不同施氮量对川东北地区水稻产量及氮肥利用率的影响王琳;谢树果;竭润生;杜晓秋;何平;彭伟【摘要】针对川东北丘陵部分稻田氮肥用量偏高的状况,选择重穗型品种冈优188(V1)和稳数型品种阳鑫优1号(V2)为试验材料,设置N0、N1、N2、N3等4个施氮水平,2008年～2009年进行了试验,分析不同施氮量对一季中稻产量和氮素利用率的影响.结果表明,不同施氮量对不同类型品种水稻的产量影响不同:施氮量为N1 (105 kg/hm2)时,冈优188产量为8623.16kg/hm2,达到较高的经济效益;施氮量为N3(195kg/hm2)时,阳鑫优1号产量最高,达8522.49 kg/hm2.随着施氮量的增加,水稻吸收氮素的总量增加,氮素吸收利用率、干物质生产效率、稻谷生产效率随之降低.在同一施氮水平上,冈优188的氮素农学利用率、生理利用率均高于阳鑫优1号,而氮素吸收利用率则低于阳鑫优1号.【期刊名称】《耕作与栽培》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P12-16)【关键词】水稻;施氮量;产量;利用率【作者】王琳;谢树果;竭润生;杜晓秋;何平;彭伟【作者单位】四川省南充市农业科学院,四川南充637000;四川省南充市农业科学院,四川南充637000;四川省南充市农业科学院,四川南充637000;四川省南充市农业科学院,四川南充637000;四川省南充市农业科学院,四川南充637000;四川省南充市农业科学院,四川南充637000【正文语种】中文氮肥是影响水稻生长的重要因素,也是水稻肥料投入的主要部分。
中国是氮肥用量最大的国家,1996年氮肥用量就超过了25×106 t[1],占全球总氮肥用量的30%。
目前,在水稻高产栽培中,氮肥(纯氮)施用量以达300～350 kg/hm2,甚至高达400～450 kg/hm2[2]。
近年来,氮肥的滥用更是使得稻田施氮量远远高于适宜的施氮量。
过量施用氮肥会造成氮素增产效率下降、氮素利用率降低、病虫害变重、水稻生产成本提高、环境污染严重等[3-5]。
因此,合适的氮肥用量对于提高水稻氮肥利用率,增加产量和农民收入具有重要的作用。
据许宗林[6]等研究发现,目前四川水田的氮素盈余平均每年达到20%左右且仍有增加趋势,川东北地区水田土壤中的氮养分处于盈余状态,合理施用氮肥对于水稻生产来说至关重要。
试验结合川东北地区土壤养分情况,以川东北水稻生态区一季中稻主栽水稻品种为供试材料,研究氮肥需要量和利用率,为川东北地区水稻生产中氮肥的施用提供理论依据。
1.1 试验地点试验于2008—2009年在四川省西充县中岭乡会仙桥村(31°07'N,105°51'E)进行,试验田前作一季中稻,冬闲田,属沙溪庙灰棕紫色水稻土,土壤肥力中等偏上。
试验田在施基肥前(4月15日左右),用五点取样法随机采取5个试验田0～15 cm耕层土壤样本。
测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾及碱解氮、速效磷、速效钾含量等主要指标。
本测定在南充市农业科学研究所分析测试中心进行,测定结果如表1。
1.2 供试品种供试的品种为重穗型水稻品种冈优188(V1)和阳鑫优1号为穗数型水稻品种(V2)。
1.3 试验设计诸多研究表明,西南稻区无论栽培杂交稻还是常规稻,都以施纯氮150 kg/hm2左右较好,效益经济也较高[7-9]。
试验是根据以往的研究成果,结合川东北地区的土壤养分情况,特设以下几个施氮水平,两年试验设计相同。
施氮水平设为:N 0、105、150、195 kg/hm2 4个水平,以N0、N1、N2、N3表示;3月18日播种,5月5日移栽,采用宽窄行条栽,移栽密度为15万穴/hm2(33 cm×20 cm)每穴栽2株种苗。
试验以氮肥用量为主区,面积40m2;品种为副区,面积15m2,4次重复,共32个小区,随机排列。
各处理施用P2 O5 75 kg/hm2、K2 O75 kg/hm2(磷肥750 kg/hm2、钾肥300 kg/hm2),磷肥全部作基肥,钾肥作基肥和穗肥各占50%。
氮肥分3次施用,60%作基肥,30%作分蘖肥,10%作穗肥。
各小区起埂隔离,埂上覆膜,实行单独灌溉。
田间水分管理及病虫害防治按当地常规方法进行。
1.4 测定项目产量构成因素及产量测定:水稻在成熟期对小区实收测产,测定其穗长、每穗粒数、实粒数、千粒重等指标。
氮素测定:用凯氏定氮分析植株的含氮量。
相关参数的计算方法:氮素农学利用率=(施氮区产量-空白区产量)/施氮量;氮素吸收利用率=(施氮区植物总吸氮量-空白区植物总吸氮量)/施氮量×100%;氮素生理利用率=(施氮区产量-空白区产量)/(施氮区植物总吸氮量-空白区植物总吸收氮量);氮素干物质生产效率=单位面积植物干物质总量/单位面积氮素积累总理;氮素稻谷生产效率=单位面积水稻籽粒产量/单位面积植株氮素积累总量。
数据采用Excel 2007和spss 19.0进行分析处理。
1.1 不同施氮量对水稻产量及其构成因素的影响由表2可知,与不施氮肥处理相比,施用氮肥能够显著提高冈优188和阳鑫优1号的产量,但从两年平均值来看,差异不显著。
其中,阳鑫优1号施氮水平在0～195kg/hm2时,产量随施氮量增加而增加,而冈优188在0、105、150、195 kg/hm2这4个施氮水平上,产量先增加后减少。
阳鑫优1号在施氮量为195 kg/hm2时,产量最高为8 522.49 kg/hm2;冈优188以105 kg/hm2的施氮量产量最高,为8 623.16 kg/ hm2。
不同的氮肥用量对水稻部分产量构成因子产生显著影响(表2),适当提高氮肥水平可以显著增加水稻单位面积有效穗数,然而,也导致了水稻结实率的显著降低。
阳鑫优1号在195kg/hm2氮肥水平下,水稻单位面积有效穗、理论产量都显著高于氮肥105 kg/hm2、150 kg/hm2处理和不施氮处理,但每穗着粒数和每穗实粒数与其他各处理无显著差异。
这说明阳鑫优1号在0～195 kg/hm2氮肥水平上,植株长势明显增强,理论产量显著性提高,但对每穗的发育影响不大,即增施氮肥对穗数型品种的穗子个体无明显影响。
冈优188在195 kg/hm2氮肥水平下,水稻单位面积有效穗显著高于氮肥105 kg/hm2处理和不施氮处理,每穗着粒数和实粒数则以氮肥105 kg/hm2处理最高。
随着氮肥施用量的增加,冈优188和阳鑫优1号的株高均呈现出先增高后降低的趋势,其中当施氮量达到150 kg/hm2时,株高达到最大值。
2.2 不同施氮量对水稻吸氮量的影响水稻地上部分氮素积累量总体表现为随生育期的推移而逐步增加,至成熟期,植株地上部氮素积累量各处理均达到最高值(表3)。
由表3可知,除移栽期外,其他各生育期生育,水稻植株总吸氮量随氮肥用量的增加而增加。
两个品种在齐穗期,施氮处理的吸氮量显著高于不施氮处理,但3个施氮处理间的差异性不显著。
在成熟期,植株吸氮量随着施氮量的增加而增加,且各处理间的差异性显著,其中冈优188以N3 V1处理吸氮量最高,为210.97 kg/hm2,阳鑫优1号以N3 V2处理吸氮量最高,为219.17 kg/hm2(表3)。
叶片中氮素积累量占植株总吸氮量的百分比以移栽期最高,2个供试品种均能达到65%以上,随着生育进程的推进,由于植株叶片衰老和吸氮能力的降低,叶片中积累的氮素所占植株总吸氮量的比例显著降低,至成熟期,叶片中积累的氮素仅占整个植株的7%～16%,叶片中氮素所占的百分比随着施氮量的增加而增加,冈优188各处理的差异性显著,但阳鑫优1号各处理间差异不显著。
齐穗后至成熟期,植株吸收的氮在叶片中积累的比例迅速降低,说明叶片中积累的氮素是穗部氮素的重要来源。
植株吸收的氮素在叶鞘中的分布比例从移栽到齐穗期没有明显变化,齐穗后则大幅度下降,下降幅度在20%～25%(表3)。
说明叶鞘中的氮素在齐穗后开始向穗部转移。
在成熟期,叶鞘中氮素所占百分比随着施氮量的增加而增加,施氮处理显著不施氮处理,各施氮处理间差异不显著。
随着叶片和茎鞘中的氮素以及干物质向籽粒中转移,植株穗部的氮素积累量逐步增加,同时,穗部氮素累积量占植株氮素累积总量的比例也在提高,均在成熟期达到最大值(表3)。
穗部氮素积累量占植株氮素累积总量的比例以不施氮处理最高,随着施氮量的增加而逐渐降低,这是因为氮肥施用量高,水稻生育期相对延长,延迟了籽粒的灌浆,因而延迟了叶片和茎鞘中贮存的氮素向穗部的转移。
而植株吸收的多余的氮素累积在茎秆和叶部分,因为没有形成经济产量,而可能造成吸收氮素的浪费。
同时,在低氮条件下,籽粒是最重要的代谢库,而过量施氮则降低了籽粒吸收、利用氮素的能力[10]。
不同生育期水稻各器官随着施氮量的增加含氮量有所增加。
由图1可知,不同品种的移栽时的初始含氮量不同,冈优188移栽期的叶片和叶鞘的含氮量都明显高于阳鑫优1号;不同施氮量对两个品种各时期叶片的含氮量影响比较明显,其他部位的含氮量影响较小。
从移栽期到成熟期,水稻叶片和叶鞘的含氮量逐渐下降,叶鞘的含氮量下降速度小于叶片,而穗部的含氮量略有增加。
齐穗期以后,叶片中氮含量大幅度下降,说明叶片中的光合产物和氮大量向生殖器官转移[11]。
叶鞘中氮含量以移栽至齐穗期下降幅度明显高于齐穗至成熟期,这说明茎鞘中的化合物也向籽粒中转移,但转移量不高,所吸收的氮主要用于维持自身的生长发育。
叶片因为光合作用的要求需要使用的氮量更大,而穗子与叶片相比需求氮量少。
合适的氮量产量增加的原因是营养体的长势好,穗子数量更多。
2.3 不同施氮量对氮肥利用率的影响表4表明,施氮量为105 kg/hm2时,氮素吸收利用率、农学利用率、生理利用率、干物质生产效率和稻谷生产效率均高于其他施氮处理,其中氮素吸收利用率显著高于其他两个处理,其他则差异不显著。
施氮量在105～195 kg/hm2水平上,两个品种的氮素吸收利用率、干物质生产效率、稻谷生产效率均随着施氮量的增加而下降。
氮素农学利用率反映单位施肥量下作物子粒产量的增加情况,是农业生产中最关心的经济指标之一。
试验表明,氮肥对水稻的农学利用率有较大影响,不同品种影响力不同。
数据显示,冈优188的农学利用率随施氮量的增加而减小,且差异较显著;阳鑫优1号的农学利用率受施氮量的影响不大,随着施氮量的增加无显著差异。
冈优188的生理利用率随施氮量的增加而减小,而阳鑫优1号则反之。
同一施肥水平上,冈优188的氮素生理利用率、干物质生产效率和稻谷生产效率均高于阳鑫优1号,而氮素吸收利用率则低于阳鑫优1号,但差异均不显著(表4)。
表4显示,冈优188在施氮量为105 kg/hm2时,氮素吸收利用率、农学利用率、生理利用率、干物质生产效率、稻谷生产效率均高于其他两个施氮处理,其中氮素吸收利用率、农学利用率和干物质生产效率均显著高于195 kg/hm2的施氮处理,但与150 kg/hm2施氮处理无显著差异。