氮肥運籌對機插稻臨稻20產量和干物質積累的影響

王世偉，周偉，趙桂濤，劉紀高，馮尚宗*

(1.臨沂市農業技術推廣服務中心，山東 臨沂 276000；2.蘭陵縣農業農村局，山東 蘭陵 277700)

水稻是我國第一大糧食作物[1]。氮是影響水稻生長最重要的營養元素之一[2]。關于氮素與水稻生長發育和產量的關系，國內外有很多研究[3-10]。松島省三[11]提出了“V”形施肥法，強調中期限氮，前期和后期增施氮素肥料。蔣彭炎等[12]認為，機插小苗分蘗肥應在移栽后第2、第3個葉齡(移栽后10 d)秧苗長出較多新根時施用，于第3個葉齡期開始發揮肥效，這樣能更好地發揮其促進分蘗的作用。凌勵[13]認為，機插水稻由于栽后分蘗的停止期比手栽水稻長4～5 d，因此基肥和蘗肥的比例要減少，分蘗肥中氮肥的比例應明顯提高，并分2次施用。彭長青等[14]以武香粳14為材料，研究氮肥運籌對機插水稻產量形成的影響，發現施氮量324 kg·hm-2、基蘗肥與穗肥6∶4的比例下產量最高，在提高基蘗肥施用量的基礎上配合施用穗肥有利于提高產量。石慶華等[15]對兩系雜交晚稻的施氮量和施氮時期進行研究，結果表明，兩系雜交晚稻較汕優10號耐肥，氮肥分次勻施的產量較高，施用粒肥有利于提高稻米品質。潘曉華等[16]研究認為，增加生育后期的氮肥施用比例，能明顯提高結實率、千粒重和稻谷產量。氮肥施用技術常因耕作制度差異而有一定的區別[17]。臨沂市庫灌稻區麥茬機插稻面積不斷增加，2017年已發展到1萬多hm2，但針對臨沂庫灌稻區麥茬機插稻氮肥運籌的試驗在本研究檢索范圍內未見報道。為此，特開展氮肥運籌對機插稻產量形成影響的研究，以期為臨沂庫灌稻區麥茬機插稻確定合理的氮肥運籌方案提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2016年在沂南縣大莊鎮溝崖村進行，2016年5月23日播種育秧，播種密度為110 g·盤-1，7月3日機械栽插，行株距30 cm×10 cm。前茬為冬小麥。供試土壤為砂姜黑土，土壤基本理化性狀：有機質11.9 g·kg-1，堿解氮75.1 mg·kg-1，速效磷23.5 mg·kg-1，速效鉀95.3 mg·kg-1。年降水量700 mm左右，年平均氣溫13 ℃，后無霜期200 d左右。

供試水稻品種為臨稻20，由沂南縣水稻研究所選育。尿素，N 46%；過磷酸鈣，P2O512%；氯化鉀，K2O 60%。

1.2 處理設計

試驗設置4個處理，各處理的氮、磷、鉀投入量(均折純，分別以N、P2O5、K2O計)相同，667 m2分別為18、6、6 kg，其中，磷肥全部作基肥一次性施入、鉀肥總量的50%作基肥施入、50%作穗肥施入。依照氮肥運籌方案的差異，各處理簡述如下：T1，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、穗肥的施用比例分別為50%、35%、15%；T2，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、分蘗肥2(移栽后15 d)、穗肥的施用比例分別為35%、35%、10%、20%；T3，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、分蘗肥2(移栽后15 d)、穗肥的施用比例分別為20%、35%、15%、30%；T4，基肥、分蘗肥1(移栽后7 d)、穗肥的施用比例分別為50%、15%、35%。各處理隨機區組排列，每個處理面積333 m2，每處理分3段，視為3個重復。區組之間設置60 cm寬的排灌溝，排灌溝中央開挖寬度和深度各25～30 cm的走水溝，各處理實行單排單灌，其他管理栽培措施統一按照常規栽培要求實施。

1.3 指標測定

水稻苗情生長動態：在水稻移栽后調查基本苗數。移栽后每7 d調查定點總莖蘗數，直至分蘗穩定。每小區定點調查10墩，記錄調查時間和調查數據。

葉面積指數、干物質積累：移栽時取100株苗，剪去根，測干重，分別于拔節期、抽穗期、成熟期采用平均數法取3墩植株，將根剪去，莖、葉、穗分開，放入烘箱中105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重，測定干物質量。

水稻產量：在水稻成熟期各處理單打單收，用水分速測儀測水分，計算產量。

1.4 數據分析

試驗數據用Microsoft Excel 2003進行整理，在DPS v7.05數據處理系統上進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 對產量和產量構成的影響

由表1可知，各處理中，以穗肥施用比例最高的T4處理產量最高，分別較T1～T3處理顯著增產24.8%、5.3%、2.6%。單位面積有效穗數以T1處理最高，且顯著高于其他處理，以T3處理最低，且顯著低于其他處理。當穗肥施用比例為15%～30%時(T1～T3處理)，穗粒數隨穗肥施用比例的升高而顯著增加，但當穗肥施用比例從30%進一步增加到35%(T4處理)時，穗粒數并未進一步地顯著提高。結實率以T3處理最高，與T4處理無顯著差異，但顯著高于T1和T2處理。千粒重以T2和T4處理最高，顯著高于其他處理，以T3處理最低。以上結果說明，在相同的施氮量水平下，適當增加穗肥的施用比例，有助于增加穗粒數，提高結實率，優化產量構成，從而提高機插稻產量。

表1 不同處理對667 m2水稻產量和產量構成的影響

注：同列數據后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 對分蘗與成穗的影響

從表2可以看出，各處理的單位面積最高莖蘗數以T1最多，T4最少；但成穗率的結果卻與此相反，T4最高、T1最低。這可能是因為前期基蘗肥施用比例較高，雖然有助于增加分蘗，但到中后期由于養分供應不上，不少無效分蘗逐漸消亡，導致其成穗率反而下降。

表2 不同處理的最高莖蘗數和成穗率

2.3 對干物質積累和轉運的影響

從表3可以看出，干物質積累量在移栽—拔節期隨著穗肥施用比例的增加而降低，T4處理最小，而T1處理最大；但在拔節—抽穗期和抽穗—成熟期，干物質積累量均隨著穗肥施用比例的增加而增加，T1處理最小，而T4處理最大。經測算，T1～T4處理抽穗后的干物質積累量占總干物質積累量的比例分別為42.9%、48.2%、49.9%和51.1%，同樣隨穗肥施用比例的增加而增加。

表3 不同處理各生育期667 m2的植株干重

相關性分析表明，抽穗—成熟期的干物質積累與產量極顯著正相關，但移栽—拔節期、拔節—抽穗期的干物質積累與產量并無顯著相關性。

2.4 對葉面積指數的影響

由圖1可見，葉面積指數隨氮肥運籌方案不同在不同時期表現各異：拔節期葉面積指數隨穗肥施用比例的增加而降低，即T1最大、T4最小，抽穗期和成熟期葉面積指數則隨穗肥施用比例的增加而增加，即T1最小、T4最大。這說明降低氮肥運籌中的基蘗肥施用比例、增加穗肥施用比例，有利于減緩生育后期葉面積指數的下降，進而減緩葉片衰老，增強灌漿期葉片的光合能力。

圖1 不同處理的葉面積指數動態

2.5 對穎花分化與退化的影響

由表4可知，每穗實際穎花數、一次枝梗數和二次枝梗數均隨穗肥施用比例的增加而增加，即T1最小、T4最大，而退化穎花數則與之相反。這說明增加穗肥施用比例可以促進一次枝梗、二次枝梗和穎花分化，降低穎花退化率，從而構建大穗多粒，以實現增產。

表4 不同處理對穎花分化和退化的影響

3 小結與討論

研究表明，適當增加后期施氮比例有利于促進機插稻植株生長，提高產量[18-19]。本試驗條件下，水稻產量隨中后期氮肥施用比例的增加而增加，穗肥施入比例最高的T4處理(基蘗肥∶穗肥為6.5∶3.5)單產最高。這可能是因為，適當提高中后期的施氮比例，能夠在確保有足夠的有效穗數的前提下，提高分蘗的成穗率，減少穎花的退化，從而增加每穗粒數。

提高水稻的成穗率有利于改善冠層結構和群體質量，改善中后期群體光照條件，減緩后期葉面積的下降速率，增加抽穗后的群體光合效率，從而獲取高產[17-18,20]。本研究表明，成穗率隨著氮肥運籌中穗肥施用比例的增加而增加，抽穗期和成熟期的葉面積指數也隨之上升。

高產水稻的干物質生產優勢集中在中后期，產量隨中后期干物質凈積累量的增加而提高[21]。本研究表明，抽穗期和成熟期的干物質積累量隨中后期施氮比例的增加而增加，穗肥施入比例最高的T4處理干物質積累量最大。此外，本研究還發現，抽穗至成熟期的干物質積累量與水稻產量呈極顯著正相關，說明要發揮機插稻的高產潛力，關鍵是要增加其中后期、尤其是抽穗后的干物質生產。