不同地力條件下氮肥施用量對水稻生產力的影響

鄔剛 吳爽 袁嫚嫚 王莉莉 張兆冬 唐春富 張祥明 王文軍 孫義祥 王德正

摘要 [目的]篩選出適宜安徽水稻生產的氮高效品種。[方法]以兩優100、廣兩優6308和兩優培九為試驗材料，探討高、低土壤地力下5個氮肥水平對水稻生產力的影響。[結果]隨著施氮量的增加，2個地力水平下不同水稻品種的產量均呈先上升后下降的趨勢。無論在高肥力土壤還是低肥力土壤，0、52、104 kg/hm2水平下兩優100和廣兩優6308的產量均顯著高于兩優培九；不同品種的產量差異主要由有效穗數和穗粒數共同決定的。以兩優培九最佳經濟產量為目標產量時，選擇種植兩優100或廣兩優6308可至少節約氮肥14.4%～18.5%。[結論]兩優100和廣兩優6308在生產中具有較大的節肥潛力，將為安徽水稻高效優質生產提供技術支撐。

關鍵詞 地力；水稻品種；生產力；氮肥

中圖分類號 S511 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）06-0028-03

Effects of Nitrogen Fertilizer Application on Rice Productivity under Two Soil Fertility Conditions

WU Gang1，WU Shuang2，YUAN Man-man1，SUN Yi-xiang1*，WANG De-zheng2* et al

（1.Soil and Fertilizer Institute，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031；2.Rice research Institute，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031）

Abstract [Objective] To screen out rice varieties with high nitrogen utilization efficiency in Anhui Province.[Method] With Liangyou 100，Guangliangyou 6308 and Liangyoupeijiu as the test materials，we discussed the effects of five nitrogen levels on rice productivity under high and low soil fertilities.[Result] With the increase of nitrogen application，yields of different rice varieties on two soil fertilities firstly enhanced and then decreased.Under both high and low soil fertilities，yields of Liangyou 100 and Guangliangyou 6308 at 0，52 and 104 kg/hm2 nitrogen levels were significantly higher than that of Liangyoupeijiu；the differences in yield were determined by the number of productive ear and the kernels per spike.When taking the optimal economic yield of Liangyoupeijiu as the target yield，planting Liangyou 100 or Guangliangyou 6308 could at least save nitrogen fertilizer by 14.4%-18.5%.[Conclusion] Liangyou 100 or Guangliangyou 6308 has relatively greater potential in fertilizer saving in production，and this research provides technical support for the rice high quality and efficiency production in Anhui Province.

Key words Soil fertility；Rice varieties；Productivity；Nitrogen fertilizer

水稻是我國最重要的糧食作物，全國60%以上的人口以稻米為主食。在水稻種植面積受限制的情況下，持續提高水稻單產是保障我國未來糧食安全的必然選擇。氮肥的施用是實現水稻高產的重要措施之一，在水稻增產中發揮著重要的作用[1-2]。然而過量施用氮肥會直接或間接引起水稻病蟲害，倒伏加劇，品質、產量和氮肥利用率降低以及一些環境污染問題[3-4]，如水體富營養化、地下水污染等。據報道，我國水稻生產中的氮肥利用率僅為28.3%[5]，遠遠低于其他國家和地區40%～60%的氮肥利用率[6]。因此，如何提高氮肥利用率和減少環境污染是目前重要的研究課題。

近年來，氮高效品種的選育越來越受到人們的關注，研究人員試圖通過氮高效品種的應用來減少氮肥的施用和減緩氮肥對環境的污染[7-9]。氮高效基因型可描述為在不同供氮水平下都有較高的產量，同時意味著氮高效品種能吸收大量的氮或有較高的氮生理利用效率[10]；氮高效基因型各個生育期的氮素積累量、抽穗前期的氮素吸收速率和氮素利用效率均比低效基因型高[11]，且氮高、低利用效率基因型間的根系形態差異顯著，在低氮水平上，氮高效基因型在生育期中細分枝根更長、粗分枝根表面積和不定根根長等均比氮低效基因型高[12]。以上大部分研究都是不同品種在同一個試驗點上得出的結論，而不同地力水平上不同品種的研究較少。鑒于此，該試驗選取2個地力水平，以安徽主要的中秈稻品種兩優100、廣兩優6308、兩優培九為對象，研究氮肥施用量對不同水稻品種生產力的影響，篩選出適合安徽水稻生產的氮高效品種，以期為安徽水稻高效優質生產提供理論基礎和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

高肥力試驗于2016年在安徽省天長市永豐鎮橋灣社區灣頭隊進行，前茬為小麥，土壤為淮河下游的沖擊型水稻土，其基本化學性質見表1；低肥力試驗于2016年在安徽定遠縣池河鎮半面店村進行，前茬為小麥，土壤為黃褐土，其基本化學性質見表1。

1.2 供試品種 試驗采用3個中秈稻品種，分別為兩優100、廣兩優6308、兩優培九。

1.3 方法

采用裂區設計，主因素為氮肥水平，施純氮量（N）分為6個水平：0（N0）、52 kg/hm2（N1）、104 kg/hm2（N2）、156 kg/hm2（N3）、208 kg/hm2（N4）、260 kg/hm2（N5）。氮肥運籌為基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶3∶3。副因素為水稻品種，設3個品種：兩優100、廣兩優6308和兩優培九。主區面積60 m2（6 m×10 m），3次重復，隨機區組排列，各處理磷、鉀肥用量相同，磷肥用量為60 kg/hm2 P2O5，鉀肥用量為90 kg/hm2 K2O，磷鉀肥作為基肥1次全部施入土壤。氮、磷、鉀肥分別為普通尿素、普通過磷酸鈣和氯化鉀。小區間做埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體，保證各小區單獨排灌。栽插密度為22.2萬穴/hm2（30 cm×15 cm）。其他管理措施統一按常規栽培要求實施。

成熟期每個小區單打單收，測定實際產量；每個處理取10株成熟稻株，用于測定產量構成因素。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0統計軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 施氮水平對不同水稻品種產量的影響

由圖1可知，隨著施氮量的增加，2個地力農田下不同水稻品種的產量均呈先上升后下降的趨勢。在高肥力農田，3個水稻品種的產量均顯著高于低肥力下的產量。在低肥力農田，N0、N1和N2水平下兩優100和廣兩優6308的產量顯著高于兩優培九，尤其在N0水平下產量差異最大，兩優100和廣兩優6308的產量較兩優培九顯著提高26.9%和24.2%；N3、N4和N5水平3個品種的產量無顯著差異；兩優100和廣兩優6308的最高產量在N2水平上出現，而兩優培九在N4水平出現。在高肥力農田，兩優100的產量在5個N水平下均顯著高于兩優培九，分別提高了19.3%、12.2%、16.9%、14.9%、13.3%和4.8%；廣兩優6308的產量僅在N0、N1、N2水平上顯著高于兩優培九，其他N水平無顯著差異；兩優100和廣兩優6308的最高產量在N3水平上出現，而兩優培九在N4水平出現。無論在高肥力土壤還是低肥力土壤，不施氮肥處理的兩優100和廣兩優6308產量均高于兩優培九，且兩優100和廣兩優6308的基礎產量受土壤肥力的影響較小，說明兩優100和廣兩優6308是氮高效型品種。

2.2 施氮水平對不同水稻品種產量構成因素的影響

由表2可知，隨著氮肥施用量的增加，2個地力水平下不同水稻品種的有效穗數均呈先增加后穩定的趨勢；但穗粒數和結實率在2個地力水平下的表現有差異，高肥力農田下不同品種的穗粒數均表現出先增加后降低的趨勢，并且結實率變化不明顯；低肥力水平下穗粒數一直呈緩慢升高的趨勢，但結實率呈較明顯的降低趨勢。

在低肥力農田上，3種品種在5個N水平上有效穗數和穗粒數由多到少依次為兩優100、廣兩優6308、兩優培九。在高肥力農田上，3個品種的有效穗數變化和低肥力農田一致，但穗粒數僅在N0、N1和N2水平上大小順序為兩優100、廣兩優6308、兩優培九。有效穗數和穗粒數與產量變化趨勢較一致。因此，可以推測出不同品種的產量差異可能是由有效穗數和穗粒數共同決定的。

2.3 不同肥力水平下水稻品種的最優施氮量和最佳經濟產量

由表3可知，依據水稻產量（y，kg/hm2）與施肥量（x，kg/hm2）的關系可建立一元二次回歸方程（y=Ax2+Bx+C），結合當年水稻和氮肥的價格，求得水稻最佳經濟氮肥用量及其對應的最佳經濟產量。在低肥力農田中，不同品種的最佳經濟產量由高到低的順序是兩優100、廣兩優6308、兩優培九，而最優施氮量的順序為兩優培九、廣兩優6308、兩優100。與兩優培九相比，兩優100和廣兩優6308的最優施氮量分別降低了18.5%和16.9%；高肥力農田不同品種的最佳經濟產量和最優施氮量與低肥力的變化趨勢基本一致，兩優100和廣兩優6308的最優施氮量較兩優培九分別降低了14.5%和14.4%。因此，以兩優培九最佳經濟產量為目標產量時，選擇種植兩優100或廣兩優6308可節約氮肥14.4%～18.5%，在低肥力條件節約氮肥量高于高肥力條件。

3 結論

（1）隨著施氮量的增加，2個地力水平下不同水稻品種的產量均呈先上升后下降的趨勢。無論在高肥力土壤還是低肥力土壤，不施氮肥處理的兩優100和廣兩優6308產量都高于兩優培九，且兩優100和廣兩優6308的基礎產量受土壤肥力的影響較小，說明兩優100和廣兩優6308是氮高效型品種。

（2）在低肥力農田上，3個品種在5個N水平上有效穗數和穗粒數由高到低依次為兩優100、廣兩優6308、兩優培九。在高肥力農田上，3個品種的有效穗數變化和低肥力農田一致，但穗粒數僅在N0、N1和N2水平上大小順序為兩優100、廣兩優6308、兩優培九。有效穗數和穗粒數與產量變化趨勢較一致。因此，可以推測出不同品種的產量差異可能是由有效穗數和穗粒數共同決定的。

（3）以兩優培九最佳經濟產量為目標產量時，選擇種植兩優100或廣兩優6308可節約氮肥14.4%～18.5%，在低肥力條件節約氮肥量高于高肥力條件。

（4）兩優100和廣兩優6308在生產中具有較大的節肥潛力，將為安徽水稻高效優質生產提供技術支撐。

參考文獻

[1] 王丹英，徐春梅，袁江，等.不同時期三系雜交稻主栽品種對氮肥用量的響應[J].作物學報，2010，36（2）：354-360.

[2] 李志杰，張振平，張藝，等.遼寧不同年代水稻品種生產力和氮肥效率對施氮水平的響應差異[J].作物學報，2013，39（9）：1679-1686.

[3] 彭少兵，黃見良，鐘旭華，等.提高中國稻田氮肥利用率的研究策略[J].中國農業科學，2002，35（9）：1095-1103.

[4] 朱兆良，金繼運.保障我國糧食安全的肥料問題[J].植物營養與肥料學報，2013，19（2）：259-273.

[5] 張福鎖，王激清，張衛峰，等.中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑[J].土壤學報，2008，45（5）：915-924.

[6] LADHA J K，PATHAK H，KRUPNIK T J，et al.Efficiency of fertilizer nitrogen in cereal production：Retrospects and prospects[J].Advances in agronomy，2005，87：85-156.

[7] 樸鐘澤，韓龍植，高熙宗.水稻不同基因型氮素利用效率差異[J].中國水稻科學，2003，17（3）：233-238.

[8] DE DATTA S K，BROADBENT F E.Methodology for evaluating nitrogen utilization efficiency by rice genotypes[J].Agronomy journal，1988，80（5）：793-798.

[9] 馮洋，陳海飛，胡孝明，等.我國南方主推水稻品種氮效率篩選及評價[J].植物營養與肥料學報，2014（5）：1051-1062.

[10] 張亞麗，樊劍波，段英華，等.不同基因型水稻氮利用效率的差異及評價[J].土壤學報，2008，45（2）：267-273.

[11] 殷春淵，張慶，魏海燕，等.不同產量類型水稻基因型氮素吸收、利用效率的差異[J].中國農業科學，2010，43（1）：39-50.

[12] 戢林，李廷軒，張錫洲，等.氮高效利用基因型水稻根系形態和活力特征[J].中國農業科學，2012，45（23）：4770-4781.