施氮对不同水稻品种产量及产量性状的影响研究

李建辉+徐宝安+苍真名+王秋菊+焦峰+翟瑞常

摘 要：以黑龙江省水稻栽培品种龙粳31和空育131为试验材料，通过田间小区试验的方法，研究了黑龙江省水稻主产区氮肥施用水平对不同水稻品种产量及产量性状的影响。结果表明：空育131对不同施氮处理的反应要低于龙粳31，水稻有效穗数随着氮肥用量的增加而增大，在90～210kg·hm-2处理的范围内，2个水稻品种施入氮肥的产量增加效果最为显著。

关键词：氮肥；施用水平；水稻；产量；产量性状

中图分类号 S143.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）08-42-02

中国是世界范围内氮肥施用量最大的国家，2012年我国农业生产中施用氮肥总量接近3 000万t，约占全球农业生产施用氮肥总量的30%[1]，而其中的25%左右是应用于水稻生产中的。黑龙江省水稻主产区的稻田氮肥用量约300kg/hm2，少数生产单位达到450kg/hm2，生产中高水平的氮肥使用量，导致氮肥利用效率偏低。近几年来，随着水稻面积的不断扩大和生产中氮肥投入量的持续增加，这种情况可能更加严重。由于化学肥料氮素利用效率持续偏低，使得水稻生产的成本不断增加[2-3]，同时也带来了一系列的环境问题[4]。因此，不断提高水稻生产过程中施入氮肥的应用效率，并加强水稻田间氮营养管理，对于农业可持续发展具有重要意义。本研究通过田间小区试验的方法，研究了黑龙江省水稻主产区氮肥施用水平对不同水稻品种产量及产量性状的影响，目的是进一步明确水稻氮素营养规律，为黑龙江省水稻主产区科学合理的施用氮肥和水稻栽培过程中的氮素营养管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种及土壤 供试品种为水稻新品种龙粳31和黑龙江水稻主产区常规品种空育131。试验在黑龙江省八五八农场科技园区内进行，土壤类型为草甸白浆土，试验前土壤的基础肥力状况为：有机质31.13g·kg-1、碱解氮163.51mg·kg-1、有效磷31.14mg·kg-1、速效钾116.65mg·kg-1，pH6.02。

1.2 试验设计 试验根据不同施氮水平设5个处理，分别记为：N0、N1、N2、N3、N4，各处理纯氮施用量分别为：0、90、150、210、270kg·hm-2，施入氮肥40%作基肥、30%作蘖肥、30%作穗肥，比例为4∶3∶3。氮肥的氮源为尿素（N，46%），磷肥为过磷酸钙（P2O5，17%），施入量为P2O5 60kg·hm-2；钾肥为硫酸钾（K2O，50%），施入量为K2O90kg·hm-2。磷肥作基肥一次施入，钾肥60%作基肥施入、40%作穗肥施入。试验田5月15日插秧，其他试验过程中的田间管理方式同大田。

1.3 测产及数据分析 在试验小区水稻籽粒完全成熟后，每个处理小区量取2m2获得水稻穗部籽粒，进行实收测产和产量性状数据采集。全部试验数据采用Excel 2003进行处理，利用SAS 9.2进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮肥施用水平对水稻产量的影响 由图1可知，水稻生长过程中，在一定范围内，随着施N量的增加，试验水稻品种的产量也相应增大，龙粳31和空育131均在氮肥投入量为210kg·hm-2的处理时产量达到峰值，峰值的产量分别较N0处理高出36.9%和21.1%，而当施氮量继续增加时产量增加效果不明显；2个供试水稻品种对不同施氮处理的反应有所不同，龙粳31的产量在0.44～0.60t·667m-2的区间内变动，而空育131则在0.46～0.55t·667m-2的区间内变动，可以看出空育131对不同施氮处理的反应要低于龙粳31。

[处理][9000

8000

7000

6000

5000

4000][产量（kg·hm-2）][N0][N1][N2][N3][N4][龙粳31

空育131

]

图1 不同处理对水稻产量的影响

2.2 不同氮肥施用水平对水稻产量构成因素的影响 水稻最终收获器官的总量决定于各个产量构成因素值的高低，因而对其产量构成因素的各项指标进行单项及综合分析，可以明确水稻产量因处理而造成差异的最终原因。一般水稻的相关研究中，产量构成因素主要是有效穗数、穗粒数、千粒重等指标。由图2可知：（1）在试验范围内，水稻有效穗数随着氮肥用量的增加而增大，不同的水稻栽培品种之间相比较，除N0外，龙粳31比空育131有效的总穗数提高了5.3%～9.3%，可以看出，水稻最终获得的有效穗数的提高直接导致了水稻收获产量的增加。因而，在水稻生产上，应该尽量选择有效穗数较高的品种，以提高水稻产量。（2）氮肥的施用水平对水稻单穗上的实际粒数也产生了影响，相比于N0处理，龙粳31水稻品种从N1～N4处理穗粒数分别增加23.9%、35.1%、29.7%和23.9%，而空育131水稻品种则相应提高11.9%、16.5%、20.4%和16.5%，且龙粳31水稻品种各施肥水平穗粒数均高于空育131，可以看出空育131对N肥的反应在穗粒数低于龙粳31。（3）随着氮肥施用水平的提高，龙粳31和空育131的千粒重均呈降低趋势。一般认为水稻的千粒重是相对稳定的指标，这可能是因为千粒重这一指标由水稻遗传特性控制，不同水稻品种之间差异较大。

[400

300

200

100][有效穗数（穗·m-2）][N0][N1][N2][N3][N4][龙粳31

空育131

][处理][处理][140

120

100

80

60][穗粒数（粒/穗）][N0][N1][N2][N3][N4][龙粳31

空育131

][处理][35

33

31

29

27

25][千粒重（g）][N0][N1][N2][N3][N4][龙粳31

空育131

]

图2 不同处理的水稻产量构成因素

本试验中水稻的产量构成因素的各项指标在不同N水平的影响下对稻谷产量的贡献发生了变化，结果见表2。由表2可以看出，在不同的施N处理的影响下，2个供试品种的千粒重随着产量的增加而降低，呈现出负相关关系，达到了极显著水平；有效穗数和穗粒数随着产量的增加而增加，呈现出正相关关系，且达到了极显著水平。因而，从本试验中可以得出，增加的田间N肥的投入，提高了水稻的穗数和穗粒数，进而对因N肥水平的增加而使千粒重下降对产量产生的负面影响产生缓解的效应。

表2 穗数、穗粒数、千粒重与水稻产量的相关关系

[产量构成因子＼&相关系数＼&有效穗数＼&0.9726**＼&穗粒数＼&0.9533**＼&千粒重＼&-0.866**＼&]

3 结论与讨论

以往的研究结果显示，水稻的产量构成因素是引起水稻栽培产量产生差异的重要因素，而水稻的产量构成因素很大程度上受到氮素水平的影响，特别是水稻生产中单位面积的有效穗数量，当氮素投入水平增加时，表现为显著增大。有研究指出[5]，单位面积水稻生产出的有效穗数对产量形成有至关重要的作用，而其他2个产量因素包括穗粒数和千粒重则重要性略次之。其他的研究结果显示[6]，一定水稻生产面积上形成的颖花数对最终的稻谷产量的贡献超过70%，而其他2个产量构成因素则不超过30%。由本次试验结果可以看出，在不同施入氮素处理范围内（N0～N4），氮素投入水平与最终获得的水稻籽粒产量表现出了单峰曲线的变化趋势，不同品种也在N3处理影响下产量表现为最高，而且在N1～N3处理的范围内，水稻施入氮肥的产量增加效果最为显著。

参考文献

[1]FAO.Statistical databases，Food and Agriculture Organization（FAO） of the United Nations，Rome.http：//www.fao.org，2012.

[2]苏祖芳，周培南，许乃霞，等.密肥条件对水稻氮素吸收和产量形成的影响[J].中国水稻科学，2001，15（2）：281-286.

[3]王绍华，曹卫星，丁艳锋，等.水氮互作对水稻氮吸收与利用的影响[J].中国农业科学，2004，37（4）：497-501.

[4]Jiang L G，Dai T B，Jiang D.Characterizing physiological N-use efficiency as influenced by Nitrogen management in three rice cultivars[J].Field Crops Res.，2004，88：239-250.

[5]Gravois K A，Helms R S.Path analysis of rice yield and yiel components as affected by Seeding rate[J].Agron.J.，1992，84：1-4.

[6]Yoshida S，Cock J H，Parao F T.Physiological aspects of high yields[M].Philippines：International Rice Research Institute，Rice Breeding.Los Banos，2010：455-469. （责编：张宏民）