水稻专用肥施用方式对杂交稻产量和生理的影响

林 磊，邓 亮，卢碧林

（1.主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心，湖北 荆州 434025；2.长江大学农学院，湖北 荆州 434025）



水稻专用肥施用方式对杂交稻产量和生理的影响

林 磊1，2，邓 亮2，卢碧林1，2

（1.主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心，湖北 荆州 434025；2.长江大学农学院，湖北 荆州 434025）

摘 要：合理施肥是水稻生长发育的关键因素。采用裂区设计，以水稻专用肥（底肥）为主区、返青尿素肥（追肥）为副区，研究施肥方式对杂交水稻全两优681产量和生理过程的影响。结果表明：随着底肥施氮量的增加，水稻产量逐渐增加，底肥750 kg/hm2+返青尿素肥75 kg/hm2处理产量最高，为9 356 kg/hm2；肥力水平高的处理，水稻植株叶绿素含量水平高，其中高肥处理（750 kg/hm2）水稻的SPAD值最高；施肥方式对分蘖中期植株的SOD活性影响较大，其中施肥方式N0T1（底肥300 kg/hm2+追肥75 kg/hm2）、N2T0（底肥600 kg/hm2）、N3T0（底肥750 kg/hm2）的SOD活性显著高于其他处理；分蘖中期施肥水平较高的植株CAT活性相对较高，而幼穗分化期低肥处理植株的CAT活性较高；分蘖中期水稻MDA含量与肥力水平呈负相关，低肥处理（300 kg/hm2）水稻的MDA含量显著高于较高肥力处理（600 kg/hm2）水稻；幼穗分化期和齐穗期，低肥处理（300 kg/hm2）水稻的MDA含量显著高于高肥处理（750 kg/hm2）水稻；在成熟期，底肥450 kg/hm2处理的水稻MDA含量最高，底肥600 kg/hm2处理的水稻MDA含量最低。水稻品种全两优681随着底肥和追肥的增加，水稻植株叶绿素含量水平高，生理酶活性处于适宜状态，产量较高。

关键词：水稻专用肥；产量；施肥方式；生理指标

作物不同生育时期对养分的需求各不相同，合理施肥是水稻生长发育的关键因素［1-3］。水稻专用肥是根据水稻的需肥规律专门配制的新型肥料［4］，是实现作物优质高产、生态环境健康、提高肥料利用率、减少养分流失的有效途径［5］。水稻专用肥解决了常规肥料用量大、利用率不高、施用次数多的生产难题，特别适合现代农业生产轻简化、高产高效栽培技术的要求。生产试验表明，“湘珠牌”水稻专用肥主要增加了有效穗数和穗长，提高了结实率和千粒重，减少了水稻空瘪粒［6］；张炳宁等［7］通过钙镁磷肥系列水稻专用肥的生产及肥效研究的结果表明，水稻专用肥可增强水稻的抗病性；金玉平［8］通过水稻专用肥的应用效果和增产原因分析的研究结果表明，专用肥能使水稻产量有效提高是因为增加了有效穗数、实粒数和结实率；徐伟秀等［9］研究表明，水稻抗倒专用肥在增强水稻抗倒伏能力的同时，提高了水稻成穗率、有效穗数和结实率。

目前，我国关于水稻专用肥的报道大多是水稻专用肥如何提高产量的研究，而水稻专用肥不同施肥处理对水稻产量、产量构成因子及其生理指标的影响未见报道。本研究以水稻专用肥作底肥与尿素作返青追肥的施肥试验，探讨水稻专用肥的施肥技术，以期寻找江汉平原水稻专用肥的适宜施肥量，减少农业环境污染，尽量节约成本，为水稻高产高效提供一定的理论和实践依据。

1　材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种为湖北荃银种业提供的杂交中稻品种全两优681，供试肥料为湖北绿浪实业有限公司提供的绿浪牌水稻专用肥，肥力为N∶P∶K分别为18∶18∶18，添加植物生长因子。

1.2 试验设计

田间试验采用裂区设计，随机区组排列。以水稻专用肥作底肥为主区，设置300、450、600、750 kg/hm24个水平，分别用N0、N1、N2、N3表示；以追施返青肥尿素为副区，设置0、75、150 kg/hm23个水平，分别用T0、T1、T2表示。以施用普通底肥600 kg/hm2、追肥75 kg/hm2为对照，共13个处理，每个处理3次重复，小区面积20 m2。

试验于2014年在湖北省荆州市华中农高区太湖农场进行，供试田块前茬为小麦，肥力水平中等。5月4日播种，采用露地湿润育秧，6月4日移栽。移栽时，选个体素质好、生长匀称的秧苗，每穴插2株谷秧。移栽密度为每公顷22.5万穴，株行距16.67 cm×26.67 cm。小区间起高20 cm、宽30 cm的埂隔离，埂上覆膜，薄膜埋入地下50 cm。各小区单独排灌，以防串水串肥。各处理底肥均于插秧前1 d施入，施入后立即用铁齿耙耖入土层内。田间按常规栽培管理，及时控制和防治病虫害。成熟后分别收获并计产，取重复小区相同方位的第3纵行第3穴起连续调查5穴作为考种。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 植株生长分析 叶绿素含量（SPAD值）的测定：分别在水稻分蘖中期、幼穗分化期、齐穗期和成熟期，选取心叶叶龄为0.5的单株，用SPAD-502测定心叶下第一全展叶的SPAD值（测定该叶中部、叶中部上端3 cm和叶中部下端3 cm处的SPAD值，取平均值）。每个小区测定5点，取平均值。

生理指标的测定：分别在水稻分蘖中期、幼穗分化期、齐穗期和成熟期，每小区选取5株秧苗，并取倒数第2片叶，去除叶脉，分别测定超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量。SOD活性测定采用氮蓝四唑光化学还原法［10］，CAT活性测定采用紫外吸光法［11］，MDA含量测定采用硫代巴比妥酸（TBA）［12］。

1.3.2 产量与产量构成因子调查 收获前1 d调查各处理的株高、有效穗数，取样考种测定其穗长、穗粒数、穗实粒数、结实率、千粒重。各小区分开收获，脱粒、扬净、干燥并称重，单独计产。

数据试验采用Excel 2003和DPS 9.5软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1 不同施肥处理对杂交稻产量的影响

不同施肥处理对水稻全两优681产量影响结果见表1。由表1可知，N3T2、N3T1处理水稻产量最高，达9 000 kg/hm2以上，比对照增产17.94%～21.89%，达极显著水平；N2T1、N1T2处理水稻产量次之，产量在8 000 kg/hm2左右，比对照增产7.37%～8.70%，达显著水平。N0T2、N3T0处理水稻产量比对照减产4.71%～9.95%，说明施加过少底肥或不施加追肥都会使水稻减产，合理搭配底肥和追肥的施加量可以提高水稻产量。

表1　不同施肥处理水稻产量比较

不同底肥处理的产量结果差异显著性分析见图1。由图1可知，底肥750 kg/hm2处理的水稻产量最高，比底肥600、450 kg/hm2处理的水稻增产达显著水平，比底肥300 kg/hm2处理的水稻增产10.19%，达极显著水平；600 kg/hm2与450 kg/hm2处理的产量差异不显著，但比300 kg/hm2处理的增产达到显著水平。因此，随着底肥的增加，水稻产量也逐渐增加。

不同追肥用量对水稻产量结果差异显著性分析见图2。随着追肥的增加，水稻产量也增加。追肥75、150 kg/hm2处理比不施追肥的水稻产量增产显著，但追肥量间的差异不显著。

图1　不同底肥处理对水稻产量的差异显著性

图2　不同追肥处理对水稻产量的差异显著性

不同施肥处理对水稻产量构成因子的影响见表2。由表2可知，不同施肥处理与对照的株高、穗长差异不明显。底肥750 kg/hm2+追肥75 kg/hm2处理千粒重最大，达到32.0 g，且与底肥300 kg/hm2各处理的千粒重差异显著。底肥300、450 kg/hm2处理水稻有效穗数偏少，底肥600、750 kg/hm2处理水稻有效穗相对较多。在施底肥300 kg/hm2且不施追肥的情况下，有效穗数偏少，但其穗粒数和穗实粒数均达最大，分别为215.06、192.89粒，与其他处理相比差异显著。各试验处理的结实率均比对照高。

2.2 不同施肥处理对杂交稻生长过程中主要生理指标的影响

2.2.1 不同施肥处理对杂交稻生育期不同阶段叶绿素（SPAD）的影响 SPAD值是衡量叶片叶绿素含量高低的重要指标。水稻在不同生育期叶片SPAD值与施氮量呈正相关，随着施氮量的增加，SPAD值也增加。SPAD值在分蘖中期施底肥为750 kg/hm2时达最大，为46.67。随着生育进程的不断推进，SPAD值逐渐降低，叶片叶绿素含量逐渐降低，到成熟期叶绿素含量降至最低点，SPAD值一般在30～40之间，说明随着生育期的推进，叶片氮素养分逐步向水稻籽粒转移，即生殖生长向营养生长转移，从而造成叶片SPAD值下降（图3）。从不同底肥处理来看，全生育期内底肥750 kg/hm2处理的SPAD值明显高于其他处理的SPAD值。

表2　不同施肥处理水稻产量构成因子比较

图3　不同底肥处理对水稻生育期SPAD值的影响

图4　不同追肥处理对水稻生育期SPAD值的影响

从图4可以看出，不同追肥处理各生育期SPAD值的变化趋势。在各生育期，不同追肥处理的SPAD值差异不明显。但在分蘖中期和幼穗分化期，不施追肥的SPAD值略高于施追肥75、150 kg/hm2的SPAD值；在齐穗期和成熟期，施追肥150 kg/hm2的SPAD值均高于其他两个处理，说明施追肥150 kg/hm2有助于水稻后期的生长发育。由图3、图4可知，施肥配比为底肥750 kg/hm2+追肥150 kg/hm2的SPAD值较其他处理高，表明肥力水平高，水稻植株叶绿素含量水平高。

2.2.2 不同施肥处理对杂交稻生育期不同阶段SOD活性的影响 SOD是植物体内清除和减少破坏性氧自由基的保护酶，该酶活性的大小常被用作植株抗氧化能力强弱的指标。由图5可知，分蘖中期不同施肥处理下植株SOD活性波动较大，其中N0T1、N2T0、N3T0处理SOD活性达到最大值；齐穗期不同施肥处理下植株SOD活性差异不大；成熟期植株SOD活性明显低于其他生育期，且在不同施肥处理间波动不大。

2.2.3 不同施肥处理对杂交稻生育期不同阶段CAT活性的影响 CAT可以清除植物体内代谢过程中产生的有害物质过氧化氢。由图6可知，分蘖中期植株处于营养生长期，CAT活性普遍较低，但施肥水平较高的植株生长更旺盛，CAT活性相对较高；幼穗分化期，植株进入生殖生长期，N0T0、N0T2低肥处理植株的CAT活性明显高于其他处理；齐穗期N1T2处理水稻叶片CAT活性相对达到最大值。

图5　不同施肥处理对水稻生育期SOD活性的影响

图6　不同施肥处理对水稻生育期CAT活性的影响

2.2.4 不同施肥处理对杂交稻生育期不同阶段MDA含量的影响 植物器官衰老或在逆境条件下遭受伤害，常伴随膜脂过氧化作用，导致细胞质膜透性增强，电解质外渗物增多，从而使MDA含量增多。从图7可以看出，随着水稻的生长从分蘖中期到成熟期，MDA含量不断增加，成熟期MDA含量达到最大值，表明此时植株在不断衰老。其中分蘖中期低肥处理（300 kg/hm2）的水稻MDA含量较高，高肥处理（600 kg/hm2）的水稻MDA含量较低；幼穗分化期和齐穗期，低肥处理（300 kg/hm2）的水稻MDA含量较高，高肥处理（750 kg/hm2）的水稻MDA含量较低；在成熟期，底肥450 kg/hm2处理的水稻MDA含量最高，底肥600 kg/hm2处理的水稻MDA含量最低。

图7　不同施肥处理对水稻生育期MDA含量的影响

3　结论与讨论

从水稻专用肥施肥方式对水稻产量的影响来看，在适宜施氮量范围内，随氮肥用量增加，水稻产量逐渐增加，但不同生态区水稻获得最高产的施肥方式存在差异［13-17］，可能是受地理、气候环境和水稻品种等因素的影响。本试验结果表明，随着底肥和追肥的增加，水稻产量也逐渐增加，在底肥水稻专用肥750 kg/hm2+追肥返青尿素肥75 kg/hm2的组合施肥方式处理下获得最高产量（达9 356 kg/hm2），原因可能是全两优681耐肥性较好。

从水稻专用肥施肥方式对水稻生长过程中主要生理指标的影响来看，全生育期内，肥力水平高的处理水稻植株叶绿素含量水平高，其中高肥处理（750 kg/hm2）水稻的SPAD值最高，这与陈晓群等［25］对水稻不同生育期叶绿素值推荐追施氮肥的研究结果一致；施肥方式对分蘖中期的植株SOD活性影响较大，其中施肥方式底肥300 kg/hm2+追肥75 kg/hm2、底肥600 kg/hm2、底肥750 kg/hm2较大；分蘖中期施肥水平较高的植株生长更旺盛，CAT活性相对较高，而幼穗分化期，低肥处理植株的CAT活性较高；分蘖中期低肥处理（300 kg/hm2）的水稻MDA含量较高，高肥处理（600 kg/hm2）的水稻MDA含量较低，幼穗分化期和齐穗期低肥处理（300 kg/hm2）的水稻MDA含量较高，高肥处理（750 kg/hm2）的水稻MDA含量较低，成熟期底肥450 kg/hm2处理的水稻MDA含量最高，底肥600 kg/hm2处理的水稻MDA含量最低。

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（责任编辑杨贤智）

Effects of fertilization methods on grain yield and physiology of hybrid rice

LIN Lei1，2，DENG Liang2，LU Bi-lin1，2
（1.Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry，Jingzhou 434025，China；2.Agricultural College，Yangtze University，Jingzhou 434025，China）

Abstract：Rational fertilization is the critical factor for rice growth.This experiment was laid out in a split-plot design with specialty fertilizer for rice（base fertilizer）as main plot and urea（top-dressing）as subplot to study the effects of fertilization methods on grain yield and physiology of super hybrid rice.The results showed that there was a positive relationship between application amount of base fertilizer and grain yield.Plants that received 750 kg/hm2specialty fertilizer for rice plus 75 kg/hm2urea fertilizer produced the highest grain yield，with 9 356 kg/hm2，among all treatments.Positive relationship was also found between nitrogen application amount and content of chlorophyll in rice plant.The SPAD value was the highest under the nitrogen rate application of 750 kg/hm2.The activity of SOD in rice plant was significantly influenced by fertilization method in middle tillering stage.The higher activity of SOD was observed during the following application methods，N0T1，N2T0 and N3T0.The activity of CAT was higher than that of other treatments under high nitrogen rate application in middle tillering.However，the activity of CAT was higher than that of other treatments under low nitrogen rate application in initiation of panicle primordial stage.In middle tillering，there was a negative relationship between nitrogen application amount and MDA activity.The activity of MDA under low nitrogen rate application （300 kg/hm2）was higher than that under high nitrogen rate application（600 kg/hm2）.In initiationof panicle primordial and full heading stage，the activity of MDA under low nitrogen rate application（300 kg/hm2）was higher than that under high nitrogen rate application（750 kg/hm2）.Plants that received 450 kg/hm2and 600 kg/ hm2（specialty fertilizer for rice）produced the highest and lowest activity of MDA at maturity.When the fertilizer amount was high，plant chlorophyll content of Qianliangyou 681 was high，the biological enzyme were activitive，and the yield was higher.

Key words：specialty fertilizer for rice；grain yield；fertilization method；physiology

中图分类号：S511.062

文献标识码：A

文章编号：1004-874X（2016）01-0005-06

收稿日期：2015-08-31

基金项目：湖北省支撑计划项目（2015BHE023）；国家公益性行业（农业）科研专项（201203032）；湖北省新农村发展研究院（长江大学）开放基金（2014CXJ01）

作者简介：林磊（1994-），男，在读硕士生，E-mail：529131626@qq.com

通讯作者：卢碧林（1968-），男，硕士，教授，E-mail：blin9921@sina.com.