不同施肥水平对杂交水稻产量构成要素及其稳定性的影响

谢振宇　沈建凯　贺治洲　尹明　林秋云

摘 要 采用3种不同施肥量和2个杂交水稻品种进行连续2年的大田定位试验，分析水稻产量构成要素、产量及干物质的生产特点。结果表明：粤优589分蘖数、有效穗数、结实率和红泰优996分蘖数、有效穗数在年际间差异极显著；粤优589在中肥水平产量最高，红泰优996在高肥水平最高；粤优589分蘖数、有效穗、结实率、粒重和红泰优996分蘖数、有效穗、每穗粒数与收割产量之间存在着正相关系，粤优589每穗粒数与收割产量存在一定的负相关系，红泰优996结实率、粒重与收割产量的正负相关性均不显著；粤优589抽穗期、成熟期的总干物质与收割产量存在负相关系，红泰优996抽穗期、成熟期的总干物质生产量与收割产量存在正相关系。2个杂交水稻年际间产量波动较小，具有一定的稳产性；不同施肥量水稻产量差异不显著；粤优589以中等施肥量为宜，红泰优996高施肥量为宜。

关键词 杂交水稻；施肥量；产量；产量构成要素

中图分类号 S511；S31 文献标识码 A

Abstract The effects of three fertilizer application rates of two Hybrid rice varieties on yield and its components were studied in rice field experimental station in Danzhou from 2013 to 2014. The results showed that tiller and effective panicle number had positive correlation with the yield for Yueyou 589， the effective panicle number and seed setting rate had positive correlation with the yield for Hongtaiyou 996， however， the spikes per panicle had negative correlation with the yield for both varieties. It had not significant differences of yield of hybrid rice under three fertilizer application rates. With increasing of fertilization application， it had an increasing trend for yield of Hongtaiyou 996， but Yueyou 589 had the highest yield in middle fertilizer application rate. It did not find that the yield of two hybrid rice had not significant difference between the two years.

Key words Hybrid rice； Fertilizer application rate； Yield； Yield components

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.06.009

追求水稻高產和稳产是水稻科研的目标。“良种、良法、良态”是实现水稻高产的重要途径，“态”即指生态，说明水稻生长及产量与环境有密切的关系，不同生态环境条件，不同水稻品种的产量构成表现不同特征[1-2]。水稻稳产和高产有依赖于合适的田间管理措施。不同施肥制度，同作物相同品种的产量表现年际波动[3-5]。大多研究是利用长期的定位试验获得小区产量的时间序列数据，分析不同施肥方式对产量的年际波动性影响，根据时间序列数据结果弄清产量波动规律，受气候年际的变化[6]、施肥方式以及气候要素交互作用的可能性最大[5，7]。同一品种在不同地区、不同年份种植，产量差异较大，特定年年份、生态，适宜的栽培技术条件下，杂交稻产量可以达到12 t/hm2以上，但是大面积生产产量仅为此产量的60%左右[8-12]。

胡春花等[13]认为，不同施肥水平对超级稻产量和肥料利用率影响较大，强调氮磷钾合理配施。陈春兰等[14]研究认为，优化施肥可以提高水稻生产力及其稳定性，施肥制度主要影响水稻地上部分生产力及其稳定性和地下部分生产力，施肥年限主要影响水稻地下部分生产力的稳定性。冀建华等[15]研究长期施肥对双季稻产量变化趋势、稳定性和可持续性发现，有机无机肥配施有利于双季稻高产稳产和持系统可持续性，且以70%化肥配施30%有机肥较好。胡建利等[16]研究不同施肥制度对水稻产量构成（单穴有效穗数、单穗粒重和单穴产量）及其稳定性发现，氮肥有利于水稻有效穗数的形成，但施用氮肥显著降低水稻单穗粒重，氮磷配施可以协调水稻单穴有效穗数和单穗产量之间的矛盾。施用猪粪可以增加水稻的单穴有效穗数和单穴产量，不会降低水稻的单穗平均粒重。施肥对水稻单穴有效穗数的稳定性产生显著影响，对单穴产量和单穗平均粒重的稳定性无显著影响。因此，特定杂交水稻品种，须因土壤条件、施肥技术措施发挥出有效的产量潜能。探明粤优589和红泰优996两个杂交水稻品种在不同施肥水平下对产量的响应特征，可为2个杂交水稻品种高产栽培提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料 参试水稻品种为杂交水稻粤优589和红泰优996，种子由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所提供。氮、磷、钾肥分别采用市售尿素[w（N）≥46%]、过磷酸钙[w（P2O5）≥16%]和氯化钾[w（K2O）≥60%。

1.1.2 试验地概况 试验于2013～2014年在中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所试验基地进行。试验点属于热带季风性气候，全年无霜。试验地0～15 cm耕层土壤有机质含量20.29 g/kg，碱解氮71.68 mg/kg、有效磷14.60 mg/kg、速效钾74.76 mg/kg。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验设置3个处理（表1），4次重复，随机区组排列，小区面积40 m2；小区间用覆以塑料薄膜田埂隔离，防肥水小区间串流。区组间留40 cm宽便道便于观察行走。

肥料施用：参考近年生产水稻的施肥用量，设置低量、中量、高量3个处理。氮肥在水稻移栽前、分蘖中期、幼穗分化期、抽穗期分别施总用量的55%、20%、15%、10%；磷肥在水稻移栽前和分蘖中期各施50%；钾肥在移栽前、分蘖中期、幼穗分化期分别施总用量的50%、30%、20%。

2年试验播种时间均为2月中旬。秧龄27～28 d，株行距20.0 cm×26.67 cm，单本裸根壮苗移栽。从移栽到收割前7 d一直保持田间5～7 cm高度的浅水层，整个生育期不晒田，不用化学除草剂，采用人工除草，水稻病虫害使用农药防治。

1.2.2 测定项目和方法 水稻抽穗期，选取每小区有代表性生长均匀的9蔸植株，记录茎蘖数，分别取叶片、茎加叶鞘、穗，于105 ℃杀青30 min，再80 ℃烘干，恒重后测定干物质重。

水稻成熟期，各收获5 m2单独脱粒晒干风选，按照稻谷14%含水量计算稻谷产量。小区对角线取样9蔸水稻植株，按蔸记录穗数，并考种和测定叶片、茎加叶鞘、穗的干物质重。调查每小区50蔸有效穗穗数。所有样品均在中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所综合实验室进行分析测定。

1.3 数据处理

数据处理采用SAS进行方差分析，用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 产量表现及产量构成特点

2.1.1 产量表现 3 种施肥水平下，2品种内收割的产量之间差异不显著（表2）。说明3种施肥水平均能满足杂交水稻粤优589和红泰优996高产栽培的肥量需求，施肥量不是这2个品种高产栽培限制要素。

3种施肥水平下，粤优589两年平均产量依次为：中肥处理>低肥处理>高肥处理，对应产量8 820.4 kg/hm2>8 603.5 kg/hm2>8 566.1 kg/hm2，紅泰优996依次为：高肥处理>低肥处理>中肥处理，对应产量9 049.5 kg/hm2>8 634.3 kg/hm2>8 291.9 kg/hm2（表2）。

3种施肥水平下，2个品种产量年际间差异均不显著（表3）。

2.1.2 产量构成特点 3种施肥水平下，2个杂交水稻组合的产量构成因素变化与其产量存在着一定差异（表3、表4）。（1）分蘖数：不同年份间粤优589、红泰优996两个品种内均差异极显著；红泰优996表现极显著的施肥量与年际交互作效应，粤优589并没有表现出施肥量与年际的显著交互效应；不同施肥间两品种内两年实验平均差异不显著，但随着施肥量增加，两品种内的分蘖数均有增加的趋势。说明施肥量提高对2个品种的分蘖有促进作用。（2）有效穗：不同年份间粤优589、红泰优996两个品种内均差异极显著；红泰优996在年份×施肥处理中差异显著，粤优589在年份×施肥处理中差异不显著；不同施肥间2个品种内两年实验平均差异不显著，随着施肥量增加，2个品种内有效穗数均具有增加趋势，结果表明，在施肥量低至施肥量高范围，对两个品种有效穗数正相关系。（3）每穗粒数：不同年份和施肥粤优589、红泰优996两品种内均差异不显著，粤优589在年份×施肥处理中差异极显著，红泰优996在年份×施肥处理中差异不显著，但在不同施肥处理红泰优996高肥水平下每穗粒数最高。（4）结实率：不同年份间粤优589差异极显著，不同年份间红泰优996和在年份×施肥处理中粤优589、红泰优996差异不显著；不同施肥间两品种内两年实验平均差异不显著，但粤优589在低肥水平结实率高，红泰优996在高肥水平结实率高。（5）粒重：粤优589、红泰优996两品种内在不同年份间、不同施肥间及年份×施肥处理差异均不显著。

2.2 干物质生产特点

3种施肥水平下（表5），2013年、2014年粤优589和2013年红泰优996抽穗期的茎叶、稻穗、全株和成熟期的稻草、稻穗、全株干物质产量之间差异不显著；2014年红泰优996抽穗期的茎叶、稻穗、全株和成熟期的稻草、稻穗、全株干物质产量比较，高肥与中、低肥之间差异极显著，中肥与低肥之间差异不显著。随着施肥量的增加，2013年、2014年粤优589抽穗期的总干物质产量均具有减少趋势，而成熟期中肥稻穗干物质产量最高；2013年、2014年红泰优996抽穗期和成熟期的总干物质产量均具有增加趋势。表明粤优589在中等施肥量条件下就可以实现生物产量最大，而红泰优996需要在高施肥量下才能获得较好的生物产量。

2013 年，红泰优996 在高肥下和粤优589在中肥下的收获指数（HI）最高（表5），分别为0.53和0.50，而其余分别为0.48～0.49和0.48～0.50，与2014 年不同肥量处理收获指数相近。表明杂交水稻粤优589、红泰优996在适宜的施肥量下提高收获指数和生物产量，二者均要兼顾。

3 讨论

粤优589产量构成要素的分蘖数、有效穗数、结实率和红泰优996产量构成要素的分蘖数、有效穗数在不同年份种植的差异极显著，粤优589在中肥条件下产量最高，红泰优996在高肥条件下最高，说明施肥和温光对杂交水稻产量及其构成要素有重要的影响，也是杂交水稻产量潜力发挥的重要限制因子。因此，杂交水稻要获得高产高效，制定栽培技术方案和充分考虑目标产量是高产栽培的关键。

杂交水稻产量构成要素表现多样性，高产栽培需要产量与构成要素相互协调。本研究发现：粤优589收割产量与分蘖数、有效穗、结实率、粒重之间存在着正相关系，与每穗粒数存在一定的负相关系；红泰优996收割产量与分蘖数、有效穗、每穗粒数之间存在正相关系，与结实率、粒重之间的正负相关性不明显。

高产水稻整个生育期不同階段生产的干物质比例协调[17]，但最终的籽粒产量是否与抽穗前后生产的干物质有相关系，众多研究人员的研究结论不一。陈温福等[18]、张烘松等[19]认为，超高产品种在抽穗前，干物质生产占优势，而朱庆森等[20]、Ying等[21]、杨惠杰等[22]认为则是在抽穗后。本研究发现，粤优589抽穗期、成熟期的总干物质与收割产量存在负相关系；红泰优996抽穗期、成熟期的总干物质生产量与收割产量存在正相关系；说明高产栽培杂交水稻应提高生物产量以及兼顾收获指数。

4 结论

水稻品种对肥料利用的产量效应不但受到施肥量等因素的影响，而且还受水稻品种自身遗传因素影响。每个杂交水稻品种要获得高产，在特定地区都有其最适施肥量，并不是施肥量越大水稻产量越高，而在达到水稻高产施肥量时候，施肥已经不再是限制水稻高产潜力发挥的主要因素了。研究发现，杂交水稻粤优589在中肥（施肥量为每公顷氮肥180 kg，磷肥39.6 kg，钾肥149.4 kg）条件下产量达到最高，红泰优996在高肥（施肥量为每公顷氮肥225 kg，磷肥49.5 kg，钾肥186.8 kg）条件下最高，这可能是粤优589本身对肥料吸收和利用水平较高，而红泰优996对肥料利用率低在试验施肥量最大时获得最高产量，说明这2个杂交水稻品种对肥料的利用可能存在一定的差异，需进一步研究验证。

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