氮肥对北方超级稻茎蘖动态及产量的影响
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作者：齐国锋 崔月峰 李大伟 孙国才 马晨
摘要以北方超级稻沈农265、吉粳88和龙粳14为试材,分析了不同氮素水平对水稻茎蘖动态及产量的影响。结果表明,在较高氮量水平下,沈农265、吉粳88能够提前进入茎蘖临界期,而龙粳14出现延迟现象;3个超级稻品种的最适施氮量都应该在150.5~207.0kg/hm2,在生产实际中农民可以适当降低惯用施氮量来优化产量结构,从而提高产量,达到更高的经济效益。
关键词氮肥;超级稻;茎蘖动态;产量;北方
AbstractThe super rice in Northern China Shennong 265,Jijing 88 and Longjing 14 were used to study the tiller dynamic and yield under different nitrogen levels. The results showed that Shennong 265 and Jijing 88 eahead into the critical period of tiller under the higher nitrogen levels, while Longjing 14 was exactly the opposite. The best nitrogen amount should be between 150.5kg/hm2 and 207.0kg/hm2 for the three super rice varieties. Farmers could appropriately reduce the usual amount of nitrogen in the actual production to optimize the production structure in order to increase production and achieve higher economic efficiency.
Key wordsnitrogen;super rice;tiller dynamic;yield;Northern China
氮素是影响水稻生长发育和产量最敏感的因素[1],确定合理施氮量,不仅可以提高水稻产量,而且可以减少因过量施用氮肥造成的环境污染[2,3]。目前水稻生产上普遍存在着氮肥施用不合理现象,造成水稻贪青晚熟、倒伏、病虫害加重,或是满足不了水稻整个生育期对氮素的需求,往往导致育种成果不能充分转化为生产力,影响水稻的产量和效益,因此选用东北地区3个主栽超级稻品种进行氮肥施量水平试验,旨在确定水稻标准施氮量,为生产上合理应用提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试3个超级稻品种为:沈农265,沈阳农业大学选育,直立穗型,主茎15片叶,生育期155~158d;吉粳88,吉林省农业科学院选育,半直立穗型,主茎13片叶,生育期143~145d;龙粳14,黑龙江省农业科学院选育,散穗型,主茎11片叶,生育期125~130d。
1.2试验地概况
试验设在开原市农业科学研究所试验田,土壤为棕壤土,肥力中等。开原市属北温带季风型大陆性气候,全年日照时数约为2 585h,无霜期为145~165d,年平均降水量为678mm,适宜北方水稻种植。
1.3试验设计
试验设5个处理,分别为:不施氮肥(N0);施纯氮97.0 kg/hm2(N1);施纯氮150.5kg/hm2(N2);施纯氮207.0kg/hm2(N3),为当地生产惯用施氮量;施纯氮255.5kg/hm2(N4)。所有处理均施用相同数量的磷肥(P2O5 103.5kg/hm2)和钾肥(K2O 78 kg/hm2)。磷肥作基肥一次性施用,钾肥作基肥和穗肥各施50%,氮肥作基肥、蘖肥和穗肥施用,分别占纯氮量的60%、30%和10%。裂区设计,主区为氮肥处理,副区为品种,主区面积20.5m2,3次重复,随机区组排列,共15个小区。
1.4试验实施
采用塑料小棚旱育苗,4月10日播种,5月25日插秧,9月30日收获,移栽密度30cm×13cm,每穴3苗,各小区单独打埂,单灌单排,除草、病虫害防治等其他管理方法同一般生产田。
1.5调查方法
每个小区的3个品种都标定调查点10穴,从6月23日至7月21日,每隔5d调查1次茎蘖数。9月28日取样,风干后室内考种,调查穗长、每穗粒数和千粒重等产量构成因素。
2结果与分析
2.1茎蘖动态
2.1.1不同氮肥处理对沈农265茎蘖动态的影响。从图1可以看出,随着植株的生育进程,沈农265在高氮量水平下处理N3、处理N4的茎蘖数于7月14日达到临界值,低氮量水平下处理N1、处理N2茎蘖数在7月21日未出现下降趋势,较高氮量达到最高茎蘖数要推迟1周左右,说明低氮量不利于茎蘖的早生快发。随施氮量的增加,茎蘖数在6月30日前表现出氮素量化优势,而在7月7日后处理N3达最高,可见氮肥量过高在前期会促进茎蘖发生,而在后期又出现抑制情况,因此合理氮肥施量既有利于茎蘖的适量发生,又有利于控制无效分蘖数,使群体达到最理想的生长状态。
2.1.2不同氮肥处理对吉粳88茎蘖动态的影响。从图2可以看出,在6月30日前,吉粳88各氮素处理的茎蘖数差别不大,而到7月7日后,随施氮量的增加,茎蘖数明显增加。随着植株的生育进程,处理N2、处理N3、处理N4于7月7日达到最高茎蘖数,而处理N0、处理N1延迟1周,说明增加施氮量可以促使茎蘖再生速度加快,提前进入茎蘖临界期。7月21日低氮量处理的茎蘖数下降速度明显加快,这是由于低氮量维持无效茎蘖的营养需求不够造成的,表明高氮量易使茎蘖衰退减慢,为单位面积有效穗数增多奠定了基础,同时也可能造成大量无效茎蘖的存在。
2.1.3不同氮肥处理对龙粳14茎蘖动态的影响。从图3可以看出,6月23日至7月21日的生长阶段内,龙粳14的茎蘖数都表现为随施氮量的增加呈现先升高后下降的趋势,均表现为处理N2的茎蘖数最高。6月30日前茎蘖数上升迅速,处理N2在7月7日达到峰值,处理N1于7月14日达到最高茎蘖数,而较高氮素水平的处理N3、处理N4在7月21日才到茎蘖临界期,说明前期高氮量在一定程度下抑制龙粳14茎蘖数的飞速增长,但在后期能够促进茎蘖的再生,这种状况容易导致后生茎蘖成为无效分蘖或小蘖,易造成氮素营养的浪费。
2.2产量及构成因素
2.2.1不同氮肥处理对沈农265产量及构成因素的影响。从表1可以看出,施氮量对沈农265的穗长影响不大,有效穗数随施氮量的增加而增加,但成穗率、每穗实粒数和颖花数表现出先升高后下降的趋势,处理N3最高,成穗率比其他施氮处理高7.8%~11.0%,每穗实粒数高7.9%~32.6%,颖花数高16.8%~30.1%。处理N2结实率和千粒重均为最高,分别较其他施肥处理高9.2%~21.3%、2.4%~6.7%。理论产量随施氮量的增加呈先增加后下降的趋势,其中处理N3最大,为8 374.7kg/hm2,比其他施氮处理高3.7%~13.6%,处理N2次之,为8 074.5kg/hm2,可见处理N3为沈农265的较适施氮量,通过提高成穗率、每穗实粒数和颖花数来提高产量,但是可以适当降低施氮量来提高结实率和千粒重,可能更有益于产量的提高。
2.2.2不同氮肥处理对吉粳88产量及构成因素的影响。从表2可以看,吉粳88各处理的穗长、成穗率变化不大,但有效穗数随着施氮量的增加呈增加趋势。每穗实粒数表现为随施氮量的增加呈先增后减趋势,处理N2最高,比其他施氮处理高10.6%~57.2%。颖花数基本随施氮量的增加而增加,但结实率表现出相反趋势,表明高氮量虽可以提高单位面积穗粒数,但易造成灌浆能力下降,增加秕粒数,从而导致结实率下降。千粒重随施氮量的增加表现为先增后降趋势,处理N1最高,较其他施氮处理高8.0%~33.7%,可见高氮量易造成吉粳88灌浆不良而籽粒不饱满。协调最优产量因素构成使得处理N2吉粳88的理论产量达最高,为9 374.3 kg/hm2,较其他施氮处理高1.3%~30.2%,处理N3次之,为9 249.6kg/hm2,可知处理N2较有利于吉粳88综合生产能力的发挥,但适当提高施氮量以提高有效穗数和结实率可能获更高产量。
2.2.3不同氮肥处理对龙粳14产量及构成因素的影响。从表3可以看出,随施氮量的增加,龙粳14的穗长、成穗率呈增加趋势,但是高氮量处理间幅度变化很小。随施氮量的增加,有效穗数、每穗实粒数和颖花数呈先增加后下降的趋势,其中有效穗数、颖花数以处理N3最高,分别较其他施氮处理高6.8%~30.6%、9.9%~55.9%,每穗实粒数以处理N2最高,比其他施氮处理高18.8%~25.5%。结实率和千粒重分别以处理N2、处理N3最高,分别较其他施氮处理高5.7%~23.5%、0.2%~5.8%。各施氮处理的产量构成因素最终表现在理论产量的变化趋势上,随施氮量的增加,理论产量先增加后下降,以处理N3最高,为7 699.2kg/hm2,较其他施氮处理高1.0%~53.2%,处理N2次之,为7 624.7kg/hm2,可知处理N3较适合龙粳14的生长发育需要,但可以适当降低施氮量来提高每穗实粒数和结实率,可能对产量的增加更为有利。
3结论与讨论
优化产量结构是实现超高产的先决条件[4],周瑞庆等[5,6]研究认为在一定范围内,水稻产量随施氮量的增加而提高,超过一定范围后产量和部分产量构成因素则下降,即施氮量与产量呈单峰曲线,试验研究结果与前人研究结果一致。由于2009年气候因素影响,水稻产量偏低,但可以反映出高氮量会造成某些产量构成因子处于劣势地位,只有合理的施氮量才能够最佳协调各产量构成因素,从而提高产量。试验结果表明,不同施氮处理水稻的茎蘖数变化表现出品种特性,高氮量使沈农265、吉粳88提前进入茎蘖临界期,而龙粳14出现延迟现象;沈农265在施氮量为207.0kg/hm2时表现较好,通过提高成穗率、每穗实粒数和颖花数来提高产量,但可以适当降低施氮量来提高结实率和千粒重,可能获得更高产量;吉粳88在施氮量为150.5kg/hm2取得较好效果,通过提高每穗实粒数和协调各产量因子促进产量的提高,但可以适当增加施氮量来提高有效穗数和结实率,可能获得更高产量;龙粳14在施氮量为207.0kg/hm2取得较好效果,通过提高有效穗数、颖花数和千粒重提高产量,但可以适当降低施氮量来提高每穗实粒数和结实率,可能获得更高产量;3个超级稻品种沈农265、吉粳88和龙粳14的最适施氮量都应该在150.5~207.0kg/hm2,现阶段农民惯用施氮量为207.0kg/hm2,可以适当降低施氮量以优化产量结构,从而提高产量,达到更高的经济效益。
4参考文献
[1] 冯惟珠,狳茂,季春梅.施氮肥时期对土壤供氮、稻株吸氮及产量的影响[J].江苏农业研究,2000,21(3):16-21.
[2] 傅文义.水稻需肥规律及施肥技术[J].新疆农业科技,1997(4):26.
[3] 凌启鸿.作物群体质量[M].上海:上海科学技术出版社,2001.
[4] 陈温福,徐正进,张文忠,等.水稻新株型创造与超高产育种[J].作物学报,2001,27(5):665-672.
[5] 周瑞庆,萧光玉,汪大明,等.施肥量对水稻产量及产量构成因素的影响[J].作物研究,1992,6(S1):21-26.
[6] 周瑞庆,邹应斌,刘海河,等.水稻群体结构与施氮量的关系[J].作物研究,1991(S1):16-20.
摘要以北方超级稻沈农265、吉粳88和龙粳14为试材,分析了不同氮素水平对水稻茎蘖动态及产量的影响。结果表明,在较高氮量水平下,沈农265、吉粳88能够提前进入茎蘖临界期,而龙粳14出现延迟现象;3个超级稻品种的最适施氮量都应该在150.5~207.0kg/hm2,在生产实际中农民可以适当降低惯用施氮量来优化产量结构,从而提高产量,达到更高的经济效益。
关键词氮肥;超级稻;茎蘖动态;产量;北方
AbstractThe super rice in Northern China Shennong 265,Jijing 88 and Longjing 14 were used to study the tiller dynamic and yield under different nitrogen levels. The results showed that Shennong 265 and Jijing 88 eahead into the critical period of tiller under the higher nitrogen levels, while Longjing 14 was exactly the opposite. The best nitrogen amount should be between 150.5kg/hm2 and 207.0kg/hm2 for the three super rice varieties. Farmers could appropriately reduce the usual amount of nitrogen in the actual production to optimize the production structure in order to increase production and achieve higher economic efficiency.
Key wordsnitrogen;super rice;tiller dynamic;yield;Northern China
氮素是影响水稻生长发育和产量最敏感的因素[1],确定合理施氮量,不仅可以提高水稻产量,而且可以减少因过量施用氮肥造成的环境污染[2,3]。目前水稻生产上普遍存在着氮肥施用不合理现象,造成水稻贪青晚熟、倒伏、病虫害加重,或是满足不了水稻整个生育期对氮素的需求,往往导致育种成果不能充分转化为生产力,影响水稻的产量和效益,因此选用东北地区3个主栽超级稻品种进行氮肥施量水平试验,旨在确定水稻标准施氮量,为生产上合理应用提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试3个超级稻品种为:沈农265,沈阳农业大学选育,直立穗型,主茎15片叶,生育期155~158d;吉粳88,吉林省农业科学院选育,半直立穗型,主茎13片叶,生育期143~145d;龙粳14,黑龙江省农业科学院选育,散穗型,主茎11片叶,生育期125~130d。
1.2试验地概况
试验设在开原市农业科学研究所试验田,土壤为棕壤土,肥力中等。开原市属北温带季风型大陆性气候,全年日照时数约为2 585h,无霜期为145~165d,年平均降水量为678mm,适宜北方水稻种植。
1.3试验设计
试验设5个处理,分别为:不施氮肥(N0);施纯氮97.0 kg/hm2(N1);施纯氮150.5kg/hm2(N2);施纯氮207.0kg/hm2(N3),为当地生产惯用施氮量;施纯氮255.5kg/hm2(N4)。所有处理均施用相同数量的磷肥(P2O5 103.5kg/hm2)和钾肥(K2O 78 kg/hm2)。磷肥作基肥一次性施用,钾肥作基肥和穗肥各施50%,氮肥作基肥、蘖肥和穗肥施用,分别占纯氮量的60%、30%和10%。裂区设计,主区为氮肥处理,副区为品种,主区面积20.5m2,3次重复,随机区组排列,共15个小区。
1.4试验实施
采用塑料小棚旱育苗,4月10日播种,5月25日插秧,9月30日收获,移栽密度30cm×13cm,每穴3苗,各小区单独打埂,单灌单排,除草、病虫害防治等其他管理方法同一般生产田。
1.5调查方法
每个小区的3个品种都标定调查点10穴,从6月23日至7月21日,每隔5d调查1次茎蘖数。9月28日取样,风干后室内考种,调查穗长、每穗粒数和千粒重等产量构成因素。
2结果与分析
2.1茎蘖动态
2.1.1不同氮肥处理对沈农265茎蘖动态的影响。从图1可以看出,随着植株的生育进程,沈农265在高氮量水平下处理N3、处理N4的茎蘖数于7月14日达到临界值,低氮量水平下处理N1、处理N2茎蘖数在7月21日未出现下降趋势,较高氮量达到最高茎蘖数要推迟1周左右,说明低氮量不利于茎蘖的早生快发。随施氮量的增加,茎蘖数在6月30日前表现出氮素量化优势,而在7月7日后处理N3达最高,可见氮肥量过高在前期会促进茎蘖发生,而在后期又出现抑制情况,因此合理氮肥施量既有利于茎蘖的适量发生,又有利于控制无效分蘖数,使群体达到最理想的生长状态。
2.1.2不同氮肥处理对吉粳88茎蘖动态的影响。从图2可以看出,在6月30日前,吉粳88各氮素处理的茎蘖数差别不大,而到7月7日后,随施氮量的增加,茎蘖数明显增加。随着植株的生育进程,处理N2、处理N3、处理N4于7月7日达到最高茎蘖数,而处理N0、处理N1延迟1周,说明增加施氮量可以促使茎蘖再生速度加快,提前进入茎蘖临界期。7月21日低氮量处理的茎蘖数下降速度明显加快,这是由于低氮量维持无效茎蘖的营养需求不够造成的,表明高氮量易使茎蘖衰退减慢,为单位面积有效穗数增多奠定了基础,同时也可能造成大量无效茎蘖的存在。
2.1.3不同氮肥处理对龙粳14茎蘖动态的影响。从图3可以看出,6月23日至7月21日的生长阶段内,龙粳14的茎蘖数都表现为随施氮量的增加呈现先升高后下降的趋势,均表现为处理N2的茎蘖数最高。6月30日前茎蘖数上升迅速,处理N2在7月7日达到峰值,处理N1于7月14日达到最高茎蘖数,而较高氮素水平的处理N3、处理N4在7月21日才到茎蘖临界期,说明前期高氮量在一定程度下抑制龙粳14茎蘖数的飞速增长,但在后期能够促进茎蘖的再生,这种状况容易导致后生茎蘖成为无效分蘖或小蘖,易造成氮素营养的浪费。
2.2产量及构成因素
2.2.1不同氮肥处理对沈农265产量及构成因素的影响。从表1可以看出,施氮量对沈农265的穗长影响不大,有效穗数随施氮量的增加而增加,但成穗率、每穗实粒数和颖花数表现出先升高后下降的趋势,处理N3最高,成穗率比其他施氮处理高7.8%~11.0%,每穗实粒数高7.9%~32.6%,颖花数高16.8%~30.1%。处理N2结实率和千粒重均为最高,分别较其他施肥处理高9.2%~21.3%、2.4%~6.7%。理论产量随施氮量的增加呈先增加后下降的趋势,其中处理N3最大,为8 374.7kg/hm2,比其他施氮处理高3.7%~13.6%,处理N2次之,为8 074.5kg/hm2,可见处理N3为沈农265的较适施氮量,通过提高成穗率、每穗实粒数和颖花数来提高产量,但是可以适当降低施氮量来提高结实率和千粒重,可能更有益于产量的提高。
2.2.2不同氮肥处理对吉粳88产量及构成因素的影响。从表2可以看,吉粳88各处理的穗长、成穗率变化不大,但有效穗数随着施氮量的增加呈增加趋势。每穗实粒数表现为随施氮量的增加呈先增后减趋势,处理N2最高,比其他施氮处理高10.6%~57.2%。颖花数基本随施氮量的增加而增加,但结实率表现出相反趋势,表明高氮量虽可以提高单位面积穗粒数,但易造成灌浆能力下降,增加秕粒数,从而导致结实率下降。千粒重随施氮量的增加表现为先增后降趋势,处理N1最高,较其他施氮处理高8.0%~33.7%,可见高氮量易造成吉粳88灌浆不良而籽粒不饱满。协调最优产量因素构成使得处理N2吉粳88的理论产量达最高,为9 374.3 kg/hm2,较其他施氮处理高1.3%~30.2%,处理N3次之,为9 249.6kg/hm2,可知处理N2较有利于吉粳88综合生产能力的发挥,但适当提高施氮量以提高有效穗数和结实率可能获更高产量。
2.2.3不同氮肥处理对龙粳14产量及构成因素的影响。从表3可以看出,随施氮量的增加,龙粳14的穗长、成穗率呈增加趋势,但是高氮量处理间幅度变化很小。随施氮量的增加,有效穗数、每穗实粒数和颖花数呈先增加后下降的趋势,其中有效穗数、颖花数以处理N3最高,分别较其他施氮处理高6.8%~30.6%、9.9%~55.9%,每穗实粒数以处理N2最高,比其他施氮处理高18.8%~25.5%。结实率和千粒重分别以处理N2、处理N3最高,分别较其他施氮处理高5.7%~23.5%、0.2%~5.8%。各施氮处理的产量构成因素最终表现在理论产量的变化趋势上,随施氮量的增加,理论产量先增加后下降,以处理N3最高,为7 699.2kg/hm2,较其他施氮处理高1.0%~53.2%,处理N2次之,为7 624.7kg/hm2,可知处理N3较适合龙粳14的生长发育需要,但可以适当降低施氮量来提高每穗实粒数和结实率,可能对产量的增加更为有利。
3结论与讨论
优化产量结构是实现超高产的先决条件[4],周瑞庆等[5,6]研究认为在一定范围内,水稻产量随施氮量的增加而提高,超过一定范围后产量和部分产量构成因素则下降,即施氮量与产量呈单峰曲线,试验研究结果与前人研究结果一致。由于2009年气候因素影响,水稻产量偏低,但可以反映出高氮量会造成某些产量构成因子处于劣势地位,只有合理的施氮量才能够最佳协调各产量构成因素,从而提高产量。试验结果表明,不同施氮处理水稻的茎蘖数变化表现出品种特性,高氮量使沈农265、吉粳88提前进入茎蘖临界期,而龙粳14出现延迟现象;沈农265在施氮量为207.0kg/hm2时表现较好,通过提高成穗率、每穗实粒数和颖花数来提高产量,但可以适当降低施氮量来提高结实率和千粒重,可能获得更高产量;吉粳88在施氮量为150.5kg/hm2取得较好效果,通过提高每穗实粒数和协调各产量因子促进产量的提高,但可以适当增加施氮量来提高有效穗数和结实率,可能获得更高产量;龙粳14在施氮量为207.0kg/hm2取得较好效果,通过提高有效穗数、颖花数和千粒重提高产量,但可以适当降低施氮量来提高每穗实粒数和结实率,可能获得更高产量;3个超级稻品种沈农265、吉粳88和龙粳14的最适施氮量都应该在150.5~207.0kg/hm2,现阶段农民惯用施氮量为207.0kg/hm2,可以适当降低施氮量以优化产量结构,从而提高产量,达到更高的经济效益。
4参考文献
[1] 冯惟珠,狳茂,季春梅.施氮肥时期对土壤供氮、稻株吸氮及产量的影响[J].江苏农业研究,2000,21(3):16-21.
[2] 傅文义.水稻需肥规律及施肥技术[J].新疆农业科技,1997(4):26.
[3] 凌启鸿.作物群体质量[M].上海:上海科学技术出版社,2001.
[4] 陈温福,徐正进,张文忠,等.水稻新株型创造与超高产育种[J].作物学报,2001,27(5):665-672.
[5] 周瑞庆,萧光玉,汪大明,等.施肥量对水稻产量及产量构成因素的影响[J].作物研究,1992,6(S1):21-26.
[6] 周瑞庆,邹应斌,刘海河,等.水稻群体结构与施氮量的关系[J].作物研究,1991(S1):16-20.