氮量对高产水稻品种产量和氮效率的影响

氮量对高产水稻品种产量和氮效率的影响

梁桂夏

吉林省洮南市农业技术推广中心， 137100

摘要：氮是水稻生长发育过程中必需营养元素。在一定范围内分蘖随氮量增加而增加。增施氮肥增加水稻分蘖，过高氮肥投入促进无效分蘖发生。氮对水稻干物质积累和氮素积累影响较大，在一定范围内随氮量增加，水稻干物质和氮积累量呈上升趋势，超过一定氮量则下降，存在适宜施氮量。在一定范围内，水稻产量随氮量增加而增加，但过量施氮增加生产成本，降低氮肥利用效率。如何优化氮肥管理，确定合理施肥量，保证水稻高产，同时提高氮素利用效率，是亟需解决的科学问题。

关键词：水稻；氮；产量；氮效率；高产水稻品种

1材料与方法

1.1试验材料

某水稻生育期平均温度为19.83~19.87℃，相差小，但温度存在阶段差异。2019年水稻生育前期5月20~23日温度低于12℃，水稻插秧至6月末，2018年平均温度高于2019年约1℃，9月至成熟，2019年平均温度比2018年高1℃。

供试水稻品种为松粳3号（高产型水稻品种）。供试肥料为尿素（N：46%）、重过磷酸钙（P2O5：44%）与氯化钾（K2O：60%）。供试土壤为黑土型水稻土，土壤有机质39.0g·kg-1，碱解氮168mg·kg-1，速效磷69.8mg·kg-1，速效钾97.1mg·kg-1，土壤pH6.17。

1.2试验方法

1.2.1试验设计

共设置5个氮水平：0、75、105、135、165kg·hm-2，对应处理分别标记为N0、N1、N2、N3和N4。所有处理施磷肥50kg·hm-2，钾肥90kg·hm-2。氮肥分为基肥、蘖肥和穗肥，按4：3：3施用；全部磷肥和50%钾肥于整地前施用，施肥后旋耕。小区面积80m2，各小区用35cm高塑料隔板插入土壤20cm，防止肥水串漏，每处理4次重复。2018年和2019年均为4月12日播种，5月14日插秧，行距30cm，株距13cm，每穴3~5苗，水分、病、虫、草等管理同当地高产水稻管理方式。

1.2.2样品采集与测试

2018年在施肥前采集土壤样品，土样风干后测定土壤基础肥力。2年内均在拔节期、抽穗期、成熟期取样，每个处理连续调查30穴水稻分蘖数，计算平均值。选取具有平均分蘖水稻4穴（成熟期6穴），洗净后，烘干至恒重，测定水稻干物重。将植株粉碎，经H2SO4-H2O2联合消煮，AA3-连续流动分析仪测定植株全氮含量。在水稻成熟期，每个小区采集5m2水稻植株，脱粒，测产。取成熟期6穴植株样品计算每穗粒数、千粒重、结实率。

2结果与分析

2.1氮量对分蘖及成穗率的影响

氮量对水稻分蘖数影响显著，年际间无差异，年际与氮量交互作用不显著。施氮与不施氮处理分蘖数差异显著。2018年，分蘖数随氮量增加而增加，氮量相差60kg·hm-2以上处理间分蘖数差异显著；2019年，随氮量增加，超过N3分蘖数增加不显著；拔节期、抽穗期、成熟期，相比于N0处理，施氮处理分蘖数分别增加49.54%~65.15%、62.36%~82.90%和63.13%~87.92%（P<0.05）。

氮量对分蘖成穗率影响显著，且年际间差异显著，2018年和2019年各处理分蘖成穗率为60%~90%，2018年各处理成穗率高于2019年，施氮处理较不施氮处理分蘖成穗率显著增加，2018和2019年分别增加15.13%和12.99%（P<0.05），施氮处理之间差异不显著。

2.2氮量对干物质积累的影响

氮量对水稻干物质积累量影响显著，干物质积累年际间差异不显著，氮量和年际交互作用差异显著。水稻生育期干物质积累随氮量增加而增加（除2019年拔节期外），随生育进程干物质积累逐渐增多，成熟期>抽穗期>拔节期。拔节期、抽穗期、成熟期，N1比N0干物质积累分别增加24.1%~110%、34.7%~59.8%、21.9%~56.6%；N4较N1干物质积累分别增加9.70%~52.3%、13.4%~52.8%、22.7%~25.9%，2019年拔节期N3比N1干物质积累增加38.5%。施氮量相差60kg·hm-2处理植株干物质积累差异显著。抽穗-成熟期，施氮处理干物质积累与不施氮处理差异显著，2018年施氮处理之间干物质积累差异不显著；2019年该阶段干物质积累随氮量增加而增加。抽穗-成熟期干物质积累年际间差异不显著，两者间交互作用差异显著。

2.3氮量对氮素积累量的影响

氮量对各时期氮素积累量影响显著，且年际之间差异显著，抽穗-成熟期和成熟期年际及氮量间交互作用差异显著。氮素积累量随施氮量增加而增加，植株氮素积累量各时期各处理之间差异显著，2019年高于2018年。植株氮素积累量逐渐增多，成熟期>抽穗期>拔节期。拔节期、抽穗期、成熟期氮素积累量，N1比N0分别增加32.3%~122%、65.4%~77.0%、28.4%~82.6%，N4比N1氮素积累量对应增加值为63.8%~81.3%、60.5%~98.9%、48.3%~68.5%。抽穗-成熟期，施氮处理氮素积累量与不施氮处理差异显著，氮量对此阶段氮素积累量影响存在年际间差异。

2.4氮量对产量及产量构成的影响

单位面积颖花数和产量年际间差异不显著，结实率、氮量对水稻产量及产量构成因素具有显著影响，千粒重以及收获指数年际间差异显著施氮显著提高水稻产量，水稻产量随施氮量增加而增加，达到一定氮量后增加不显著，氮量和产量关系符合线性加平台模型，两年转折点施氮量为137~138kg·hm-2（平均为137.5kg·hm-2），对应产量为9080~9166kg·hm-2（9123kg·hm-2）。随氮量增加单位面积颖花数增加，N4较N0显著增加77.87%~96.63%（P<0.05）。水稻籽粒千粒重，随氮量增加呈上升趋势，N1处理千粒重较N0显著增加1.29%~1.35%（P<0.05），千粒重高氮处理之间差异不显著。随氮素投入增加，结实率降低，氮素增加高于60kg·hm-2，结实率显著下降，N4较N0显著降低6.03%~12.17%（P<0.05）。总体看，结实率2018年高于2019年，而千粒重2019年高于2018年。

2.5氮效率

氮量对水稻氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力影响显著，氮肥吸收利用率和农学利用率具有显著年际间差异，而生理利用率和偏生产力无年际差异，且氮肥偏生产力年际和氮量交互作用显著。2018年氮肥吸收利用率处理间差异不显著，2019年随氮量增加利用率增加，二者呈直线关系；随氮肥用量增加，氮肥生理利用率、农学利用率以及偏生产力均显著降低，二者多数呈负相关。2年N4处理氮肥生理利用率、农学利用率以及偏生产力最低，分别较N3处理降低12.13%~27.63%、10.20%~17.17%、14.64%~17.80%。氮肥农学利用率2019年低于2018年，而2018年氮肥吸收利用率较高。

3讨论

水稻分蘖受养分、温度、光照、水分等多种因素调节，其中氮肥是影响分蘖最重要因素之一。出现上述差异主要原因可能与土壤含氮量和施氮水平有关，若土壤供氮充足，施氮并未促进水稻分蘖，而缺氮土壤施用氮肥增加水稻分蘖，但氮肥用量过高且主要集中在前期，分蘖生长旺盛，分蘖成穗率反而降低，造成群体质量下降。本试验中氮量刚达到产量平台，并未出现分蘖成穗率降低的拐点。2019年分蘖数降低，原因可能是2019年插秧后连续3d平均温度低于12℃，低温影响分蘖生长，显著降低干物质积累量。低温危害与氮素营养状况有关，过量施氮低温危害表现更明显。

本研究中，随氮量增加抽穗前干物质积累增加显著，抽穗期后干物质积累先增加，超过一定氮量后增加不显著。李勇研究发现，随供氮量提高，叶片光合利用率和Rubisco酶活性显著降低。同时氮量增加群体变大，群体内通风通光不畅也限制抽穗后光合作用，使水稻干物质积累减慢。水稻产量是源库关系综合协调结果，氮肥用量增加，抽穗后水稻干物质积累增加不明显，而氮量增加（2018年N3~N4，2019年N2~N3）单位面积颖花数显著增加，此时库大源不足，因此，随氮量增加水稻结实率明显降低。由此可见，适当施氮可增加单位面积颖花数，有利于水稻高产。但随氮量提高水稻源库平衡受到破坏，库大源不足限制水稻灌浆，使水稻结实率降低。氮量增加、颖花数增加多而结实率降低慢则增产，反之则不增产。

4结论

适量施氮增加水稻产量，产量增加主要来自于单位面积颖花数增加。随单位面积颖花数增加，高氮处理抽穗后干物质积累不增加，干物质积累不足降低水稻结实率，使水稻增产不明显。耐肥性较强高产水稻品种，增加供氮虽不易造成减产，却造成氮素过量投入，降低氮肥偏生产力和氮肥农学效率，综合考虑氮量和水稻产量及氮效率关系，适宜施氮量为137.5kg·hm-2。

参考文献

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