氮肥后移對超級稻揚兩優6號產量及氮肥利用率的影響

劉桃菊，唐建軍，江紹琳，王潤寒，朱 冰，程 濤，羅 真

（江西農業大學農學院，江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室，南昌 330045）

氮素是谷類作物吸收量最多的營養元素，氮肥使用對提高農作物產量具有重要作用[1-2]，隨著產量不斷提高，氮肥施用量也逐年增大，其肥料利用率較低、肥效下降。氮肥過量施用和較低的利用率，造成嚴重的環境污染，是空氣和水土的主要污染源，土壤結構進一步惡化，成為制約農業生產可持續發展的重要限制因素[3-4]。因此，進一步提高氮肥利用率和減少氮肥施用量是亟待深入研究的課題。

作物氮素吸收利用率受諸多因素影響，前人已有廣泛研究[5-6]。江立庚等研究3個水稻品種的氮素吸收利用效率及其對產量和品質的影響，發現在相同施氮水平下提高穗肥比率可增加氮素回收效率、氮素積累總量和氮素運轉效率，使氮素生產效率下降[7]?；糁醒蟮妊芯康什煌繁葘Ｓ眯←湹世寐实挠绊?，表明增加拔節期追氮比例可顯著提高氮吸收率和氮肥利用率[8]。丁艷鋒等研究氮素基、蘗肥用量對水稻氮素吸收與利用的影響[9-10]。曾建敏等研究水稻生理生化特性對氮肥的反應及與氮利用效率的關系[11-12]，李廣宇等研究前氮后移對寒地水稻群體質量、產量等的影響[13-14]。但氮素施用方式對超高產水稻氮素吸收與利用效率的研究還相對較少。20世紀90年代以來，隨著水稻品種的不斷更新，高產耐肥新品種在生產上的應用使得氮肥用量不斷增加，雖然水稻單產得到提高，但經濟系數偏低。因此，本試驗以超高產水稻為試驗材料，研究其氮肥吸收利用規律，在保證水稻高產優質的前提下，通過合理的氮肥運籌，提高氮肥利用率，為因種栽培、定量施肥提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選用江蘇里下河地區農業科學研究所選育的超級雜交中稻品種揚兩優6號為試驗材料。供試土壤為第四紀紅壤，基本理化性狀為全氮1.04 g·kg-1，堿解氮78.63 mg·kg-1，有效磷30.31 mg·kg-1，速效鉀110.48 mg·kg-1，有機質31.15 g·kg-1，pH 5.64。

1.2 試驗設計

試驗在江西農業大學科技園進行，在相同施氮量條件下，設置不同基蘗肥與穗粒肥比共4個處理，分別為 5∶5、6∶4、7∶3、全部作基蘗肥施入（10∶0），設1個空白作對照，共5個處理隨機區組排列，5次重復?？偸┑繛?95 kg·hm-2，各處理相同，磷肥（P2O5）每處理 90 kg·hm-2，全部作基肥，鉀肥（K2O）每處理150 kg·hm-2，基肥60%，穗肥40%，水分、病蟲害防治等農藝措施按常規管理。氮肥運籌處理基肥統一為40%，追肥按照適當后移的原則逐步減少分蘗肥的用量，增加穗粒肥的用量，具體為：①10∶0處理：前期基蘗肥占100%，后期不施穗粒肥；即基肥40%，分蘗肥60%；②7∶3處理：前期基蘗肥占70%，后期穗粒肥占30%；即基肥40%，分蘗肥30%，穗肥20%，粒肥10%；③6∶4處理：前期基蘗肥占60%，后期穗粒肥占40%；即基肥40%，分蘗肥20%，穗肥20%，粒肥20%；④5∶5處理：前期基蘗肥占50%，后期穗粒肥占50%；即基肥40%，分蘗肥10%，穗肥20%，粒肥30%；⑤對照（CK）：以不施氮肥區作對照。

1.3 調查與分析方法

分別在抽穗期、成熟期取樣，將葉、莖、穗分別裝入樣品袋，105℃殺青10 min，70℃烘72 h至恒重，稱取干重。樣本烘干粉碎后統一測定含氮量，植株組織含氮量采用凱氏半微量定氮法測定，計算稻株各生育階段的含氮率、吸氮量。成熟期取樣考種，收割后計實產。

1.4 有關參數計算方法

莖鞘物質轉運率（%）=（抽穗期莖鞘干重-成熟期莖鞘干重）/抽穗期莖鞘干重×100%；

氮肥農學利用率=（施氮區產量-空白區產量）/施氮量；

氮肥表觀利用率=（施氮區植株總吸氮量-空白區植株總吸氮量）/施氮量；

氮素籽粒生產效率=籽粒產量/植株氮素積累量；

氮素收獲指數（%）=籽粒氮積累量/成熟期總氮積累量×100%；

試驗數據采用Excel和DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥后移對產量及產量構成因子的影響

由表1可知，實際產量以基蘗肥與穗粒肥比為 6∶4 的最高，達 560.02 kg·667 m-2，基蘗肥與穗粒肥為5∶5的處理次之，實際產量為510.73 kg·667 m-2，5個處理的產量由高至低順序依次為：6∶4＞5∶5＞7∶3＞10∶0＞CK?；Y肥與穗粒肥的比例過高或過低均不能達到最高產量水平，氮肥前期過多，則無效分蘗過多，有效分蘗臨界期后生長旺盛產生過多的無效分蘗；氮素追肥全部作基蘗肥在分蘗期一次性施完，其最高苗可達20萬·667 m-2以上，有效穗數增多，穗小粒少，結實率低，進而縮小庫容，降低產量?；Y肥與穗肥比例為6∶4時，水稻高產的群體結構最合理，有效穗、穗粒數、結實率與千粒重的乘積最大，協調產量的各個因子達最佳值。蘗肥增加，穗肥減少，造成前期旺盛生長，中期吸氮不夠，沒有形成健壯的群體，后期積累就不夠，庫源失調，產量降低。

表1 氮肥后移對產量及產量構成因子的影響Table 1 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on yield and yield components

2.2 氮肥后移對干物質積累與轉運的影響

由表2可知，隨著氮肥的后移，抽穗期干物質生產量明顯減少，干物質生產量最多的是氮肥全部作基蘗肥的處理，達799.56 kg·667 m-2，比對照增加112.86%，干物質生產量最少的是5:5的處理，達627.48 kg·667 m-2，比對照增加67.05%；至成熟期的干物質生產量與產量呈正相關，干物質生產量大的，籽粒產量也高，籽粒產量與干物質積累量趨勢一致，基蘗肥與穗肥比例6∶4處理干物質積累量最大。隨著氮肥的后移，抽穗至成熟期干物質積累量明顯提高，最高的是5∶5，占38.81%，其次是6∶4，占36.13%，各處理從高到低的順序依次是5∶5＞6∶4＞7∶3＞CK＞10∶0；基蘗肥占較高比例的抽穗后，干物質積累量增加緩慢，光合積累干物質的能力降低，產量未提高。

表2 氮肥后移對干物質積累與轉運的影響Table 2 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on dry matter accumulation and translocation

由表2還可以看出，隨著氮肥的后移，莖鞘物質轉運率相對減少，其灌漿物質主要來源于抽穗后光合產物的積累，而莖鞘物質的轉運率相對降低，說明氮肥后移的增產作用主要來源于前期留出部分生長空間供抽穗后高效葉的光合作用，使得穗大粒多，灌漿物質充足，結實率提高，從而提高產量。而來自抽穗前莖鞘物質轉運的比例有逐漸降低趨勢。

2.3 氮肥后移對水稻氮素吸收的影響

由表3可知，基蘗肥與穗粒肥的施用比例對揚兩優6號植株不同生育階段吸氮量有明顯影響，基蘗肥施氮量多，則抽穗期前吸氮量也較多。如表3所示，抽穗期前植株吸氮量最高的是氮肥全部作基蘗肥的處理，為6.87 kg·667 m-2，占總吸氮量的82.86%，總的順序是10∶0＞6∶4＞7∶3＞5∶5＞CK。而總吸氮量則以6:4處理最高，總吸氮量由大到小的順序是6∶4＞7∶3＞5∶5＞10∶0＞CK，說明同樣的施氮量，最終吸氮量與氮肥運籌有關，運籌合理，則吸氮量高，不合理則吸氮量降低；各階段吸氮量與氮肥運籌也有關，基蘗肥占較高比例，前期吸氮量高，無效群體過大，后期吸氮不夠；隨著氮肥后移，增加后期穗粒肥的比例，抽穗以后吸氮量會增加。

表3 氮肥后移對植株生育階段吸氮量的影響Table 3 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on nitrogen uptake at different growing stages

2.4 氮肥后移對水稻氮肥利用率的影響

氮肥利用率指標有氮肥農學利用率和氮肥表觀利用率等。氮肥農學利用率是指施入1 kg純氮增產的稻谷產量；氮肥表觀利用率指作物來自于施肥中的吸氮量占施肥量的百分比。由表4可以看出，在施等量氮肥情況下，氮肥農學利用率最高的是6∶4處理，達23.6 kg·kg-1，最低的是氮肥全部作基蘗肥的處理，達15.04 kg·kg-1，5∶5和7∶3處理中等；從氮肥表觀利用率來看，最高的是6∶4處理達50.92 kg·kg-1，其次是7∶3處理達46.98 kg·kg-1，最低的是全部作基蘗肥的處理；生產100 kg稻谷吸氮量最高的是7∶3處理達2.06 kg，其次6∶4處理達1.94 kg，5∶5和10∶0處理接近1.84～1.85 kg，說明氮肥適當后移不僅能提高水稻籽粒產量，而且能提高氮肥利用率，從而減少其對環境的影響，達到水稻產量與氮素利用率的統一。

表4 氮肥后移對氮肥利用率的影響Table 4 Influence of postponing nitrogen fertilizer application on nitrogen using efficiency

3 討論與結論

氮素是作物最重要的產量限制因子之一。不同氮肥運籌方式對水稻產量及氮肥利用率有很大影響。本試驗結果表明，氮肥適當后移可提高水稻產量和氮肥利用率。合理的氮肥運籌，能優化超級水稻群體結構，提高水稻籽粒產量和氮肥表觀利用率、氮肥農學利用率，實現產谷效率與氮素利用率的統一。本試驗基蘗肥與穗粒肥比例為6∶4時籽粒產量和氮肥利用率最高，而全部作基蘗肥則產量和氮肥利用率均最低。

前期氮素供應過多，基蘗肥占比例大，則容易奢侈吸收，發生大量無效分蘗，增加拔節期吸氮量及無效分蘗吸氮量，拔節前群體增加，群體過大，無效生長增加，有效的莖蘗個體弱小，穎花數不足，庫容縮小，從而降低后期的吸氮量而減產。氮肥適當后移，有利于水稻植株后期氮素吸收，對于提高水稻后期光合同化能力，延緩葉片衰老、促進光合同化物運轉等方面具有重要作用，從而增加后期的干物質生產，提高籽粒產量。但是后期氮肥過多，則前期的群體數小，后期庫不足，也會降低產量。

綜上所述，從產量和氮肥利用率及氮素吸收方面考慮，揚兩優6號比較合理的氮肥后移方式為60%作為基蘗肥，40%作為穗粒肥，該氮肥運籌方式能優化水稻群體結構，提高氮肥利用率和氮素吸收，減輕環境污染，增加收益。

[1] 馮濤,楊京平,施宏鑫,等.高肥力稻田不同施氮水平下的氮肥效應和幾種氮肥利用率的研究[J].浙江大學學報:農業與生命科學版,2006,32(1):60-64．

[2] 王月福,姜東,于振文,等.高低土壤肥力下小麥基施和追施氮肥的利用效率和增產效應[J].作物學報,2003,29(4):491-495．

[3] 李雪娟,湯劍平,莊靜.近年水稻生產上的技術問題和節肥增效技術[J].上海農業科技,2004(4):26-27．

[4] 朱兆良.農田中氮肥的損失與對策[J].土壤與環境,2000,9(1):1-6．

[5] 董桂春,王余龍,張岳芳,等.不同氮素籽粒生產效率類型秈稻品種產量及其構成的基本特點[J].作物學報,2006,32(10):1511-1518．

[6] Peng S B,Cassman K G.Upper thresholds of nitrogen uptake rates and associated nitrogen fertilizer efficiencies in irrigated rice[J].Agronomy Journal,1998,90(2):178-185.

[7] 江立庚,曹衛星,甘秀芹,等.不同施氮水平對南方早稻氮素吸收利用及其產量和品質的影響[J].中國農業科學,2004,37(4):490-496．

[8] 霍中洋,葛鑫,張洪程,等.施氮方式對不同專用小麥氮素吸收及氮肥利用率的影響[J].作物學報,2004,30(5):449-454．

[9] 丁艷鋒,劉勝環,王紹華,等.氮素基、蘗肥用量對水稻氮素吸收與利用的影響[J].作物學報,2004,30(8):762-767．

[10] 宋桂云,徐正進,賀梅,等.氮肥對水稻氮素吸收及利用效率的影響[J].中國土壤與肥料,2007(4):44-48．

[11] 曾建敏,崔克輝,黃見良,等.水稻生理生化特性對氮肥的反應及與氮利用效率的關系[J].作物學報,2007,33(7):1168-1176.

[12] 張洪程,王秀芹,戴其根,等.施氮量對雜交稻兩優培九產量、品質及吸氮特性的影響[J].中國農業科學,2003,36(7):800-806.

[13] 李廣宇,彭顯龍,劉元英,等.前氮后移對寒地水稻產量和稻米品質的影響[J].東北農業大學學報,2009,40(3):7-11．

[14] 張慧,彭顯龍,劉元英,等.前氮后移對寒地水稻群體質量的影響[J].土壤通報,2011,42(2):402-406.