水稻—番茄栽培模式下水稻肥料運籌技術研究

葉小霖+路丹+宋淑芳+沈方科+顧明華

摘要：【目的】探明肥料運籌技術對水稻養分吸收及產量的影響?！痉椒ā吭囼炦x擇“黃華占”和“桂育9號”兩個水稻品種，設置3個處理3次重復，共18個小區。測定了習慣施肥、長效肥、長效肥+硅肥3種施肥處理下水稻農藝性狀、葉片氮磷鉀含量、葉綠素含量、葉綠素熒光參數變化以及產量?！窘Y果】與習慣施肥處理相比，長效肥、長效肥+硅肥處理降低了兩個水稻品種各生育期內葉片的氮磷鉀含量，但是差異不顯著，長效肥處理降低的幅度較大。不同施肥和不同品種之間水稻葉片的葉綠素含量、Fo、Fm和Fv/Fm存在一定差異，但是差異未達顯著水平。長效肥+硅肥處理能提高水稻葉片的Fv/Fm、qP，降低非光化學猝滅系數qN，從而增加PSⅡ天線色素對光能的捕獲量和捕獲效率，降低熱耗散，提高光合速率。長效肥、長效肥+硅肥處理對“桂育9號”品種分別增產15.17%和15.31%?！窘Y論】長效肥以及長效肥配施硅肥雖然對水稻葉片養分含量影響不明顯，對“黃華占”品種產量影響不大，但是提高了“桂育9號”產量。

關鍵詞：水稻；長效肥；養分吸收；葉綠素；產量

中圖分類號：S511S641文獻標識碼：A文章編號：1003-4374（2017）01-0006-07

Abstract：【Objective】In order to explore the effect of fertilizer application technology on the amount of rice output and the amount of nutrition absorbed by the rice plants.【Method】This experiment，which comprises three treatments and three repetitions in 18 small plots，has been conducted with two rice varieties，namely “Huanghuazhan” and “Guiyu 9”，adopted as experimental subjects. During the experiment，the authors adopted three fertilizing schemes：conventional fertilizer，longlasting fertilizer and the combination of longlasting fertilizer & silicon fertilizer. Then they surveyed the output of the rice plants and monitored their agronomic traits，the content of nitrogen，phosphorus and kalium in the rice leaves，the content of chiorophyll in the rice plants and the change of Chlorophyll Fluorescence Parameters of the rice plants.【Result】As a result，compared with conventional fertilizer，the longlasting fertilizer and the combination of longlasting fertilizer & silicon fertilizer lower the content of nitrogen，phosphorus and kalium in the rice leaves of the two rice varieties in all growth stages，but the difference of the content is not very notable，and the rice plants with longlasting fertilizer contain the lowest amount of nitrogen，phosphorus and kalium. The amount of chiorophyll，the initial fluorescence （Fo），the maximal fluorescence （Fm）and the maximal quantum efficiency （Fv/Fm）of PSII of the leaves with different fertilizing schemes and of the two varieties are different，yet the differences are not obvious. With the combination of longlasting fertilizer & silicon fertilizer applied，the maximal quantum efficiency （Fm）and photochemical quenching coefficient （qP）of the rice leaves can be enhanced，and the nonphotochemical quenching coefficient （qN）can be reduced，thus the light energy absorbed by the antenna pigment and the efficiency of the absorbing is enhanced，and the heat loss was reduced，so the rate of photosynthesis is promoted. As a result，the output of the rice plants of “Guiyu 9” fed with longlasting fertilizer has increased by 15.17%，and the output of the rice plants of the same variety fed with both longterm fertilizer & silicon fertilizer has been increased by 15.31%.【Conclusion】 In conclusion，both fertilizing schemes of longlasting fertilizer and the combination of longlasting fertilizer& silicon do not have noticeable effect on the nutrition content in rice leaves. With these fertilizers used，the output of “Huanghuazhan” plants remain roughly the same，however，that of “Guiyu 9” plants can be increased.

Key words： rice；longlasting fertilizer；nutrition absorbing；chiorophyll；output

水稻作為我國的主要糧食作物之一，其產量的高低影響著我國糧食供應的需求。氮肥是影響水稻產量的重要因素，但是水稻對氮肥的利用率卻僅僅只有30%～35%[1]。長時間過量使用氮肥不僅會造成地表水的富營養化，水體污染，還會導致硝酸鹽在植物體內過量累積，影響作物品質[2]。大量研究表明：長效肥代替傳統速效化肥以及減量優化施肥可以有效降低傳統施肥存在的弊端[3-7]。

水稻產量以及養分吸收利用受不同的施肥模式和施肥量影響顯著。馬國輝等[8]研究認為，在適宜的氮素水平下水稻才能獲得高產，氮肥施用超過一定范圍水稻產量則會降低。磷鉀對水稻產量的影響遠小于氮素，但是適宜的磷、鉀肥有利于提高水稻產量，過量使用磷、鉀肥同樣會造成土壤磷、鉀素的積累，不僅增加了成本，還引起土壤環境的污染[9]。李成亮等[10]研究發現，氮磷鉀三種肥料的合理配施對水稻的增產效果大于其他兩種肥料配施。肥料的使用是提高作物產量的主要措施，有研究顯示適宜的肥料運籌技術能夠增加作物的光合色素，改善作物的葉綠素熒光動力學參數[11-14]，從而提高作物的產量。

右江河谷地區屬典型的南亞熱帶季風氣候，氣候較為適宜，該地區主要栽培模式為稻-菜和稻-稻-菜輪作模式，當地農民為了追求高產量，缺乏對番茄、水稻養分的正確管理，如肥料施用過量、養分比例不合理等，不僅影響了番茄和水稻產量、品質的提升，還給右江河谷區的環境帶來很大的壓力。因此，本文以水稻作為研究對象，從作物養分吸收特性，研究水稻-番茄輪作模式下不同肥料運籌對水稻農藝性狀、氮磷鉀養分吸收、葉綠素含量、葉綠素熒光參數以及產量的影響，在穩產保產的基礎上構建適宜的肥料運籌技術，旨在為當地合理施肥，保護生態環境提供依據。

1材料與方法

1.1試驗地點與材料

大田試驗于2015年4～8月在廣西百色市田陽縣百育鎮九合村進行，該地屬于南亞熱帶季風氣候，年均氣溫21.8℃～22.1℃，年均降雨量1053～1100mm，無霜期長達356d。供試土壤為第四紀紅土母質發育成的水稻土，種植制度為稻—稻—番茄，土壤pH值5.69，有機質33.05g·kg-1，堿解氮113.5mg·kg-1，速效磷135.9mg·kg-1，速效鉀187.2mg·kg-1，土壤肥力中上等。

供試材料為常規稻：“黃華占”和“桂育9號”?！包S華占”，粵審稻，感溫型常規稻品種；“桂育9號”，桂審稻，感溫秈型常規水稻，為當地主要推廣種之一。

1.2試驗設計

試驗設計3個處理，分別為：（1）習慣施肥處理（CK），基肥：復合肥（24-10-14）225kg·hm2，5天后追肥尿素112.5kg·hm2，10天追肥尿素75kg·hm2、氯化鉀112.5kg·hm2。（2）長效肥處理（C），不施基肥，移栽后5天施用長效肥（17-17-17）300kg·hm2，尿素75kg·hm2。（3）長效肥+硅肥（C+Si），硅肥為實驗室自配（氧化鎂∶雙飛粉∶木鈣∶水溶性硅）=2∶2∶1∶5，硅肥作為基肥一次性施用，移栽后5天施用長效肥（17-17-17）300kg·hm2，尿素75kg·hm2。每個處理重復3次，采用隨機區組排列，小區面積為42m2，各小區之間采用不透水的隔板隔開。各處理肥料折合純N、P2O5、K2O、SiO2含量見表1。

水稻于2015年5月6號移栽，每蔸插2株秧苗，移栽密度為20cm×25cm，8月2號收獲。根據當地管理和防治技術進行稻田管理和病蟲害防治。

1.3測定項目與方法

1.3.1葉片全N、P、K含量測定分別在水稻的苗期、分蘗期、拔節期、孕穗期和成熟期，每小區取代表性植株3兜，收取全部葉片，洗凈后置于105℃烘箱內殺青30min，65℃烘干至恒重，用粉樣機粉碎后，H2SO4-H2O2消煮，連續流動分析儀測定全氮含量，鉬銻抗比色法測定全磷含量，火焰光度計法測定全鉀含量。

1.3.2葉綠素含量測定分別于水稻苗期、分蘗期、拔節期和孕穗期4個時期，每小區選取5兜水稻植株，苗期和分蘗期采集植株主莖頂部第一展開葉，拔節期、孕穗期采集植株主莖劍葉，用干冰冷藏后馬上帶回實驗室，用80%丙酮提取，分光光度計測定葉綠素含量。

1.3.3葉綠素熒光參數測定于水稻孕穗期每小區選取5兜，取相同節位的功能葉片，用PAM-2500葉綠素熒光儀測定熒光動力學曲線，并從熒光動力學曲線中解析出以下熒光參數：Fo、Fm、Fv/Fm、植物葉片的熒光光化學猝滅系數（qP）、熒光非光化學猝滅系數（qN）。

1.3.4農藝性狀的測定水稻收獲前一天，在每個小區取有代表性植株5兜，測定穗長、每兜有效分蘗數、每穗總粒數、實粒數、結實率、千粒重。同時，測定各小區的水稻實際產量。

1.3.5產量測定各小區水稻產量進行實測，然后換算成每公項產量。

1.4數據分析

試驗數據采用Excel 2007進行處理，利用SPSS 22.0對數據進行統計分析，其中多重比較采用最小顯著性差異法（LSD 法）。

2結果與分析

2.1不同施肥處理對水稻產量及其構成因素的影響

不同施肥處理下水稻的產量以及產量構成因素在不同水稻品種間的表現差異不一（見表2）。與CK相比，C處理和C+Si處理“黃華占”水稻產量略有降低，而“桂育9號”分別增產15.17%和15.31%，且差異顯著。從產量構成指標分析，C處理和C+Si處理“黃華占”水稻品種除了每蔸有效分蘗數指標顯著低于CK外，其它產量構成指標與CK差異不顯著，而“桂育9號”水稻品種的每穗總粒數、每穗實粒數高于CK，其中C+Si處理達到顯著水平，其它產量構成指標與CK差異不顯著。

2.2不同施肥處理對水稻葉片氮、磷、鉀養分含量的影響

2.2.1不同施肥處理對水稻葉片氮含量的影響從圖1、圖2可知，兩個品種的水稻葉片氮含量隨著生育期延長而逐漸降低。在水稻整個生育期，C處理和C+Si處理均降低了水稻葉片氮含量。C處理葉片氮含量降低的幅度要大于C+Si處理。表明肥料運籌技術中減少氮肥施用量會降低水稻葉片氮素含量，但是降低幅度不明顯。

2.2.2不同施肥處理對水稻葉片磷含量的影響從圖3、圖4可知，兩個品種的水稻葉片磷含量總體上呈現在拔節期前變化不大，之后急劇降低現像。在水稻整個生育期，CK處理的“黃華占”水稻品種葉片磷含量均高于C和C+Si處理，并且C+Si處理高于C處理。而C+Si處理下“桂育9號”水稻品種葉片磷含量在苗期、分蘗期和成熟期高于CK和C處理。但是，總體上，不同處理水稻各時期葉片磷含量差異不大。

2.2.3不同施肥處理對水稻葉片鉀含量的影響從圖4、圖5可知，兩個品種的水稻葉片鉀含量隨著生育期延長而降低。不同施肥處理的“黃華占”水稻品種葉片鉀含量在分蘗期、拔節期、孕穗期差異不顯著。苗期葉片鉀含量表現為CK>C+Si>C，成熟期則表現為C+Si>CK>C。C處理的“桂育9號”水稻品種葉片鉀含量在分蘗期、拔節期高于其它兩個處理，但在后期的孕穗期和成熟期葉片鉀含量降低幅度大，葉片鉀含量低于其它兩個處理；CK處理和C+Si處理“桂育9號”水稻品種葉片鉀含量在拔節期到孕穗期降低幅度很小。

2.3不同施肥處理對葉片葉綠素含量的影響

葉綠素是水稻進行光合作用的主要色素，其含量的高低直接影響植株的光合效率。從表3可以看出，在整個生育期，不同施肥處理下，“黃華占”葉綠素含量先上升后下降，分蘗期含量最大，而“桂育9號”的葉綠素含量在苗期最高，在分蘗期、拔節期、孕穗期持續下降。在苗期兩個品種葉片葉綠素含量CK處理高于其他兩個處理，在分蘗期、拔節期和孕穗期葉綠素含量均表現為C+Si>C>CK，不同處理間差異不顯著。

2.4不同施肥處理對葉綠素熒光參數的影響從表4可以看出，不同施肥處理和不同品種之間水稻葉片的Fo、Fm和Fv/Fm存在一定的差異，但是差異不顯著?！包S華占”的葉片Fo表現為CK>C+Si>C，“桂育9號”葉片的Fo表現為CK>C>C+Si。這與孕穗期的葉片葉綠素含量相對應?！包S華占”、“桂育9號”的葉片Fv/Fm均表現為C+Si>CK>C。植物葉片的熒光光化學猝滅系數（qP）是對PSII原初電子受體QA氧化態的一種量度，它代表了PSII反應中心的開放程度；而熒光非光化學猝滅系數（qN）則反映PSII反應中心吸收的光能不能用于光化學電子傳遞，而以熱的形式耗散掉的部分[15，16]。從表4可以得知，兩個水稻品種在C+Si處理下qP最大，qN最小，使得葉片減少熱耗散，有利于把吸收的光能充分的用于光合作用。

3討論與結論

氮、磷、鉀作為水稻正常生長發育中重要的三大營養元素，許多學者就其對水稻生長發育的影響做了較多的研究[17～19]?；糁醒蟮萚20]研究認為，在水稻整個生育期中，抽穗至成熟期具有較高的氮素積累量，有利于提高水稻的產量。王偉妮等[21]研究結果認為，水稻產量受氮、磷、鉀肥兩兩互作影響顯著。本研究結果表明，與習慣施肥處理相比，長效肥、長效肥+硅肥處理降低了兩個水稻品種各生育期內葉片的氮磷鉀含量，但是差異并不明顯，而且在水稻生長后期，長效肥+硅肥處理下葉片氮含量的減小幅度降低，這可能與長效肥后期緩慢釋放的養分有關。

葉綠素是植物進行光合作用的物質基礎，其含量是反映光合強度的重要生理指標。本研究表明較少氮肥的施入量，輕微地提高了葉片的葉綠素含量，相比僅有長效肥處理，添加了硅肥的處理的水稻葉片葉綠素含量增加幅度更大。這與郝立冬[22]研究的適量基施硅肥可有效增加小麥光合葉片的葉綠素含量一致。除了葉綠素總量外，熒光參數是反應葉片光合效率的重要變量[23，24]，而葉綠素熒光參數在一定程度上與氮肥水平相關[25，26]。一般認為PSⅡ最大光化學效率Fv/Fm在正常條件下較恒定，受氮素的影響較小[26]，但也有研究表明施肥能夠明顯提高玉米、秋茄、生姜等作物的Fv/Fm值[27～30]。本試驗表明，不同施肥處理對水稻葉片的Fo、Fm和Fv/Fm的影響未達顯著水平，但在不同品種之間仍然存在一定差異。長效肥+硅肥處理提高Fv/Fm、qP，降低非光化學猝滅系數qN，從而增加PSⅡ天線色素對光能的捕獲量提高捕獲效率，降低熱耗散，提高光合速率。

肥料是影響作物產量的重要因素，就不同的肥料種類以及不同的施肥方式對作物產量影響前人們已經做了大量研究[23，24，31]。本研究發現，長效肥和長效肥+硅肥處理，減少氮肥的施入并同時施用長效肥對“桂育9號”水稻品種有增產的效果。這與朱寶國、朱國梁、王友平等關于緩釋肥能提高作物產量研究相一致[6，32，33]。使用長效肥，其具有養分釋放緩慢、長久，提高肥料的利用效率的效果，故可以減少化肥施用，在整個生育期較平穩、均衡地提供作物養分，后期不需追肥，同時也降低了勞動者的生產強度，節約生產成本。本研究中所配制的硅肥不僅有改良土壤的作用，而且硅肥對水稻的增產也有一定的作用。許佳瑩[34]研究表明，水稻在中等氮肥用量條件下，配施中等硅肥可以使水稻產量達到最高水平。從產量構成因素來看，氮肥配施硅肥是通過增加穗粒數和有效穗數來實現增產。

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