硫酸锌对盐碱地水稻穗部性状及产量的影响

胡法龙，赵洋，蔡永盛，郑悦，李丹丹，潘世驹，于洪明，郑桂萍

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.黑龙江省绥滨农场）

粮食安全是世界性的三大危机问题之一，也是我国最为重视的问题[1-5]。目前我国人口仍在持续增长，预计至2030年将达到16 亿，同时我国水稻种植面积也在逐步增加，2006年种植面积为208.9 万hm2，2010 则为297.0 万hm2，2011年一跃达到343.0 万hm2，且近几年增加的种植面积多为中低产田[6-7]，其中以黑龙江省增幅最大。黑龙江省的盐碱地主要分布在松嫩平原西部低洼闭流地带、在高平原西部的低洼地带和山前倾斜平原的东部边缘，三江平原桦川至富锦一带也有小面积分布，总面积188.7 万hm2；松嫩平原分布面积174.4 万hm2，约占松嫩平原的14.0%，其中耕地盐碱化面积为56.7 万hm2，可见，未开垦的盐碱地是黑龙江省重要的后备耕地资源，加以开发利用对黑龙江省粮食总产的提高具有举足轻重的作用。水稻是一种对盐碱中度敏感的作物，盐碱地种植水稻是“予改良于利用之中”，是增加盐碱地粮食产量，提升我省粮食生产能力的最有效途径[8-9]。其中肥料的合理施用是产量提高最直接、最有效的办法，尤其是锌肥的施用，近年来盐碱土水稻缺锌引起的水稻生理病害[10-12]已经影响水稻产量。有关水稻Zn营养问题国内外许多学者已进行了大量研究，水稻适量施用锌肥有利于提高其秧苗素质[13]，从而提高作物的抗逆性[14]，促进水稻穗长、每穗粒数、千粒重提高，空秕粒率显著下降，产量增加[15]。另外，施用过多锌肥会与磷肥发生拮抗作用，降低水稻产量和品质[16]。然而，目前关于寒地盐碱地稻作的施肥技术方面缺乏系统研究，仍停留在农民经验施肥的水平上，没有形成系统的施肥模式，施肥技术较为落后，忽略了盐碱地水稻施肥环节与常规稻作迥异，在盐碱地种稻锌肥用量方面研究较少，试验以黑龙江省大庆市盐碱土为研究对象，探讨了不同锌肥施用量对水稻穗部性状及产量的影响，寻找适宜盐碱地水稻生长的施锌量，以期为黑龙江省中西部松嫩平原盐碱土水稻锌肥施用方面提供理论参考和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料及设计

试验于2012年在大庆市黑龙江八一农垦大学盆栽场中进行，供试土壤是草甸白浆土，2012年土壤碱解氮含量98.5 mg·kg-1，有效磷含量12.05 mg·kg-1，速效钾含量93.70 mg·kg-1，有效硫含量108.46 mg·kg-1，有效锌含量0.1 ug·kg-1，有机质含量1.8%，土壤pH 8.51，全盐量0.51%。

供试品种为垦鉴稻5 号，主茎12 片叶品种。4月7日浸种，4月16日播种（水9 L·m-2，可溶性育苗专用肥60 g·m-2，移栽灵2 mL·m-2，三者混匀喷施苗盘），4月22日出苗，秧田管理正常进行，试验中盆钵深30 cm，直径28 cm，每盆盆底均用1.5 mm 的电钻钻眼均匀一致，并用滤纸覆盖，每盆装过筛混匀的土12 Kg，移栽前模拟水耙地搅浆，施入浓硫酸0.9 mL·盆-1，沉降3日后于5月18日进行移栽，选叶龄3.1～3.5 均匀分布，每盆4 穴，每穴3 苗，合计14×5=70 盆，田间管理按照三化栽培技术进行，于9月末收获。

盆栽基肥氮肥为硫酸铵（21%），用量1.31 g·盆-1；磷肥为三料磷肥（43%P2O5），用量1.55 g·盆-1；钾肥为硫酸钾（50%），用量0.53 g·盆-1，5月28日施分蘖肥硫酸铵0.98 g·盆-1。7月18日施穗肥硫酸铵0.33 g·盆-1、尿素（46.4%）0.45 g·盆-1，硫酸钾0.35 g·盆-1。试验采用随机区组设计，氮磷钾按当地的常规水平施用，锌肥拌土基施，供试锌肥是分析纯试剂七水合硫酸锌（ZnO28%），以不施锌肥为对照，不同锌肥施用量为处理，施锌量分别为0 g·盆-1（0 kg·hm-2）、0.11 g·盆-1（15 kg·hm-2）、0.21 g·盆-1（15 kg·hm-2）、0.32 g·盆-1（45 kg·hm-2）、0.42 g·盆-1（60 kg·hm-2），分别用ZCK、Z1、Z2、Z3、Z4表示。

1.2 测定项目及方法

产量测定：于成熟期，连续调查7 穴穗数，进行理论测产。根据每穗上的一次枝梗数，将每个单穗分为上、中、下三部分，如果一次枝梗数能被3 整除，则上、中、下部平均分配；如果不能被3 整除，则下部优先分配，其次中部分配。将每穗分成优势粒（上部一次枝梗上的粒）、中势粒（枝梗上除了优势粒和劣势粒的所有粒）和劣势粒（下部二次枝梗上的粒）3 部分。

穗部性状测定：穗长、上部枝梗的一次、二次枝梗数，中部枝梗的一次、二次枝梗数，下部枝梗的一次、二次枝梗数；优中劣势粒的实粒数、秕粒数、空粒数及粒重并计算出理论产量。

1.3 数据处理

采用Excel 和DPS 分析软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 硫酸锌对垦鉴稻5 号分蘖成穗率及穗长的影响

硫酸锌对水稻分蘖成穗率及穗长的影响结果（如图1）表明，不同处理的分蘖成穗率及穗长均要高于对照，分蘖成穗率的增加幅度在4.0%～12.5%，以Z1的分蘖成穗率最高，除了与对照间的差异达到了极限著水平外，与其他各处理间的差异均不显著；穗长的增长范围在0.13%～14.0%，以Z2增幅最大，且与ZCK、Z1间的差异均达到了极显著水平。

2.2 硫酸锌对垦鉴稻5 号不同部位一次枝梗数、二次枝梗数的影响

从表1 可见，不同部位一次枝梗数以下部＞中部＞上部，二次枝梗数以中部最多；不同处理间上部及中部的一、二次枝梗数的差异均不显著，不同施锌量对下部一、二次枝梗数影响较大，均以Z2最高，较对照分别提高了28.6%、145.4%，且与对照间的差异均达到了显著或极显著水平。

图1 硫酸锌对垦鉴稻5 号分蘖成穗率及穗长的影响Fig.1 Effect of zinc sulfate on panicles/den and panicle length of kenjiandao 5 in saline soils

表1 硫酸锌对垦鉴稻5 号不同部位一、二次枝梗数的影响Table 1 Effect of zinc sulfate on different primary branches and second rachis-branches number of kenjiandao 5 in saline soils

2.3 硫酸锌对垦鉴稻5 号不同粒位的实粒数及粒重的影响

从图2 中可以看出，不同粒位的实粒数及粒重均以中势粒＞优势粒＞劣势粒，各施锌处理不同粒位的实粒数及粒重均高于对照，其中Z4的中势粒、劣势粒的实粒数与对照间的差异达到了显著或极显著水平，各处理优势粒的实粒数与对照间差异均不显著；除了Z2的劣势粒实粒重与Z4间的差异不显著外，与其他处理及对照不同粒位间的差异均达到了显著或极显著水平。

图2 硫酸锌对垦鉴稻5 号不同粒位的实粒数及粒重的影响Fig.2 Effect of zinc sulfate on superior grains，middle grains，inferior grains solid grain number and weight of kenjiandao 5 in saline soils

2.4 硫酸锌对垦鉴稻5 号产量及产量构成的影响

从表2 可见，产量构成因素方面，各处理的穗数均显著或极显著高于对照，并以Z1的穗数最高，与其他处理间的差异均不显著；穗粒数以Z4最多，极显著高于Z1，与对照间差异不显著；锌肥对结实率的影响不大；千粒重随着硫酸锌施用量的增加呈先增大后降低的趋势，且Z2、Z3、Z4的千粒重均显著或极显著高于对照，以Z2的千粒重最高，较对照提高了37.7%。不同处理的产量均极显著高于对照，较对照增产范围在22.0%～65.5%之间，并以Z2的产量最高。

表2 硫酸锌对垦鉴稻5 号产量及产量构成的影响Table 2 Effect of zinc sulfate on yield and yield components of kenjiandao 5 in saline soils

2.5 垦鉴稻5 号穗部性状及产量构成因素与产量相关分析

从表3 可以看出，分蘖成穗率与千粒重、穗数、产量呈负相关外，与其他指标均呈正相关；穗长与二次枝梗数、千粒重呈极显著正相关，与穗粒数、产量的相关系数接近显著水平；一次枝梗数与二次枝梗数呈极显著正相关，二次枝梗数与千粒重、产量的相关系数较大，接近显著水平；穗粒数、结实率、穗数、千粒重与产量均呈正相关，相关系数大小以千粒重＞穗数＞结实率＞穗粒数。

表3 垦鉴稻5 号穗部性状及产量构成因素与产量相关分析Table 3 Correlation analysis of panicle traits，yield components and yield of kenjiandao 5

3 结论与讨论

3.1 结论

3.1.1 盐碱地施锌对垦鉴稻5 号的穗部性状具有重要影响。不同处理均有利于分蘖成穗率及穗长增加，其中处理Z1的分蘖成穗率和Z2的穗长均极显著高于对照；处理Z2下部的一、二次枝梗数与对照间的差异均达到了显著或极显著水平；各处理不同粒位的实粒数、实粒重均高于对照，其中Z4的中势粒、劣势粒的实粒数与对照间的差异达到了显著或极显著水平，Z2不同粒位的实粒重极显著高于对照。

3.1.2 不同处理的产量均高于对照，产量随着施锌量的增加先增大后减小，增产幅度在22.0%～65.5%，以处理Z2的产量最高，与其他处理及对照间的差异均达到了极显著水平；从产量构成因素看，盐碱地施锌有促进分蘖的作用，各处理的穗数均显著或极显著高于对照；穗粒数和结实率均以Z4最高，与对照差异不显著；处理Z2的千粒重极显著高于其他处理及对照。

3.1.3 穗长与二次枝梗数、千粒重呈极显著正相关，与穗粒数、产量的相关系数接近显著水平；一次枝梗数与二次枝梗数呈极显著正相关；穗粒数、结实率、穗数、千粒重与产量均呈正相关，相关系数大小以千粒重＞穗数＞结实率＞穗粒数。可见，盐碱地种稻施用硫酸锌是十分必要的，试验条件下以30 kg·hm-2七水硫酸锌增产效果最佳。

3.2 讨论

关于土壤锌和硫的临界指标在国内外研究较多，对于土壤有效锌的最低临界指标[17，25]，一般是0.5～1 mg·kg-1，国际水稻研究所提出的指标为0.8 mg·kg-1；土壤有效锌的最高临界指标一般采用2 mg·kg-1；对于土壤中有效硫含量研究指出[21]，有效硫含量的最低临界值为16 mg·kg-1，有效硫含量小于10 mg·kg-1为极缺，10～16 mg·kg-1为缺乏，16～30 mg·kg-1为中等或潜在缺乏，大于30 mg·kg-1为丰富。锌在土壤中的含量过多过少，都会对水稻生产造成严重的危害，农业生产目前锌缺乏主要发生在pH 大于7 的石灰性土壤[17-20]，以及施磷过多的土壤。有研究表明[22-23]过量施用锌肥可降低土壤有效磷的含量，磷和锌之间的不平衡导致植物体内锌活性降低、代谢紊乱，活性锌含量减小是磷诱发缺锌的根本原因。胡明芳研究指出[24]，磷锌之间并非完全是拮抗作用，在合适的磷锌比条件下，也会产生磷锌协同效应，因此协调磷、锌配比以达到最佳产量和质量是植物营养的一个重要问题。为此，许多学者就植物营养中磷、锌配合比例及其相互关系进行了研究[25-26]，证实了磷、锌配合施用可提高磷、锌利用率。试验在有效锌含量0.1 ug·kg-1的盐碱土条件下研究硫酸锌对水稻穗部性状及产量的影响，结果表明：水稻产量随硫酸锌施用量的增加呈先升高后降低的趋势，并以30 kg·hm-2七水合硫酸锌增产效果最佳，随着锌肥用量的增加，磷锌之间发生拮抗作用，产量降低，这与胡明芳[24]研究结果类似，然而，研究结果表明土壤磷和硫在适宜的范围内，锌过多过少均不利于增产，关于其增产与植株及籽粒中磷、锌等元素的关系、与稻米品质的关系仍有待于进一步深入研究。

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