缓释氮肥减量配施和株距对机插杂交籼稻氮素利用的影响

王海月 郭长春 孙永健 李应洪 蒋明金 严奉君 殷尧翥 何艳 徐徽 杨志远 马均



缓释氮肥减量配施和株距对机插杂交籼稻氮素利用的影响

王海月 郭长春 孙永健*李应洪 蒋明金 严奉君 殷尧翥 何艳 徐徽 杨志远 马均*

(四川农业大学 水稻研究所/农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，四川 温江 611130；*通讯联系人，E-mail, yongjians1980@163.com；majunp2002@163.com)

【目的】进一步研究缓释氮肥减量配施和株距对机插杂交籼稻主要生育时期氮素积累、转运、氮肥利用率及产量的影响，并探讨机插密度和缓释氮肥配施耦合下，氮素吸收、转运及利用率与产量间的关系。【方法】在前期研究确定高产施氮量180 kg/hm2，机插稻缓释氮肥与常规氮肥适宜配比为7∶3基础上，设3种株距(行距均为30 cm)：16、18和20 cm，以及4种缓释氮肥(36、66、96 和126 kg/hm2)与常规氮肥(54 kg/hm2)配施处理。【结果】缓释氮肥减量配施和株距对机插稻主要生育时期氮素积累总量、成熟期叶片及穗部氮素吸收量、氮素转运量、氮肥利用率及产量均存在显著或极显著的互作效应；缓释氮肥减量配施对机插稻产量及氮素吸收利用与转运特性的影响显著大于株距。株距为18 cm，缓释氮肥(96 kg/hm2)与常规氮肥(54 kg/hm2)配施量为150 kg/hm2能促进水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积，提高结实期各器官氮素积累量，并促进叶片和茎鞘中氮素的转运，进而显著提高穗部氮素增加量(107.58 kg/hm2)、氮肥利用率(66.19%)及产量(11463.85 kg/hm2)；株距为16 cm，缓释氮肥(126 kg/hm2)与常规氮肥(54 kg/hm2)配施量为180 kg/hm2虽能促进主要生育时期氮素的累积，但易造成结实期茎鞘及叶片中氮滞留量的增加，降低氮素转运率，导致氮素收获指数和氮肥利用率降低。从高产高效的角度考虑，以缓释氮肥(96 kg/hm2)与常规氮肥(54 kg/hm2)配施量150 kg/hm2为宜；当株距增加到20 cm时，主要生育时期水稻吸收氮素的绝对量少，茎鞘叶片中的氮素向穗部转运及穗部氮素积累量增加，产量及氮素利用率随缓释氮肥配施量的增加而增加，以缓释氮肥与常规氮肥配施量为180 kg/hm2为宜。相关性分析表明，缓释氮肥减量配施与株距耦合下，机插杂交稻以齐穗至成熟期氮素积累量、叶片氮素转运量与产量及氮肥利用率的相关性(=0.54**~0.85**)最高，对提高氮肥利用率及产量更为重要。【结论】株距为18 cm，缓释氮肥与常规氮肥配施量为150 kg/hm2能协同提高穗部氮素增加量、氮肥利用率及产量，为本研究氮肥减量配施的最佳处理。

机插稻；株距；缓释氮肥；减量配施；氮素利用特征

氮肥管理和种植密度是水稻生产的两个关键栽培技术，它们影响水稻产量和养分吸收利用。合理的栽插密度和氮肥运筹可缓解个体与群体、足穗与大穗的矛盾[1]，是调控机插稻高产优质栽培的重要措施。研究在提高水稻产量的同时，结合缓释氮肥的优势，如何选用机插密度，能同步提高氮素吸收利用效率[2-3]，发挥肥密耦合调控效应，对机插稻的高产栽培和氮肥高效利用具有重要的生产价值。对此，前人进行了大量研究[4-8]。樊红柱等[6]研究表明在同一施氮量下，随栽插密度的增大，单位面积有效穗数、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率及氮肥偏生产力呈增加的趋势；林洪鑫等[7]研究表明，超级早稻在24×104~30×104穴/hm2的栽插密度范围内，产量与生物量及氮素积累总量呈抛物线的关系；陈佳娜等[8]研究认为，氮肥利用率随氮肥施用量的增加而降低，随栽插密度增加而提高，适当增加机插密度和减少氮肥施用量，既可实现高产又能显著提高氮肥利用率。随着研究的深入，众多学者认为，缓释氮肥一次性基施基本能满足作物生长发育的需求，能有效提高肥料利用率、减轻环境污染，但成本较高，因此为提高肥料利用率和减少经济投入，缓释氮肥的研制与应用已成为研究热点[9-11]。目前，缓释氮肥在水稻上的研究主要集中于施用量与栽培模式[12]、施用量与密度[13]、肥料对比试验[14]，以及缓释肥配施运筹[15]等方面。而对于缓释氮肥和常规氮肥配施与品种、施氮量、机插密度等互作效应在机插稻上的研究报道较少；尤其机插密度和缓释氮肥减量与常规氮肥配施优化对中迟熟杂交籼稻氮素吸收利用、转运特征及产量的影响，以及两因素是否存在互作效应均未见报道。我们在前期研究[14,16]的基础上，对缓控释氮肥筛选[14]及2015年缓控释氮肥配施[16]试验进一步研究表明，不同施氮水平和缓释氮肥与常规氮肥配施互作对机插稻氮素利用特征及产量存在显著或极显著的影响，且氮素的吸收及结实期茎鞘氮素的转运与干物质量、每穗实粒数及产量间存在显著或极显著的正相关性。但确定高产施氮量下合理的缓释氮肥与常规氮肥配施比例后，如何进一步结合不同的机插密度进行适量缓释氮肥与常规氮肥配施，调控机插稻主要生育时期氮素累积、茎鞘及叶片中氮素向穗部转运、氮素吸收利用及产量间的关系，尚不明确。为此，本研究通过机插密度的调控减氮效应，结合缓释氮肥的优势，充分发挥肥密耦合效应，在提高氮肥利用率的同时合理降低氮肥施用量，以期进一步阐明机插密度和缓释氮肥减量与常规氮肥配施对机插稻氮素吸收、利用及转运特征的影响，并探讨缓释氮肥配施和机插密度耦合下，氮素吸收、转运及利用效率与产量间的关系，从而进一步丰富和补充机插稻肥密调控机理，达到既高产高效又环保的目的，为我国西南稻区中迟熟机插杂交籼稻肥密耦合的高产高效栽培技术提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

在2015年不同施氮水平和缓释氮肥与常规氮肥配施试验研究的基础[16]上，于2016年在四川成都市温江区水稻所试验农场开展试验以进一步深入和完善。试验田前茬为小麦，耕层土壤(0－20 cm)质地为砂壤土，有机质24.38 g/kg，全氮1.76 g/kg，碱解氮113.75 mg/kg，速效磷65.34 mg/kg，速效钾109.58 mg/kg。供试品种为适宜西南稻区栽植且具有代表性的杂交籼稻品种川谷优7329(生育期156~165 d)，4月15日播种，钵体毯状秧盘(中国水稻研究所)旱育秧，每盘播量75 g，5月21日用东洋PF455S插秧机进行机插，秧龄36 d。进行株距(D)×缓释氮肥减量配施(N)二因素裂区试验，主区为机插株距，行距均为30 cm，设3种株距，即D1，16 cm；D2，18 cm；D3，20 cm，基本苗分别为58.35、51.86、46.68万株/hm2。副区为缓控释氮肥减量配施处理，在前期研究确定的180 kg/hm2施氮量、缓释氮肥(金正大树脂包膜缓释氮肥，含氮量44%)与常规氮肥(尿素，含氮量46%)比例为7∶3(126 kg/hm2∶54 kg/hm2)的基础上，设置4种缓释氮肥减量与常规氮肥配施处理和不施氮处理(表1)。

氮肥均作基肥于机插后1 d一次性施用，磷肥(过磷酸钙)施用量折合P2O575 kg/hm2，钾肥(氯化钾)施用量折合K2O 150 kg/hm2，磷钾肥均作底肥基施。每个小区计产面积为19.6 m2，3次重复，各小区间筑土埂并用塑料薄膜包裹，防止肥水互串，其他田间管理严格按照当地大面积生产田进行。因本研究为2015年研究的延续，两年试验未完全重复，但相同的氮肥配施处理下，产量及氮素累积及利用年份间差异均不显著，为此，本研究就2016年试验结果进行分析。

1.2 测定项目与方法

分别于水稻分蘖盛期(机插后30 d)、拔节期、齐穗期及成熟期，根据各小区的平均茎蘖数各取代表性稻株5株，分茎鞘、叶片和穗3部分，于105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，测定各器官干物质量，之后粉碎过80目筛，用浓H2SO4加凯氏定氮片消煮，FOSS-8400凯氏定氮仪测定氮含量。并按照前期试验报道[12,14]的方法，计算主要生育时期氮素累积量，各生育阶段氮素积累速率，氮素收获指数，结实期营养器官氮输出量、转运率，以及氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率。成熟期各小区除边行全部收获，按实收株数计产。

某生育时期某器官单位面积氮素积累量(kg/hm2)=某生育时期某器官单位面积干物质积累量×含氮量；

氮素阶段积累量(kg/hm2)=后一生育时期单位面积氮素积累量－前一生育时期单位面积氮素积累量；

氮素阶段积累速率(kg·hm-2d-1)=某生育阶段单位面积单位时间内氮素积累量；

氮素收获指数(%)=(穗氮素积累量/地上部氮素积累量)×100%；

地上部分(茎鞘、叶片)氮素转运量(kg)=齐穗期地上部分(茎鞘、叶片)氮素积累量－成熟期地上部分(茎鞘、叶片)氮素积累量；

地上部分(茎鞘、叶片)氮素转运率(%)=[地上部分(茎鞘、叶片)氮素转运量/齐穗期地上部分(茎鞘、叶片)氮素积累量]×100%；

氮素干物质生产效率(kg/kg)=成熟期单位面积植株干物质量/地上部分氮素积累量；

氮素稻谷生产效率(kg/kg)=实际产量/地上部分氮素积累量；

氮肥农学利用率(%)=[(施氮区产量－空白区产量)/施氮量]×100%；

氮肥偏生产力(kg/kg)=施氮区产量/施氮量；

氮肥表观利用率(%)=[(施氮区植株氮素积累量－空白区植株氮素积累量)/施氮量]×100%。

1.3 数据分析

用Microsoft Excel、DPS 6.5处理系统分析数据，Origin 9.0制图。

图1 不同处理机插稻主要生育时期群体氮含量

Fig. 1. N contents in plants at main growth stages of mechanically-transplanted rice under treatments of reduced slow-released urea combined with conventional urea.

表1 缓释氮肥减量与常规氮肥配施设置

N0—不施氮肥；N1、N2、N3、N4分别代表在常规尿素54 kg/hm2的基础上，缓释氮肥配施量为36、66、96、126 kg/hm2。

N0, No nitrogen fertilization; N1, N2, N3and N4represent slow released N addition of 36, 66, 96 and 126 kg/hm2at the base of urea of 54 kg hm-2.

2 结果与分析

2.1 缓释氮肥减量配施和株距下机插稻主要生育时期稻株氮含量

不同株距和缓释氮肥配施量下机插稻群体主要生育时期植株氮含量存在明显差异(图1)，氮含量均在分蘖盛期最高，成熟期最低。株距对同时期植株氮含量的影响趋势基本一致，表现为D2＞D1＞D3。就缓释氮肥减量效应来看，当株距为D1和D3时，主要生育时期稻株氮含量随缓释氮肥配施量的增加均呈增加的趋势；而在株距D2下，主要生育时期稻株氮含量则表现为N3＞N4＞N2＞N1＞N0，且主要生育时期氮含量N3较N4、N2、N1、N0分别增加了3.39%、15.71%、18.90%、25.83%(分蘖盛期)，0.47%、5.39%、6.97%、30.30%(拔节期)，1.55%、7.38%、15.93%、16.96%(齐穗期)，2.97%、5.05%、16.85%、28.40%(成熟期)。

2.2 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻各生育时期氮素积累量和收获指数的影响

由表2可看出，除分蘖盛期氮素积累量和氮素收获指数外，缓释氮肥减量配施和株距及其互作效应对机插杂交稻主要生育时期氮素积累量与产量的影响均达显著或极显著水平。随生育进程的推进，植株氮素积累量增加，随株距的增加氮素积累量、产量及氮素收获指数均呈先增后降的趋势。在株距为D1和D3时，主要生育时期机插稻氮素积累量和产量与缓释氮肥配施量正相关；在株距为D2时，主要生育时期氮素积累量和产量则在N3时最大，表现为N3>N4>N2>N1>N0。

2.3 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻主要生育阶段氮素积累量及积累速率的影响

株距仅对分蘖盛期至拔节期氮素积累量及积累速率的影响达极显著水平；而缓释氮肥减量配施对分蘖盛期至拔节期及齐穗至成熟期氮素积累量及积累速率的影响达极显著水平(表3)。各生育阶段氮素积累量随生育进程的推进呈先增加后减小的趋势，而氮素积累速率则不断减小，随株距的增加，阶段氮素积累量及积累速率均表现为D2>D1>D3。在株距为D1、D3下，各阶段氮素积累量均随缓释氮肥与常规氮肥配施量的减小递减，而阶段氮素积累速率均在N4时最快；株距为D2时，阶段氮素积累量及积累速率均在N3时最大，且N3与N4处理差异未达显著水平。

2.4 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻齐穗期各器官氮素积累量及分配的影响

由表4可见，缓释氮肥减量配施对机插稻齐穗期各器官氮素积累量的影响均达极显著水平。从机插株距来看，各器官氮素积累量及叶片氮素积累比例均随株距的增加先增大后减小，茎鞘氮素积累比例与株距正相关，而穗部氮素积累比例则相反。从相同株距下缓释氮肥减量配施来看，当株距为D1和D3时，各器官氮素积累量随缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加而增大；当株距为D2时，则表现为N3>N4>N2>N1>N0，且N3与N4差异不显著。

2.5 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻成熟期各器官群体氮素积累量及其分配的影响

由表5可知，缓释氮肥减量配施和株距对成熟期机插稻叶片、穗氮素积累量的影响达极显著水平，互作效应显著。各器官氮素积累量均表现为D2>D1>D3，且茎鞘、叶片、穗部氮素积累量D2较D1和D3分别增加了2.60%和15.99%、4.88%和17.60%、8.70%和16.73%；穗部氮素积累比例在D2时最大，茎鞘、叶片氮素积累比例则在D1时最佳。D1和D3机插株距下，各器官氮素积累量随缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加而增大，且叶片、穗的氮素积累量各缓释氮肥配施处理间差异显著；株距为D2时，则随缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加先增加后减小，在N3时最大，且叶片、穗氮素积累量在N3与N4时差异显著；在3种株距下，各缓释氮肥配施处理间茎鞘氮素积累量比例差异不显著，穗氮素积累比例在N0时最大。

表2 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻各生育时期氮素积累量、产量和收获指数的影响

D1、D2、D3代表株距16、18、20 cm；D－株距；N－缓释氮肥配施量；D×N－缓释氮肥减量配施和株距互作。同栏数据(平均数±标准差)后相同字母表示在5%水平上差异不显著(=3，最小显著差法)。*，**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。下同。

D1, D2and D3represent plant spacing of 16, 18 and 20 cm; D, Plant spacing; N, Treatments of slow-released urea combined with conventional urea; D×N, Interaction of plant spacing and treatments of slow-released urea combined with conventional urea. Values (mean±SD) within a column followed by common letters are not significantly different at0.05 (=3, LSD). * Significant at0.05, ** Significant at0.01. The same as below.

表3 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻主要生育阶段氮素积累量及积累速率的影响

TS, Tillering stage; JS, Jointing stage; FHS, Full heading stage; MS, Maturity stage. The same as below.

表4 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻齐穗期各器官群体氮素积累量及其分配的影响

表5 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻成熟期各器官群体氮素积累量及其分配的影响

表6 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻齐穗至成熟期氮素转运的影响

NT, Nitrogen translocation; NTE, Nitrogen translocation efficiency.

2.6 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻齐穗至成熟期氮素转运的影响

如表6所示，除茎鞘氮素转运率外，缓释氮肥配施量对齐穗至成熟期氮素转运特征的影响均达极显著水平。茎鞘氮素转运量及转运率随株距的增加而增大，叶片氮素转运量及转运率、地上部分氮素转运量和穗部氮素增加量均随株距的增大呈先增加后减小的趋势。株距为D1和D3时，氮素转运量和穗部氮素增加量随缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加而增大，且氮素转运量整体上在N3与N4时未达显著水平；株距为D2时，则在N3最大。在3种株距下，叶片及地上部分氮素转运率均在N0时最佳，且各缓释氮肥配施处理间未达显著水平。

2.7 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻氮素利用率的影响

除株距对氮素干物质生产效率和氮肥表观利用率的影响未达显著水平外，缓释氮肥减量配施和株距及其互作效应对机插稻氮素利用率的影响均达显著或极显著水平(表7)。氮肥偏生产力、农学利用率及表观利用率均在D2时表现最佳，且氮肥偏生产力、农学利用率及表观利用率D2较D1和D3分别增加了9.82%和12.37%、38.71%和47.29%及13.39%和19.80%，氮素干物质生产效率随株距的增加先减小后增大，且D3显著高于D1，而氮素稻谷生产效率与株距正相关。除株距在D2时氮素干物质生产效率及稻谷生产效率外，3种株距下氮素干物质生产效率、稻谷生产效率及氮肥偏生产力均随缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加而减小；株距为D1和D2时，氮肥农学利用率和氮肥表观利用率均在N3表现最佳；当株距增加到D3时，氮肥农学利用率随缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加而增加，氮肥表观利用率表现为N4>N3>N1>N2。

表7 缓释氮肥减量配施和株距对机插稻氮肥利用率的影响

NMPE－氮素干物质生产效率；NGPE－氮素稻谷生产效率；NPP－氮肥偏生产力；NAE－氮肥农学利用率；NAUE－氮肥表观利用率。

NMPE, N dry matter production efficiency; NGPE, N grain production efficiency; NPP, Partial factor productivity of applied N; NAE, N agronomy efficiency; NAUE, N apparent use efficiency.

2.8 缓释氮肥减量配施和株距下主要生育阶段氮素积累、转运与氮素利用及产量的关系

本研究条件下氮素积累量及利用率与主要生育阶段氮素积累量及转运量的关系来看(表8)，缓释氮肥减量配施和株距处理下机插杂交稻主要生育阶段氮素积累量、结实期茎鞘及叶片氮素转运量与稻谷产量、氮素积累总量及结实期穗部氮素增加量存在显著或极显著的正相关(=0.35*~0.94**)。除拔节至齐穗期氮素积累量与氮肥农学利用率及齐穗至成熟期茎鞘氮素转运量与氮肥表观利用率正相关性未达显著外，主要生育阶段的氮素积累及转运量与氮肥农学利用率及表观利用率均呈显著或极显著正相关性。

表8 缓释氮肥减量配施和株距下氮素积累利用及产量与主要生育阶段氮素积累与转运的相关性

3 讨论

氮肥管理和栽插密度是栽培技术的核心因素。氮素是影响水稻生长发育和产量形成的重要因子，近年来为了提高水稻产量，氮肥施用量大幅增加，从而导致氮肥利用率低、农业生产成本高及环境污染等一系列问题[17-19]。栽插方式、栽培密度、氮肥运筹、氮肥种类及品种本身特性等都与水稻氮肥利用率的提高密切相关，大量研究[13,20-24]表明适当增加栽插密度及减少氮肥施用量，可有效提高水稻产量和氮肥利用率。兰艳等[20]研究发现，在保证水稻高产稳产的前提下，适度增加栽插密度，可提高水稻植株体内氮素积累量，减少氮素损失，进而提高氮肥利用率；徐新朋等[22]研究表明，适宜的栽插密度下施氮增加了水稻氮素累积，但过量的氮肥促使水稻营养生长，贪青晚熟，过多的氮素在茎鞘叶片中累积，无法转移到籽粒中去，产量反而降低。本研究从机插密度和缓释氮肥减量配施耦合来看，中密度(18 cm)下，缓释氮肥(96 kg/hm2)与常规氮肥(54 kg/hm2)配施量为150 kg/hm2可有效提高机插杂交稻主要生育时期及生育阶段氮素含量和积累总量、齐穗期及成熟期茎鞘叶片氮素吸收转运量、氮肥农学利用率及氮肥吸收利用率，最终获得高产，这与前人研究结果基本一致。但以往的氮效率研究主要集中于机插密度和常规氮肥[25]互作、缓控释尿素与其他肥料配施[15,26-27]及缓控释氮肥种类[28-29]的研究，并未涉及密度和缓释氮肥与常规氮肥配施的互作效应对氮效率的研究。本研究表明，缓释氮肥减量配施和株距及其互作效应对机插杂交籼稻产量、成熟期叶片氮素吸收转运量、穗部氮素增加量及氮肥农学利用率的影响均达极显著水平，且缓释氮肥减量配施对产量、成熟期叶片氮素积累、转运及氮肥利用率的影响显著高于株距。在行距为30 cm，株距为16 cm时，随着缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加穗部氮素积累量、产量及氮肥利用率呈增加的趋势，从此研究已发表的试验数据[30]来看，主要原因是在较高的机插密度下随着缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加，群体茎蘖数增大，形成的有效穗多，光合特性及对养分吸收的竞争性增强，未能形成足够的大穗导致穗粒数减少，虽增加了生物量和植株氮含量，提高了氮素的积累量，但过大的机插密度导致群体荫蔽，水稻植株体内氮素滞留量增加，贪青晚熟，不利于茎鞘和叶中的营养物质及氮素向穗部转运，减少了氮素损失，提高了氮素利用率，而与前人研究结果不同的是氮素收获指数明显降低，主要原因是施氮量达到一定水平后，虽然能促进水稻对氮素的吸收，却不利于茎鞘及叶片中的氮素向籽粒中转运，从节本增效的角度考虑，应适当减少缓释氮肥配施量，以缓释氮肥(96 kg/hm2)与常规氮肥(54 kg/hm2)配施量150 kg/hm2为宜；在株距为18 cm下，随着缓释氮肥与常规氮肥配施量的增加各生育时期及生育阶段水稻氮素积累量增多，促进了氮肥的转运及吸收利用，但过高的缓释氮肥配施量并不能促进植株对氮素的吸收，造成氮素的浪费，茎鞘叶片氮素吸收量少，成穗率低，结实期茎鞘及叶片转运率下降，穗部氮素增加量减少，并没有进一步提高氮素吸收利用率和产量；当机插株距增加到20 cm时，通风透光条件好，主要生育时期及生育阶段群体吸收氮素的绝对量少，随着缓释氮肥配施量的增加，水稻群体对氮素的吸收作用增强，植株功能叶感受光的面积增大，光合作用增强[30]，相应的功能叶光响应特征参数越优，越有利于茎鞘和叶片中的氮素向穗部转运，穗部氮素积累量增加，产量及氮素利用率随缓释氮肥与常规氮肥配施量增加显著增大。因此，株距较大时为了获得高产和提高氮素利用率应适当增加缓释氮肥与常规氮肥配施量，这进一步补充和完善了前人[22,31]研究结果。此外，缓释氮肥减量与常规氮肥配施和机插密度耦合在水稻关键生育时期对于磷、钾及其他养分的协同吸收、转运及分配的影响，以及机插稻产量与各养分吸收利用的关系有待于进一步研究。

水稻氮素吸收、转运与产量、氮素积累及利用率关系的研究[32-34]已有较多报道。一般认为产量高的水稻群体，成熟期的氮素积累量也高。孙永健等[33]研究表明，相比茎鞘而言叶片的氮素转运量及转运率对产量及氮素利用率的贡献显著，且叶片氮素转运量、转运率与产量及氮素利用率呈正相关。也有研究认为氮肥运筹不同时，单位面积水稻产量与成熟期氮素积累量呈二次曲线关系。本研究分析了缓释氮肥减量配施和株距下氮素吸收、转运与产量及利用率的关系，结果表明，除拔节至齐穗期氮素积累量与氮肥农学利用率相关性不显著外，主要生育阶段氮素积累量与稻谷产量、氮素积累总量、穗部氮素增加量及氮肥利用率呈显著或极显著正相关，这与前人研究结果[35]拔节至抽穗期氮素积累量与产量相关性更高有所差异，主要是因为在水稻生育前期营养生长过于旺盛，影响拔节后植株对氮素的吸收，养分的“源”储备不足，在机插稻穗分化及灌浆成熟阶段未能有效输到籽粒“库”，因此，在水稻高产栽培管理中应适当控制生育前期氮素的吸收。此外本研究显示，齐穗至成熟期茎鞘、叶片氮素转运量与稻谷产量、氮素积累总量、穗部氮素增加量及氮肥利用率整体上呈显著或极显著正相关，且叶片相对于茎鞘氮素转运量对机插稻产量及氮素利用率的影响更为显著(=0.59**~0.85**)，这可能是缓释氮肥减量配施和株距耦合改善了群体质量，有效提高了水稻生育后期田间通风透光条件，从而更有利于叶片中的氮素向籽粒转运，最终提高了产量和氮素利用率。

4 结论

缓释氮肥减量配施和株距对机插杂交稻主要生育时期氮素积累总量，结实期叶片、穗部氮素转运与分配以及氮素利用率和产量均存在显著或极显著的影响。本研究中，株距18 cm，缓释氮肥(96 kg/hm2)和常规氮肥(54 kg/hm2)配施量为150 kg/hm2为氮肥减量增效最佳的肥密运筹处理，有利于机插杂交籼稻主要生育时期氮素积累，促进结实期茎鞘、叶片向穗部的氮素转运，可显著提高稻谷产量和氮肥利用率，是实现水稻产量和氮肥利用率同步提高的有效调控途径。机插杂交稻主要生育时期的氮素积累量及结实期氮素转运量与稻谷产量、氮素积累总量、穗部氮素增加量及氮肥利用率整体呈显著或极显著的正相关，尤其以齐穗至成熟期茎鞘、叶片氮素积累量更有利于向籽粒中转运，显著提高了氮肥农学利用率及稻谷产量，因此，缓释氮肥减量配施和株距耦合是进一步提高机插杂交籼稻氮素利用率及产量的重要途径。

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Effects of Reduced Slow-released Urea Combined with Conventional Urea Under Different Plant Spacing on Characteristics of Nitrogen Utilization in Mechanically-transplantedRice

WANG Haiyue, GUO Changchun, SUN Yongjian*, LI Yinghong, JIANG Mingjin, YAN Fengjun, YIN Yaozhu, HE Yan, XU Hui, YANG Zhiyuan, MA Jun*

(,,;<*>*Corresponding authors*Corresponding authors,:;)

【Objective】To further study the effects of reduced slow-released urea combined with conventional urea under various row spacing on N accumulation at the main growth stages, N translocation (NT), N apparent use efficiency (NAUE), grain yield, and the correlations among these indexes of mechanically-transplanted rice. 【Method】Based on the previous research of high-yielding nitrogen application rate of 180 kg/hm2(the ratio of slow-released urea and conventional urea was 7:3), three plant spacing (16, 18 and 20 cm, the row spacing was 30 cm) and four treatments of reduced slow-release urea (36, 66, 96 and 126 kg/hm2) combined with conventional urea rate of 54 kg/hm2were conducted. 【Result】There were significant influences on the total nitrogen accumulation amount of the main growth stages, the nitrogen absorption amount of leaves and panicles at maturity stage, N translocation of filling stage, NAUE and grain yield of reduced slow-released urea combined with conventional urea and row spacing. The effects of reduced slow-released urea combined with conventional urea on grain yield and nitrogen absorption and translocation were significantly larger than that of row spacing. When the combined application rate was 150 kg/hm2(slow-released urea and conventional urea application rates were 96 kg/hm2and 54 kg/hm2, respectively) and the plant spacing was 18 cm that could facilitate N accumulation of main growth stage, enhance N accumulation amount of different organs at grain filling stage, and promote N translocation of stem sheath and leaves, which further improve N increment of panicle(107.58 kg/hm2), NAUE(66.19%) and grain yield(11463.85 kg/hm2). Meanwhile, it could accelerate the N accumulation at main growth stages when the combined application rate was 180 kg/hm2(slow-released urea and conventional urea were 126 kg/hm2and 54 kg/hm2, respectively) and plant spacing was 16 cm, but it might cause the risk of N retention at grain filling stage which decrease the nitrogen translocation rate and finally reduce the nitrogen harvest index (NHI) and NAUE. It is better when the combined application rate was 150 kg/hm2with slow-released N fertilizer was 96 kg/hm2and conventional urea was 54 kg/hm2in terms of high yield and high efficiency. However, when the plant spacing was increased to 20 cm, the absolute value of N absorption at main growth stage was decreased, the N translocation amount from stem sheath and leaves to panicle was increased as well as N accumulation amount of panicle. The grain yield and NAUE were increased with the rising slow-released urea application rate. In this conditions, the combined application rate was 180 kg/hm2(slow-release urea and conventional urea were 126 kg/hm2and 54 kg/hm2, respectively) was superior to any other treatments. Correlation analysis indicated that the highest correlation (=0.54**~0.85**) between the total N accumulation amount, N translocation amount of leaves from full heading stage to maturity stage and grain yield and NAUE was obtained which might play an important role in improving NAUE and grain yield.【Conclusion】The plant spacing was 18 cm, the N for 150 kg/hm2(slow-released urea and conventional urea were 96 kg/hm2and 54 kg/hm2) could maximize N increment of panicle, NAUE and grain yield.

mechanically-transplanted rice; plant spacing; slow-released urea; reduced combined application; N utilization characteristics

S143.1; S223.91; S511.01

A

1001-7216(2018)04-0374-13

2017-08-07;

2017-12-07。

国家重点研发计划重点专项(2016YFD0300506)；国家科技支撑计划资助项目(2013BAD07B13)；四川省教育厅重点项目(16ZA0044)；四川省学术和技术带头人培养支持经费资助。

10.16819/j.1001-7216.2018.7092