水稻甬优12产量13.5 t hm-2以上超高产群体的氮素积累、分配与利用特征

韦还和孟天瑶李 超张洪程，*戴其根，*马荣荣王晓燕杨筠文

水稻甬优12产量13.5 t hm-2以上超高产群体的氮素积累、分配与利用特征

韦还和1孟天瑶1李 超1张洪程1，*戴其根1，*马荣荣2王晓燕3杨筠文4

1扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 江苏省作物遗传生理重点实验室， 江苏扬州 225009；2浙江省宁波市农业科学院作物研究所， 浙江宁波 315101；3浙江省宁波市种子公司， 浙江宁波315101；4浙江省宁波市鄞州区农业技术服务站， 浙江宁波 315100

为探明甬优12超高产群体的氮素吸收与积累特征， 2013—2014年， 对高产（10.5～12.0 t hm-2）、更高产（12.0～13.5 t hm-2）、超高产（＞13.5 t hm-2） 3个产量群体的氮素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明， 与高产和更高产群体相比： （1）超高产群体拔节期植株含氮率较低， 抽穗期和成熟期植株含氮率高于对照。超高产群体拔节期氮素吸收量较低， 抽穗和成熟期氮素吸收量较高。（2）超高产群体播种至拔节期氮素积累量和积累比例低于对照；拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量和积累比例高于对照。播种至拔节期氮素积累量与产量呈极显著线性负相关， 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量与产量呈极显著线性正相关。（3）超高产群体抽穗期和成熟期茎鞘、叶片和穗部氮素吸收量较高， 且花后茎鞘氮素转运量和穗部氮素积累量也较高。花后茎鞘氮素转运量与实产呈显著线性正相关； 穗部氮素积累量与实产呈极显著线性正相关。（4）甬优12超高产群体氮素吸收利用参数为， 籽粒生产率50.8 kg grain kg-1、百千克籽粒吸氮量1.97 kg、氮肥偏生产力42.1 kg kg-1、氮收获指数0.552。本研究表明， 与一般高产群体相比， 甬优12超高产群体氮素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点； 促进花后茎鞘氮素转运量有利于提高水稻产量。甬优12超高产群体百千克籽粒吸氮量2.0 kg左右， 其氮素利用效率较低， 在其超高产栽培管理中应重视氮素的高效利用。

甬优12； 超高产群体； 氮素积累、分配与利用

水稻超高产研究一直是农业领域研究的热点［1-2］。近些年， 利用具有超高产潜力品种及其配套关键栽培技术， 全国范围内的产量记录不断刷新， 多个生态区创造了13.5 t hm-2及以上的产量记录［3-5］。当前，从产量及其构成因素［6-7］、光合物质生产［8-9］、冠层结构［10-11］等方面已基本明确了水稻超高产群体的产量形成机理， 但就超高产条件下水稻养分， 尤其是氮素的吸收利用特征的报道相对较少。李鸿伟等［12］研究表明， 与对照相比， 超高产（ ＞12.0 t hm-2）水稻氮素吸收具有生育前期较低、生育中后期较高的特点，且氮素吸收效率高。潘圣刚等［13］研究表明， 与高产（≥9.0 t hm-2）水稻相比， 超高产（≥12.0 t hm-2）水稻在分蘖盛期对氮素养分吸收利用优势不明显， 幼穗分化期、齐穗期和成熟期氮素养分吸收利用高且积累速度快。吴文革等［14］研究表明， 与对照汕优63相比， 超级中籼杂交水稻（产量在10.5 t hm-2左右）的氮素吸收量在拔节期并无优势， 拔节期以后则显著高于对照； 在生育前期和中期， 超级稻品种氮素吸收速率与对照相当， 在抽穗后尤其是灌浆结实后期表现出明显优势。前人多以产量水平10.5～12.0 t hm-2的群体为研究对象， 未涉及到产量13.5 t hm-2以上群体的氮素吸收利用特征。甬优12已在生产上表现出较高的产量潜力， 连续多年在长江中下游地区创造13.5 t hm-2以上高产记录［5，15］。目前对甬优12超高产群体氮素利用效率、氮素吸收利用特征及产量差异群体氮素吸收利用特征差异， 尚缺乏系统研究报道。为此， 本研究在连续多年以甬优 12单产超13.5 t hm-2的丰产方上进行大田追踪测定， 以更高产（12.0～13.5 t hm-2）群体和高产（10.5～12.0 t hm-2）群体为对照， 分析不同产量水平群体氮素吸收、积累特征及其与稻谷产量的关系， 探究甬优12超高产群体氮素吸收、积累与分配特征， 以期为水稻超高产和氮素高效利用栽培管理提供理论与实践依据。

1　材料与方法

1.1试验材料与栽培管理

2013—2014年， 在浙江省宁波市鄞州区洞桥镇百梁桥村种粮大户许跃进田中进行甬优12 （N = 17，n = 7）超高产攻关试验。连片丰产方面积为6.67 hm2，土壤为黄化青紫泥， pH 5.51， 含有机质38.37 g kg-1、全氮0.16%、碱解氮82.45 mg kg-1、速效磷20.14 mg kg-1、速效钾78.45 mg kg-1。主要生育阶段的平均温度、日照时数、降雨量见表1。

2年的播种期均在 5月中上旬， 塑料软盘育秧，秧龄20 d左右， 移栽叶龄4.1叶左右， 栽插行株距为30.0 cm × 26.7 cm， 每穴2～3个种子苗。甬优12超高产、更高产、高产群体关键栽培措施见表2。

甬优12超高产攻关关键栽培管理设计的基本原则： （1）适宜的穗数是甬优12超高产群体形成的重要基础［16］； 在群体大库容形成基础上， 生育后期较强的光合物质生产以满足群体库容的有效充实是甬优12超高产群体形成的前提［6］。因此， 在N、P、K肥料施用量和运筹比例上要兼顾协调水稻营养生长和生殖生长。（2）本试验地区土壤缺硅现象较普遍［17］，水稻生育后期易遭受台风引起倒伏； 该地区高温高湿的气候条件， 也易导致纹枯病、稻瘟病、二化螟等病虫害的发生。此前的研究已表明［18-19］， 施用硅肥可提高稻株抗倒伏能力、提高水稻对纹枯病、二化螟等抗性。因此， 在甬优12超高产栽培管理中应重视硅肥的施用。（3）本区域地处长江以南， 每年 6月中旬至 7月中上旬迎来梅雨季节， 而此时期正是甬优12群体分蘖盛期至拔节期阶段， 应及时搁田、控制无效分蘖发生， 优化群体结构［20］。

表1　水稻主要生育阶段的平均温度、日照时数和降雨量Table 1 Mean temperature， sunshine hours， and precipitation during rice main growing periods

1.2测定项目与方法

于拔节期、抽穗期和成熟期， 从不同生长水平群体田块取6穴为1个样本， 将样本分成叶、茎鞘、穗（抽穗期和成熟期）， 于105℃杀青30 min， 75℃烘干至恒重， 测定干物质量。用半微量凯氏定氮法测定植株中的氮素含量。

于成熟期， 调查不同产量水平群体田块有效穗数、每穗粒数和结实率； 在各代表性田块中采用五点法， 每方20 m2， 收割稻种晾晒， 并抓取5组1000粒干种子求千粒重。由专家组验收实产。

1.3计算方法与数据处理

某生育时期的干物重与该时期植株氮素含量乘积为该时期氮素吸收量。某时期的氮素吸收量减去前一个生育期的氮素吸收量为这2个生育期之间的氮素积累量；

花后叶片氮素转运量（kg hm-2） = 抽穗期叶片氮素吸收量-成熟期叶片氮素吸收量；

花后茎鞘氮素转运量（kg hm-2） = 抽穗期茎鞘氮素吸收量-成熟期茎鞘氮素吸收量；

籽粒生产率（kg grain kg-1） = 籽粒产量/成熟期植株氮素吸收量；

每吨籽粒氮素吸收量（kg t-1grain） = 成熟期植株氮素吸收量/籽粒产量；

氮素偏生产力（kg kg-1） = 籽粒产量/氮肥施用量；

氮素收获指数=成熟期籽粒氮素吸收量/成熟期植株氮素吸收量。

运用Microsoft Excel软件录入数据， SigmaPlot软件制作图形， SPSS软件作统计分析。

2　结果与分析

2.1产量及其构成因素

2013年甬优 12各产量水平群体的产量及其构成的结果摘自王晓燕等［5］的研究。两年中， 甬优 12超高产群体平均产量为 13.9 t hm-2， 显著高于更高产（12.6 t hm-2）和高产群体（10.9 t hm-2）。分析产量构成因素， 两年中超高产群体的穗数（×104hm-2）、每穗粒数分别为 226.8和 328.4， 显著高于更高产（211.8 和304.3）和高产群体（196.3和277.7）； 2014年甬优12每穗粒数较2013年明显降低。结实率和千粒重有高产群体＞更高产群体＞超高产群体趋势， 但差异不显著（表3）。

2.2不同产量群体主要生育期含氮率及氮素吸收量

由图1可知， 超高产群体在拔节期的植株含氮率显著低于高产群体； 超高产群体在抽穗期和成熟期的植株含氮率分别为1.62%和1.11%， 高于对应时期的更高产群体（1.58%和1.09%）和高产群体（1.52% 和1.06%）； 两年试验结果的趋势一致， 但差异幅度略有不同。

两年中， 超高产群体拔节期植株氮素吸收量为109.9 kg hm-2， 低于更高产群体（125.8 kg hm-2）和高产群体（136.6 kg hm-2）。抽穗期和成熟期植株氮素吸收量则以超高产群体显著高于更高产和高产群体（图2）。

2.3不同产量群体关键生育阶段氮素积累量及其与产量的关系

两年中， 甬优12超高产群体植株氮素吸收总量（kg hm-2）为275.6， 显著高于更高产群体（242.9）和高产群体（201.6）。高产群体在播种至拔节期氮素积累量和积累率显著高于超高产群体； 超高产群体在拔节至抽穗期氮素积累量为123.3 kg hm-2， 显著高于更高产（85.3 kg hm-2）和高产群体（40.3 kg hm-2）； 随产量水平上升， 拔节至抽穗期阶段氮素积累量占总吸收量的比例上升， 超高产群体为44.7%、更高产群体为35.1%、高产群体为20.0%。随产量水平上升， 抽穗至成熟期氮素积累量和积累比例上升， 超高产群体在此阶段氮素积累量和积累比例分别为 41.1 kg hm-2和14.9% （表4）。

对两年中甬优12各产量群体播种至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素积累量与实产进行线性相关分析（图3）。播种至拔节期氮素积累量与实产呈极显著线性负相关（y = -0.0398x+17.457， R2= 0.3149**）； 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素积累量与实产均呈极显著线性正相关， 线性方程分别为y = 0.0275x+10.167， R2= 0.6953**、y = 0.0315x+ 11.461， R2= 0.1623**。

表3　两年中甬优12不同产量群体实产及其构成因素Table 3 Grain yield and yield components of different yield groups of Yongyou 12 during 2013 and 2014

图1　甬优12不同产量群体主要生育期含氮率Fig. 1 N content at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014相同年份同一生育期误差线上标以不同小写字母的值在5%水平差异显著。SHY： 超高产群体； HRY： 更高产群体； HY： 高产群体。Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% （small） probability level at the same stage. SHY： super high yield；HRY： higher yield； HY： high yield.

图2　甬优12不同产量群体主要生育期氮素吸收量Fig. 2 N uptake at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014相同年份同一生育期误差线上标以不同小写字母的值在5%水平差异显著。SHY： 超高产群体； HRY： 更高产群体； HY： 高产群体。Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% （small） probability level at the same stage. SHY： super high yield；HRY： higher yield； HY： high yield.

表4　甬优12不同产量群体关键生育阶段氮素积累量及积累率Table 4 N uptake and N uptake rate during main growth periods in different yield groups of Yongyou 12

2.4不同产量群体抽穗期和成熟期各器官氮素积累与转运及其与产量的关系

两年中， 甬优12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片和穗部氮素吸收量分别为82.7、123.9和28.0 kg hm-2， 高于更高产群体（72.0、112.9和26.0 kg hm-2）和高产群体（58.4、99.4和21.1 kg hm-2）。成熟期叶片、茎鞘和穗部氮素吸收量亦呈超高产群体＞更高产群体＞高产群体（表5）。两年中， 甬优 12超高产群体花后叶片氮素转运量为59.7 kg hm-2， 低于更高产群体（60.8 kg hm-2），而高于高产群体（57.5 kg hm-2）； 甬优12超高产群体花后茎鞘氮素转运量为 23.5 kg hm-2， 高于更高产群体（17.1 kg hm-2）和高产群体（13.0 kg hm-2）； 甬优12超高产群体花后穗部氮素积累量为124.3 kg hm-2， 高于更高产群体（110.1 kg hm-2）和高产群体（93.3 kg hm-2）。

花后叶片氮素转运量、茎鞘氮素转运量及穗部氮素积累量与实产关系分别见图4-A、B和C。花后叶片氮素转运量与实产未呈显著或极显著线性正相关， 线性方程为y = 0.0026x+12.31， R2= 0.0012； 茎鞘氮素转运量与实产呈显著线性正相关， 线性方程为y = 0.0448x+11.66， R2= 0.1552*； 穗部氮素积累量与实产呈极显著线性正相关， 线性方程为 y = 0.0347x+8.6579， R2= 0.3146**（图4）。

图3　甬优12关键生育阶段氮素积累量与产量关系Fig. 3 Relationships between N uptake during main growth periods and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

图4　花后叶片、茎鞘氮素转运量及穗部氮素积累量与产量关系Fig. 4 Relationships between N translocation in the leaf and stem and sheath and N increase in the panicle after heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.5不同产量群体氮素利用效率

两年中， 籽粒生产率（kg grain kg-1）以高产群体（53.9）最高、超高产群体（50.8）最低； 百千克籽粒氮素吸收量（kg t-1grain）以超高产群体（1.97）显著高于更高产（1.92）群体和高产（1.86）群体； 不同产量群体之间氮肥偏生产力（kg kg-1）呈超高产群体（42.1）＞更高产群体（41.8）＞高产群体（40.2）； 2013年， 氮收获指数以高产群体最高、更高产群体最低， 2014年， 则以更高产群体最高、超高产群体最低。

表5　甬优12不同产量群体抽穗期和成熟期各器官氮素积累量Table 5 N uptake in each organ at heading and maturity in different yield groups of Yongyou 12

表6　甬优12不同产量群体氮素利用效率Table 6 N use efficiency index in different yield groups of Yongyou 12

3　讨论

3.1甬优12超高产群体氮素吸收、积累与转运特征及其与产量的关系

李鸿伟等［12］研究表明， 与当地高产栽培措施相比， 超高产栽培（采用实地氮肥管理和轻干湿交替灌溉关键栽培技术）水稻养分吸收与积累具有生育前期（拔节前）较低、中（拔节至抽穗）后期（抽穗至成熟）较高的特点。霍中洋等［21］以50个早熟晚粳品种为试材， 设置7个氮肥水平， 借鉴氮肥群体最高生产力概念， 结果表明， 随生产力水平增加， 拔节、抽穗和成熟期植株氮素吸收量均随之增加。本试验条件下，超高产群体在拔节期氮素吸收量低于更高产和高产群体， 抽穗和成熟期氮素吸收量则高于对照。与对照相比， 甬优12超高产群体拔节前氮素积累量较低，拔节至抽穗、抽穗至成熟氮素积累量高的特征， 这与李鸿伟等［12］的结论基本一致， 而与霍中洋等［21］的产量更高群体其拔节期氮素吸收量也高的结论不同。差异原因可能与试验设计有关， 霍中洋等［21］的研究是通过氮肥使50个早熟晚粳品种发挥最高产量基础上， 根据产量等级分析产量差异品种的氮素吸收利用特征， 其结果表明， 最高生产力处于顶层水平的品种在生育各时期均具有更强的氮素吸收能力，即产量差异群体氮素吸收利用特征差异主要来自于品种； 李鸿伟等［12］的研究和本研究产量差异群体氮素吸收利用特征差异主要来自于栽培调控措施。

关于水稻氮素吸收的关键生育阶段及其与产量的关系， 前人已有大量文献报道。霍中洋等［21］研究表明水稻主要生育阶段植株氮素积累量和积累速率随产量水平的增加而显著增加。李鸿伟等［12］研究表明， 随产量水平上升， 植株拔节前氮素积累量随之降低， 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素积累量随之增加。吴文革等［14］研究表明， 超级中籼杂交稻在拔节前、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期氮素积累量均高于对照。本试验条件下， 当产量水平上升时， 播种至拔节期氮素积累量随之下降； 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素积累量则随之上升， 这与前人结果基本一致。主要生育阶段的氮素积累量与产量的线性相关性结果说明， 播种至拔节期氮素积累量与产量呈线性负相关， 拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素积累与产量呈线性正相关， 因此， 在甬优12超高产栽培中应适当控制群体前期氮素积累， 促进中后期氮素积累。本研究中， 甬优12超高产（≥13.5 t hm-2）群体播种至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素积累量和积累比例适宜值分别为 109～112 kg hm-2、38%～42%、115～130 kg hm-2、42%～46%、40～41 kg hm-2、14%～15%， 仅供参考。

甬优12超高产N、P、K肥料施用量高于对照，且生育前期（播种至拔节期）的栽培管理基本一致，为何超高产群体拔节期植株含氮率低于高产群体？在实际栽培管理中， 甬优12超高产田块周围挖了丰产沟（宽35 cm， 深35～40 cm）， 由于人工成本较高等因素影响， 对更高产田块的丰产沟要求相对较低，而对高产田块并未挖丰产沟。本区地处长江以南，每年6月中旬至7月中上旬为梅雨季节， 分蘖盛期至拔节期时高产田块由于四周没有丰产沟又连续降雨， 搁田效果较差， 群体生产旺盛、植株含氮率较高；而甬优12超高产群体正值分蘖盛期至拔节期时， 搁田效果较好， 控制无效分蘖生长， 植株含氮率较低，这也符合凌启鸿等［22］提出的超高产栽培中群体叶色应在无效分蘖期和拔节始期“落黄”的观点。

较多的研究表明， 提高水稻生育后期的氮素运转、促进氮素及非结构性碳水化合物向籽粒的转运，有利于进一步提高稻谷产量和氮肥利用效率［23-24］。许轲等［25］研究表明， 抽穗期和成熟期植株茎鞘、叶片氮素吸收量与产量呈极显著正相关； 拔节至抽穗期和抽穗至成熟期茎鞘和叶片氮素转运量亦与产量呈极显著正相关。吴文革等［14］研究表明， 与对照汕优63相比， 超级中籼杂交稻花后叶片、茎鞘氮素输出量高， 氮素转运贡献率较低。于林惠等［26］研究机插稻产量梯度群体花后氮素转运差异发现， 随产量水平上升， 花后叶片氮素转运量和转运率降低； 而茎鞘氮素转运量和转运率增加。本试验条件下， 甬优12超高产群体花后叶片氮素转运量低于更高产群体， 而高于高产群体； 花后茎鞘氮素转运量高于更高产和高产群体； 且花后茎鞘氮素转运量与实产呈显著线性正相关， 因此， 促进花后茎鞘氮素转运量，有利于提高水稻产量。

3.2甬优12超高产群体的氮素利用效率

于林惠等［26］研究表明， 高产（10.5～12.0 t hm-2）机插粳稻百千克籽粒吸氮量为2.0～2.1 kg、成熟期氮收获指数0.51～0.61。吴文革等［14］研究表明， 超级中籼杂交稻产量10.5 t hm-2水平下的氮肥偏生产力和百千克籽粒吸氮量分别为46.6 kg kg-1和1.83 kg左右。杜永等［27］研究表明， 超高产（ ＞11.0 t hm-2）栽培迟熟中粳稻氮素籽粒生产率45～46 kg grain kg-1、百千克籽粒吸氮量2.1 kg左右。这些研究对象的产量水平大多在10.5～12.0 t hm-2， 就超高产（≥13.5 t hm-2）条件下水稻氮素利用效率参数的报道较少。本试验条件下， 甬优 12超高产群体籽粒生产率、百千克籽粒吸氮量、氮肥偏生产力和氮收获指数分别为 50.8 kg grain kg-1、1.97 kg t-1grain、42.1 kg kg-1和0.552。

近些年， 全国各地开展了水稻超高产栽培攻关研究， 创造了一些超高产记录［3-5］， 我们也应看到这些产量记录大多以高额的资源（肥、水等）投入为代价，水稻高产与资源高效利用能否协同， 仍是人们关注的热点［28-29］。本研究条件下， 超高产群体籽粒生产率为 50.8， 显著低于高产和更高产群体； 尽管甬优12超高产群体成熟期植株氮素吸收量显著高于高产和更高产群体， 但其氮素籽粒生产率低于对照， 说明超高产群体氮素吸收量增多， 氮素籽粒生产率反而降低， 即随着氮肥用量的增加， 至一定程度后，同样吸收1 kg 氮， 生产出的稻谷产量反而减少， 这表明甬优12超高产群体氮肥利用效率较低， 如何协同提高甬优 12超高产群体产量及氮素利用效率仍面临较大挑战。

4　结论

与一般高产群体相比， 甬优12超高产群体的氮素吸收具有拔节前低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点。促进花后茎鞘氮素转运量有利于提高水稻产量。甬优12超高产群体百千克籽粒吸氮量2.0 kg左右， 其氮肥利用效率较低， 今后在其超高产栽培管理中应重视氮肥的高效利用。

References

［1］ Chang S Q， Chang T G， Song Q F， Zhu X G， Deng Q Y. Photosynthetic and agronomic traits of an elite hybrid rice Y-Liang-You 900 with a record-high yield. Field Crops Res， 2016， 187： 49-57

［2］ Li G H， Xue L H， Gu W， Yang C D， Wang S H， Ling Q H， Qin X，Ding Y F. Comparison of yield components and plant type characteristics between Taoyuan， a ‘special eco-site' and Nanjing，China. Field Crops Res， 2009， 112： 214-221

［3］ 胡雅杰， 朱大伟， 钱海军， 曹伟伟， 邢志鹏， 张洪程， 周有炎，陈厚存， 汪洪洋， 戴其根， 霍中洋， 许轲， 魏海燕， 郭保卫. 籼粳杂交稻甬优2640钵苗机插超高产群体若干特征探讨. 作物学报， 2014， 40： 2016-2027 Hu Y J， Zhu D W， Qian H J， Cao W W， Xing Z P， Zhang H C，Zhou Y Y， Chen H C， Wang H Y， Dai Q G， Huo Z Y， Xu K， Wei H Y， Guo B W. Some characteristics of mechanically transplanted pot seedlings in super high yielding population of indicajaponica hybrid rice Yongyou 2640. Acta Agron Sin， 2014， 40：2016-2027 （in Chinese with English abstract）

［4］ 张洪程， 吴桂成， 吴文革， 戴齐根， 霍中洋， 许轲， 高辉， 魏海燕， 黄幸福， 龚金龙. 水稻“精苗稳前、控蘖优中、大穗强后”超高产定量化栽培模式. 中国农业科学， 2010， 43： 2645-2660 Zhang H C， Wu G C， Wu W G， Dai Q G， Huo Z Y， Xu K， Gao H，Wei H Y， Huang X F， Gong J L. The SOI model of quantitative cultivation of super-high yielding rice. Sci Agric Sin， 2010， 43：2645-2660 （in Chinese with English abstract）

［5］ 王晓燕， 韦还和， 张洪程， 孙健， 张建民， 李超， 陆惠斌， 杨筠文， 马荣荣， 许久夫， 王珏， 许跃进， 孙玉海. 水稻甬优 12产量13.5 t hm-2以上超高产群体的生育特征. 作物学报， 2014， 40：2149-2159 Wang X Y， Wei H H， Zhang H C， Sun J， Zhang J M， Li C， Lu H B，Yang J W， Ma R R， Xu J F， Wang J， Xu Y J， Sun Y H. Population characteristics for super-high yielding hybrid rice Yongyou 12（＞13.5 t ha-1）. Acta Agron Sin， 2014， 40： 2149-2159 （in Chinese with English abstract）

［6］ 张洪程， 赵品恒， 孙菊英， 吴桂成， 徐军， 端木银熙， 戴齐根，霍中洋， 许轲， 魏海燕. 机插杂交粳稻超高产形成群体特征.农业工程学报， 2012， 28（2）： 39-44 Zhang H C， Zhao P H， Sun J Y， Wu G C， Xu J， Duan-Mu Y X，Dai Q G， Huo Z Y， Xu ， Wei H Y. Population characteristics of super high yield formation of mechanical transplanted japonica hybrid rice. Trans CSAE， 2012， 28（2）： 39-44 （in Chinese with English abstract）

［7］ 吴桂成， 张洪程， 钱银飞， 李德剑， 周有炎， 徐军， 吴文革， 戴齐根， 霍中洋， 许轲， 高辉， 徐宗进， 钱宗华， 孙菊英， 赵品恒.粳型超级稻产量构成因素协调规律及超高产特征的研究. 中国农业科学， 2010， 43： 266-276 Wu G C， Zhang H C， Qian Y F， Li D J， Zhou Y Y， Xu J， Wu W G，Dai Q G， Huo Z Y， Xu K， Gao H， Xu Z J， Qian Z H， Sun J Y，Zhao P H. Rule of grain yield components from high yield to super high yield and the characteristics of super-high yielding japonica super rice. Sci Agric Sin， 2010， 43： 266-276 （in Chinese with English abstract）

［8］ 吴桂成， 张洪程， 戴齐根， 霍中洋， 许轲， 高辉， 魏海燕， 沙安勤， 徐宗进， 钱宗华， 孙菊英. 南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究. 作物学报， 2010， 36： 1921-1930 Wu G C， Zhang H C， Dai Q G， Huo Z Y， Xu k， Gao H， Wei H Y，Sha A Q， Xu Z J， Qian Z H， Sun J Y. Characteristics of dry matter production and accumulation and super-high yield of japonica super rice in South China. Acta Agron Sin， 2010， 36： 1921-1930 （in Chinese with English abstract）

［9］ 韦还和， 姜元华， 赵可， 许俊伟， 张洪程， 戴其根， 霍中洋，许轲， 魏海燕， 郑飞. 甬优系列杂交稻品种的超高产群体特征. 作物学报， 2013， 39： 2201-2210 Wei H H， Jiang Y H， Zhao K， Xu J W， Zhang H C， Dai Q G，Huo Z Y， Xu K， Wei H Y， Zheng F. Characteristics of super-high yield population in Yongyou series of hybrid rice. Acta Agron Sin， 2013， 39： 2201-2210 （in Chinese with English abstract）

［10］ 韦还和， 李超， 张洪程， 孙玉海， 马荣荣， 王晓燕， 杨筠文， 戴其根， 霍中洋， 许轲， 魏海燕， 郭保卫. 水稻甬优12不同产量群体的株型特征. 作物学报， 2014， 40： 2160-2168 Wei H H， Li C， Zhang H C， Sun Y H， Ma R R， Wang X Y， Yang Y W， Dai Q G， Huo Z Y， Xu K， Wei H Y， Guo B W. Plant-type characteristics in populations with different yield of Yongyou 12. Acta Agron Sin， 2014， 40： 2160-2168 （in Chinese with English abstract）

［11］ Zhang J， Li G H， Song Y P， Liu Z H， Yang C D， Tang S， Zheng C Y， Wang S H， Ding Y F. Lodging resistance characteristics of high-yielding rice populations. Field Crops Res， 2014， 161：64-74

［12］ 李鸿伟， 杨凯鹏， 曹转勤， 王志琴， 杨建昌. 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征. 作物学报， 2013，39： 464-477 Li H W， Yang K P， Cao Z Q， Wang Z Q， Yang J C. Characteristics of nutrient uptake and accumulation in wheat and rice with continuous cropping under super-high-yielding cultivation. Acta Agron Sin， 2013， 39： 464-477 （in Chinese with English abstract）

［13］ 潘圣刚， 黄胜奇， 张帆， 汪金平， 蔡明历， 曹凑贵， 唐湘如，黎国喜. 超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性. 作物学报， 2011， 37： 537-544 Pan S G， Huang S Q， Zhang F， Wang J P， Cai M L， Cao C G，Tang X R， Li G X. Growth and development characteristics of super-high-yielding mid-season indica hybrid rice. Acta Agron Sin， 2011， 37： 537-544 （in Chinese with English abstract）

［14］ 吴文革， 张洪程， 陈烨， 李杰， 钱银飞， 吴桂成， 翟超群.超级中籼杂交水稻氮素积累利用特性与物质生产. 作物学报， 2008， 34： 1060-1068 Wu W G， Zhang H C， Chen Y， Li J， Qian Y F， Wu G C， Zhai CQ. Dry-matter accumulation and nitrogen absorption and utilization in middle-season indica super hybrid rice. Acta Agron Sin， 2008， 34： 1060-1068 （in Chinese with English abstract）

［15］ 孙永飞， 梁尹明， 吴光明， 杨琼琼， 陈金焕， 娄伟平. 对浙江甬优12最高产突破1000 kg/667 m2的评议. 中国稻米， 2013，19（4）： 94-96 Sun Y F， Liang Y M， Wu G M， Yang Q Q， Chen J H， Lou W P. The comments of Yongyou 12 highest yielding over 1000 kg per 667 m2. China Rice， 2013， 19（4）： 94-96 （in Chinese）

［16］ 韦还和， 李超， 张洪程， 孙玉海， 孟天瑶， 杨筠文， 马荣荣， 王晓燕， 戴其根， 霍中洋， 许轲， 魏海燕. 水稻甬优12超高产群体分蘖特性及其与群体生产力的关系. 作物学报， 2014， 40：1819-1829 Wei H H， Li C， Zhang H C， Sun Y H， Meng T Y， Yang Y W， Ma R R， Wang X Y， Dai Q G， Huo Z Y， Xu K， Wei H Y. Tillering characteristics and its relationship with population productivity of super-high yield rice population of Yongyou 12. Acta Agron Sin，2014， 40： 1819-1829 （in Chinese with English abstract）

［17］ 韦还和， 孟天瑶， 李超， 张洪程， 史天宇， 马荣荣， 王晓燕， 杨筠文， 戴其根， 霍中洋， 许轲， 魏海燕， 郭保卫. 施硅量对甬优系列籼粳交超级稻产量及相关形态生理性状的影响. 作物学报， 2016， 42： 437-445 Wei H H， Meng T Y， Li C， Zhang H C， Shi T Y， Ma R R， Wang X Y， Yang Y W， Dai Q G， Huo Z Y， Xu K， Wei H Y， Guo B W. Effects of silicon fertilizer rate on grain yield and related morphological and physiological characteristics in super rice of Yongyou japonica/indica hybrid series. Acta Agron Sin， 2016， 42： 437-445 （in Chinese with English abstract）

［18］ 张国良， 丁原， 王清清， 戴其根， 黄慧宇， 霍中洋， 张洪程. 硅对水稻几丁质酶和 β-1，3-葡聚糖酶活性的影响及其与抗纹枯病的关系. 植物营养与肥料学报， 2010， 16： 598-604 Zhang G L， Ding Y， Wang Q Q， Dai Q G， Huang H Y， Huo Z Y，Zhang H C. Effects of silicon on chitinase and β-1，3-glucananse activities of rice infected by Rhizoctonia solani and its relation to resistance. Plant Nutr Fert Sci， 2010， 16： 598-604 （in Chinese with English abstract）

［19］ 韩永强， 刘川， 侯茂林. 硅介导的水稻对二化螟幼虫钻蛀行为的影响. 生态学报， 2010， 30： 5967-5974 Han Y Q， Liu C， Hou M L. Silicon-mediated effects of rice plants on boring behavior of Chilo suppressalis larvae. Acta Ecol Sin，2010， 30： 5967-5974 （in Chinese with English abstract）

［20］ 凌启鸿. 作物群体质量. 上海： 上海科学技术出版社， 2000. pp 197-208 Ling Q H. Quality of Crop Population. Shanghai： Shanghai Scientific and Technical Publishers， 2000. pp 197-208 （in Chinese）

［21］ 霍中洋， 顾海永， 马群， 杨雄， 李敏， 李国业， 戴其根， 许轲，魏海燕， 高辉， 芦燕， 张洪程. 不同氮肥群体最高生产力水稻品种的氮素吸收利用差异. 作物学报， 2012， 38： 2061-2068 Huo Z Y， Gu H Y， Ma Q， Yang X， Li M， Li G Y， Dai Q G， Xu K，Wei H Y， Gao H， Lu Y， Zhang H C. Differences of nitrogen absorption and utilization in rice varieties with different productivity levels. Acta Agron Sin， 2012， 38： 2061-2068 （in Chinese with English abstract）

［22］ 凌启鸿， 张洪程， 丁艳锋， 戴其根， 凌励， 王绍华， 杨建昌， 朱庆森， 苏祖芳. 水稻精确定量栽培理论与技术. 北京： 中国农业出版社， 2007. pp 33-34 Ling Q H， Zhang H C， Ding Y F， Dai Q G， Ling L， Wang S H，Yang J C， Zhu Q S， Su Z F. Precise and Quantitative Cultivation Theory and Technology of Rice. Beijing： China Agriculture Press，2007. pp 33-34 （in Chinese）

［23］ 薛亚光， 葛立立， 王康君， 颜晓元， 尹斌， 刘立军， 杨建昌. 不同栽培模式对杂交粳稻群体质量的影响. 作物学报， 2013， 39：280-291 Xue Y G， Ge L L， Wang K J， Yan X Y， Yin B， Liu L J， Yang J C. Effects of different cultivation patterns on population quality of japonica hybrid rice. Acta Agron Sin， 2013， 39： 280-291 （in Chinese with English abstract）

［24］ 剧成欣， 陶进， 旸钱希， 顾骏飞， 赵步洪， 杨凯鹏， 王志琴， 杨建昌. 不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率. 作物学报， 2015， 41： 422-431 Ju C X， Tao J， Qian X Y， Gu J F， Zhao B H， Yang K P， Wang Z Q，Yang J C. Grain yield and nitrogen use efficiency of mid-season indica rice cultivars applied at different decades. Acta Agron Sin，2015， 41： 422-431 （in Chinese with English abstract）

［25］ 许轲， 周兴涛， 曹利强， 张洪程， 郭保卫， 陈厚存， 吴中华， 朱聪聪， 杨岩. 不同类型钵苗及摆栽密度对粳型超级稻氮素吸收利用与转运特征的影响. 中国农业科学， 2013， 46： 4867-4892 Xu K， Zhou X T， Cao L Q， Zhang H C， Guo B W， Chen H C， Wu Z H， Zhu C C， Yang Y. Effects of different types of bowl seedlings and densities on characteristics of nitrogen uptake， utilization and translocation of bowl transplanted japonica super rice. Sci Agric Sin，2013， 46： 4867-4892 （in Chinese with English abstract）

［26］ 于林惠， 李刚华， 徐晶晶， 凌启鸿， 丁艳锋. 基于高产示范方的机插水稻群体特征研究. 中国水稻科学， 2012， 26： 451-456 Yu L H， Li G H， Xu J J， Ling Q H， Ding Y F. Population characteristics of machine-transplanted japonica rice based on high-yield demonstration fields. Chin J Rice Sci， 2012， 26：451-456 （in Chinese with English abstract）

［27］ 杜永， 刘辉， 杨成， 王志琴， 杨建昌. 超高产栽培迟熟中粳稻养分吸收特点的研究. 作物学报， 2007， 33： 208-215 Du Y， Liu H， Yang C， Wang Z Q， Yang J C. Characteristics of nutrient absorption in super-high-yielding mid-season and late-maturity japonica rice. Acta Agron Sin， 2007， 33： 208-215 （in Chinese with English abstract）

［28］ Wei D， Cui K H， Pan J F， Ye G Y， Xiang J， Nie L X， Huang J L. Genetic dissection of grain nitrogen use efficiency and grain yield and their relationship in rice. Field Crops Res， 2011， 124：340-346

［29］ Xiong J， Ding C Q， Wei G B， Ding Y F， Wang S H. Characteristics of dry-matter accumulation and nitrogen-uptake of super-high-yielding early rice in China. Agron J， 2013， 105：1142-1150

Accumulation， Translocation and Utilization Characteristics of Nitrogen in Yongyou 12 Yielding over 13.5 t ha-1

WEI Huan-He1， MENG Tian-Yao1， LI Chao1， ZHANG Hong-Cheng1，*， DAI Qi-Gen1，*， MA Rong-Rong2，WANG Xiao-Yan3， and YANG Yun-Wen4

1Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley， Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China；2Crop Research Institute， Ningbo Academy of Agricultural Sciences of Zhejiang Province， Ningbo 315101， China；3Ningbo Seed Company of Zhejiang Province， Ningbo 315101， China；4Ningbo City Yinzhou District Agricultural Technology Extension and Service， Ningbo 315100， China

In order to determine the absorption and accumulation of nitrogen （N） in super high yielding rice population of Yongyou 12， the field experiments were conducted with these populations of high yield （HY， 10.5-12.0 t ha-1）， higher yield （HRY，12.0-13.5 t ha-1）， and super high yield （SHY， ＞13.5 t ha-1） in 2013 and 2014. Results indicated that compared with HRY and HY. SHY showed lower N content at jointing while higher N content at heading and maturity. SHY showed lower N accumulation at jointing while higher N accumulation at heading and maturity. N accumulation and accumulation rate from sowing to jointing of SHY was lower， while opposite trends were observed from jointing to heading and from heading to maturity for SHY. There existed a very significantly negative correlation between N accumulation from sowing to jointing and grain yield， while very significantly positive correlations were observed between N accumulation from sowing to jointing and from heading to maturity and grain yield. SHY showed higher N accumulation in leaf， stem， and panicle at heading and maturity， as well as N translocation from stem and N increase in panicle after heading. There existed a significantly positive correlation between N translocation from stem after heading and grain yield， while a very significantly positive correlation was observed between N increase in panicle after heading and grain yield. When values were averaged across two years， internal nutrient efficiency， N uptake in the panicle per hundred， partial factor productivity， and N harvest index of SHY were 50.8 kg grain kg-1， 1.97 kg， 42.1 kg kg-1， and 0.552， respectively. Our study indicated that SHY showed lower N accumulation before jointing， while higher N accumulation from jointing to heading， and from heading to maturity， when compared with check. Increasing N translocation from stem after heading was beneficial to improve grain yield. N uptake in the panicle per hundred of SHY was 2.0 kg， relatively low P use efficiency was observed in SHY， a great attention should be paid to improving P use efficiency.

Yongyou 12； Super high yielding population； Nitrogen accumulation， distribution， and utilization

10.3724/SP.J.1006.2016.01363

本研究由国家公益性行业（农业）科研专项（201303102）， 农业部超级稻专项（02318802013231）， 宁波市重大科技项目（2013C11001）， 江苏省重点研发项目（BE2015340）， 扬州大学研究生创新培养计划项目（KYLX15_1371）， 扬州大学科技创新培育基金（2015CXJ042）和基于模型与GIS的高邮市小麦精确管理和诊断调控技术的开发与示范推广（SXGC［2013］248）资助。

This study was supported by the China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest （201303102）， Special Program of Super Rice of the Ministry of Agriculture （02318802013231）， the Great Technology Project of Ningbo City （2013C11001）， the Key Projects of Jiangsu Province （BE2015340）， Innovative Training Program of Yangzhou University （KYLX15_1371）， Science and Technology Innovation Fund of Yangzhou University （2015CXJ042）， and Precise Diagnosis and Management of Control Technology Based On Modeling and GIS of Gaoyou City （SXGC［2013］248）.

（Corresponding authors）： 戴其根， E-mail： qgdai@yzu.edu.cn； 张洪程， E-mail： hczhang@yzu.edu.cn

联系方式： E-mail： 920964110@qq.com

Received（）： 2015-11-24； Accepted（接受日期）： 2016-04-26； Published online（网络出版日期）： 2016-05-23.

URL： http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160523.0853.014.html