不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻氮素利用和产量的影响

2021-11-18 12:10孙园园张桥孙永健唐源郭长春刘芳艳武云霞杨志远马均
中国水稻科学 2021年6期
关键词:插秧机播种量氮素

孙园园 张桥 孙永健 唐源 郭长春 刘芳艳 武云霞 杨志远 马均

不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻氮素利用和产量的影响

孙园园1, 2, #张桥1, #孙永健1,*唐源1郭长春1刘芳艳1武云霞1杨志远1马均1

(1四川农业大学 水稻研究所/作物生理生态及栽培四川省重点实验室,四川 温江 611130;2中国气象局 成都高原气象研究所,成都 610072;*通信联系人,E-mail: yongjians1980@163.com)

【】氮素的吸收利用决定着水稻物质积累和产量的形成。随着农村劳动力的减少,机插稻迅速发展,但针对机插稻育秧环节与插秧机具融合对机插稻氮素吸收利用特征影响的研究较少。以机插稻农机农艺首要融合点“育秧-机插”关键环节为研究对象,探究育秧方式配合不同插秧机具对机插稻氮素吸收利用的影响。以杂交籼稻F优498为试验材料,采用三因素随机区组试验,设置2种育秧方式:营养土育秧和稀泥育秧;3个播种量:65 g/盘,85 g/盘,105 g/盘;2种插秧机具:4行手扶式插秧机,6行乘坐式高速插秧机。育秧方式、播种量以及插秧机具对机插稻结实期不同营养器官氮素吸收转运、剑叶SPAD值以及氮素收获指数、氮素稻谷生产效率与产量影响显著或极显著,且互作效应显著或极显著。营养土育秧处理下机插稻氮素积累以及氮素利用效率较稀泥育秧优势明显,植株各器官氮素转运量、转运率、贡献率以及穗部氮素增加量均一定程度高于稀泥育秧处理,平均提高了21.12%、15.20%、10.03%、6.45%;随着播种量的增加,机插稻稻谷产量、结实期氮素吸收转运量、氮素干物质生产效率以及氮肥偏生产力呈先上升后下降的趋势,尤其播种量为85 g/盘时机插稻成熟期植株中氮素的积累量相较于65 g/盘、105 g/盘播量平均增加了16.19%,28.14%;6行乘坐式高速插秧机处理下机插稻产量以及构成因素、结实期干物质量、植株氮素吸收量和转运量、氮干物质生产效率以及氮肥偏生产力显著高于4行手扶式插秧机。综合氮素积累量和氮素转运量、机插稻结实期穗部氮素积累量、产量及其构成因素考虑,运用营养土育秧,播量85 g/盘配合6行乘坐式高速插秧机能有效提高机插稻氮素吸收利用,促进产量的形成。

育秧方式;播种量;插秧机具;氮素吸收利用;产量

水稻是我国最主要的粮食作物之一,近些年来随着生产成本的提高,水稻种植面积逐年减少,设法提高水稻单产保障我国粮食安全就显得尤为重要[1]。氮素作为水稻必不可少的元素,其吸收利用是水稻生长发育和产量形成的基础条件,影响着水稻的生长发育与产量构成[2-3]。生产实践中氮肥的使用量以及氮肥运筹与水稻生长发育关系紧密[4]。前人的研究结果表明,不同基因型水稻对氮素的利用特征不同,氮高效类型、高产类型的水稻在氮素的积累以及利用方面优势较为明显[5-6]。此外,水稻对氮素的吸收利用也受到外界环境条件的影响[7]。合理的氮肥用量以及运筹[8-10]、水分管理[11-12]、种植方式与栽培模式[13-14]等栽培管理措施对水稻氮素积累以及氮素利用率有促进作用。种植方式是水稻栽培耕作的重要环节[13-15],水稻机械化种植模式是当前最简便、最有效的栽培措施,是解放水稻生产劳动力,优化稻作经济配比的必需措施。机插稻作为目前应用最为普遍的高产高效栽培技术,在水稻生产中扮演着重要角色,其中,适合丘陵区的4行手扶插秧机和适合平原区的6行乘坐式插秧机为主要配套机具[6,15]。关于氮素的吸收利用,前人在施肥措施以及栽培管理方面做了大量的研究[13,16-17],但多数是围绕着氮肥用量、氮肥运筹以及栽培方式展开研究。关于育秧环节与插秧机具融合对机插稻氮素利用特征的影响却鲜见报道。因此,本研究应用四川省主要推广的毯苗机插技术,以四川推广面积较大的杂交籼稻F优498为试验材料,对不同育秧方式、播种量与插秧机具融合下植株结实期氮素积累量、氮素转运以及氮素利用效率进行对比研究,以明确育秧环节与插秧机具配合对机插稻氮素利用特征的影响,为四川机插稻生产以及高产栽培提供理论依据和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

在前期研究基础[14, 17]上,试验于2018-2019年在四川省成都市崇州市四川农业大学现代农业研发基地(N30°33',E103°38';海拔520.6 m)进行。土壤质地为砂壤土,理化性质见表1。

选用在研究区域广泛应用且具有代表性的杂交籼稻F优498为试验材料。插秧机具为4行手扶式插秧机[久保田,2ZS-4(SPW-48C)]和6行乘坐式高速插秧机(久保田,NSPU-68C)。采用三因素随机区组设计。A因素为2种育秧方式:营养土育秧(表层土过筛后拌入壮秧剂并用久保田流水线育秧)、稀泥育秧(秧田开好厢后利用厢沟里的营养稀泥),两种育秧方式育秧土中,纯氮与土的配比质量比均为3∶5000;B因素为2种插秧机具:4行手扶式插秧机、6行乘坐式插秧机;C因素为3个播种量:65 g/盘、85 g/盘、105 g/盘。机插行株距均为30 cm×20 cm,各处理种植12行,3次重复,小区面积长(10.0 m)×宽(3.5 m)=35 m2。肥料N∶P2O5∶K2O为2∶1∶2,氮肥(以纯氮计,150 kg/hm2)基肥(机插前1 d施入)∶蘖肥(机插后8 d施入)∶穗肥(晒田复水后一次性施入)为3∶3∶4;磷、钾肥均作基肥一次性施入,磷肥(过磷酸钙)施用量(折合P2O5) 75 kg/hm2,钾肥(氯化钾)施用量(折合K2O) 150 kg/hm2。不同年份试验中水稻的主要生育时期见表1。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 氮含量

于齐穗期、成熟期按各小区平均分蘖数,取代表性植株5穴,分茎、叶、穗,于105℃下杀青,80℃下烘干至恒重,粉碎过80目筛,用浓H2SO4加定氮片消煮,凯氏定氮法测定氮含量,并按王海月等[9]方法,计算如下指标:

表1 试验田耕层土壤(0-20 cm)理化性状

表2 不同育秧方式水稻主要生育时期

茎鞘(叶片)氮素转运量(kg/hm2)=齐穗期茎鞘(叶片)含氮量−成熟期茎鞘(叶片)含氮量;

茎鞘(叶片)氮素转运率(%)=[茎鞘(叶片)氮素转运量/齐穗期茎鞘(叶片)含氮量]×100;

茎鞘(叶片)的贡献率(%)=[茎鞘(叶片)氮素转运量/成熟期籽粒含氮量]×100;

氮素收获指数(%)=(籽粒含氮量/稻株地上部分吸氮量)×100;

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

氮素稻谷生产效率(kg/kg)=稻谷产量/施氮区稻株地上部分氮积累量;

氮肥偏生产力(kg/kg)=施氮区籽粒产量/施氮量。

1.2.2 剑叶SPAD值

于齐穗期、齐穗后15 d、齐穗后30 d,上午9:00左右,各小区定点选择同一天开花且生长一致的植株10穴共10片剑叶,用日本生产的SPAD-502叶绿素仪测定剑叶SPAD值(测定剑叶的中部及其上、下1/3处3点的SPAD值,取平均值)。

1.2.3 考种与计产

收获时从各小区随机取5穴(每穴茎蘖数为各小区的平均茎蘖数),室内考种,各小区去边行后,按实收20 m2并折算成稻谷标准含水量13.5%计产。

1.3 数据分析

采用 Microsoft Excel 2016和DPS 7.05分析数据和绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻产量及其构成因素的影响

由表3可见,育秧方式、插秧机具、播种量对有效穗数、每穗粒数、总颖花数及稻谷产量均存在极显著的影响。从三因素互作效应看,育秧方式、插秧机具、播种量对稻谷产量的影响存在显著互作效应;从两因素互作效应来看,插秧机具与播种量对有效穗、总颖花数以及稻谷产量的影响存在极显著互作效应,育秧方式与插秧机具、育秧方式与播种量对有效穗数、每穗粒数、总颖花量和产量的影响存在极显著互作效应。间接表明育秧方式、插秧机具、播种量主要通过影响有效穗数和总颖花量进而影响产量,两年的产量数据差异不显著(配对检验,=36,=2.819,Sig=0.067),趋势一致。

除千粒重和结实率外,营养土育秧方式下,稻谷产量及其构成因素均较稀泥育秧处理平均提高1.82%~5.38%,达到显著水平(表3)。相同育秧方式下,6行乘坐式高速插秧机的稻谷产量、有效穗数及总颖花数的均值均不同程度高于4行人工手扶式插秧机,显著提高3.52%~5.51%,并且随着播种量的增加均呈现先增加后显著降低的趋势,以播种量C2处理为最优。本研究结果表明,营养土育秧方式下,每个秧盘播种量为85 g,并采用6行乘坐式高速插秧机机插,可提高水稻产量,为本研究机插稻最佳的农机农艺融合方式。

表3 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻产量及其构成因素的影响

C1、C2、C3分别表示播种量为65 g/盘、85 g/盘、105 g/盘。同列数据后不同小写字母表示同一育秧方式(A1或A2)下处理间在5%水平上差异显著;*,**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。下同。

C1, C2and C3indicate different seeding rates: 65 g/plate, 85 g/plate and 105 g/plate. Different lowercase letters mean statistically significant difference at< 0.05 level among treatments under the same raising way(A1or A2).*,**Significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. The same below.

2.2 不同育秧方式下播种量和插秧机具对剑叶SPAD值的影响

由图1可见,结实期剑叶SPAD值随生育时期的推进逐渐下降。从育秧方式来看,营养土育秧方式处理SPAD值与稀泥育秧方式差异不明显。从插秧机具来看,6行乘坐式高速插秧机处理下SPAD值不同程度高于4行手扶式插秧机,可能由于6行乘坐式高速插秧机处理机插质量高,植株田间生长的环境空间结构更加合理,水稻群体生长优势更大;从播种量来看,随播种量的上升SPAD值整体呈现不同程度的下降趋势。

2.3 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻结实期氮素积累的影响

由表4、表5可见,育秧方式、插秧机具,以及播种量对机插稻各器官氮素积累量有显著或极显著的影响,且播种量对机插稻氮素积累的影响最大;育秧方式与插秧机具、育秧方式与播种量对机插稻氮素积累量存在显著或极显著的互作效应,且2年趋势一致。整体来看,育秧方式、插秧机具以及播种量三因素对机插稻齐穗期和成熟期茎鞘、叶片、穗部氮素积累均存在显著或极显著的互作效应。从不同的育秧方式来看,营养土育秧各生育时期穗部的氮素积累量、齐穗期茎鞘、叶片以及整株的氮素积累量均值显著高于稀泥育秧,而成熟期茎鞘、叶片中的氮素积累量则较低。此外,机插稻茎鞘及叶片中氮素积累量齐穗期最大,营养土育秧方式下机插稻茎鞘以及叶片氮素积累量齐穗期至成熟期下降幅度均值均显著高于稀泥育秧,但穗部氮素积累量增加幅度均值高于稀泥育秧。从不同的插秧机具来看,6行乘坐式高速插秧机处理优势明显,各生育时期机插稻各器官氮素积累量均值均显著高于4行手扶式插秧机。从播种量来看,机插稻齐穗期和成熟期茎鞘、叶片、穗部氮素积累量均呈现出先上升后下降的趋势,播种量为85 g/盘时机插稻成熟期植株中氮素的积累量相较于65g/盘、105g/盘播量平均增加了16.19%、28.14%。

柱上的小写字母表示在P<0.05水平上差异显著。FHS-齐穗期;FHS15-齐穗后15 d;FHS30-齐穗后30 d。A1-营养土育秧;A2-稀泥育秧;B1-4行手扶式插秧机;B2-6行乘坐式高速插秧机;C1、C2、C3分别表示播种量为65 g/盘、85 g/盘、105 g/盘。

Fig. 1. Effects of seeding quantity and transplanting machine on SPAD of flag leaves under different seedling raising methods (2018).

表4 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻结实期氮素积累的影响(2018)

FHS-齐穗期;MS-成熟期。下同。

FHS, Full heading stage; MS, Mature stage. The same below.

表5 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻结实期氮素积累的影响(2019)

2.4 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻结实期氮素转运的影响

由表6、表7可见,育秧方式、播种量对机插稻结实期各器官氮素转运量、氮素转运速率、氮素贡献率,以及穗部氮素的增加量影响显著或极显著;插秧机具与播种量对机插稻结实期各器官氮素转运量、氮素转运速率、氮素贡献率以及穗氮的增加量存在显著或极显著的互作效应;从三因素的互作效应来看,三因素对机插稻结实期各器官氮素转运量和转运速率、氮素的贡献率、穗氮的增加量呈显著或极显著的互作效应,播种量对穗氮增加量的影响最大,叶片的氮素转运量、转运速率、贡献率较茎鞘高。与2018年比较,2019年植株氮素转运的趋势一致,但穗部氮素的增加量有所下降。从不同的育秧方式来看,营养土育秧处理下,植株各器官氮素转运量、转运率、贡献率以及穗部氮素增加量均一定程度高于稀泥育秧处理,平均提高了21.12%、15.20%、10.03%、6.45%。从插秧机具来看,各器官氮素的转运量以及穗氮增加量均表现为6行乘坐式高速插秧机高于手扶式4行插秧机,而氮素转运率则产生了差异,叶片氮素装运率表现为手扶式4行插秧机高于6行乘坐式高速插秧机,茎鞘中则表现相反。从播种量来看,各器官氮素转运量以及氮素贡献率、茎鞘氮素转运率、穗部氮素增加量均呈随播种量先上升后下降的趋势,但叶片氮素转运率则表现为随播种量增加逐渐下降的趋势,播种量对叶片氮素转运率的影响最大。

2.5 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻氮素利用的影响

从表8可见,插秧机具与播种量对氮收获指数、氮干物质生产效率、氮稻谷生产率以及氮肥偏生产力存在极显著的影响,育秧方式对氮收获指数以及氮稻谷生产效率存在极显著的影响;育秧方式、插秧机具、播种量对氮收获指数存在极显著的互作效应。各育秧方式下,营养土育秧氮收获指数、氮干物质生产效率、氮肥偏生产力较稀泥育秧方式高,而氮稻谷生产效率明显低于稀泥育秧;从不同的插秧机具来看,氮稻谷生产效率以手扶式4行插秧机优势明显,而氮干物质生产效率和氮肥偏生产力以6行乘坐式高速插秧机优势明显;从播种量来看,氮收获指数和氮稻谷生产效率均随着播种量的增加呈现先下降后上升的趋势,而氮干物质生产效率和氮肥偏生产力则表现为先上升后下降的趋势,且两年趋势一致。

表6 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻结实期氮素转运的影响(2018)

表7 不同育秧方式下播种量和插秧机具对机插稻结实期氮素转运的影响(2019)

NHI, N harvest index; NMPE, N dry matter production efficiency; NGPE, N grain production efficiency; NPP, Nitrogen partial productivity.

3 讨论

3.1 不同育秧方式、播种量和插秧机具对机插稻氮素利用特征的影响

氮素作为水稻生长发育必不可少的元素,对水稻物质积累及产量的形成影响显著。机插稻相比于手工移栽,秧苗秧龄小,插秧机具对秧苗根系损伤大导致缓苗期较长[13]。在机插稻的研究中前人围绕着不同基因型水稻机插对比[6, 19-20]、机插稻种植的密度[17, 22]、不同机插模式[7-8]、水分管理[12, 21]、氮肥运筹[9-10]等方面进行研究。关于育秧方式前人主要与施肥措施配合研究。侯玉等[23]研究结果表明,旱育秧处理在各施肥措施下水稻氮素的积累量显著高于水育秧;彭龙龙[24]研究表明,杂交稻随着播种量的增加氮素积累量呈逐渐上升的趋势,而常规稻则表现为逐渐下降的趋势,其规律并不统一,并且与本研究结果差异较大。总结前人的研究报道,关于育秧环节与插秧机具结合的研究还鲜见报道,并且前人研究结论不统一。本研究研究表明,营养土育秧各生育期穗部的氮素积累量、齐穗期茎鞘、叶片以及整株的氮素积累量显著高于稀泥育秧,这与前人研究相似;随着播种量的增加,机插稻齐穗期和成熟期茎鞘、叶片、穗部氮素积累量均呈现出先上升后下降的趋势,这与前人研究有所不同。究其原因,可能是播种量过低导致机插稻漏插严重,群体均匀度低,水稻生长发育受到抑制;而播种量过高导致机插稻秧苗素质较低,秧苗个体较弱,氮素积累的能力也就较低。育秧环节与插秧机具的融合结果表明,6行乘坐式高速插秧机处理下机插稻结实期氮素积累量和剑叶SPAD值均不同程度地高于4行手扶式插秧机,可能是由于6行乘坐式高速插秧机田间工作稳定,可以显著提高栽插均匀度系数[15]。

水稻氮素利用效率能从侧面描述水稻对氮素的利用情况。关于机插稻氮素利用效率的研究前人主要集中在氮肥运筹方面,氮素利用效率的规律已经研究得较为透彻[19-22],而关于育秧环节与插秧机具融合对机插稻氮素利用特征的影响是否存在互作效应尚不清楚。本研究结果显示,育秧方式、播种量以及插秧机具对氮素利用效率的影响显著,且具有互作效应;营养土育秧氮收获指数、氮干物质生产效率、氮肥偏生产力较稀泥育秧高,直接证明了合理的育秧方式能提高氮素的利用效率;随着播种量的增加氮收获指数和氮稻谷生产效率均呈现先下降后上升的趋势,而氮干物质生产效率和氮肥偏生产力则表现为先上升后下降的趋势,其原因还有待进一步研究;不同氮素利用效率指标在不同插秧机具下的规律并不一致,6行乘坐式高速插秧机处理氮干物质生产效率和氮肥偏生产力较高,4行手扶式插秧机氮收获指数以及氮稻谷生产效率优势更大,结合我们前期研究报道[15]和本研究结果,发现不同育秧方式下,秧苗素质随着播量的增加整齐度变差,虽然4行和6行插秧机机插每穴苗数增加,但机插均匀度系数变差;而适宜播量85 g/盘能在保证较好秧苗素质的基础上,减少漏插率,提高机插均匀度系数,显著提高有效分蘖数,保持较高的群体干物质积累量、生长率及剑叶SPAD值,可能是提高氮干物质生产效率和氮肥偏生产力的主要原因;播量105 g/盘,秧苗素质差、机插均匀度低,分蘖质量不高,氮干物质生产效率和氮肥偏生产力相对播量85 g/盘显著降低。因此,研究摸清育秧环节与插秧机具融合对机插稻氮素利用效率的影响,有利于机插稻生产中配套技术的优化。

3.2 不同育秧方式、播种量和插秧机具对机插稻产量特征的影响

机插稻是水稻全程机械化生产的主要方式;关于机插稻育秧方式与播种量对机插稻物质积累以及产量的构成影响的研究很多,但机插稻农机农艺融合的首要融合点“育秧-机插”关键配套技术环节尚不明确。吴文革等[25]研究表明,合理的育秧基质有利于机插稻干物质的积累,汪建军等[26]研究结果表明,随着播种量的增加物质积累量逐渐增加;育秧方式、播种量主要通过影响有效穗数、穗粒数从而影响机插稻产量,但呈现规律有所不同,部分研究认为随着播种量的增加,有效穗数先增加后减少;但也有研究结果为逐渐上升[27-28]。从我们前期研究报道[15]结合本研究来看,从产量来看,营养土育秧处理有效穗数、穗粒数较高,是夯实高产的基础;营养土育秧条件下秧苗素质好且有利于机插稻结实期干物质积累;尤其播量85 g/盘拔节至抽穗期干物质累积及叶面积指数显著高于其他播种量[15],有利于形成大穗;播量85 g/盘下每穗粒数不同程度高于低播量处理,促进总颖花量显著增加,但导致了结实率和千粒重不同程度低于65 g/盘播量处理(表3)。另外,随播种量的增加,有效穗数、穗粒数以及产量均呈现出先增加后降低的趋势;尤其本研究中6行乘坐式高速插秧机处理下配套营养土育秧、播种85 g/盘,其产量及其构成指标均高于4行手扶式插秧机,较其增产3.52%~8.21%,利于发挥营养土育秧、适合播种量、6行高速插秧机具三因素的耦合优势,更适合平原稻区的实际生产;证实了农机具的选用与育秧环节融合,更有利于机插稻增产创收。但实际生产中尤其在西南稻作区以丘陵区为主,由于田块小、落差大、不规则等,4行手扶式插秧机是主要推广的机具,综合产量及氮肥利用特征,在选用4手扶式插秧机可以配套选择营养土育秧、播种量为85 g/盘为宜。

4 结论

机插稻氮素积累、氮素利用效率以及产量受育秧方式、播种量以及插秧机具的影响显著,且互作效应显著或极显著。本研究条件下营养土育秧处理下结实期机插产量、稻氮素积累量以及氮素的利用效率为最佳;随着播种量的增加机插稻产量、氮素干物质生产效率和氮肥偏生产力呈先上升后下降的趋势;育秧环节与不同的插秧机具配合对氮素积累与利用呈现的规律也不同,6行乘坐式高速插秧机处理氮素积累量与转运量、氮素干物质生产效率、氮肥偏生产力优势更为明显,而4行手扶式插秧机处理叶片的氮素转运率与贡献率、氮素收获指数、氮素稻谷生产效率占优。整体而言,6行乘坐式高速插秧机配套营养土育秧、播种85 g/盘优势明显,而4手扶式插秧机也可以配套选择营养土育秧、播种量以85 g/盘为宜。

[1] 施能浦. 近期我国稻谷(米)供求趋势分析及发展预测与对策[J]. 中国稻米, 2015, 21(1): 1-5.

Shi N P. Analysis and development strategy on rice production & marketing trend in China[J]., 2015, 21(1): 1-5.(in Chinese with English abstract)

[2] Chen J, Cao F, Yin X, Huang M, Zou Y. Yield performance of early-season rice cultivars grown in the late season of double-season crop production under machine-transplanted conditions[J/OL]., 2019, 14(3): e0213075.

[3] 李旭毅, 孙永健, 程宏彪, 郑洪帧, 杨志远, 贾现文, 刘树金, 胡蓉, 马均. 氮肥运筹和栽培方式对杂交籼稻Ⅱ优498 结实期群体光合特性的影响[J]. 作物学报, 2011, 37(9): 1650-1659.

Li X Y, Sun Y J, Cheng H B, Zheng H Z, Yang Z Y, Jia X W, Liu S J, Hu R, Ma J. Effects of nitrogen application strategy and cultivation model on the performances of canopy apparent photosynthesis ofhybrid rice Er you 498 during filling stage[J]., 2011, 37(9): 1650-1659.(in Chinese with English abstract)

[4] 李旭毅, 孙永健, 程洪彪, 郑宏祯, 刘树金, 胡蓉, 马均. 两种生态条件下氮素调控对不同栽培方式水稻干物质积累和产量的影响[J].植物营养与肥料学报, 2011, 17(4): 773-781.

Li X Y, Sun Y J, Cheng H B, Zheng H Z,Liu S J, Hu R, Ma J. Effects of nitrogen regulation on dry matter accumulation and grain yield of rice under different cultivation models and two kinds of ecological conditions[J].2011, 17(4): 773-781.(in Chinese with English abstract)

[5] 魏海燕, 张洪程, 杭杰, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 张胜飞, 马群, 张庆, 张军. 不同氮素利用效率基因型水稻氮素积累与转移的特性[J]. 作物学报, 2008, 34(1): 119-125.

Wei H Y, Zhang H C, Hang J, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Zhang S F, Ma Q, Zhang Q, Zhang J. Characteristics of N accumulation and translocation in rice genotypes with different N use efficiencies[J]., 2008, 34(1): 119-125. (in Chinese with English abstract)

[6] 赵敏, 胡剑锋, 钟晓媛, 张强, 周虹, 任万军. 不同基因型机插稻植株氮素积累运转特性[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(2): 277-287.

Zhao M, Hu J F, Zhong X Y, Zhang Q, Zhou H, Ren W J. Differences in N accumulation and translocation in the machine-transplanted rice genotypes[J]., 2015, 21(2): 277-287. (in Chinese with English abstract)

[7] Chen S, Liu S W, Yin M, Zheng X, Chu G, Xu C N, Wang D Y, Zhang X F. Seasonal changes in crop growth and grain yield of different japonica rice cultivars in Southeast China., 2020, 112: 215-227.

[8] 王海月, 蒋明金, 孙永健, 郭长春, 殷尧翥, 何艳, 严田蓉, 杨志远, 徐徽, 马均. 常规氮肥与缓释氮肥配施对不同株距机插杂交稻磷素吸收、转运及分配特征的影响[J]. 作物学报, 2018, 44(1): 115-125.

Wang H Y, Jiang M J, Sun Y J, Guo C C,Yin Y Z, He Y, Yan T R, Yang Z Y, Xu H, Ma J. Effects of conventional urea combined with slow-release urea application on phosphorus uptake, translocation and distribution in mechanically transplanted rice with different plant spacings[J]., 2018, 44(1): 115-125. (in Chinese with English abstract)

[9] 王海月, 李玥, 孙永健, 李应洪, 蒋明金, 王春雨, 赵建红, 孙园园, 徐徽, 严奉君, 马均. 不同施氮水平下缓释氮肥配施对机插稻氮素利用特征及产量的影响[J]. 中国水稻科学, 2017, 31(1): 50-64.

Wang H Y, Li Y, Sun Y J,Li Y H, Jiang M J, Wang C Y, Zhao J H, Sun Y Y, Xu H, Yan F J, Ma J. Effects of slow-release urea on nitrogen utilization and yield in mechanically-transplanted rice under different nitrogen application rates[J].2017, 31(1): 50-64.(in Chinese with English abstract)

[10] 李玥, 李应洪, 赵建红, 孙永健, 徐徽, 严奉君, 谢华英, 马均. 缓控释氮肥对机插稻氮素利用特征及产量的影响[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2015, 41(6): 673-684.

Li Y, Li Y H, Zhao J H, Sun Y J, Xu H, Yan F J, Xie H Y, Ma J. Effects of slow and controlled-release nitrogen fertilizer on nitrogen utilization characteristics and yield of machine-transplanted rice[J]., 2015, 41(6): 673-684. (in Chinese with English abstract)

[11] 张绍文, 何巧林, 王海月, 蒋明金, 李应洪, 严奉君, 杨志远, 孙永健, 郭翔, 马均. 控制灌溉条件下施氮量对杂交籼稻F优498氮素利用效率及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(1): 82-94.

Zhang S W, He Q L, Wang H Y, Jiang M J, Li Y H, Yan F J, Yang Z Y, Sun Y J, Guo X, Ma J. Effects of nitrogen application rates on nitrogen use efficiency and grain yield of indica hybrid rice F you 498 under controlled intermittent irrigation[J]., 2018, 24(1): 82-94. (in Chinese with English abstract)

[12] 孙永健, 马均, 孙园园, 徐徽, 严奉君, 代邹, 蒋明金, 李玥. 水氮管理模式对杂交籼稻冈优527群体质量和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2014, 47(10): 2047-2061.

Sun Y J, Ma J, Sun Y Y, Xu H, Yan F J, Dai Z, Jiang M J, Li Y. Effects of water and nitrogen management patterns on population quality and yield of hybrid rice gangyou 527[J]., 2014, 47(10): 2047-2061. (in Chinese with English abstract)

[13] He H, You C, Wu H, Zhu D, Yang R, He Q, Wu L. Effects of nursery tray and transplanting methods on rice yield[J]., 2018, 110(1): 104.

[14] 王海月, 殷尧翥, 孙永健, 李应洪, 杨志远, 严奉君, 张绍文, 郭长春, 马均. 不同株距和缓释氮肥配施量下机插杂交稻的产量及光合特性[J]. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(4): 843-855.

Wang H Y, Yin Y Z, Sun Y J, Li Y H, Yang Z Y, Yan F J, Zhang S W, Guo C C,Ma J. Yield and photosynthetic characteristics of mechanical-transplanted rice under different slow-release nitrogen fertilizer rates and plant population[J]., 2017, 23(4): 843-855. (in Chinese with English abstract)

[15] 张桥, 向开宏, 孙永健, 武云霞, 郭长春, 唐源, 刘芳艳, 马均. 不同育秧方式下播种量和插秧机具对水稻产量及群体质量的影响[J]. 核农学报, 2020, 34(11): 227-238.

Zhang Q, Xiang K H, Sun Y J, Wu Y X; Guo C C, Tang Y, Liu F Y, Ma J. Effects of seeding amount and transplanting machines on rice yield and population quality under different seedling raising methods[J].2020, 34(11): 227-238. (in Chinese with English abstract)

[16] 孙永健, 孙园园, 蒋明金, 李应洪, 严奉君, 徐徽, 王海月, 马均. 施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2016, 49(24): 4745-4756.

Sun Y J, Sun Y Y, Jiang M J, Li Y H,Yan F J, Xu H, Wang H Y,Ma J. Effects of fertilizer levels on nitrogen utilization characteristics and yield in rice cultivars with different nitrogen use efficiencies[J]., 2016, 49(24): 4745-4756.(in Chinese with English abstract)

[17] 李应洪, 孙永健, 李玥, 吕腾飞, 蒋明金, 严奉君, 马均. 不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻根系生长及氮素利用特征的影响[J]. 中国水稻科学, 2017, 31(6): 599-610.

Li Y H, Sun Y J, Li Y, Lü T F, Jiang M J, Yan F J, Ma J. Effects of mechanical-transplanted modes and density on root growth and characteristics of nitrogen utilization in hybrid rice at different seedling-ages[J]., 2017, 31(6): 599-610.(in Chinese with English abstract)

[18] 戢林, 杨欢, 李廷轩, 张锡洲, 余海英. 氮高效利用基因型水稻干物质生产和氮素积累特性[J]. 草业学报, 2014, 23(6): 327-335.

Ji L, Yang H, Li T X, Zhang X Z, Yu H Y. Dry matter production and nitrogen accumulation of rice genotypes with different nitrogen use efficiencies[J]., 2014, 23(6): 327-335. (in Chinese with English abstract)

[19] 陈明霞, 黄见良, 崔克辉, 聂立孝, 彭少兵. 不同氮效率基因型水稻植株氨挥发速率及其与氮效率的关系[J].作物学报, 2010, 36(5): 879-884.

Chen M X, Huan J L, Cui K H,Nie L X, Peng S B. Genotypic variation in ammonia volatilization rate of rice shoots and its relationship with nitrogen use efficiency[J]., 2010, 36(5): 879-884. (in Chinese with English abstract)

[20] 尹晓明, 李辰. 不同氮效率水稻品种叶片光合作用及氮利用特征的差异分析[J]. 作物杂志, 2019(1): 90-96.

Yi X M, Li C. Differences in leaf photosynthesis and assimilation of nitrogen between two rice cultivars differing in nitrogen use efficiency[J]., 2019(1): 90-96.(in Chinese with English abstract)

[21] 彭玉, 孙永健, 蒋明金, 徐徽, 秦俭, 杨志远, 马均. 不同水分条件下缓/控释氮肥对水稻干物质量和氮素吸收、运转及分配的影响[J]. 作物学报, 2014, 40(5): 859-870.

Peng Y, Sun Y J, Jiang M J, Xu H, Qin J, Yang Z Y,Ma J. Effects of water management and slow/controlled release nitrogen fertilizer on biomass and nitrogen accumulation, translocation, and distribution in rice[J]., 2014, 40(5): 859-870.(in Chinese with English abstract)

[22] 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[J].中国农业科学, 2013, 46(23): 4876-4892.

Xu K, Zhou X T, Cao L H, 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[J]., 2013, 46(23): 4876-4892. (in Chinese with English abstract)

[23] 侯玉. 不同栽培管理模式下水稻产量形成与氮肥利用效率的比较研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2014: 37.

Hou Y. Grain yield and nitrogen use efficiency under different crop management practices in single season rice[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2014: 37.

[24] 彭龙龙. 氮肥运筹和播种量对双季稻群体发育及产量形成研究[D]. 南昌: 江西农业大学, 2016: 55-56.

Peng L L. The research on characteristics of nitrogen application and different seeding rate on double crop rice machine plug population development and yield formation[D]. Nanchang: Jiangxi Agricultural University, 2016: 55-56.

[25] 吴文革, 周永进, 陈刚, 蔡海涛, 吴然然, 李霞红, 孙如银. 不同育秧基质和水分管理对机插稻秧苗素质与产量的影响[J]. 中国生态农业学报, 2014, 22(9): 1057-1063.

Wu W G, Zhou Y J, Chen G, Cai H T, Wu R R, Li X H, Sun R Y. Effects of different seedling nursery substrates and water management modes on seedling quality and yield of mechanically transplanted rice[J]., 2014, 22(9): 1057-1063. (in Chinese with English abstract)

[26] 汪建军, 曾勇军, 易艳红, 章起明, 胡启星, 谭雪明, 黄山, 商庆银, 曾研华, 石庆华. 基于不同播种量的双季机插早稻均匀度对产量形成的影响[J]. 作物杂志, 2018(2): 141-147.

Wang J J, Zeng Y J, Yi Y H,Zhang Q M, Hu Q X, Tan X M, Huang S, Shang Q Y, Zeng Y H, Shi Q H. The uniformity of mechanical-transplanted early-season rice under different seeding rates and its effects on the formation of grain yield[J]., 2018(2): 141-147. (in Chinese with English abstract)

[27] 龙瑞平, 邓安凤, 刘冲发, 祁春, 夏琼梅, 李贵勇, 杨从党. 播种量对机插稻产量和生物学特性的影响[J]. 中国稻米, 2013, 19(4): 109-110, 113.

Long Y P, Deng A F, Liu C F, Qi C, Xia Q M, Li G Y, Yang C D.Effects of seeding rate on yield and biological characteristics of mechanical transplanting rice[J]., 2013, 19(4): 109-110, 113. (in Chinese with English abstract)

[28] 何文洪, 陈惠哲, 朱德峰, 徐一成, 林贤青, 张玉屏. 不同播种量对水稻机插秧苗素质及产量的影响[J]. 中国稻米, 2008, 14(3): 60-62.

He W H, Chen H Z, Zhu D F, Xu Y C, Lin X Q, Zhang Y P. Effects of different sowing quantity on quality and yield of rice transplanter seedlings[J]., 2008, 14(3): 60-62. (in Chinese with English abstract)

Effects of Seeding Quantity and Transplanting Machine Type on Nitrogen Utilization and Yield of Mechanically transplanted Rice in Different Seedling Raising Ways

SUN Yuanyuan1, 2,#, ZHANG Qiao1,#, SUN Yongjian1, *, TANG Yuan1, GUO Changchun1, LIU Fangyan1,WU Yunxia1, YANG Zhiyuan1, MA jun1

(Rice Research Institute of Sichuan Agricultural University/,,;Institute of Plateau Meteorology,,,;Corresponding author,:)

【】Nitrogen uptake and utilization decide matter accumulation and yield formation of rice. With the shrinking rural labor force and rapid development of machine-transplanting, there were few studies yet on nitrogen uptake under the integration of rice seedling nursing for mechanical transplanting and transplanting machines.In this manuscript, focusing on seedling raising-mechanical transplanting, a key link that connects agricultural machines with agricultural practices, we explored the effects of seedling raising methods and transplanting machines on nitrogen absorption and utilization of mechanically transplanted rice.【】Hybridrice F you 498 was used as test material and a three-factor random block experiment was designed(two seedling raising methods: nutrient soil and slime; three seeding amount: 65, 85 and 105 g/plate; two transplanting machines: 4- row walk-on transplanter and 6-row riding high-speed transplanter). 【】The seedling raising method, seed quantity and transplanting machine exerted significant or extremely significant effects on nitrogen absorption and translocation in vegetative organs, SPAD value of flag leaf and nitrogen harvest index, nitrogen production efficiency and grain yield of mechanically transplanted rice, and the interaction effect was significant or extremely significant. The nitrogen accumulation and nitrogen use efficiency of mechanically transplanted rice under nutrient soil treatment were higher than those under slime treatment, and the nitrogen translocation amount, translocation rate, contribution rate and nitrogen increase in panicle were higher than those under slurry treatment to a certain extent, with an average increase of 21.12%, 15.20%, 10.03% and 6.45%. With the increasing sowing quantity, the grain yield, nitrogen absorption and translocation amount, nitrogen dry matter production efficiency and nitrogen partial productivity of mechanically transplanted rice increased first and then decreased. Especially, the nitrogen accumulation in mature stage of mechanically transplanted rice with the sowing quantity of 85 g/plate increased by 16.19% and 28.14% on average as compared with the sowing amount of 65 g/plate and 105 g/plate. The yield and its component factors, dry matter weight at seeding stage, nitrogen uptake and translocation amount, nitrogen dry matter production efficiency and nitrogen partial productivity of mechanically transplanted rice with 6-row riding high-speed transplanter were significantly higher than those with 4-row walk-on transplanter.【】Given nitrogen accumulation, nitrogen translocation amount, nitrogen accumulation in panicle, nitrogen yield and its components, nutrition soil , coupled with the sowing quantity of 85 g/plate and 6-row riding high-speed transplanter could effectively improve nitrogen uptake and utilization and promote the formation of grain yield.

seedling raising method; seeding amount; transplanting machine; N absorption and utilization; yield

10.16819/j.1001-7216.2021.200820

2020-08-28;

2021-03-30。

国家重点研发计划重点专项(2018YFD0301202);四川省科技支撑计划资助项目(2020YJ0411);四川省学术和技术培养支持经费资助项目(川人社办发[2016]183号)。

猜你喜欢
插秧机播种量氮素
不同氮肥用量对小麦氮素吸收分配及利用效率的影响
不同产量潜力小麦品种氮素积累与转运的差异
不同区域小麦播量优化试验研究
诱变结合小孢子培养的氮高效大麦DH株系评价
2019—2020 年度固始县优质小麦播种量优化试验总结
2019—2020年度优质小麦不同播种量试验
2019—2020 年度优质小麦不同播种量试验
高温胁迫下番茄临界氮模型的建立及氮素营养诊断*
插秧机的使用与维修
浅谈水稻插秧机的使用维护及故障排除