氮肥對北方超級稻莖櫱動態及產量的影響
作者：齊國鋒 崔月峰 李大偉 孫國才 馬晨
摘要以北方超級稻沈農265、吉粳88和龍粳14為試材,分析了不同氮素水平對水稻莖櫱動態及產量的影響。結果表明,在較高氮量水平下,沈農265、吉粳88能夠提前進入莖櫱臨界期,而龍粳14出現延遲現象;3個超級稻品種的最適施氮量都應該在150.5~207.0kg/hm2,在生產實際中農民可以適當降低慣用施氮量來優化產量結構,從而提高產量,達到更高的經濟效益。
關鍵詞氮肥;超級稻;莖櫱動態;產量;北方
AbstractThe super rice in Northern China Shennong 265,Jijing 88 and Longjing 14 were used to study the tiller dynamic and yield under different nitrogen levels. The results showed that Shennong 265 and Jijing 88 eahead into the critical period of tiller under the higher nitrogen levels, while Longjing 14 was exactly the opposite. The best nitrogen amount should be between 150.5kg/hm2 and 207.0kg/hm2 for the three super rice varieties. Farmers could appropriately reduce the usual amount of nitrogen in the actual production to optimize the production structure in order to increase production and achieve higher economic efficiency.
氮素是影響水稻生長髮育和產量最敏感的因素[1],確定合理施氮量,不僅可以提高水稻產量,而且可以減少因過量施用氮肥造成的環境汙染[2,3]。目前水稻生產上普遍存在著氮肥施用不合理現象,造成水稻貪青晚熟、倒伏、病蟲害加重,或是滿足不了水稻整個生育期對氮素的需求,往往導致育種成果不能充分轉化為生產力,影響水稻的產量和效益,因此選用東北地區3個主栽超級稻品種進行氮肥施量水平試驗,旨在確定水稻標準施氮量,為生產上合理應用提供科學依據。
1材料與方法
1.1試驗材料
1.2試驗地概況
試驗設在開原市農業科學研究所試驗田,土壤為棕壤土,肥力中等。開原市屬北溫帶季風型大陸性氣候,全年日照時數約為2 585h,無霜期為145~165d,年平均降水量為678mm,適宜北方水稻種植。
1.3試驗設計
試驗設5個處理,分別為:不施氮肥***N0***;施純氮97.0 kg/hm2***N1***;施純氮150.5kg/hm2***N2***;施純氮207.0kg/hm2***N3***,為當地生產慣用施氮量;施純氮255.5kg/hm2***N4***。所有處理均施用相同數量的磷肥***P2O5 103.5kg/hm2***和鉀肥***K2O 78 kg/hm2***。磷肥作基肥一次性施用,鉀肥作基肥和穗肥各施50%,氮肥作基肥、櫱肥和穗肥施用,分別佔純氮量的60%、30%和10%。裂區設計,主區為氮肥處理,副區為品種,主區面積20.5m2,3次重複,隨機區組排列,共15個小區。
1.4試驗實施
採用塑料小棚旱育苗,4月10日播種,5月25日插秧,9月30日收穫,移栽密度30cm×13cm,每穴3苗,各小區單獨打埂,單灌單排,除草、病蟲害防治等其他管理方法同一般生產田。
1.5調查方法
每個小區的3個品種都標定調查點10穴,從6月23日至7月21日,每隔5d調查1次莖櫱數。9月28日取樣,風乾後室內考種,調查穗長、每穗粒數和千粒重等產量構成因素。
2結果與分析
2.1莖櫱動態
2.1.1不同氮肥處理對沈農265莖櫱動態的影響。從圖1可以看出,隨著植株的生育程序,沈農265在高氮量水平下處理N3、處理N4的莖櫱數於7月14日達到臨界值,低氮量水平下處理N1、處理N2莖櫱數在7月21日未出現下降趨勢,較高氮量達到最高莖櫱數要推遲1周左右,說明低氮量不利於莖櫱的早生快發。隨施氮量的增加,莖櫱數在6月30日前表現出氮素量化優勢,而在7月7日後處理N3達最高,可見氮肥量過高在前期會促進莖櫱發生,而在後期又出現抑制情況,因此合理氮肥施量既有利於莖櫱的適量發生,又有利於控制無效分櫱數,使群體達到最理想的生長狀態。
2.1.2不同氮肥處理對吉粳88莖櫱動態的影響。從圖2可以看出,在6月30日前,吉粳88各氮素處理的莖櫱數差別不大,而到7月7日後,隨施氮量的增加,莖櫱數明顯增加。隨著植株的生育程序,處理N2、處理N3、處理N4於7月7日達到最高莖櫱數,而處理N0、處理N1延遲1周,說明增加施氮量可以促使莖櫱再生速度加快,提前進入莖櫱臨界期。7月21日低氮量處理的莖櫱數下降速度明顯加快,這是由於低氮量維持無效莖櫱的營養需求不夠造成的,表明高氮量易使莖櫱衰退減慢,為單位面積有效穗數增多奠定了基礎,同時也可能造成大量無效莖櫱的存在。
2.1.3不同氮肥處理對龍粳14莖櫱動態的影響。從圖3可以看出,6月23日至7月21日的生長階段內,龍粳14的莖櫱數都表現為隨施氮量的增加呈現先升高後下降的趨勢,均表現為處理N2的莖櫱數最高。6月30日前莖櫱數上升迅速,處理N2在7月7日達到峰值,處理N1於7月14日達到最高莖櫱數,而較高氮素水平的處理N3、處理N4在7月21日才到莖櫱臨界期,說明前期高氮量在一定程度下抑制龍粳14莖櫱數的飛速增長,但在後期能夠促進莖櫱的再生,這種狀況容易導致後生莖櫱成為無效分櫱或小櫱,易造成氮素營養的浪費。
2.2產量及構成因素
2.2.1不同氮肥處理對沈農265產量及構成因素的影響。從表1可以看出,施氮量對沈農265的穗長影響不大,有效穗數隨施氮量的增加而增加,但成穗率、每穗實粒數和穎花數表現出先升高後下降的趨勢,處理N3最高,成穗率比其他施氮處理高7.8%~11.0%,每穗實粒數高7.9%~32.6%,穎花數高16.8%~30.1%。處理N2結實率和千粒重均為最高,分別較其他施肥處理高9.2%~21.3%、2.4%~6.7%。理論產量隨施氮量的增加呈先增加後下降的趨勢,其中處理N3最大,為8 374.7kg/hm2,比其他施氮處理高3.7%~13.6%,處理N2次之,為8 074.5kg/hm2,可見處理N3為沈農265的較適施氮量,通過提高成穗率、每穗實粒數和穎花數來提高產量,但是可以適當降低施氮量來提高結實率和千粒重,可能更有益於產量的提高。
2.2.2不同氮肥處理對吉粳88產量及構成因素的影響。從表2可以看,吉粳88各處理的穗長、成穗率變化不大,但有效穗數隨著施氮量的增加呈增加趨勢。每穗實粒數表現為隨施氮量的增加呈先增後減趨勢,處理N2最高,比其他施氮處理高10.6%~57.2%。穎花數基本隨施氮量的增加而增加,但結實率表現出相反趨勢,表明高氮量雖可以提高單位面積穗粒數,但易造成灌漿能力下降,增加秕粒數,從而導致結實率下降。千粒重隨施氮量的增加表現為先增後降趨勢,處理N1最高,較其他施氮處理高8.0%~33.7%,可見高氮量易造成吉粳88灌漿不良而籽粒不飽滿。協調最優產量因素構成使得處理N2吉粳88的理論產量達最高,為9 374.3 kg/hm2,較其他施氮處理高1.3%~30.2%,處理N3次之,為9 249.6kg/hm2,可知處理N2較有利於吉粳88綜合生產能力的發揮,但適當提高施氮量以提高有效穗數和結實率可能獲更高產量。
2.2.3不同氮肥處理對龍粳14產量及構成因素的影響。從表3可以看出,隨施氮量的增加,龍粳14的穗長、成穗率呈增加趨勢,但是高氮量處理間幅度變化很小。隨施氮量的增加,有效穗數、每穗實粒數和穎花數呈先增加後下降的趨勢,其中有效穗數、穎花數以處理N3最高,分別較其他施氮處理高6.8%~30.6%、9.9%~55.9%,每穗實粒數以處理N2最高,比其他施氮處理高18.8%~25.5%。結實率和千粒重分別以處理N2、處理N3最高,分別較其他施氮處理高5.7%~23.5%、0.2%~5.8%。各施氮處理的產量構成因素最終表現在理論產量的變化趨勢上,隨施氮量的增加,理論產量先增加後下降,以處理N3最高,為7 699.2kg/hm2,較其他施氮處理高1.0%~53.2%,處理N2次之,為7 624.7kg/hm2,可知處理N3較適合龍粳14的生長髮育需要,但可以適當降低施氮量來提高每穗實粒數和結實率,可能對產量的增加更為有利。
3結論與討論
優化產量結構是實現超高產的先決條件[4],周瑞慶等[5,6]研究認為在一定範圍內,水稻產量隨施氮量的增加而提高,超過一定範圍後產量和部分產量構成因素則下降,即施氮量與產量呈單峰曲線,試驗研究結果與前人研究結果一致。由於2009年氣候因素影響,水稻產量偏低,但可以反映出高氮量會造成某些產量構成因子處於劣勢地位,只有合理的施氮量才能夠最佳協調各產量構成因素,從而提高產量。試驗結果表明,不同施氮處理水稻的莖櫱數變化表現出品種特性,高氮量使沈農265、吉粳88提前進入莖櫱臨界期,而龍粳14出現延遲現象;沈農265在施氮量為207.0kg/hm2時表現較好,通過提高成穗率、每穗實粒數和穎花數來提高產量,但可以適當降低施氮量來提高結實率和千粒重,可能獲得更高產量;吉粳88在施氮量為150.5kg/hm2取得較好效果,通過提高每穗實粒數和協調各產量因子促進產量的提高,但可以適當增加施氮量來提高有效穗數和結實率,可能獲得更高產量;龍粳14在施氮量為207.0kg/hm2取得較好效果,通過提高有效穗數、穎花數和千粒重提高產量,但可以適當降低施氮量來提高每穗實粒數和結實率,可能獲得更高產量;3個超級稻品種沈農265、吉粳88和龍粳14的最適施氮量都應該在150.5~207.0kg/hm2,現階段農民慣用施氮量為207.0kg/hm2,可以適當降低施氮量以優化產量結構,從而提高產量,達到更高的經濟效益。
4參考文獻
[1] 馮惟珠,狳茂,季春梅.施氮肥時期對土壤供氮、稻株吸氮及產量的影響[J].江蘇農業研究,2000,21***3***:16-21.
[2] 傅文義.水稻需肥規律及施肥技術[J].新疆農業科技,1997***4***:26.
[3] 凌啟鴻.作物群體質量[M].上海:上海科學技術出版社,2001.
[4] 陳溫福,徐正進,張文忠,等.水稻新株型創造與超高產育種[J].作物學報,2001,27***5***:665-672.
[5] 周瑞慶,蕭光玉,汪大明,等.施肥量對水稻產量及產量構成因素的影響[J].作物研究,1992,6***S1***:21-26.
[6] 周瑞慶,鄒應斌,劉海河,等.水稻群體結構與施氮量的關係[J].作物研究,1991***S1***:16-20.
摘要以北方超級稻沈農265、吉粳88和龍粳14為試材,分析了不同氮素水平對水稻莖櫱動態及產量的影響。結果表明,在較高氮量水平下,沈農265、吉粳88能夠提前進入莖櫱臨界期,而龍粳14出現延遲現象;3個超級稻品種的最適施氮量都應該在150.5~207.0kg/hm2,在生產實際中農民可以適當降低慣用施氮量來優化產量結構,從而提高產量,達到更高的經濟效益。
關鍵詞氮肥;超級稻;莖櫱動態;產量;北方
AbstractThe super rice in Northern China Shennong 265,Jijing 88 and Longjing 14 were used to study the tiller dynamic and yield under different nitrogen levels. The results showed that Shennong 265 and Jijing 88 eahead into the critical period of tiller under the higher nitrogen levels, while Longjing 14 was exactly the opposite. The best nitrogen amount should be between 150.5kg/hm2 and 207.0kg/hm2 for the three super rice varieties. Farmers could appropriately reduce the usual amount of nitrogen in the actual production to optimize the production structure in order to increase production and achieve higher economic efficiency.
氮素是影響水稻生長髮育和產量最敏感的因素[1],確定合理施氮量,不僅可以提高水稻產量,而且可以減少因過量施用氮肥造成的環境汙染[2,3]。目前水稻生產上普遍存在著氮肥施用不合理現象,造成水稻貪青晚熟、倒伏、病蟲害加重,或是滿足不了水稻整個生育期對氮素的需求,往往導致育種成果不能充分轉化為生產力,影響水稻的產量和效益,因此選用東北地區3個主栽超級稻品種進行氮肥施量水平試驗,旨在確定水稻標準施氮量,為生產上合理應用提供科學依據。
1材料與方法
1.1試驗材料
1.2試驗地概況
試驗設在開原市農業科學研究所試驗田,土壤為棕壤土,肥力中等。開原市屬北溫帶季風型大陸性氣候,全年日照時數約為2 585h,無霜期為145~165d,年平均降水量為678mm,適宜北方水稻種植。
1.3試驗設計
試驗設5個處理,分別為:不施氮肥***N0***;施純氮97.0 kg/hm2***N1***;施純氮150.5kg/hm2***N2***;施純氮207.0kg/hm2***N3***,為當地生產慣用施氮量;施純氮255.5kg/hm2***N4***。所有處理均施用相同數量的磷肥***P2O5 103.5kg/hm2***和鉀肥***K2O 78 kg/hm2***。磷肥作基肥一次性施用,鉀肥作基肥和穗肥各施50%,氮肥作基肥、櫱肥和穗肥施用,分別佔純氮量的60%、30%和10%。裂區設計,主區為氮肥處理,副區為品種,主區面積20.5m2,3次重複,隨機區組排列,共15個小區。
1.4試驗實施
採用塑料小棚旱育苗,4月10日播種,5月25日插秧,9月30日收穫,移栽密度30cm×13cm,每穴3苗,各小區單獨打埂,單灌單排,除草、病蟲害防治等其他管理方法同一般生產田。
1.5調查方法
每個小區的3個品種都標定調查點10穴,從6月23日至7月21日,每隔5d調查1次莖櫱數。9月28日取樣,風乾後室內考種,調查穗長、每穗粒數和千粒重等產量構成因素。
2結果與分析
2.1莖櫱動態
2.1.1不同氮肥處理對沈農265莖櫱動態的影響。從圖1可以看出,隨著植株的生育程序,沈農265在高氮量水平下處理N3、處理N4的莖櫱數於7月14日達到臨界值,低氮量水平下處理N1、處理N2莖櫱數在7月21日未出現下降趨勢,較高氮量達到最高莖櫱數要推遲1周左右,說明低氮量不利於莖櫱的早生快發。隨施氮量的增加,莖櫱數在6月30日前表現出氮素量化優勢,而在7月7日後處理N3達最高,可見氮肥量過高在前期會促進莖櫱發生,而在後期又出現抑制情況,因此合理氮肥施量既有利於莖櫱的適量發生,又有利於控制無效分櫱數,使群體達到最理想的生長狀態。
2.1.2不同氮肥處理對吉粳88莖櫱動態的影響。從圖2可以看出,在6月30日前,吉粳88各氮素處理的莖櫱數差別不大,而到7月7日後,隨施氮量的增加,莖櫱數明顯增加。隨著植株的生育程序,處理N2、處理N3、處理N4於7月7日達到最高莖櫱數,而處理N0、處理N1延遲1周,說明增加施氮量可以促使莖櫱再生速度加快,提前進入莖櫱臨界期。7月21日低氮量處理的莖櫱數下降速度明顯加快,這是由於低氮量維持無效莖櫱的營養需求不夠造成的,表明高氮量易使莖櫱衰退減慢,為單位面積有效穗數增多奠定了基礎,同時也可能造成大量無效莖櫱的存在。
2.1.3不同氮肥處理對龍粳14莖櫱動態的影響。從圖3可以看出,6月23日至7月21日的生長階段內,龍粳14的莖櫱數都表現為隨施氮量的增加呈現先升高後下降的趨勢,均表現為處理N2的莖櫱數最高。6月30日前莖櫱數上升迅速,處理N2在7月7日達到峰值,處理N1於7月14日達到最高莖櫱數,而較高氮素水平的處理N3、處理N4在7月21日才到莖櫱臨界期,說明前期高氮量在一定程度下抑制龍粳14莖櫱數的飛速增長,但在後期能夠促進莖櫱的再生,這種狀況容易導致後生莖櫱成為無效分櫱或小櫱,易造成氮素營養的浪費。
2.2產量及構成因素
2.2.1不同氮肥處理對沈農265產量及構成因素的影響。從表1可以看出,施氮量對沈農265的穗長影響不大,有效穗數隨施氮量的增加而增加,但成穗率、每穗實粒數和穎花數表現出先升高後下降的趨勢,處理N3最高,成穗率比其他施氮處理高7.8%~11.0%,每穗實粒數高7.9%~32.6%,穎花數高16.8%~30.1%。處理N2結實率和千粒重均為最高,分別較其他施肥處理高9.2%~21.3%、2.4%~6.7%。理論產量隨施氮量的增加呈先增加後下降的趨勢,其中處理N3最大,為8 374.7kg/hm2,比其他施氮處理高3.7%~13.6%,處理N2次之,為8 074.5kg/hm2,可見處理N3為沈農265的較適施氮量,通過提高成穗率、每穗實粒數和穎花數來提高產量,但是可以適當降低施氮量來提高結實率和千粒重,可能更有益於產量的提高。
2.2.2不同氮肥處理對吉粳88產量及構成因素的影響。從表2可以看,吉粳88各處理的穗長、成穗率變化不大,但有效穗數隨著施氮量的增加呈增加趨勢。每穗實粒數表現為隨施氮量的增加呈先增後減趨勢,處理N2最高,比其他施氮處理高10.6%~57.2%。穎花數基本隨施氮量的增加而增加,但結實率表現出相反趨勢,表明高氮量雖可以提高單位面積穗粒數,但易造成灌漿能力下降,增加秕粒數,從而導致結實率下降。千粒重隨施氮量的增加表現為先增後降趨勢,處理N1最高,較其他施氮處理高8.0%~33.7%,可見高氮量易造成吉粳88灌漿不良而籽粒不飽滿。協調最優產量因素構成使得處理N2吉粳88的理論產量達最高,為9 374.3 kg/hm2,較其他施氮處理高1.3%~30.2%,處理N3次之,為9 249.6kg/hm2,可知處理N2較有利於吉粳88綜合生產能力的發揮,但適當提高施氮量以提高有效穗數和結實率可能獲更高產量。
2.2.3不同氮肥處理對龍粳14產量及構成因素的影響。從表3可以看出,隨施氮量的增加,龍粳14的穗長、成穗率呈增加趨勢,但是高氮量處理間幅度變化很小。隨施氮量的增加,有效穗數、每穗實粒數和穎花數呈先增加後下降的趨勢,其中有效穗數、穎花數以處理N3最高,分別較其他施氮處理高6.8%~30.6%、9.9%~55.9%,每穗實粒數以處理N2最高,比其他施氮處理高18.8%~25.5%。結實率和千粒重分別以處理N2、處理N3最高,分別較其他施氮處理高5.7%~23.5%、0.2%~5.8%。各施氮處理的產量構成因素最終表現在理論產量的變化趨勢上,隨施氮量的增加,理論產量先增加後下降,以處理N3最高,為7 699.2kg/hm2,較其他施氮處理高1.0%~53.2%,處理N2次之,為7 624.7kg/hm2,可知處理N3較適合龍粳14的生長髮育需要,但可以適當降低施氮量來提高每穗實粒數和結實率,可能對產量的增加更為有利。
3結論與討論
優化產量結構是實現超高產的先決條件[4],周瑞慶等[5,6]研究認為在一定範圍內,水稻產量隨施氮量的增加而提高,超過一定範圍後產量和部分產量構成因素則下降,即施氮量與產量呈單峰曲線,試驗研究結果與前人研究結果一致。由於2009年氣候因素影響,水稻產量偏低,但可以反映出高氮量會造成某些產量構成因子處於劣勢地位,只有合理的施氮量才能夠最佳協調各產量構成因素,從而提高產量。試驗結果表明,不同施氮處理水稻的莖櫱數變化表現出品種特性,高氮量使沈農265、吉粳88提前進入莖櫱臨界期,而龍粳14出現延遲現象;沈農265在施氮量為207.0kg/hm2時表現較好,通過提高成穗率、每穗實粒數和穎花數來提高產量,但可以適當降低施氮量來提高結實率和千粒重,可能獲得更高產量;吉粳88在施氮量為150.5kg/hm2取得較好效果,通過提高每穗實粒數和協調各產量因子促進產量的提高,但可以適當增加施氮量來提高有效穗數和結實率,可能獲得更高產量;龍粳14在施氮量為207.0kg/hm2取得較好效果,通過提高有效穗數、穎花數和千粒重提高產量,但可以適當降低施氮量來提高每穗實粒數和結實率,可能獲得更高產量;3個超級稻品種沈農265、吉粳88和龍粳14的最適施氮量都應該在150.5~207.0kg/hm2,現階段農民慣用施氮量為207.0kg/hm2,可以適當降低施氮量以優化產量結構,從而提高產量,達到更高的經濟效益。
4參考文獻
[1] 馮惟珠,狳茂,季春梅.施氮肥時期對土壤供氮、稻株吸氮及產量的影響[J].江蘇農業研究,2000,21***3***:16-21.
[2] 傅文義.水稻需肥規律及施肥技術[J].新疆農業科技,1997***4***:26.
[3] 凌啟鴻.作物群體質量[M].上海:上海科學技術出版社,2001.
[4] 陳溫福,徐正進,張文忠,等.水稻新株型創造與超高產育種[J].作物學報,2001,27***5***:665-672.
[5] 周瑞慶,蕭光玉,汪大明,等.施肥量對水稻產量及產量構成因素的影響[J].作物研究,1992,6***S1***:21-26.
[6] 周瑞慶,鄒應斌,劉海河,等.水稻群體結構與施氮量的關係[J].作物研究,1991***S1***:16-20.