施氮量对直播稻绿旱粳1号农艺性状和产量的影响

段素梅，陈龙，王士梅，杨安中，方吴云，龚存力，宗易

(1.安徽科技学院 农学院,安徽 凤阳 233100；2.安徽省农业科学院 水稻研究所,安徽 合肥 230031)

据统计，氮肥对我国粮食产量的贡献率为40%～50%，在农业生产中发挥着非常重要的作用[1]。在水稻生产中，适宜的氮肥用量不仅可以提高叶片光合能力，还可以优化群体结构，进而提高水稻群体的生产能力[1-5]。但如果施用不当，不仅使氮肥的增产能力下降，还会造成倒伏和减产，经济效益下降，更严重的后果是还会带来生态环境的恶化，影响稻米生产的安全品质[5-8]。目前我国农作物氮肥利用率还远低于世界平均水平，大量研究认为，水稻氮肥施用量过高、施用比例不合理是导致氮肥利用率低的主要原因[8-9]。

因此，有效控制氮肥用量，提高氮肥利用率是当前水稻生产上亟待解决的问题。关于不同水稻品种施氮量的确定，前人大量研究[10-11]表明，水稻最佳施氮量因水稻品种、土壤条件以及施氮方法不同而有很大差异；水稻不同类型间(籼粳稻、杂交稻和超级稻等)和不同品种间在物质生产、氮素吸收与利用上普遍存在基因型差异[10-13]。所以，根据品种和栽培措施等情况合理确定施氮量显得越来越重要。

绿旱粳1号是安徽农业科学院水稻研究所抗旱育种团队选育的适宜旱直播的常规粳稻新品种，目前正在江苏、安徽等省推广种植。与传统手栽稻相比，旱直播稻虽然有齐穗偏迟、低产低效等缺陷，但有节水显著、抗涝保收能力强、机械化程度高、劳动强度低等优点。传统水稻直播生产往往采用较为粗放的人工撒直播方式进行，与之配套的通常是习惯性的高肥高播量栽培方式，过高的氮肥投入造成氮肥利用效率低，不仅造成了浪费，还加剧了农业面源污染，严重影响绿色生态环境的可持续发展，既不利于稳产增效又增加了粮食安全风险[1,7]。栽插稻氮肥用量较多[7-9]，旱直播水稻氮肥合理用量的相关研究相对还较少[9,13-14]，水稻新品种绿旱粳1号直播氮肥用量的研究还未见到。本试验详细分析了氮肥用量对旱直播稻新品种绿旱粳1号的茎蘖动态、抗倒伏系数、经济系数和产量因素等的影响，以期为本地区生产上推广绿旱粳1号氮肥合理利用提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试氮肥为尿素(N含量46%)，从凤阳县肥料市场购买；供试水稻品种为绿旱粳1号，种子由安徽省农业科学院水稻研究所抗逆室提供。

1.2 处理设计

试验采用塑料桶栽，塑料桶从当地市场购买，高28 cm，上口直径30 cm，下口直径25 cm，每桶装土14 kg。试验设全生育期每桶施尿素0 g(N0)、2.0 g(N2)、3.0 g(N3)、4.0 g(N4)、4.5 g(N5)、5.0 g(N6)、6.0 g(N7)共7个处理(根据栽插株数和面积，折合理论纯氮0、130、195、260、290、325、390 kg·hm-2)，以N0为对照，设置3次重复，共计21桶。氮肥的施用按基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2的比例分3次施用(表1)。5月6日旱直播，每桶播2穴，每穴1粒种子。旱播水管，生长期间水分及病虫草害均采用统一管理。

表1 每桶各时期施氮肥量

1.3 测定项目与方法

分蘖期每隔7 d观察记载茎蘖数一次，至茎蘖数不再增加为止；从始穗期开始，每隔7 d用叶绿素测定仪(SPAD-502plus)测定1次叶绿素相对含量(SPAD值)，共测定5次；水稻成熟后考察每桶生物产量、株高、第1～2节间长度、第1～2节间重、有效穗数、穗长、一次枝梗数、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重和实际产量，并计算抗倒伏系数(第1～2节间重/第1～2节间长度)、经济系数(经济产量/生物产量)、根冠比(根系重/地上部重)。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对株高和抗倒伏性能的影响

由图1和表2可知，各处理株高由高到低依次为N4>N5>N6>N3>N7>N2>N0(CK)，各处理之间株高变化呈单峰曲线(N4时处于峰值)。从株高变化趋势看，每桶氮肥用量0～4.0 g，株高随着秧龄的增加而增加，当每桶氮肥用量超过4.0 g后，株高随着氮肥用量的增加而下降。这表明适当增加氮肥的用量，有利于提供营养元素，满足生长需要，但当氮肥用量过多时，群体间竞争激烈，无效分蘖增加，部分分蘖勉强生成有效穗，但长势极差，导致群体的平均株高值较小。

图1 氮肥用量对株高的影响

抗倒伏系数由高到低依次为N2>CK>N3>N4>N6>N7>N5。氮肥用量对水稻新品种绿旱粳1号的抗倒伏性能有明显的影响，N2的抗倒伏系数最高，随着氮肥用量增加，抗倒伏系数逐渐减小。这说明在低氮水平下，适当的增加氮肥用量，可以提高绿旱粳1号的抗倒伏性能，但超出一定用量后，氮肥会促进分蘖发生和生长，节间长度增加，茎秆物质充实较少，抗倒伏能力下降。

表2 各处理株高及抗倒伏系数

2.2 氮肥用量对茎蘖动态的影响

由表3数据可看出，氮肥用量对水稻新品种绿旱粳1号分蘖发生影响很大。绿旱粳1号每桶的茎蘖数在生育前期随氮肥施用量的增加而增加，但在生育中期氮肥过高茎蘖数达最大值后不再增加，反而逐渐减少。低氮肥处理的最大茎蘖数早于高氮肥处理，氮肥量的增加导致无效分蘖增加，成穗率不增反而下降。随着氮肥用量的增加绿旱粳1号的成穗率不断增加，但当达到某一范围时，成穗率达到最大不再增加，继续施用氮肥成穗率不断下降。低于N5处理的氮肥用量，成穗率与对照相比差异均显著，其中N2、N3、N4处理与对照CK差异达到显著水平。

表3 各处理茎蘖动态及成穗率

2.3 氮肥用量对始穗后剑叶叶绿素含量的影响

始穗后每周用叶绿素仪对剑叶的叶绿素进行1次测定，由图2可看出，随着氮肥用量的增加，各处理与CK相比，SPAD值均有增加，且当每桶氮肥用量超过4.5 g(N5)后，收获期SPAD值仍然在很高水平，出现贪青晚熟现象。同一处理间随着测定的时间不同，始穗后剑叶的叶绿素含量整体表现出先上升达到最大值后下降的趋势。

图2 各处理始穗后剑叶叶绿素相对含量

2.4 氮肥用量对根冠比和经济系数的影响

由表4可以看出，氮肥用量对绿旱粳1号的经济系数有明显的影响。整体趋势是随着氮肥用量水平的增加，绿旱粳1号的经济系数增大，N3处理到达峰值，继续增加氮肥的用量，经济系数反而下降。CK的根冠比最高，N7根冠比最小，随着氮肥用量的增加，根冠比与CK相比呈下降趋势，每桶氮肥用量4.5 g以内，根冠比与CK差异不显著，超过4.5 g根冠比逐渐下降，差异达到显著水平。

2.5 氮肥用量对穗部性状的影响

由表5可以看出，氮肥用量对绿旱粳1号的穗长、一次分枝数等穗部性状的影响较大。随氮肥施用量的增加，穗长、一次分枝数、穗粒数和着粒密度的变化均呈先增加后降低的趋势，与CK相比，处理间的穗长、一次枝梗数、穗粒数差异显著。随氮肥施用量的增加，绿旱粳1号的着粒密度与氮肥施用量变化响应不明显，着粒密度中N4处理最大，其原因可能是着粒密度与穗粒数和分枝呈正比，与穗长呈反比，当穗长较短，穗粒数多时，其着粒密度就大。

表4 各处理经济系数及根冠比

表5 各处理穗部性状

2.6 氮肥用量对产量因素及理论产量的影响

由表6可以看出，有效穗数基本上随着氮肥用量的增加呈增加的趋势，可能是因为在一定范围内增加氮肥用量促进了分蘖和生长，从而增加有效穗数。氮肥用量对穗粒数的影响规律也是随着氮肥用量的增加，穗粒数均增加，但并不是氮肥越多穗粒数越大。氮肥用量大，虽然穗粒数大，但每穗实粒数却有所降低。各处理的千粒重随着氮肥用量的变化差异不显著；理论产量随着氮肥用量的增加也在增加，在增加到一定范围后，再增加氮肥用量，理论产量下降。

氮肥用量对绿旱粳1号的实际产量有明显的影响。各处理实际产量的大小依次为N4>N5>N6>N3>N2>N7>CK。水稻产量随着氮肥用量的增加而提高，但超过N4水平后，增产幅度下降，氮肥利用效率降低，故相比较来看，N4处理是最佳施氮肥水平。

表6 各处理产量因素及实际产量

3 小结与讨论

氮肥是对水稻农艺性状和产量影响较大的因素。在一定施氮量范围内，籽粒产量随施氮量的增加而增加，超过一定范围后，再增加施氮量籽粒产量不增加反而下降，本试验结果与周丽燕等[15-18]的研究结果一致。随着氮肥用量增加，绿旱粳1号株高、茎蘖动态、叶绿素含量和穗长、一次枝梗数、着粒密度等穗部性状改善，数量和长度增加，增加“库”容量使水稻高产，氮肥用量增加，叶绿素含量、生物产量和经济系数提高，为水稻高产提供足够的“源”，为物质积累与转移奠定基础。统计分析表明，氮肥用量、产量与茎蘖动态、穗部性状相一致，氮肥不仅能提高绿旱粳1号的产量，还能协调“源”和“库”的作用。合理施用氮肥，对协调水稻产量性状、茎蘖动态，提高成穗率和研究水稻高产具有重要意义。本试验条件下得出适宜的纯氮总量为0～260 kg·hm-2，此范围内，绿旱粳1号的增产幅度最大，氮肥利用效率最高；超出这一范围，水稻农艺性状、产量和经济系数下降。可能是因为施氮量过大，无效分蘖增加，群体生长，后期生长贪青晚熟，生物产量增加，千粒重下降，瘪粒增多，而导致产量和经济系数降低。因此，在安徽凤阳及沿淮地区绿旱粳1号生育期氮肥总用量应控制在260 kg·hm-2以内。