不同養分配比對超級雜交早稻生長發育與產量的影響

唐海明 ，湯文光 ，肖小平 ，羅尊長 ，楊光立 ，聶澤民 ，聶麗群

（1.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；2.南縣農業局，湖南 南縣 413200）

我國農田化肥N素的利用率為30%～40%，P肥利用率僅10%～20%，K肥利用率為35%～50%[1]。在農業生產中，化肥用量過大和不合理的肥料配比，不僅會導致生產成本增加，而且引起環境污染。因此，許多學者通過研究水稻生長對營養需求的時空關系，以期提高肥料利用效率，避免化肥過度施用而造成浪費，導致環境污染[2-5]。近年來，隨著水稻育種技術的突破、栽培技術的改進以及超級雜交稻的推廣應用，水稻產量大幅度提高。目前有關超級雜交稻的營養生理和施肥已有不少研究[6]，但是超級雜交稻的需肥規律和供肥特點還缺乏系統深入研究。為充分發揮超級雜交稻的增產潛力，本研究擬通過改變N、P、K養分的配比，提高不同養分的利用效率，以獲取最佳的效益，實現節本增效、增產增收，為超級雜交稻的推廣應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在湖南省南縣三仙湖鎮太星村進行。試驗田土壤為紫潮泥。試驗前耕層土壤基礎性狀為：土壤容重1.08 g/cm3，有機質含量38.4 g/kg，全N 2.55 g/kg，全 P 0.93 g/kg，全 K 23.6 g/kg，水解 N 197 mg/kg，有效 P 14.9 mg/kg，速效 K 87 mg/kg，pH 7.9。試驗地屬亞熱帶過渡到季風濕潤氣候，年平均氣溫為16.6℃，年降水量在1 230 mm左右，≥10℃的活動積溫 5 300～6 500℃，無霜期 263～276 d。

1.2 試驗設計

試驗設 7 個處理，即 T1：N 225 kg/hm2、P2O5135 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2；T2：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；T3：N 135 kg/hm2、P2O545 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2；T4：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2；T5：N 180 kg/hm2、P2O50 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；T6：N 0 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；對照（CK）：N 0 kg/hm2、P2O50 kg/hm2、K2O 0 kg/hm2。每個處理3次重復，隨機區組排列，小區面積為30 m2。小區四周加設保護行，小區間采用完全阻滲處理，即小區四周和田埂用塑料膜（厚0.06 mm）圍埂，至土表下25～30 cm深，以防止側滲對試驗的影響。稻田試驗前種植制度為一年三熟（油菜-雙季稻）。早稻供試品種為超級雜交稻“T優535”，于2009年4月20日播種，5月11日移栽，行間距20 cm×20 cm，移栽密度為25.8萬穴/hm2；N肥均按基肥∶追肥的比例6∶4施用，P、K肥作基肥一次施入，7月23日收獲，大田生育期74 d。水分管理采用前期淹水、中期烤田和后期干濕交替的管理模式。其他管理措施同常規大田生產。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 分蘗消長 早稻插秧后，每小區隨機選擇5穴，每隔5 d觀察記載單穴莖蘗消長動態。

1.3.2 葉面積 在早稻的苗期（移栽后5 d，05-16）、分蘗期（05-29）、孕穗期（06-12）、齊穗期（06-26）和成熟期（07-20）5個時期，每一小區隨機選擇5蔸水稻植株，將所有綠色葉片采下，按不同處理逐一測量每一張綠色葉片的長度和最大寬度，用葉面積擬合公式計算，計算公式為：葉面積（cm2）=長度×寬度×0.75，校正系數0.75是參照通用的水稻校正系數而確定[7]。

1.3.3 干物質積累 在上述5個生育時期，每小區隨機選擇5穴，每穴以植株為中心，取長25 cm、寬16 cm、深20 cm的土塊，將根系用清水沖洗干凈，注意避免丟失根量，然后用濾紙吸干附著水在105℃下殺青10 min后，置于70℃恒溫下烘至恒重，分別測定植株根系、地上部分的干重；同時，計算莖鞘轉運率（%）=（齊穗期莖鞘干重-成熟期莖鞘干重）/齊穗期莖鞘干重×100。

1.3.4 產量構成因素 在早稻收獲前，每小區隨機選擇5穴進行水稻植株的株高、有效穗數、穗長、穗干重、每穗總粒數、結實率和千粒重等指標的調查，計算其平均值；同時，測定各小區的水稻實際產量。

1.3.5 氮肥利用率 根據水稻實際產量計算氮肥農學利用率和氮肥偏生產力。

氮肥農學利用率=（施氮區產量－無氮區產量）/施氮量；

氮肥偏生產力=施氮區產量/施氮量；

1.4 數據處理

用Excel進行試驗數據處理，用DPS統計軟件對試驗數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同養分配比對超級早稻分蘗的影響

不同養分配比超級早稻分蘗的動態變化如圖1中所示。總體來說，不同養分處理均表現出高N配P、K優于低N配P、K。具體表現為：生育前期，以T1、T2、T4和T5處理水稻分蘗發生總量多、發生速度快，T3、T6次之，對照發生最慢；生育后期，T1、T2和T4高于其他處理，其分蘗成穗率較高。

圖1 不同養分配比對超級早稻分蘗發生的影響

2.2 不同養分配比對超級早稻植株葉面積的影響

葉面積的大小對水稻光能利用、干物質積累及最終經濟產量都有顯著的影響。從圖2中可知，不同養分配比對超級早稻植株葉面積具有明顯的影響，各處理的植株葉面積變化規律基本一致。水稻葉面積在整個生育期表現為單峰曲線變化，即移栽后，葉面積開始迅速增長，到孕穗期前后，葉面積達到最大值。其中，以T1、T2和T4處理水稻植株葉面積為最高，T3、T5次之，T6和對照則為最低；齊穗期后， 由于中下部葉片開始衰亡，葉面積下降直至成熟期。

圖2 不同養分配比對超級早稻葉面積的影響

2.3 不同養分配比對超級早稻植株干物質積累的影響

從表1中可看出，不同養分配比對超級早稻植株干物質積累具有一定的影響。苗期和分蘗期，T1、T2、T4和T5處理水稻植株根系干重均顯著高于對照和其他處理；孕穗期、齊穗期和成熟期，T1、T2植株根系干重均顯著高于其他處理。苗期至成熟期，T1、T2和T4處理水稻植株地上部分干重均顯著高于對照和其他處理。

表1 不同養分配比對超級早稻植株干物質積累的影響 （g/株）

水稻植株莖鞘干物質轉運效率受不同養分配比影響，各處理間水稻植株莖鞘干物質轉運效率大小順序表現為：T5>T1>T6>T4>T3>T2>CK。

2.4 不同養分配比對超級早稻經濟性狀的影響

從表2中可以看出，不同養分配比對超級早稻產量經濟性狀有一定的影響。其中，T1、T2、T3、T4和T5處理早稻的株高均顯著高于T6和對照；不同處理早稻的有效穗數均高于對照，分別比對照增加53.8、49.1、39.1、52.1、31.1 和 24.3 萬/hm2；T3處理穗干重顯著高于對照和其他處理；不同處理的每穗總粒數均明顯高于對照，分別比對照增加25.5、19.7、11.4、23.9、16.7和10.2粒/穗；T2處理結實率顯著高于對照和其他處理；各處理千粒重分別比對照高出0.76、0.92、0.57、1.02、0.68 和 0.49 g；超級早稻產量均明顯高于對照，分別比對照增加 1 467.0、1 335.0、1 267.5、1 768.5、901.5 和 600.0 kg/hm2，大小順序表現為T4>T1>T2>T3>T5>T6。

表2 不同養分配比超級早稻產量及其構成因素的比較

2.5 不同養分配比對氮肥利用效率的影響

肥料利用率是反映作物、土壤和肥料之間關系的動態參數，也是用來檢驗施肥量與施肥方法是否科學合理的指標。表3表明，T2、T3和T4農學利用率均高于其他處理，以T4、T3處理對氮肥處理的氮肥利用率提高幅度最大，其次為T2、T1和T5；T3和T4處理氮肥偏生產力為最高，均高于其他處理，其次為 T2、T5和 T1。

表3 不同養分配比氮肥利用效率比較 （kg/kg）

3 結論與討論

3.1 不同養分配比與超級稻生長發育

合理的養分配比，有利于減少肥料的損失，促進水稻的生長發育，而且可以大大減少環境污染。有研究表明，增施氮肥可促進作物營養器官生長，增大葉面積指數，增加光合作用，促進光合產物的合成累積與轉運，提高干物重[8-10]。干物質的積累是水稻建造營養器官和形成籽粒產量的重要基礎。

本試驗研究結果表明，合理的N、P、K養分配比施用促進了超級早稻的群體發育，有利于水稻分蘗發生，分蘗較多；水稻的分蘗動態表現為分蘗發生快、成穗率高的特點。在水稻全生育期，水稻群體葉片總面積隨氮用量增加而增大。同時，促進了水稻植株的生長與干物質積累，植株根系和地上部分干重均明顯提高。這可能是N、P、K肥料合理配合施用與水稻的養分需求曲線較接近，有利于水稻全生長期的養分供應，提高了肥料的利用率，促進了植株對營養物質的吸收和生長，從而增加了植株地下部和地上部的干物質積累。

3.2 不同養分配比與超級稻產量

N、P、K三元素中，任一元素的缺失都將限制水稻對其他養分的吸收，從而降低水稻的產量。有研究表明，N、P、K的合理配合施用可以明顯地提高水稻對養分的吸收量和肥料的利用率，從而獲得高產[5]；而過度施用肥料，不但不能提高水稻的產量，反而會造成肥料利用率的下降，浪費資源，污染環境。我國在提高肥料利用率方面取得了一些成果，如：測土配方施肥、平衡施肥和精確定量施肥等，但是肥料利用率仍然沒有明顯提高[11]。目前，我國水稻氮肥的平均利用率為30%～40%，60%～70%未被水稻吸收利用[12]；氮素利用率的提高主要與肥料損失的減少有關[13]。

本試驗研究表明，在不同的肥料養分處理中，T4（N、P2O5、K2O 施用量分別為 180、90、0 kg/hm2）和T3處理（N、P2O5、K2O 施用量分別為 135、45、75 kg/hm2）的氮肥農學利用率和氮肥偏生產力為最高，T2處理 （N、P2O5、K2O 施用量分別為 180、90、150 kg/hm2）次之，T1（N、P2O5、K2O施用量分別為225、135、225 kg/hm2）和 T5處理（N、P2O5、K2O 施用量分別為180、0、150 kg/hm2）為最低。在洞庭湖沖積平原雙季稻主產區，稻田土壤為紫潮泥和土壤全K含量較高的條件下，以T4處理超級早稻的產量為最高，比對照增加30.29%；其次為T1、T2與T3處理，水稻產量分別比對照增加25.12%、22.86%和21.19%，T5和T6處理（N、P2O5、K2O 施用量分別為 0、90、150 kg/hm2）分別比對照增加15.44%和10.27%。在水稻生產中，獲得水稻高產須有效地改善水稻經濟性狀，優化產量結構諸因素。在本研究中，通過不同肥料養分配比對超級早稻產量及其構成因素的比較分析認為，在合理配施肥料的條件下，高產栽培技術的主攻方向是提高單位面積的有效穗。

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