冬水田杂交中稻品种适应氮肥后移的筛选指标

徐富贤， 张 林， 熊 洪， 朱永川, 刘 茂， 郭晓艺

(四川省农业科学院水稻高粱研究所，四川泸州 646000)

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2013年在四川省农科院水稻高粱所泸县实验基地的冬水田进行，稻田土质均匀。基础土壤pH 5.2、 有机质17 g/kg、 全氮1.62 g/kg、 速效氮150.0 mg/kg、 全磷390 mg/kg、 有效磷16.8 mg/kg、 全钾12 g/kg、 有效钾127 mg/kg。

1.2 调查项目及方法

移栽后第10天开始，每小区按对角定两点，每点10穴，每周调查1次苗情动态，至苗峰下降为止。齐穗期按其小区平均有效茎数取样3穴，采用干物重法考查粒叶比[取样植株稻穗的总颖花数/取样植株绿叶总面积(朵/cm2)][13]。成熟期试验所有小区，按其小区平均有效茎数取样5穴，在室内考查穗部性状，并收小区实产。小区实产和千粒重均按13.5%含水量折合为标准重量。

1.3 统计分析

采用DPS数据处理系统和Excel， 进行两种施方式的产量差值与其产量性状间的相关、 回归与通径分析。

2 结果与分析

2.1 两种施氮方式下20个杂交组合的产量及相关性状

2.2 产量性状对前氮后移的响应

20个杂交组合在前氮后移和重底早追下成穗率与最高苗的相关系数r分别为-0.3925、 -0.6418**，说明分蘖力强的品种成穗率低；前氮后移的20个杂交组合平均最高苗数为253.65×104No./hm2、 有效穗173.70×104No./hm2、 成穗率68.72%和穗粒数222.91粒，分别比重底早追减少2.76%、 2.55%、 1.31%和0.69%，表明前氮后移虽然控制了苗峰，但同时有效穗数也有所下降，成穗率并未提高，最终产量差值与成穗率相关不显著(r分别为0.2623、 0.1811)。

以20个品种前氮后移、 重底早追的产量、 产量相关性状平均值(表1)为自变量x，以两种施氮方式间的产量差值(表2)为因变量y，进行回归与通径分析。前氮后移处理下，对增产效果起重要作用的是品种的穗粒数(x3)和结实率(x4)；重底早追处理下，最高苗数(x1)和穗粒数(x3)起关键作用。穗粒数(x3)是对前氮后移增产作用影响最大的产量因子(表3)。穗粒数(x3)对两种施氮处理产量差值的直接贡献最大，间接作用总和中则以最高苗数(x1)的作用较大(表4)。

2.3 穗粒数较少品种适宜前氮后移施肥法的原因分析

20个杂交组合在两种施氮方式下水稻产量性状间的相关分析(n=40)可见，分蘖力越强组合的有效穗越高(r=0.5505**)，而穗粒数随有效穗数增加而降低(r=-0.7043**)；穗粒数分别与结实率和千粒重呈极显著负相关(r分别为-0.4168**和-0.7767**)，穗粒数多的组合的粒叶比(spikelets/cm2)越高(r=0.7862**)，即库大源小，库源矛盾越大。从20个杂交组合的穗粒数对两种处理产量和穗粒结构的差值影响(表5)看，不同穗粒数组合间表现不一致，穗粒数越多的组合，前氮后移之后其有效穗数、 穗粒数和产量分别比重底早追施氮法下降越多，千粒重却提高越多，对结实率的影响不明显。

表1 20个杂交组合在两种施氮方式下的产量相关性状

续表1 Table 1 Continuous

由20个参试组合中，5个增产组合、 11个持平组合和4个减产组合的产量及其穗粒结构平均值(表6)可见，穗粒数在190粒以下的中穗型组合，两种施氮处理的有效穗、 穗粒数和结实率明显增加，千粒重差异不显著，增产7.86%；穗粒数225粒左右的大穗型持平组合在产量及其穗粒结构差异上均不显著；穗粒数超过260粒的特大穗型减产组合，有效穗下降8.65%，穗粒数和千粒重也明显减少，结实率差异不显著，最终减产5.64%。究其原因，穗粒数较少的组合，其分蘖力较强，在前氮后移情况下，虽然最高苗数与重底早追处理相比仍有所下降，因最高苗期群体光照条件改善，成穗率提高[15]，以致有效穗反而比重底早追处理有所增加，穗粒数、 结实率和千粒重因施用穗肥[16]有一定提高，最终增产显著或极显著；穗粒数过大的组合，其分蘖力较弱，在前氮后移(前期施氮少)情况下，因最高苗数明显不够，有效穗数显著下降；虽然施用了穗肥，因前期施氮水平低，植株氮含量水平较比重底早追法要低，特大穗型在穗分化过程中需求的养分也较多，而促花肥施用后要等数天后才能起作用，导致因穗分化初期养分不足而减少了穗粒数；但随着后期穗肥的作用，有效避免了大穗型组合因源不足所致的结实率和千粒重的进一步下降。因此，穗粒数偏少组合适宜前氮后移。

2.4 适宜前氮后移的杂交组合穗粒数预测

如前所述，穗粒数偏小的杂交组合适宜前氮后移施肥法，但以何种程度为宜呢？根据20个参试组合在两种施氮方式下的平均穗粒数(x)与两种施氮方式间的产量差值(y),模拟获得线性回归方程y=2607.9-11.02x, 决定系数R2=0.6308。理论上假设y=0，前氮后移不比重底早追增产。因此解得适宜前氮后移的杂交组合的穗粒数x=236.65粒/穗，即穗粒数≤237粒的杂交组合，在前氮后移情况下，其产量可望大于或等于重底早追施氮法。

表3 两种施氮处理下水稻产量差值与组合间产量相关性状的回归分析*

表4 两种施氮处理下水稻产量性状对产量差值的通径分析

表5 两种施氮方式下杂交组合产量、穗粒结构差值与穗粒数的相关系数

3 讨论

关于水稻前氮后移的品种适应性问题，国内外尚无系统的研究报道。先期众多研究对前氮后移的增产效果表现不尽相同[6-11]，可能与试验品种不同有一定关系。李武等[17]研究结果指出，穗肥的增产作用与品种有关，培杂泰丰适宜于穗肥增氮，华优86则反之。但该研究只有两个试验品种，也没有进一步指出适宜穗肥增氮的品种特征。本研究结果表明，前氮后移比重底早追的增产效果与两种施氮方式下杂交组合的穗粒数呈极显著负相关，相关系数分别为-0.7870**(n=20)和-0.7986**(n=20)。其原因在于，小穗型组合在前氮后移情况下，仍能确保较多的有效穗数，而且穗粒数、 结实率和千粒重因施用穗肥有一定提高而增产；而穗粒数过大的组合，则因有效穗数显著比重底早追少和穗粒数有所降低而减产。这可能是先期研究前氮后移增产效果各异的重要原因之一。

虽然本研究已鉴定出了4个杂交组合(内5优306、 蓉18优447、 内5优317 和川谷优7329)适宜前氮后移，可直接用于生产。但生产上种植的水稻品种繁多，难以通过试验进行大量筛选。本文首次建立了前氮后移增产量(y)与杂交组合穗粒数(x)的关系模型：y=2607.9-11.02x, 决定系数R2=0.6308。并预测出穗粒数≤237粒的杂交组合适宜于前氮后移施氮法。据此，生产可根据种植品种群体的平均穗粒数确定采用相应的施氮方式。即穗粒数≤237粒的杂交组合采用前氮后移施肥法，而大于237粒/穗的杂交组合则宜重底早追施氮法。但需指出的是，水稻品种穗粒数是反映品种间库源结构的较好性状[12-13]，穗粒数越高的品种，库源矛盾越大，其高产需氮量越高。由于水稻群体穗粒数受本田施氮量及栽秧密度的影响较大。因此，本研究提出的将穗粒数作为选择用于不同施氮方式的指标值，需要限定其栽培条件，即在冬水田区目前大面积推广的杂交中稻高产栽培技术(每公顷施氮 150 kg，磷、 钾肥按N ∶P2O5∶K2O=1 ∶0.5 ∶0.5做底肥一次施用，中苗移栽，每公顷栽1.2万穴)条件下的穗粒数。研究结果表明穗粒数少于237粒的杂交组合在前氮后移情况下，其产量可望大于或等于重底早追施氮法，其中如群体穗粒数230粒左右的品种已属大穗型品种。若穗粒数超过237粒的特大穗品种，在更高施氮量水平下采用氮肥后移，应有一定增产效果，而对不同超大穗粒数品种与施氮量和氮后移比例互作关系尚需进一步研究。

表6 两种施氮方式下增、 减产杂交组合产量性状的平均值比较

致谢：本文承蒙涂士华研究员修改和指导，特此深表谢意！

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