程算取目標產量施氮量是可行的。

關鍵詞 寒地水稻;生育期類型;施氮量;精確定量

中圖分類號 S511文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）11-0153-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.11.044

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract [Objective]To determine the changing characteristics of precise quantitative parameters of rice in cold region in different growth stage types.[Method]Mediummaturing early Japonica（Kongyu 131， Kendao 32）and mediummaturing late Japonica（Kendao 24 and Kendao 30）were taken as the research materials， which were mainly planted in the third accumulated temperate zone of Heilongjiang Province. Two levels of nitrogen application （0 and 260 kg/hm2 urea） were set up to expose the change law of the three parameters of the precise and quantitative N application [Result]The N requirement for 100 kg rice grain with different growth stage types was relatively stable. The numerical value ranged from 1.81 to 1.85 kg without nitrogen application. Under 260 kg/hm2 nitrogen application， the numerical range was 1.89-1.94 kg;there was a certain relationship between soil basic nitrogen supply and the growth stage of rice with different growth stages， and the soil basic nitrogen supply increased with the prolongation of growth stages;under 260 kg/hm2 nitrogen application， the N use efficiency was above 40%， and the N use efficiency of mediummaturing late Japonica was higher than mediummaturing early Japonica， mediummaturing late Japonica was 42.58%-44.30% and mediummaturing early Japonica was 45.21%-46.01%， and the N use efficiency was linearly related to the yield. [Conclusion]The parameters of precise quantitative N fertilization have certain rules to follow， and it is feasible to use parameters and Stanford equation to calculate the target yield nitrogen application in the process of agricultural production.

Key words Rice in cold region;Growth stage type;N application;Precise quantification

基金項目 國家重點研發計劃項目“寒地機插水稻優質高效豐產耐冷品種篩選及配套栽培技術”（2016YFD0300504-2）。

作者簡介 王麗萍（1975—），女，黑龍江佳木斯人，高級農藝師，碩士，從事水稻栽培生理研究。*通信作者，研究員，碩士，從事水稻育種研究。

收稿日期 2018-11-26

氮肥對水稻生長發育及產量形成的影響至關重要，傳統氮肥施用量的確定多是依據當地常年施肥經驗或該地區典型的高產試驗來確定，忽略了品種以及地塊間土壤肥力的差異，因此經常會出現氮肥過量或不足等情況，不能使產出最大化[1]。為此，我國學者結合我國不同階段的國情先后提出了“營養診斷施肥技術[2]”“測土配方施肥[3-4]”“實地氮肥管理技術[5-6]”等施肥技術。20世紀90年代，凌啟鴻等[7]又提出水稻精確定量施氮技術，旨在以最少的氮肥投入，獲得高產優質的稻米。

經過前人多年的實踐將斯坦福（Stanford）理論方程[達到目標產量的施氮量=（達到目標產量的需氮量-土壤氮素供應量）/施用肥料的當季利用率]上升到實踐中來精確計算施肥量，施肥問題才得以解決[8-10]。但以上3個參數受品種、地區以及栽培條件等共同影響。因此，不同生育期類型水稻品種由于品種特性發生改變，進而影響精確定量施氮參數的改變。2000年以來，凌啟鴻等[7]以優質秈稻為研究對象，進行各種條件下的精確定量施氮研究，并取得了豐碩成果，為江蘇地區水稻精確施氮提供了寶貴的經驗。但由于黑龍江地區地理位置以及品種特性與南方相差較大，尚不清楚前人取得的定量施氮參數成果是否也適用于該地區。鑒于此，筆者以黑龍江省第三積溫帶種植的中熟早粳稻和中熟晚粳稻為試驗材料，研究不同生育期類型寒地粳稻品種的氮吸收利用參數，以明確不同生育期類型寒地粳稻的精確定量參數變化特點，為寒地水稻精確定量施氮提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在黑龍江省農墾科學院水稻研究所徐一戎水稻科技園區試驗田進行，供試土壤為沙底白漿土，0～20 cm耕層土壤基本理化狀況為水解性氮145 mg/kg、速效磷34.7 mg/kg、速效鉀161.7 mg/kg、有機質35.4 g/kg、全氮1.38 g/kg、全磷0.618 g/kg、全鉀20.7 g/kg、 pH 7.23。

1.2 試驗材料

以黑龍江第三積溫帶主栽的中熟早粳品種空育131、墾稻32和中熟晚粳品種墾稻24、墾稻30為試驗材料，品種特性如表1。

1.3 試驗設計

采用裂區設計，以氮肥施用量為主區，設2個施氮水平：0 kg/hm2記為N0、尿素260 kg/hm2記為N1;以不同生育期的水稻品種為裂區，設4個水平：空育131、墾稻32、墾稻24、墾稻30;裂區面積為10 m2，3次重復。主區間筑埂，并以塑料薄膜覆蓋，以防串水串肥影響試驗效果。

2016年4月18日播種，5月29日移栽，插秧密度為每穴4株，插秧規格為30 cm×10 cm，6行區。氮肥的施用比例按基肥∶蘗肥∶調節肥∶穗肥=4∶3∶1∶2，其中蘗肥分2次施，4葉期施70%，6葉期施30%;磷肥[磷酸二銨（N18%、P2O546%）和五氧化二磷（P2O5≥98.0%）]100%基施;氯化鉀（K2O≥60%）基肥施60%，穗肥施40%。全年純N∶P2O5∶K2O的施用比例為2.0∶1.0∶1.5，無N區的P2O5和K2O的用量參照N1的處理設定，具體施肥方法見表2。其他管理同一般大田生產。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 產量及產量構成因素。

成熟期各處理選取生長均勻，具有代表性植株10穴，自然風干后用于產量構成因素調查;各小區收獲2 m2測定實際產量，重復3次。

4

1.4.2 干物質與氮素含量。

成熟期選具有代表性植株10穴，105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘至恒重，稱地上部質量并做及記錄后整株進行粉碎處理，用H2SO4-H2O2進行消化處理，用凱式定氮法測定植株含氮率[11]。

1.5 相關計算公式

氮素吸收量（kg/hm2）=地上部植株干物質量×含氮率

氮肥吸收利用率=（施氮區植株含N量-無氮區植株含N量）/氮肥施用量×100%

100 kg籽粒吸氮量（kg）=總吸氮量/實際產量×100

1.6 數據統計分析

采用Microsoft office 2007和DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同生育期類型水稻產量比較

不同氮肥施用量下2種生育期類型水稻產量方差顯示，不同的施氮水平和生育期類型及其互作效應對水稻產量的影響均達顯著水平，表明該試驗的產量受施氮水平和生育期類型影響較大。

由表3可知，隨著生育期的延長，水稻產量呈增加趨勢。中熟晚粳產量顯著高于中熟早粳，N0和N1處理下平均增幅分別為10.12%和6.34%。施氮顯著提高各生育類型水稻產量與N0處理相比，N1處理中熟早粳增幅為51.08%～5382%，中熟晚粳增幅為44.79%～47.77%。從產量構成因素來看，不同生育期類型以及同一生育期類型的不同水稻品種構成因素差異較大，而且施氮主要通過提高有效穗數和穗粒數來實現增產的。

2.2 不同生育期類型水稻含氮率比較

由表4可知，不同生育期類型水稻含氮率存在差異?？傮w表現為N0處理中熟晚粳整株含氮率高于中熟早粳，平均增幅為5.39%;N1處理下，中熟晚粳整株的含氮率則低于中熟早粳，平均降幅為299%。施氮顯著提高各生育類型水稻的含氮率，與N0處理相比，N1處理各生育期類型水稻的含氮率均顯著升高，中

2.3 不同生育期類型水稻干物質比較

由表5可知，不同生育期類型水稻成熟期干物質存在一定差異。中熟晚粳品種的干物質量顯著高于中熟早粳，與中熟早粳相比，N0處理中熟晚粳平均高了6.19%，N1處理下中熟晚粳平均高了1118%，這可能與生育期有關，也表明中熟晚粳更具高產優勢。增施氮肥會顯著提高水稻成熟期干物質量，與N0處理相比，N1處理下中熟早粳水稻干物質提高了28.97%～4160%，中熟晚粳水稻干物質提高了32.93%～50.29%。

2.4 不同生育期類型水稻氮素吸收參數比較

由圖1可知，水稻吸氮量隨著產量的增加而增加。由表6可知，不同生育期類型和不同施氮量下水稻吸氮量均存在差異。相同氮肥處理下，中熟晚粳吸氮量顯著高于中熟早粳。與中熟早粳相比，中熟晚粳在N0和N1處理下分別高12.26%和765%。這表明隨著氮肥的施入，中熟晚粳較中熟早粳的吸氮能力弱。增施氮肥顯著提高各生育期類型水稻的吸氮量，與N0處理相比，N1處理中熟早粳提高了60.84%～63.31%，中熟晚粳提高了54.77%～56.16%，表明施氮更有利于中熟早粳吸氮量的提高。

2.5 當季氮肥利用率

由表7可知，不同生育期類型水稻氮肥利用率存在差異，中熟早粳品種氮肥利用率低于中熟晚粳品種，相比于中熟早粳，中熟晚粳平均高了5.00%，表明施氮更有利于中熟晚粳品種氮素的高效利用。由圖2可知，氮肥利用率與水稻產量呈顯著線性相關關系，表明同等施氮量下，產量越高氮肥利用率就越高。

3 結論與討論

水稻栽培技術的發展目標就是“高產、高效、優質、生態”，氮作為水稻吸收量較大的元素之一，對水稻的生長發育與產量形成影響較大。為此目標學者們針對氮肥施用技術進行了一系列的研究，以期得到較通用且滿足上述目標的施肥技術，由此精確定量施氮技術應運而生。精確定量施氮的技術難點就在于如何準確確定土壤供氮量、作物目標需氮量以及氮肥當季利用率。不同類型的品種對氮的需求存在顯著差異，殷春淵等[12]研究認為，適宜該地區種植的生育期類型品種的100 kg籽粒吸氮量在不同生育期類型水稻品種間相對穩定，且存在一定規律;不適宜該地區種植的生育期類型品種的100 kg籽粒吸氮量變化較大。該試驗結果表明，不同生育期類型100 kg籽粒吸氮量變化較小，不施氮情況下變化幅度為1.81～1.85 kg;施氮能夠顯著提高各生育期類型品種的100 kg籽粒吸氮量，施氮情況下變化幅度為1.89～1.94 kg。這表明無論在什么情況下，不同生育期類型水稻品種的100 kg籽粒吸氮量間無顯著差異。

凌啟鴻[13]、殷春淵[14]研究表明，水稻精確定量參數中，土壤基礎供氮量變化幅度最大，是一個比較難以確定的參數。該參數一般用無氮區植株的吸氮量作為估算值。試驗結果表明，該參數與各生育期類型水稻的生育期以及產量存在一定關系，即隨著生育期的延長和產量的增加，土壤基礎供氮量呈增加趨勢。

氮肥當季利用率與遺傳特性、當地環境因素以及栽培調控措施有著直接聯系[15-16]。因此，求取不同生育期類型水稻品種的該參數時，須保證環境因素以及栽培調控措施完全一致。研究表明，通過精確定量施肥技術，能夠顯著提高氮肥的當季利用效率，且不同生育期類型水稻的氮肥利用率存在一定差異。該研究結果表明，施氮量在260 kg/hm2處理下，氮肥利用率均在40%以上，且中熟晚粳的氮肥利用率明顯高于中熟早粳。

綜上可知，寒地水稻精確定量施氮的參數變化具有一定的規律可循，農業生產過程中利用參數，運用斯坦福方程算取目標產量施氮量是可行的。

參考文獻

[1] 王元林.紅色邊疆農場玉米最佳氮肥施用量的確定[J].中國農業信息，2013（5）：111.

[2] 尹名濟，賀立源，劉長壽.統合法營養診斷技術在小麥施肥上的應用[J].湖北農業科學，1983（10）：16-21.

[3] 豐兆亭，王穎，宋培新.農作物測土配方施肥應用效果[J].現代化農業，2002（8）：22-23.

[4] 白由路，楊俐蘋.我國農業中的測土配方施肥[J].土壤肥料，2006（2）：3-7.

[5] 劉立軍，徐偉，徐國偉，等.水稻實地氮肥管理技術的節氮效果及其機理[J].江蘇農業學報，2005，21（3）：155-161.

[6] 劉榮杰.超級稻“甬優12”實地氮肥管理技術[J].上海交通大學學報（農業科學版），2015，33（1）：48-52.

[7] 凌啟鴻，張洪程，戴其根，等.水稻精確定量施氮研究[J].中國農業科學，2005，38（12）：2457-2467.

[8] 劉艷陽.不同地力對水稻產量、品質及精確施氮參數影響的研究[D].揚州：揚州大學，2006.

[9] 繆桂紅，石佑華，張居翠，等.2007年水稻寧粳1號精確配方施氮校正技術試驗[J].現代農業科技，2008（11）：201，203.

[10] 王維屯，徐宗進，李毅，等.東海縣水稻高產定量施氮肥技術應用及效益分析[J].現代農業科技，2007（19）：135.

[11] 鮑士旦.土壤農化分析[M].3版.北京：中國農業出版社，2000：44-49.

[12] 殷春淵，張洪程，張慶，等.水稻不同生育期類型品種精確定量施氮參數的初步研究[J].作物學報，2010，36（8）：1342-1354.

[13] 凌啟鴻.水稻精確定量栽培原理與技術[J].雜交水稻，2010（S1）：27-34.

[14] 殷春淵.水稻品種不同生育類型氮素吸收利用與精確定量施氮參數的研究[D].揚州：揚州大學，2010.

[15] 王敬，程誼，蔡祖聰，等.長期施肥對農田土壤氮素關鍵轉化過程的影響[J].土壤學報，2016，53（2）：292-304.

[16] 陳宇眺.栽培模式對水稻產量和氮肥利用率的影響及生理機制的研究[D].武漢：華中農業大學，2016.