施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量及氮肥利用率的影響

秦儉 蔣開鋒 張濤 熊洪 徐富賢 鄭家奎 蔣鵬

（四川省農業科學院水稻高粱研究所/農業部西南水稻生物學與遺傳育種重點實驗室，四川德陽618000；第一作者：qin.1989@foxmail.com；*通訊作者：jiangyipeng137@163.com）

施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量及氮肥利用率的影響

秦儉 蔣開鋒 張濤 熊洪 徐富賢 鄭家奎 蔣鵬*

（四川省農業科學院水稻高粱研究所/農業部西南水稻生物學與遺傳育種重點實驗室，四川德陽618000；第一作者：qin.1989@foxmail.com；*通訊作者：jiangyipeng137@163.com）

以重穗型雜交稻德優4727和輕穗型常規稻五山絲苗為材料，設置4個施氮量（0、120、165、210 kg/hm2，分別記為N0、N120、N165、N210）和3種移栽密度（25.0、19.1、12.5叢/m2，分別記為D1、D2、D3），于2016年在四川德陽進行大田試驗，研究施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量及氮肥利用率的影響。結果表明，參試水稻品種的適宜移栽密度均為25.0叢/m2，在此移栽密度下，重穗型雜交稻德優4727產量隨施氮量的增加呈先增加后下降的趨勢，以N165處理產量最高（10.90 t/hm2），輕穗型常規稻五山絲苗產量隨施氮量的增加呈升高趨勢，以N210處理產量最高（10.21 t /hm2）；相同移栽密度下，參試水稻品種氮肥利用率隨施氮量的增加呈下降趨勢；隨移栽密度的增加，參試水稻品種產量和氮肥利用率呈增加趨勢。可見，提高移栽密度，減少施氮量可兼顧水稻高產和氮肥高效利用，其最佳肥密組合為施氮量165 kg/hm2、移栽密度25叢/m2，即低氮密植可作為重穗型雜交稻高產高效栽培的關鍵技術。

施氮量；移栽密度；重穗型；雜交稻；產量；氮肥利用率

水稻是我國重要的糧食作物，全國有超過60%的人口以稻米為主食。采用合理的栽培技術持續提高水稻產量對保證我國糧食安全具有重要意義。施氮量和移栽密度是影響水稻群體發育及產量形成的重要因素。適宜的施氮量以及合理的移栽密度可以協調群體與個體、足穗與大穗的矛盾，也是超級稻配套栽培技術形成的重要基礎[1-2]。關于水稻高產、更高產中的密度及密植方式問題、施氮量問題前人進行了大量研究[3-8]，并創造發明了許多以密度、施肥量為核心的水稻高產、超高產栽培技術，如蔣彭炎等的“稀、少、平”栽培法[9]、凌啟鴻的“小群體、壯個體”栽培法[10]、張洪程等的“小苗高產節本”栽培法[11]、水稻強化栽培技術（SRI）[12]以及當前南方稻區流行的“單本密植機插”栽培法[13]等。前人的這些研究對持續提高我國水稻產量發揮了重要的作用。四川盆地空氣濕度大，云霧多，水稻生長期光照少，針對這樣的氣候特點，育種家選育的品種多以重穗型雜交稻為主[14]，且普遍認為稀植（9.0～13.5萬叢/hm2）有利于重穗型雜交稻產量潛力的發揮[15]，而稀植條件下必須增加肥料的投入促進分蘗，以確保獲得足夠的有效穗，進而實現高產。氮肥大量投入勢必造成肥料損失嚴重、肥料利用率下降，污染環境。最近研究表明，合理密植是實現水稻高產、節肥、環境友好的有效途徑[16-17]。為此，本文開展了不同施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量和氮肥利用率影響的研究，以期為四川盆地重穗型雜交稻高產高效生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為超級雜交稻品種德優4727（重穗型）和常規稻品種五山絲苗（輕穗型）。其中，德優4727由四川省農業科學院水稻高粱研究所提供，五山絲苗由廣東省農業科學院水稻研究所提供。

1.2 試驗設計

大田試驗于2016年設在四川省德陽市旌陽區，前茬作物為油菜。試驗設4個施氮水平（分別為0、120、165、210 kg/hm2，記為N0、N120、N165、N210）和3種移栽密度（分別為25.0叢/m2、19.1叢/m2、12.5叢/m2，記為D1、D2、D3，每叢2苗）。氮肥按基肥、分蘗肥、穗肥5∶2∶3的比例施用；磷肥全部作基肥，用量為62.5 kg/hm2；鉀肥按基肥、穗肥5∶5的比例施用，用量為135 kg/hm2。試驗采用裂裂區設計，施氮量為主區，移栽密度為副區，品種為副副區，副副區面積為20 m2，3次重復。主區間作田埂并覆膜，防止肥水串灌。其他管理同當地高產栽培田。4月10日播種，5月20日移栽，其中，五山絲苗7月20日齊穗，8月25日成熟；德優4727 8月1日齊穗，9月4日成熟。

表1 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量的影響（t/hm2）

1.3 測定項目及取樣方法

于成熟期按小區穗數平均數取5叢代表性植株，剪去根系，計數穗數后人工脫粒，分成稻草、實粒、空秕粒三部分，用于考察每穗粒數、結實率、千粒重、干物質量和收獲指數。此外，每小區調查20叢植株穗數，用于計算單位面積有效穗數。收割整個小區植株，單收單曬，折算為14%含水量后計為實收產量。

1.4 數據計算

氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮區籽粒產量-無氮區籽粒產量）/施氮量；

氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮區籽粒產量/施氮量。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2003整理數據，Statistix 8.0軟件進行方差分析，LSD0.05法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量的影響

由表1可知，施氮可顯著提高德優4727和五山絲苗的產量。與不施氮處理相比，施氮處理產量增加了17.3%～29.9%（德優4727）、20.1%～42.3%（五山絲苗）。高密度（D1）條件下，德優4727產量隨施氮量的增加呈先升高后下降的趨勢，以N165處理的產量最高，為10.90 t/hm2；五山絲苗產量隨施氮量的增加而增加，以N210處理的產量最高，為10.21 t/hm2，但N210與N165處理之間的產量差異不顯著。中密度（D2）和低密度（D3）條件下，德優4727和五山絲苗的產量均隨施氮量的增加呈增加趨勢，且均以N210處理的產量最高。說明通過合理密植，即使減少氮素的施用量，也并不會造成雜交稻產量的下降。隨著移栽密度的增加，德優4727和五山絲苗產量均呈增加趨勢，D1處理的產量較D2、D3處理分別增加了3.1%、17.9%和4.5%、23.4%；在相同密度下，與五山絲苗相比，德優4727產量分別增加了10.0%（D1）、11.5%（D2）和15.2%（D3）。

2.2 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量構成的影響

由表2可知，2個品種的有效穗數隨施氮量的增加而增加，與N0相比，N120、N165、N210平均分別增加了19.2%、24.9%、30.4%，但施氮處理間，德優4727的有效穗數差異不顯著，而五山絲苗N165和N210處理間差異不顯著，但這2個處理與其他處理間差異顯著。2個品種的有效穗數均表現為隨移栽密度的增加呈增加趨勢，但其每穗粒數則是隨移栽密度的增加呈下降趨勢。不同施氮量對德優4727每穗粒數影響不顯著，對五山絲苗每穗粒數影響顯著。說明不同穗型品種的每穗粒數對氮素的響應存在基因型差異。隨著施氮量的增加，不論是重穗型品種還是輕穗型品種，結實率和粒重均未表現出明顯的規律。隨著移栽密度的增加，德優4727的結實率呈下降趨勢，五山絲苗的結實率呈先上升后下降的趨勢。不同移栽密度之間的粒重差異相對較小。與五山絲苗相比，德優4727有效穗數、每穗粒數分別降低了9.7%和19.9%，結實率和千粒重分別增加了0.3%和49.0%。

2.3 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻干物質生產的影響

由表3可知，施氮量對重穗型雜交稻干物質生產影響顯著。與N0相比，N120、N165、N210處理干物質量平均分別增加了19.4%、25.6%、35.1%。高密度（D1）和中密度（D2）條件下，不同施氮處理對德優4727的干物質生產影響不顯著，但對五山絲苗的干物質生產影響顯著；低密度（D3）條件下，不同施氮處理對德優4727的干物質生產影響顯著，但對五山絲苗的干物質生產影響不顯著。干物質量隨移栽密度的減少呈減少趨勢，與D1相比，D2、D3處理的干物質量分別降低了2.0%～3.1%、10.4%～19.7%。施氮量對收獲指數影響不顯著（除中密度下五山絲苗外）。不同移栽密度之間收獲指數差異較小。與五山絲苗相比，德優4727干物質量分別增加了9.0%（D1）、10.3%（D2）、21.6%（D3），但收獲指數減少了7.0%（D1）、8.6%（D2）、6.4%（D3）。

表2 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量構成的影響

表3 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻干物質生產的影響

2.4 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻氮肥利用率的影響

表4 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻氮肥利用率的影響 （kg/kg）

由表4可知，施氮量對德優4727氮肥農學利用率影響顯著，且隨施氮量的增加，其氮肥農學利用率呈顯著下降的趨勢。施氮量對五山絲苗氮肥農學利用率影響不顯著，高密度（D1）和中密度（D2）條件下，以N120處理氮肥農學利用率最高，較N165、N210處理分別增加了6.9%、18.8%和17.3%、4.9%；低密度（D3）條件下，則是以N165處理最高。氮肥農學利用率隨移栽密度的增加呈增加趨勢，與D2、D3相比，D1氮肥農學利用率平均分別增加了16.6%、32.3%。施氮量對氮肥偏生產力影響顯著，隨施氮量的增加，氮肥偏生產力呈顯著下降的趨勢。氮肥偏生產力隨移栽密度的增加呈增加趨勢，與D2、D3相比，D1氮肥偏生產力平均分別增加了4.6%、21.4%。與五山絲苗相比，德優4727氮肥農學利用率平均降低了14.2%，但其氮肥偏生產力增加了10.9%。

3 結論與討論

3.1 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻產量的影響

周江明等[18-19]研究表明，水稻產量隨施氮量或密度的增加而提高，但增產效應逐漸下降，且當施氮量和移栽密度超過一定界限后，產量呈下降趨勢，即施氮量、移栽密度與產量的關系呈單峰曲線關系，最佳肥密組合隨稻作生態區的土壤肥力和溫光資源變化而變化。本研究結果表明，在高密度條件下，重穗型品種德優4727產量隨施氮量的增加呈先增加后下降的趨勢，以N165處理的產量最高（10.90 t/hm2）；輕穗型品種五山絲苗產量則是隨施氮量的增加呈增加趨勢，以N210處理產量最高（10.21 t/hm2），但與N165處理產量差異不顯著。而在中密度和低密度條件下，德優4727和五山絲苗產量均是隨施氮量的減少呈下降趨勢，有效穗數和干物質量減少是其產量下降的主要原因。說明移栽密度過低，會導致基本苗數不足，即使增加氮肥投入促進水稻分蘗，也不能彌補因基本苗數不足而造成的有效穗數下降，進而引起產量下降。此外，隨著移栽密度的增加，水稻產量呈顯著增加趨勢，說明本試驗條件下不論是重穗型雜交稻還是輕穗型常規稻均需要合理的栽插密度，即適當、足量的基本苗是水稻高產的基礎。由此可見，在本試驗條件下，重穗型雜交稻德優4727最高產量的施氮量和移栽密度組合為165 kg/hm2和25叢/m2，輕穗型常規稻五山絲苗最高產量的施氮量和移栽密度組合為210 kg/hm2和25叢/m2。

3.2 施氮量和移栽密度對重穗型雜交稻氮肥利用率的影響

陳佳娜等[20]研究發現，常規稻中嘉早17的氮肥利用率隨施氮量的增加而下降，隨移栽密度的增加而提高。本研究表明，氮肥利用率與品種、施氮量及移栽密度有關。氮肥農學利用率和氮肥偏生產力隨移栽密度的增加而提高，結果與陳佳娜等基本一致，也進一步說明了增加移栽密度，減少氮肥施用量，既可通過大幅度增加有效穗數來實現高產，又能顯著提高氮肥利用率。相同移栽密度條件下，重穗型雜交稻德優4727氮肥農學利用率、氮肥偏生產力隨施氮量的增加呈顯著下降的趨勢；施氮量對輕穗型常規稻五山絲苗氮肥農學利用率影響不顯著，對氮肥偏生產力影響顯著，且隨施氮量的增加呈下降趨勢，說明增加施氮量不利于氮肥利用率的提高。此外，高密度條件下，增加施氮量對各穗型品種的增產效果并不顯著，也就是說施氮量的增加并不能促使水稻同步增加的氮吸收量轉化為產量優勢，進而導致氮肥利用率的降低。

綜上所述，結合施氮量和移栽密度對產量形成特點及氮肥利用率的影響，從水稻高產、氮肥資源高效利用綜合考慮，重穗型雜交稻德優4727和輕穗型常規稻五山絲苗高產、氮高效的最佳肥密組合均為施氮量165 kg/hm2、移栽密度25叢/m2。

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Effects of N Application Rate and Plant Density on Grain Yield and N Use Efficiency of Hybrid Rice with Heavy Panicle

QIN Jian,JIANG Kaifeng,ZHANG Tao,XIONG Hong,XU Fuxian,ZHENG Jiakui,JIANG Peng*
（Rice and Sorghum Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding，Ministry of Agriculture,Deyang,Sichuan 618000,China;1st author:qin.1989@foxmail.com;*Corresponding author:jiangyipeng137@163.com）

A field experiment was conducted to study the effects of nitrogen（N）rate and plant density on grain yield and N use efficiency of hybrid rice Deyou 4727 with heavy panicle,and conventional rice Wushansimiao with light panicle,under four N application rate（0，120，165 and 210 kg/hm2,namely N0,N120,N165and N210）and three plant densities（25.0,19.1,12.5 hills/m2,namely D1,D2and D3）.The results showed that the 25.0 hills/m2of planting density was the optimum planting density.When the planting density was 25.0 hills/m2,the grain yield of Deyou 4727 was increased with the increasing of N application rate at first and decreased after N application rate exceeding 165 kg/hm2,and the grain yield of Wushansimiao was increased with the increasing of N application rates. The highest grain yield of Deyou 4727（10.90 t/hm2）was in combination of N 165 kg/hm2and 25.0 hills/m2.Wushansimiao obtained the highest grain yield（10.21 t/hm2）in the combination of N 210 kg/hm2and 25.0 hills/m2.Under the same plant density,N use efficiency was decreased with the increasing of N application rates.Grain yield and N use efficiency was increased with the increasing of plant densities.It is a key technique for the high-yielding and high-efficiency cultivation of hybrid rice with heavy panicle.N application rate of 165 kg/hm2and plant density of 25.0 hills/m2is the optimum combination.

nitrogen application rate;plant density;heavy panicle type;hybrid rice;grain yield;nitrogen use efficiency

S511.048

A

1006-8082（2017）04-0094-05

2017－06－06

四川省農業科學院水稻高粱研究所青年基金