雙季稻區不同晚稻品種氮肥利用率比較

段紅霞，周曉豐，夏桂龍，楊延安

（1. 江西省鄧家埠水稻原種場，江西 余江 335200；2. 進賢縣鐘陵農業技術推廣綜合站，江西 進賢 331717）

水稻是我國最重要的糧食作物之一，在保障國家糧食安全中發揮著至關重要的作用。長期以來，為保持水稻的高產、超高產水平，農民在集約化農田種植過程中往往會過量施入氮肥。大量使用氮素，對水稻自身而言，會導致倒伏、病蟲害加劇、影響品質[1-2]。對環境而言，氮肥施入土壤后如果當季不能被作物吸收，則會通過氨揮發、反硝化和淋溶等形式進入環境而損失，還會引發諸如土壤、河流、地下水和大氣污染等一系列的環境問題[3-5]。再從生產成本考慮，氮素是水稻生產中投入最多的營養元素，氮肥成本約占我國水稻生產外在投入總成本的35%[6]。盡管大量施用氮肥促進了水稻產量的提高，但是隨著氮素使用量的增加，氮肥利用率降低，產量增幅下降，施用氮肥所獲得的效益在下降[7]。

從水稻品種自身遺傳特性出發，挖掘水稻氮高效的種質資源，使其適應低氮環境或者高效吸收利用土壤中的氮素，是減少氮肥用量、提高氮肥利用率，降低水稻生產成本最有效、最簡便的途徑之一。當前有大量研究表明水稻的氮素利用效率存在著顯著的基因型差異[8-11]，這為篩選及培育水稻品種提供了理論依據。單玉華等[10]研究表明16 個水稻品種間吸收單位氮素生產的干物質量相差13.4%，而吸收單位氮素形成的籽粒產量則相差34.2%；黃農榮等[11]研究表明48 個水稻品種在氮素利用率方面存在顯著差異，氮素農學利用率變幅在-22.65～17.51 kg/kg，氮素回收利用率變幅在-53.91%～55.14%。隨著氮肥施用量的增加，不同基因型水稻氮素利用率的降低幅度并不相同，其中水稻氮素的生理利用效率比較穩定，隨氮素水平的增加其降幅小于吸收效率的降幅，因此吸收效率的降低是氮素利用效率降低的主要原因[6]。南方丘陵區是我國水稻重要的生產基地，長期以來由于氮肥使用不合理以及土壤特有的理化性質，使得該地區水稻產量長期處于中低產水平，對我國的糧食安全構成了潛在威脅。基于此，筆者以南方主推的8 個晚稻品種為試驗材料，分析其葉綠素含量、產量和氮肥利用率等指標，以期為該區域晚稻高效種質資源的發掘提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省鷹潭市余江區平定鄉（116°55'45″E、28°13'40″N）。試驗土壤為紅壤性水稻土，土壤pH 值為5.15，有機質為29.22 g/kg，全氮含量為1.72 g/kg，堿解氮含量為84.33 mg/kg。

1.2 試驗設計

田間試驗于2018 年進行，兩因素裂區試驗，主處理為氮肥用量，分別為：不施氮（N0）和正常氮（N150，150 kg/hm2）；副處理為晚稻品種，分別為農香98、黃華占、美香占2 號、萬象優華占、野香優2 號、泰優390、泰優398 和天優華占。每個主處理設3 個重 復，主處理的小區面積為10 m×10 m=100 m2，每個小 區內均種植8 個水稻品種，栽插密度20 cm×20 cm。為防止竄水竄肥，不同氮肥處理的小區田埂用塑料薄膜覆蓋。水分管理及植保治病管理均按當地習慣。磷（P2O5）肥和鉀（K2O）肥用量分別為90 和120 kg/hm2。 氮肥為尿素，磷肥為鈣鎂磷肥，鉀肥為氯化鉀。氮肥按基肥∶蘗肥∶穗肥比例為4∶3∶3的方式施入，磷、鉀肥作為基肥一次施入。晚稻育秧時間為6 月29 日，插秧時間為7 月28 日，收獲時間為11 月10 日。

1.3 測定項目

1.3.1 齊穗期劍葉SPAD 測定在水稻的齊穗期的上午9：00—11：00，利用便攜式葉綠素測定儀測定不同水稻品種劍葉的SPAD，每個品種隨機選3 株水稻，每個葉片重復測定5 次。

1.3.2 測產和氮利用率計算水稻成熟期將小區單收單打，測定水稻產量。并計算氮肥偏生產力和農學效率[12]。

1.3.3 數據處理試驗數據采用Excel 2003 軟件和SPSS 15.0 系統進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮處理下各水稻品種在齊穗期的劍葉SPAD 值

與不施氮肥相比，施用氮肥處理均可以顯著增加各水稻品種齊穗期劍葉的SPAD 值（表1），8 個品種的提高幅度為8.96%～57.70%。但是，各水平品種在施氮和不施氮條件下齊穗期劍葉SPAD 值的變化規律不一。在不施氮條件下，黃華占、美香占2 號、泰優390 和泰優398 的劍葉SPAD 值（31.33～33.47）顯著高于天優華占、農香98、萬象優華占和野香優2 號（25.73～27.10）。而在施氮條件下，農香98、萬象優華占和野香優2 號的劍葉SPAD 值（40.13～40.63）顯著較高的趨勢。

表1 2 個氮水平下各水稻品種齊穗期葉片SPAD 值

2.2 不同氮處理下各水稻品種的產量

根據田間實際產量結果（表2），各水稻品種均呈現出施氮處理顯著高于不施氮處理，增幅分別為30.17%～86.14%，同時，在相同的氮肥處理下，不同品種的產量差異顯著，其中在不施氮的條件下，黃華占、美香占2 號、泰優390 和泰優398 的產量（6 355.76～ 6 713.57 kg/hm2）顯著高于天優華占、農香98、萬象優華占和野香優2 號（5 085.24～5 417.76 kg/hm2）。而在施氮條件下，則呈現出天優華占和萬象優華占的產量（9 721.67 和9 859.76 kg/hm2）顯著較高的趨勢。

表2 2 個氮水平下不同水稻品種產量 （kg/hm2）

2.3 不同水稻品種的氮肥偏生產力和農學效率

進一步計算發現，各水稻品種的氮肥偏生產力和農學效率差異較大（表3）。在8 個品種中，天優華占和萬象優華占的氮肥偏生產力最高（64.81 和65.73kg/kg）。而泰優390 最低（29.99 和30.36 kg/kg）。氮肥農學效率也表現出相似的趨勢。

表3 不同水稻品種的氮肥偏生產力和農學效率 （kg/kg）

3 討 論

水稻葉片含氮量與葉片光合生產能力密切相關，是影響氮素利用效率的活躍因素，在一定水平下水稻葉片高含氮量有利于增加其葉片光合速率[13]。葉片葉綠素相對含量（SPAD）可以快速、簡便地反映植物氮素營養狀況[14]。在研究中，與正常施氮相比，不施氮處理下各品種的劍葉SPAD 值顯著降低，這說明氮肥對于水稻氮素吸收的重要性。但是，不同品種的SPAD 值差異顯著，且在施氮和不施氮條件下表現不一。原因主要與品種特性有關[15]，但是，由于不同品種的齊穗期存在一定差異[16]，這也是導致水稻劍葉SPAD 值不同的主要原因。因此，在后續的研究中，針對不同品種的SPAD 值差異還有待結合其他諸如灌漿期等進綜合評價。

一定范圍內水稻吸收更多的氮素有助于改善水稻產量構成因子，促進籽粒灌漿，獲的更大產量[17]。因此，與不施氮處理相比，供應充足的氮肥是獲得水稻高產的關鍵。在常規施氮條件下，天優華占和萬象優華占的產量顯著高于其他品種。同時，天優華占和萬象優華占的氮肥偏生產力最高和農學效率也顯著較高。這說明，在南方丘陵區的晚稻種植中，天優華占和萬象優華占可以作為高產高效水稻進一步推廣應用。然而，隨著育種的進步，適宜的晚稻品種不斷推陳出新[18]，因此，下一步應開展一系列研究，且應結合水稻品種區試進行提前篩選和評價。

4 結 論

在南方丘陵區，與不施氮肥相比，施用氮肥處理均可以顯著增加各水稻品種齊穗期劍葉的SPAD 值和產量，但是，各品種的表現不一。在正常施氮條件下，萬象優華占和野香優2 號的劍葉SPAD 值最高，天優華占和萬象優華占的產量最高。進一步分析發現，天優華占和萬象優華占的氮肥偏生產力和農學效率也表現出較高的趨勢。