肥水耦合對寒地水稻產量的影響

呂艷東　郭曉紅　李紅宇等

摘要：采用隨機區組試驗設計，以龍慶1號和龍盾104為試驗材料，研究肥水耦合對寒地水稻產量的影響。結果表明：2個品種的肥料與水分處理間在穗數、結實率、千粒質量及產量上均存在互作關系；龍盾104肥料處理以F3的產量最高，肥水耦合以F3S3的產量最高，顯著或極顯著高于F3S1、F1S3、F1S1、F1S4、F2S3處理；龍慶稻1號水分處理以S1產量最高，肥水耦合以F3S1最高，顯著或極顯著高于F3S4、F1S3、F2S3、F1S4、F2S2處理。

關鍵詞：肥水耦合；寒地水稻；產量；互作；穗數；結實率；千粒質量；產量

中圖分類號： S511.05文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）11-093-04

收稿日期：2014-10-17

基金項目：國家公益性行業（農業）科研專項（編號：201303007）；國家科技支撐計劃（編號：2011BAD16B11、2013BAD07B01）；黑龍江省博士后資助經費項目（編號：LBH-Z13167）；黑龍江八一農墾大學省作物學重點學科學術骨干科研啟動金項目（編號：ZWXQDJ-8）；黑龍江八一農墾大學博士啟動金項目（編號：XDB 2012-03）；黑龍江八一農墾大學大學生創新創業訓練計劃（編號：201310223009）；黑龍江省重大科技招標項目（編號：GA14B102-03）。

作者簡介：呂艷東（1978—），男，黑龍江肇州人，博士，副研究員，主要從事水稻節水栽培研究。E-mail：luyandong336@sohu.com。

通信作者：鄭桂萍，博士，教授，主要從事水稻生理生態研究。E-mail：dqzgp@163.com。水稻是我國耗水量最多的作物，土壤水分和養分是影響水稻產量的重要因子，闡明肥料和水分對水稻產量的影響及水肥的互作效應，對于建立優質高產栽培技術具有重要意義[1-3]。有研究表明，在農業生態系統中，水分和養分是密不可分的，合理的水肥交互作用能促進作物生長，提高作物產量[4-6]。進行水稻的水肥耦合研究結果表明，充分發揮水肥對水稻產量、品質的協同激勵作用，不僅可以提高肥水利用效率、節本增效；還可以減少肥料對環境的污染，節約水肥資源，改善生態環境[6-9]。這對解決我國的水資源危機、農業的可持續發展、保障國家糧食安全具有重大意義。多年來，國內外關于水分和養分對水稻產量作用的研究已有豐富的報道[10-12]，但水分和肥料對產量的交互作用報道甚少。本試驗在不同的肥料和水分控制下研究其對水稻產量的影響，旨在為水稻高產提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料及設計

試驗于2011年在黑龍江省慶安和平水利試驗站進行，在防雨棚中人工嚴格控水，晴天時打開防雨棚。供試品種龍慶稻1號和龍盾104均為12葉品種，4月10日浸種，4月19日播種，4月26日出苗，秧田管理正常進行，5月20日進行移栽，每個小區面積4 m2左右，每個小區內栽植2個品種，每個品種4行，行距24 cm，穴距12 cm，選葉齡均為3.1～3.5葉的秧苗，每穴3～5苗，9月23日收獲。

施肥處理包括F1、F2、F3，具體見表1。肥料種類包括尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、七水硫酸鎂。施肥方法：40%氮肥、100%磷肥、50%鉀肥、50%鎂肥作基肥，在最后一次水整地前施入，耙入土中8～10 cm；50%鎂肥用于中期追肥，追肥于9.0～9.3葉齡時進行（混入細土中撒勻），每個小區單排單灌。分蘗肥要求早施，可分2次進行，第1次施分蘗肥總量的70%～80%，于返青期（4葉期）后立即施用；第2次施分蘗肥總量的20%～30%，于6.0葉齡施于色淡、生長差、分蘗少處。

用負壓式真空表監測土壤水勢，設-10、-15、-20 kPa等3個水勢梯度，當土壤水勢達-10、-15、-20 kPa時灌水，即-10、-15、-20 kPa 為控水下限，自泡田起就要記錄灌水定額。具體操作為秧苗移栽本田后，5～6 cm水層深水護苗返青。在返青后的各個生育階段除了除草和施肥期間外，灌水后田面不再保留水層（一定要封閉除草，苗后施用除草劑期間保持水層要多2～3 d，否則易出現草荒），不同生育時期的水勢管理見表2，以常規栽培的水分管理為CK；減數分裂期遇低溫則灌深水達17 cm以上，低溫過后進行濕潤灌溉（0 kPa為水分敏感期），齊穗后恢復到控水灌溉的水勢要求進行水分管理，蠟熟末停灌。育苗、移栽按常規旱育稀植“三化一管”進行，要求在本地同一條件下育苗，本田按葉齡指標計劃管理，適期收獲。

1.2測試內容與方法

每個處理選有代表性的植株4穴，測定項目主要有單株穗數、實粒數、空秕粒數，稱取粒質量，計算結實率、千粒質量。

2結果與分析

2.1肥水耦合對寒地水稻穗數的影響

肥水對龍盾104穗數影響的F測驗結果說明，肥料間、水分間和肥料×水分間差異極顯著。

2.1.1肥料處理對寒地水稻穗數的影響由圖1可知，龍盾104的穗數在各肥料處理間差異極顯著，其中以F3處理的穗數最多，F2次之；龍慶稻1號各處理之間差異不顯著，其中以F3處理的穗數最多。因此，就肥料的平均效應而言，2個品種均以F3的穗數最多，F1的穗數最少。

2.1.2水分處理對寒地水稻穗數的影響龍盾104各處理間差異極顯著，其中S2處理的穗數最多，其次是S1；龍慶稻1號以S1處理的穗數最多，其次是S2。因此，就水分處理的平均效應而言，龍盾104以S2的穗數最多，龍慶稻1號以S1的穗數最多，2個品種均以S3的穗數最少（圖2）。

2.1.3肥水耦合對寒地水稻穗數的影響由表3可知，2個品種各處理間的穗數差異極顯著。2個品種的穗數由于存在肥料與水分間的互作效應，說明各處理組合的效應不是各單因素效應的簡單相加，而是肥料效應隨水分的變化而變化。

2.2肥水耦合對寒地水稻穗粒數的影響

肥水耦合對龍盾104和龍慶稻1號穗粒數的影響的F測驗結果表明，龍盾104在不同肥料處理、水分處理、肥料×水分處理間差異不顯著；龍慶稻1號在不同肥料處理、肥料×水分處理間差異不顯著，在各水分處理間差異極顯著。

2.2.1肥料處理對寒地水稻穗粒數的影響龍盾104和龍慶稻1號在各肥料處理間差異均不顯著。但就肥料的平均效應而言，龍盾104以F2的穗粒數最多，龍慶稻1號以F3的穗粒數最多，2個品種均以F1的穗粒數最少（圖3）。

2.2.2水分處理對寒地水稻穗粒數的影響龍盾104各水分處理間差異均不顯著；但龍慶稻1號的S3與S2差異極顯著，S4、S1與S2、S3差異不顯著（圖4）。因此，就水分的平均效應而言，龍盾104以S4的穗粒數最多，S3次之，S2最少；龍慶稻1號以S3的穗粒數最多，S4次之，S2最少。

2.2.3肥水耦合對寒地水稻穗粒數的影響因肥料與水分間不存在互作效應，故以水分的最優處理和肥料的最優處理組合在一起為最優組合。龍盾104以S4和F2的穗粒數最多，兩者組合F2S4穗粒數最多；龍慶稻1號以F3和S3的穗粒數最多，兩者組合F3S3穗粒數最多（表4）。其中，龍盾104的F2S4與F1S4差異顯著；龍慶稻1號的F3S3與F2S2差異極顯著，F3S3與F3S2、F1S2，F2S4、F2S3與F2S2差異顯著。

2.3肥水耦合對寒地水稻結實率的影響

肥水耦合對龍盾104和龍慶稻1號結實率的影響的F測驗結果表明，龍盾104在各肥料處理、水分處理間差異不顯著，而在各肥料×水分間差異顯著；龍慶稻1號在各肥料處理間差異不顯著，在各水分、肥料×水分處理間差異極顯著；說明不同的水分處理對龍慶稻1號的結實率均有影響。

2.3.1肥料處理對寒地水稻結實率的影響龍盾104和龍慶稻1號各肥料處理間差異均不顯著，兩者均以F1的結實率最高，F3處理的結實率最低（圖5）。

2.3.2水分處理對寒地水稻結實率的影響龍盾104在各水分處理間差異均不顯著；龍慶稻1號的S3與S1、S4差異極顯著，S2與S1、S4差異顯著（圖6）。就水分的平均效應而言，2個品種均以S3的結實率最高，S2次之；龍盾104的S1處理、龍慶稻1號S4處理的結實率最低。

2.3.3肥水耦合對寒地水稻結實率的影響如表5所示，龍盾104的各處理組合間差異均不顯著，其中以處理組合F3S3的結實率最高，F3S1的結實率最低；龍慶稻1號F2S2、F2S3、F1S3與F2S4差異極顯著，F1S4、F3S3與F2S4差異顯著，龍慶稻1號以F2S2的結實率最高，以F2S4的結實率最低。由于2個品種的結實率在各肥料與水分間存在互作效應，說明各處理組合的效應不是各單因素效應的簡單相加，而是肥料效應隨水分的變化而變化。

2.4肥水耦合對寒地水稻千粒質量的影響

肥水耦合對2個品種千粒質量影響的F測驗結果表明，龍盾104在各肥料處理、水分處理間差異不顯著，在肥料×水分處理間差異顯著；龍慶稻1號在各肥料處理間差異不顯著，在各水分處理、肥料×水分處理間差異極顯著。

2.4.1肥料處理對寒地水稻千粒質量的影響2個品種各肥料處理間差異不顯著（圖7）。就肥料的平均效應而言，2個品種均以F3的千粒質量最高。

2.4.2水分處理對寒地水稻千粒質量的影響龍盾104的S2與S3、S4、S1，S3與S1的千粒質量差異極顯著，S4與S1差異顯著；龍慶稻1號各水分處理間差異不顯著，且2個品種均以S2的千粒質量最高（圖8）。

2.4.3肥水耦合對寒地水稻千粒質量的影響如表6所示，龍慶稻1號各處理間的千粒質量差異不顯著，龍盾104的F3S2與F3S1、F3S4、F3S3、F2S4、F2S1、F1S1，F2S2與F3S3、F2S4、F2S1、F1S1，F2S3、F1S2、F1S4與F2S1、F1S1，F1S3與F1S1差異極顯著。其中，龍盾104以F3S2的千粒質量最高，F1S1的千粒質量最低；龍慶稻1號以F2S4的千粒質量最高，F2S1的千粒質量最低。由于2個品種的千粒質量在肥料與水分間存在互作效應， 說明各處理組合的效應不是各單因素效應的簡單相加，而是肥料效應隨水分的變化而變化。

2.5肥水耦合對寒地水稻產量的影響

肥水耦合對龍盾104和龍慶稻1號的F測驗結果表明，龍盾104在各肥料處理、肥料×水分處理間差異極顯著，而在各水分處理間差異不顯著；龍慶稻1號在各肥料處理間差異不顯著，在各水分處理間差異顯著，在肥料×水分處理間差異極顯著。說明不同的肥料處理對龍盾104的理論產量有影響；不同的水分處理對龍慶稻1號的理論產量有影響。

2.5.1肥料處理對寒地水稻產量的影響龍盾104的F3與F1差異極顯著，龍慶稻1號的各肥料處理間差異不顯著（圖9）。就肥料的平均效應而言，2個品種均以F3的理論產量最高，F1的理論產量最低。

2.5.2水分處理對寒地水稻產量的影響如圖10所示，龍盾104各水分處理間差異不顯著，其中以S2理論產量最高；龍慶稻1號的S1與S2差異顯著。就水分的平均效應而言，

龍盾104以S2的理論產量最高，S3的理論產量最低；龍慶稻1號以S1的理論產量最高，S2的理論產量最低。

2.5.3肥水耦合對寒地水稻產量的影響2個品種的理論產量在肥料與水分間存在互作效應，說明各處理組合的效應不是單因素效應的簡單相加，而是肥料效應隨水分的變化而變化。龍盾104的F3S3、F2S4與F1S4、F2S3，F3S2、F2S2、F2S1、F3S4與F2S3差異極顯著，F1S2、F3S1、F1S3、F1S1與F2S3差異顯著；龍慶稻1號的F3S1、F3S3、F2S4與F1S4、F2S2差異極顯著，F1S2與F1S4、F2S2，F2S1與F2S2差異顯著（表7）。其中，龍盾104以F3S3和F2S4的理論產量較高，F1S4和F2S3的理論產量較低；龍慶稻1號以F3S1、F3S3和F2S4的理論產量較高，F1S4和F2S3的理論產量較低。

3結論

2個品種的肥料處理與水分處理間在穗數、結實率、千粒質量和理論產量上存在互作關系， 在穗粒數上不存在互作關

系。2個品種均以F3的穗數最多，其穗粒數、結實率和千粒質量在各肥料處理間差異不顯著。龍盾104以S2的穗數最多，龍慶稻1號以S1的穗數最多，2個品種均以S3的穗數最少。龍盾104以S4的穗粒數最多，S3次之，S2最少；龍慶稻1號以S3的穗粒數最多，S4次之，S2最少。2個品種均以S3的結實率為最高，S2次之；龍盾104、龍慶稻1號分別以S1、S4處理的結實率最低。2個品種均以S2的千粒質量最高。綜合2個品種的理論產量對肥料和水分的互作反應可知，F3S3和F2S4的產量較高，F1S4的產量最低。

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