氮肥后移對直播稻農藝性狀與產量的影響

劉奇華，尹秀波，鄭崇軻，孫召文

（1.山東省農業科學院濕地農業與生態研究所，山東濟南 250100；2.山東省農業技術推廣中心，山東濟南 250000）

直播稻因省時、省工、省力、節約生產成本、提高生產效率等諸多優點，其推廣應用面積呈逐年遞增趨勢。氮是影響水稻生長發育的重要營養元素，如何有效提高氮利用效率一直是眾多科研工作者研究的焦點[1-3]。關于氮肥施用對直播稻氮素吸收利用、干物質生產、產量及品質形成的影響已有大量報道[4-7]。很多研究在旱直播栽培方式下采用了傳統的氮肥施用模式，即氮肥的施用時期分別為基肥、分蘗肥、穗肥，基肥氮在播種前或播種時施用[5,8-9]。水稻旱直播栽培方式在播種后需要經歷種子萌發等生理過程，從開始萌發至2 葉期主要靠胚乳提供養分，因此氮肥施用期適當后移可能會減少氮肥的揮發，提高氮肥利用率，更利于增產。鑒于此，本研究探索了氮肥施用期后移對直播稻重要農藝性狀與產量的影響，旨在為水稻旱直播氮肥高效施用技術的創制提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 供試地點與材料

試驗在山東省農業科學院濕地農業與生態研究所試驗基地（濟寧35.26°N，116.35°E）進行。試驗地土壤基礎肥力為：有機質含量（質量分數，下同）21.48 g/kg，堿解氮含量56.49 mg/kg，速效磷含量50.64 mg/kg，速效鉀148.98 mg/kg。供試材料為常規粳稻品種圣稻19（中早熟品種）。

1.2 試驗設計

采用隨機區組試驗設計，3 次重復。氮肥施用期共設4 個處理：對照D1（播種前施氮肥、3 葉1 心期追施氮肥1 次、7 d 后追施氮肥1 次、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥質量比例為4∶2∶2∶2）、氮后移D2處理（水稻1 葉1 心期施氮、3 葉1 心期追施氮肥1 次、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥質量比例為5∶3∶2）、氮后移D3處理（水稻2 葉1 心期追施氮肥、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥質量比例為8∶2）、氮后移D4處理（水稻3 葉1 心期追施氮肥、幼穗分化期追施氮肥1 次，施肥質量比例為8∶2）。氮肥施用量為純N 297.5 kg/hm2。磷肥施用量為P2O5135 kg/hm2，鉀肥施用量為K2O 135 kg/hm2，磷、鉀肥全部作基肥于播種時一次性施入。小區面積30 m2，小區間筑埂（寬40 cm）并使用塑料薄膜包裹。采取旱種水管方式進行栽培管理。直播方式為條播，播干種子，行距20 cm，播種量150 kg/hm2。全生育期及時防治病蟲草害，田間管理與生產一致。

1.3 測定指標與方法

成熟期每小區取0.4 m2用于測定有效穗數、穗長、一次枝梗數、二次枝梗數、穗粒數、結實率和千粒質量。成熟期每小區測定15 株有代表性植株的株高。每小區實收測產。

1.4 數據處理

使用SPSS 16.0 統計軟件進行多重比較分析，使用SigmaPlot 10.0 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 氮肥后移對直播稻農藝性狀的影響

由表1 可知，各氮肥后移處理的株高、二次枝梗數均與對照間的差異無統計學意義，表明氮肥后移對株高和二次枝梗數影響不大。隨著氮肥逐漸后移，穗長與一次枝梗數呈先增加后降低的趨勢，其中：D2處理的穗長與一次枝梗數最大，兩者均顯著高于對照D1，分別比對照D1高8.50%、7.94%；D3處理的穗長與一次枝梗數與對照D1間的差異無統計學意義，D4處理的穗長與一次枝梗數均顯著低于對照D1。表明氮肥后移至1 葉1 心期施用效果最好，能夠顯著提高直播稻穗長與一次枝梗數，當后移至3 葉1 心期時會對直播稻生長產生不利影響。

表1 氮肥后移對直播稻農藝性狀的影響

2.2 氮肥后移對直播稻產量及其構成因素的影響

由表2 可知，隨著氮肥的逐漸后移，各處理的穗實粒數呈先增后減的趨勢。氮肥后移處理對穗實粒數產生了顯著影響，對有效穗數、結實率、千粒質量無顯著影響。D2處理的穗實粒數最高，比對照高11.00%，之后隨著氮肥的逐漸后移，穗實粒數逐漸降低；D4處理的穗實粒數最低，比對照低10.90%。表明氮肥后移至1 葉1 心期施用，有利于直播稻穗實粒數的提高，但隨著氮肥的繼續后移，穗實粒數呈下降趨勢，氮肥后移至3 葉1 心期施用會降低直播稻穗實粒數。

表2 氮肥后移對直播稻產量構成因素的影響

由圖1 可知，隨著氮肥的后移，直播稻產量呈先升后降的變化趨勢，D2處理產量最高，但D2與D3處理之間差異無統計學意義，兩者分別比對照D1高19.94%、11.16%，氮肥后移至3 葉1 心期，直播稻產量顯著降低。這表明氮肥適當后移有利于提高直播稻產量。

圖1 氮肥后移對直播稻產量的影響

3 討論與小結

氮是水稻生長發育的必需元素。適量施氮能夠提高水稻干物質生產量與葉面積指數，促進光合同化物質向籽粒轉運，更易獲取高產[4]。過量施氮既不能增加群體氮積累量，也不能提高生物產量，不僅不利于增產，還會造成水體污染，加劇稻田甲烷等溫室氣體的排放[4,10-12]。此外，過量施氮也是導致水稻氮素利用率低的重要原因[13]。圍繞減施氮肥對水稻營養元素吸收利用、光合物質生產能力及產量形成的影響，前人已做了大量研究[14-17]。研究表明，減氮配合適當增密措施能夠使水稻全生育期保持較高的光合勢與葉面積指數，提高水稻根系生長量和氮素積累量；減氮配合測深施肥，可減少氮素損失，提高氮肥利用率，保持土壤肥力，最終實現減氮穩產的目的[4,15,18]。還有的研究認為，適當減施氮肥后，可通過干濕交替灌溉配合增密等栽培手段提高水稻穗部干物質分配量及收獲指數，也能實現水稻減肥高產[19]。筆者前期的研究顯示，適當減施氮磷肥，能顯著提高直播稻強勢粒、弱勢粒粒質量，尤其是弱勢粒，最終實現了減肥不減產[9]。減施氮肥后，提高氮肥利用率是確保水稻氮肥高效減施及高產穩產的重要措施之一。與傳統移栽稻不同，水稻旱直播采用旱種水管的栽培方式，其在播種后至2 葉1 心期以前依靠自身胚乳提供養分，氮肥適當后移可能會減少氮肥不必要的損失，提高利用率。因此，我們在前期減施肥研究的基礎上，以減少氮肥損耗與提高氮肥利用效率為研究重點，進一步探索了基肥氮后移對直播稻重要農藝性狀及產量的調控效應。

研究表明，適當降低基肥氮用量，增加后期穗肥氮的施用比例，有利于提高水稻氮肥利用率和產量[20-21]。還有研究指出，在秸稈全量還田“獨稈”栽培模式下，直播稻不施基肥氮，且在8 葉齡期追施氮肥，可顯著提高水稻產量[22]。本研究顯示，隨著氮肥施用的逐漸后移，直播稻產量表現為先升高后降低的趨勢。氮肥后移至1 葉1 心期，直播稻產量最高，隨著氮肥施用期的繼續后移，產量不斷下降。研究表明，氮肥當季利用率低的原因之一是施肥時間與作物需求養分時間不一致[23]。本研究中，水稻1 葉1心期至2 葉1 心期種子胚乳中儲存的養分即將消耗殆盡，需要從土壤吸收養分，此時施氮與其需氮恰好保持同步，有效降低了氮肥損失，提高了氮肥利用效率；而對照在播種時施基肥氮后，由于種子萌發這段過程主要從胚乳吸收養分，因此部分施用的氮肥以淋溶或揮發等方式損耗，降低了其利用效率，這可能是導致對照產量降低的重要原因。氮肥后移至1 葉1 心期可提高直播稻產量的主要途徑是穗長、一次枝梗數、穗粒數的顯著增加。隨著氮肥施用期繼續后移至3 葉1 心期，直播稻穗長、一次枝梗數、穗粒數、產量呈現明顯下降的趨勢，由此表明1 葉1 心期左右施用基肥氮較為合適，直播稻產量表現最佳，施肥過早會造成氮肥不必要的浪費，施肥過晚可能會出現缺肥現象，影響稻苗正常生長。