镁肥对寒地膜下滴灌旱种水稻产量的影响

姜红芳，郭晓红，胡 月，周 健，李 猛，徐声亮，徐令旗，赵海新，吕艳东，郑桂萍

(1.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江 大庆 163319；2.黑龙江省教育厅寒地作物种质改良与栽培重点实验室，黑龙江 大庆 163319；3.黑龙江农业科学院水稻研究所，黑龙江 佳木斯 154026)

0 前 言

水稻是用水量较多的农作物之一[1,2]，其用水量占农业总耗水量的65%以上，占我国总耗水量的大约54%[3]。同时水稻也是中国种植面积和产量最大的粮食作物，其高产、稳产对于维持中国粮食安全和社会稳定非常重要[4]。随着城镇和工业的发展、人口的增加、环境污染的加重和全球气候的变化，用在作物灌溉上的水资源越来越少，严重威胁农作物特别是水稻的生产发展[5]。水稻旱种有一定的发展，但总体上产量不高，且稳定性不好，导致水稻旱作的推广应用有一定的风险，且推广难度很大[6]。而水稻膜下滴灌旱种与覆膜旱作[7]不同，灌溉方式不同于湿润、间歇灌溉[8,9]，种植方式通过少量多次地将肥料和水分滴灌到水稻根部，并使施肥在数量和时间上与作物的需求同步，提高水分和肥料的利用效率[10]。镁是叶绿素的主要成分，缺镁时因叶片中叶绿素含量减少或不能合成叶绿素而影响植物光合作用。镁也是很多酶的活化剂，影响着水稻的新陈代谢过程，其盈亏程度对水稻生长发育有着重要的影响[11]。镁同时又是水稻生长发育所必要的元素，对水稻产量的提高和品质的改善均有一定的作用[12,13]。镁肥或膜下滴灌旱种对水稻产量的影响前人曾进行过研究或作过相关分析[12,14-17]。而有关镁肥对膜下滴灌旱种水稻产量的研究未见报道。因此，本研究在目前大力推广的膜下滴灌旱种水稻方式的基础上，进一步在寒地稻区探讨镁肥对水稻产量的影响，为寒地稻区膜下滴灌旱种水稻的高产栽培技术提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试品种和肥料

供试品种为空育131，主茎叶片数为11。供试肥料为尿素(46%纯N)、磷酸二铵(64%P2O5)、硫酸钾(50%K2O)和99%七水硫酸镁。

1.2 试验设计

试验于2015年在大庆市黑龙江八一农垦大学水稻试验基地进行。5月24日消毒浸种。5月26日旱整地、施用基肥。5月27日进行小区区划。5月28日人工穴播芽谷。膜宽度为90 cm，每膜上种四行，行距15 cm、30 cm、15 cm，穴距13 cm；播5～7 粒/穴；每处理32行，每行8 m；3次重复，随机排列。6月2日出苗，每穴超过7株间苗。6月15日施用分蘖肥；7月27日施用穗肥。生育期间人工除草。9月末收获。各种肥料施入量如表1。

表1 各处理肥料施用量 kg/hm2Tab.1 Fertilizer application of different treatment

供试土壤为草甸土，土壤的基础条件见表2。

表2 试验土壤养分含量状况Tab.2 The condition of soil nutrient content on test

1.3 测试内容与方法

考种：水稻成熟时，根据长势长相，处理和对照选取代表性植株8穴，带回试验室内测定农艺和产量性状，测定穗数/穴、穗长、实粒数、空粒数和秕粒数等性状，同时称取穗重、粒重，并计算出单穗重、穗粒数、结实率、千粒重和产量。

1.4 数据分析

利用统计软件DPS和EXCEL进行分析。

2 结果与分析

2.1 镁肥对膜下滴灌旱种水稻穗部性状的影响

镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种下“空育131”的穗长，与空育131的对照穗长15.1 cm相比，镁肥处理穗长增加了0.8 cm，增加了5.30%，且镁肥处理与对照间的差异均达显著水平(图1)。镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种下空育131的单穗重，与空育131的对照单穗重1.22 g相比，镁肥处理单穗重增加了0.11 g，增加了9.02%，且镁肥处理与对照间的差异均达显著水平(图2)。

图1 镁肥对“空育131”穗长的影响Fig.1 Effects of magnesium fertilizer on panicle length of Kongyu131

图2 镁肥对“空育131”单穗重的影Fig.2 Effects of magnesium fertilizer on panicle length of Kongyu131

2.2 镁肥对膜下滴灌旱种水稻产量构成因素的影响

镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种下“空育131”与“空育131”的对照穗数/m2608个相比，镁肥处理穗数/m2增加了24个，增加了3.95%，但镁肥处理与对照间的差异不显著(图3)。镁肥的施用减少了膜下滴灌旱种下“空育131”的穗粒数，与“空育131”的对照穗粒数64.5个相比，镁肥处理穗粒数减少了0.3 g，减少了0.47%，且镁肥处理与对照间的差异不显著(图4)。

图3 镁肥对“空育131”穗数/m2的影响Fig.3 Effects of magnesium fertilizer on PPSM of Kongyu131

图4 镁肥对“空育131”穗粒数的影响Fig.4 Effects of magnesium fertilizer on GNPP of Kongyu131

镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种下“空育131”的结实率，与空育131的对照结实率79.3%相比，镁肥处理结实率增加了9.5%，增加了11.98%，且镁肥处理与对照间的差异达显著水平(图5)。镁肥的施用降低了膜下滴灌旱种下“空育131”的千粒重，与“空育131”的对照千粒重23.8 g相比，镁肥处理千粒重减少了0.5 g，减少了2.10%，但镁肥处理与对照间的差异不显著(图4)。

图5 镁肥对“空育131”结实率的影响Fig.5 Effects of magnesium fertilizer on KSR of Kongyu131

图6 镁肥对“空育131”千粒重的影响Fig.6 Effects of magnesium fertilizer on 1000-GW of Kongyu131

2.3 镁肥对膜下滴灌旱种水稻产量的影响

镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种下“空育131”的理论产量，与“空育131”的对照理论产量7.38 t/hm2相比，镁肥处理理论产量增加了0.99 t，增加了13.41%，且镁肥处理与对照间的差异达极显著水平(图7)。

图7 镁肥对“空育131”理论产量的影响Fig.7 Effects of magnesium fertilizer on TY of Kongyu131

综上所述，从产量构成因素角度分析(表3)，膜下滴灌旱种下“空育131”的穗数/m2Mg处理高于CK；膜下滴灌旱种下“空育131”的穗粒数Mg处理略低于CK；膜下滴灌旱种下“空育131”的结实率Mg处理高于CK，且达差异显著水平；膜下滴灌旱种下“空育131”的千粒重Mg处理低于CK；以至于“空育131”的Mg处理能够通过穗数/m2和结实率的提高来弥补穗粒数和千粒重降低所带来的产量损失，使得“空育131” Mg处理的产量高于CK，且两者差异达到极显著水平。

表3 产量构成因素及产量的新复极差测验Tab.3 The multiple comparison of yield components and yield

3 结果与讨论

镁对水稻正常生长发育、生理代谢、增加产量、改善稻米品质等方面均具有重要作用。缺镁的稻田施用镁肥后，土壤中镁的含量增加，促进秧苗返青和分蘖，改善产量构成因素等农艺性状，进而提高产量[22]。缺镁的稻田施镁后株高增加、千粒重增加、有效穗数增多，最终导致产量增加[23]。缺镁时水稻的穗数减少，空秕粒数增多，千粒重降低，结实率下降，最终导致水稻产量降低[24]。稻田施用镁肥缓解了缺镁导致的土壤营养失调而取得了提高产量的效果，主要表现为：黄叶病得到矫正、结实率提高、有效穗数增多和千粒重提高[25]。

前人的研究结果表明：施用镁肥能够增加水稻的产量，但对水稻产量构成因素的影响却不尽相同。施用镁肥能增多水稻有效穗，形成大穗，增加穗实粒数，提高结实率和成穗率，改善水稻农艺性状，对水稻具有明显的增产效果[26]；施用镁肥后，水稻的每穗实粒数增加，结实率提高，千粒重提高，农艺性状得到改善，从而增加水稻的产量[27]；增施硫酸镁后，水稻有效穗数增多0.3～0.5 个/穗，穗粒数增加9.0～20.6 个/穗，结实率提高4.7%左右，千粒重提高0.2～0.5 g，从而使水稻增产[28]。施用镁肥后，增加了“龙庆稻3号”的穗数和穗粒数、降低了结实率和千粒重，增加了“龙庆稻3号”理论产量[29]；硫酸镁处理多能提高各水稻品种的产量，并多以基肥、中期施肥各50%或100%中期施用效果好[17]。

研究结果表明，镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种水稻的穗长和单穗重。施用镁肥，膜下滴灌旱种水稻的穗数/m2和结实率分别增加了3.95%和11.98%、穗粒数和千粒重分别降低了0.47%和2.10%；镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种水稻的产量；说明施用镁肥后穗数和结实率的增加能够弥补穗粒数和千粒重降低所带来的产量损失，从而使“空育131”的产量增加。施用镁肥后水稻的产量提高，本文的研究结果与前人的研究结果是一致的；关于镁肥对水稻产量构成因素的影响，本文的研究结果与前人的研究结果不尽相同，这可能与本研究所用的品种为寒地早粳稻，同时又在膜下滴灌下进行旱种有关。

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