氮肥用量对籼粳杂交稻产量和氮素利用率的影响

杨锌， 谭晓莉， 张红梅， 孙涛， 吴良欢

(1.上饶师范学院 生命科学学院，江西 上饶 334001； 2.浙江大学 环境与资源学院，浙江 杭州 310058；3.嘉兴市农业科学研究院，浙江 嘉兴 314016)

水稻是浙江省的主要粮食作物，种植面积常年保持在8万hm2以上，呈现基本稳定的态势[1]。近年来，浙江水稻育种工作一直处于全国前列，尤其是以甬优系列为代表的籼粳杂交稻更是不断突破区域水稻高产纪录[1-2]。与其他类型杂交水稻相比，甬优系列籼粳杂交稻表现出植株高大、茎秆粗壮和穗大粒多等特点，具良好的增产潜力[2]。该系列品种在保持高产的同时，也一直向优质方向发展，赢得了周边省份种植户的青睐。当前有关甬优系列籼粳杂交稻的研究多集中在产量形成机制方面，如茎秆特性、穗部特征和产量构成要素等[2-5]，而有关籼粳杂交稻的养分吸收特性的研究报道相对较少[6-7]。氮素是水稻生产的第一大营养元素，对水稻生长发育和产量形成起着至关重要的作用。但在实际生产中存在着盲目施用氮肥的问题[8]。探究籼粳杂交稻种植过程中的氮肥合理用量，将为建设生态浙江提供重要的理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2016年在嘉兴市农业科学研究院基地进行，基地所处的杭嘉湖平原是浙江最大的堆积平原。土壤类型为滩涂泥田，基本理化性质：pH 5.7，土壤有机质含量32 g·kg-1，全氮2.4 g·kg-1，有效磷16 mg·kg-1，速效钾80 mg·kg-1。属东亚季风区，年均气温15.9 ℃，年降雨量1 168.6 mm,年日照2 017.0 h。

供试水稻品种为甬优12、甬优538、秀水134和嘉58。甬优12和甬优538系籼粳杂交稻，由宁波市农业科学研究院等单位育成，秀水134和嘉58系常规晚粳稻，由嘉兴市农业科学研究院等单位育成。4个水稻品种的全生育期分别为154.1、153.5、152.2和156 d。

供试肥料有尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O516%)和氯化钾(K2O 60%)。

1.2 处理设计

试验采用裂区设计，主处理为氮肥用量，副处理为水稻品种。小区面积20 m2，重复3次。小区之间用田埂隔离，并用塑料薄膜包裹，保证各小区单独排灌。主处理共设5个氮肥水平，分别为0、150、225、300和375 kg·hm-2(折合纯氮量)，分别记为N1、N2、N3、N4和N5。副处理为水稻品种，分别为甬优12、甬优538、秀水134和嘉58。

水稻于2016年5月24日播种，6月24日移栽，栽插株行距为25 cm×25 cm，11月20日收获。磷肥用量为105 kg·hm-2(折合P2O5量)，钾肥用量为180 kg·hm-2(折合K2O量)。氮肥分3次施用：40%用作基肥，30%用作分蘖肥，20%用作穗肥。磷肥和钾肥在种植之前一次性施入，翻耕后种植。籼粳杂交稻甬优12和甬优538每穴单苗栽插，常规粳稻秀水134与嘉58每穴3苗栽插。田间水分管理：前期采用淹水灌溉，后期建立浅水层；水稻分蘖达到一定时进行搁田；扬花期时保持3 cm浅水层，而后实行间歇灌溉，水稻收割前1周停止灌溉。按常规栽培要求统一进行病虫害防治。

1.3 测定项目与数据处理

于水稻分蘖期、拔节期、抽穗期与成熟期按每小区的平均茎蘖数取样，每次取3穴植株。将水稻植株洗净后于105 ℃杀青20 min，80 ℃烘干至恒重，测定干物质量。称重后用万能粉碎机粉碎，过60目筛后经浓硫酸消解2 h，采用凯氏定氮法测定样品氮含量[9]，并计算氮素吸收利用效率和表观利用率[8]。

进入穗期后，根据小区水稻抽穗情况，记录见穗期、抽穗期和齐穗期。水稻收获时，每个小区连续调查20穴，计算有效穗数，取3穴计算每穗粒数和结实率，并测定千粒重。小区全部收割进行测产，将籽粒水分调整为14.5%记为产量。

数据统计分析采用GenStat 20.0软件。

2 结果与分析

2.1 对水稻产量的影响

表1表明，籼粳杂交稻甬优538和甬优12的产量显著高于常规晚粳稻嘉58和秀水134，这表明籼粳杂交稻在本地区具有明显的产量优势。甬优系列品种之间和常规晚粳稻品种之间产量差异均不显著。籼粳杂交稻在N4水平下甬优538的产量最高，达到12.55 t·hm-2；常规晚粳稻在N4水平下嘉58的产量最高，达到8.80 t·hm-2。甬优538和甬优12不施氮肥处理的产量分别为10.15和11.22 t·hm-2，嘉58不施氮肥处理的产量最低，仅6.77 t·hm-2。

表1 不同施氮量处理4个水稻品种的产量表现

2.2 对水稻产量构成因素的影响

表2表明，籼粳杂交稻的产量优势主要是穗粒数多，每穗粒数均在350粒以上，有的接近500粒，甬优538的每穗粒数低于甬优12；晚粳稻品种的每穗粒数只有120粒上下；籼粳杂交稻每穗粒数比常规晚粳稻多300粒左右，是导致两者产量差异的重要因素。但籼粳杂交稻的结实率相对偏低，而且随着施肥量的增加不断下降，提高结实率是进一步提高籼粳杂交稻产量的重要措施；嘉58和秀水134的结实率均在80%以上。常规晚粳稻千粒重高于籼粳杂交稻，甬优12约为22 g，比甬优538高，但低于秀水134和嘉58。

表2 不同施氮量处理4个水稻品种的产量构成因素表现

2.3 对水稻穗期的影响

表3表明，秀水134的见穗期最早，其次是甬优538和嘉58，甬优12最晚。移栽后72 d左右，秀水134开始抽穗，76 d左右进入齐穗期；嘉58进入齐穗期需要80 d，甬优538与此相似；甬优12进入齐穗期最晚，大约需要86 d，比其他3个品种晚6～10 d。各品种施氮处理与不施氮处理的穗期存在显著差异，不施氮肥处理各品种的穗期均比施氮处理提前。嘉58各施氮处理穗期相同其他3个品种施氮处理之间的穗期差异较小，秀水134和甬优12的最高施氮处理穗期比其他处理晚1 d。籼粳杂交稻的齐穗期施氮处理比不施氮晚4～5 d，但不同施氮量之间的影响不显著；施氮水平对甬优538的穗期影响较大，随着施氮水平的提高，齐穗期推迟。

表3 不同施氮量处理4个水稻品种的穗期特征(移栽后天数)

2.4 对水稻籽粒含氮量的影响

水稻籽粒含氮量是水稻重要的品质指标之一，也是水稻高效施肥的重要依据。表4表明，不同施氮水平下4个水稻品种的籽粒含氮量差异不显著。嘉58、秀水134、甬优12 和甬优538的籽粒含氮量分别为10.2～12.4、9.9～11.8、10.3～13.7和8.1～13.6 g·kg-1。不过本研究中甬优12和甬优538的籽粒含氮量明显低于之前的研究[4-5]。

表4 不同施氮量处理4个水稻品种籽粒含氮量表现

2.5 对水稻氮素吸收利用率的影响

表5表明，不同水稻品种在不同施氮水平下氮素吸收利用率存在显著差异。常规晚粳稻嘉58随着施氮量的增加，氮素吸收利用率下降，在施氮150 kg·hm-2的情况下，为42.0%，当施氮375 kg·hm-2时，降为18.6%；秀水134的氮素吸收利用率也在施氮150 kg·hm-2时最高；甬优12的氮素吸收利用率规律性不明显，施氮300 kg·hm-2时最高，为39.3%；甬优538的氮素吸收利用率在施氮225 kg·hm-2时最高，达59.5%。

表5 不同施氮量处理4个水稻品种氮素吸收利用率表现

3 小结与讨论

试验结果表明，籼粳杂交稻的产量明显高于常规晚粳稻，同一品种不同施氮水平的产量差异不显著。籼粳杂交稻产量优势主要来自于高的每穗粒数，其每穗粒数比常规晚粳稻多300粒左右，但籼粳杂交稻的结实率明显低于普通粳稻品种，提高结实率是未来进一步提高籼粳杂交稻产量的重要措施。本研究中籼粳杂交稻的千粒重比常规晚粳稻品种低，约为22 g左右。田间试验结果显示，4个水稻品种不同施氮水平之间的穗期存在一定差异，移栽至齐穗期天数，施用氮肥处理明显比不施氮肥处理多；4个品种中，甬优12的移栽至齐穗期天数最多，约86 d。作为水稻品质指标之一的籽粒含氮量，各品种不同施氮水平的差异并不显著；常规晚粳稻品种为9.9～12.4 g·kg-1，籼粳杂交稻为8.1～13.7 g·kg-1。试验表明，在籼粳杂交稻施氮225 kg·hm-2时，甬优538的氮素吸收利用率最高，为59.5%；常规晚粳稻施氮150 kg·hm-2时，嘉58的氮素吸收利用率最高，为42.0%。