?兩系雜交早稻氮肥利用效率的比較研究?

摘 要：為了比較不同兩系雜交早稻的氮肥利用率，以便鑒定氮高效利用水稻品種，研究以陵兩優268、陵兩優942、株兩優4026為供試品種，在湖南農業大學瀏陽基地進行氮肥利用率比較試驗，試驗設0、150和250 kg/hm2 3個施氮水平。結果表明：在150 kg/hm2施氮水平下，供試3個品種的氮肥利用率和產量均達最高;而在150 kg/hm2施氮水平下，陵兩優268的氮肥農學利用率最高，株兩優4026的氮肥農學利用率最低;同一施氮量下，3個品種之間的氮肥偏生產力差異較小;同一品種，隨施氮量的增加，氮肥偏生產力降低明顯。

關鍵詞：水稻;氮肥利用率;兩系雜交稻;產量

中圖分類號：S143.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）10-0052-04

Study on Nitrogen Use Efficiency for Early Two-line Hybrid Rice Varieties

QU Yuan1，YAO Wei1，YUAN Xiang-rui1，YANG Shi-hui1，ZHONG Jian1，PAN Li-hong1，

XIONG Xing-hua1， 2， LIU Jin-ling1， 2

（1. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC; 2. Rice and Rapeseed Disease Resistance Breeding

Key Laboratory of Hunan Province， Changsha 410128， PRC）

Abstract： To evaluate the nitrogen fertilizer use efficiency （NUE） of two-line early hybrid rice varieties， three varieties Lingliangyou 268， Lingliangyou 942， and Zhuliangyou 4026 were used for this study at Liuyang field trial station in 2018. Three trial blocks with three nitrogen fertilizer application levels including N0 （0 kg/hm2）， N1 （150 kg/hm2） and N2 （250 kg/hm2） was designed. The results showed that the nitrogen use efficiency and yield of the three varieties were the highest at 150 kg/hm2 N application level. At 150 kg/hm2 N application level， Lingliangyou 268 had the highest N use efficiency and Zhuliangyou 4026 had the lowest N use efficiency. Under the same nitrogen application rate， the partial productivity differences of nitrogen fertilizer between the 3 varieties are relatively small. With the increase of nitrogen application rate， the partial productivity differences of nitrogen fertilizer decreased significantly.

Key words： rice; nitrogen use efficiency; two-line hybrid rice; yield

氮素是限制水稻生長發育和產量形成的重要因素之一。合理施氮可優化水稻群體質量，提高莖蘗成穗率，獲得高產[1];適量的增施氮肥可促進水稻增產，并提高氮肥利用效率;但過量施氮則會導致水稻減產，同時氮肥利用率也會降低[2-4]。據統計，我國的氮肥用量占全球氮肥總用量的30%，是世界第一大氮肥消費國。我國水稻生產中氮肥消耗量占世界水稻氮肥總消耗量的37%，這是我國水稻單產提高和總產增加的主要原因[5-6]。但長期大量施用氮肥一方面降低了肥料的利用率，增加了農業生產成本和能源消耗，另一方面也導致田間肥料過剩，造成了環境的面源污染[7]，制約著我國農業經濟增效和農業的可持續發展[8]。筆者研究了不同施肥水平下，雜交早稻品種陵兩優268、陵兩優942和株兩優4026的氮肥利用效率和產量的差異，為鑒定氮高效利用水稻品種，降低氮肥施用量，減少化肥面源污染，節約生產成本，提高水稻生產效益提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為3個雜交早稻組合陵兩優268（A）、陵兩優942（B）、株兩優4026（C）。于3月28日播種，4月25 日插秧，7月18日收獲。

1.2 試驗設計

試驗于2018年3～7月在湖南農業大學瀏陽試驗基地進行。采用裂區設計，以品種為主區，施氮量為副區，3次重復。小區面積為9.0 m2，移栽株行距為20 cm×30 cm。設3個施氮水平N0（0 kg/hm2），N1（150 kg/hm2）和N2（250 kg/hm2）。基肥、分蘗肥和穗肥按5∶2∶3比例施用，以尿素作為氮素。磷肥（過磷酸鈣）625 kg/hm2，全作基肥施用。鉀肥（氯化鉀）250 kg/hm2，分基肥（50%）和穗肥（50%）2次施用。水分管理及病蟲草害防治同當地常規生產方式。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 分蘗動態記載 移栽返青后，每7 d定點記載10蔸水稻的分蘗動態，直至抽穗。

1.3.2 齊穗期調查指標 齊穗期取5蔸調查植株穗數，并計算平均穗數，測劍葉、倒二葉、倒三葉的長和寬，稱量莖重、葉重和穗重。

1.3.3 產量及其構成因素 成熟期每小區選中心1 m2進行測產，脫粒，曬干風選后稱重，以14%的自然吸濕水量計算稻谷產量。此外，每小區取對角線25蔸，考查單株有效穗、每穗總粒數、結實率、千粒重和理論產量等產量構成因素。并將稻草烘干稱重，計算谷/草比。

1.3.4 收獲指數計算 水稻收獲時經濟產量（籽粒、果實等）與生物產量之比即為收獲指數。

1.4 氮肥利用率分析

按公式（1）、（2）、（3）計算氮肥農學利用率（AEN）、氮肥偏生產力（PFPN）和氮肥貢獻率。

氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮區籽粒產量-不施氮區籽粒產量）/施氮量" " " "（1）

氮肥偏生產力（kg/kg）= 籽粒產量/施氮量" " " "（2）

氮肥貢獻率（%）=（施氮區產量-不施氮區產量）/施氮區產量×100" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（3）

1.5 數據統計分析

采用Microsoft Excel 2010進行數據的錄入和計算，應用DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施氮水平對各水稻品種分蘗動態的影響

2.1.1 陵兩優268 由圖1A可知，該品種分蘗初期在N0、N1施氮水平下分蘗數基本相同，均稍高于N2施氮水平;隨后3個施氮水平的分蘗數基本呈直線上升趨勢，最高分蘗期出現在5月21日（即移栽后26 d）前后;此后，分蘗數基本保持穩定;N1處理的分蘗數在整個生育期中始終最高。

2.1.2 陵兩優942 由圖1B可知，該品種分蘗初期在N1、N2施氮水平下分蘗數基本相同，但隨后均以N1處理的分蘗數最高;N0處理的分蘗增長趨勢較平緩，N2處理的分蘗增長趨勢變化較大，且在生育末期出現與N0、N1明顯不同的較大增長趨勢，表明該品種在高氮水平（N2）下后期生長迅速。

2.1.3 株兩優4026 從圖1C可看出，該品種的分蘗動態與陵兩優268相似，N1處理的分蘗數始終高于N2、N0處理，但在分蘗后期出現下降趨勢。

總的來說，3個品種的分蘗動態均呈現“先上升后滯緩”的趨勢。不同水平氮肥處理對同一品種的分蘗數的影響較大，同一氮肥處理下不同品種的分蘗數間差異較小。

2.2 不同施氮量對各品種氮肥利用率的影響

2.2.1 氮肥農學利用率 由表1可知，N1處理的水稻氮肥農學利用率明顯高于N2處理。N1處理下，陵兩優268的氮肥農學利用率最高，株兩優4026最低;株兩優4026氮肥農學利用率與陵兩優268、陵兩優942間表現出顯著差異，陵兩優942與陵兩優268間差異不顯著。N2處理下，陵兩優942的氮肥農學利用率高于陵兩優268和株兩優4026，陵兩優268和株兩優4026間差異不顯著。

2.2.2 氮肥偏生產力 從表1可以看出，N1處理陵兩優268的氮肥偏生產力最高，株兩優4026的最低，二者間差異顯著，但均與陵兩優942無顯著差異;N2處理下，陵兩優942的氮肥偏生產力最高，株兩優4026的最低，但3個品種間差異不顯著。

2.2.3 氮肥貢獻率 由表1看出，陵兩優268的氮肥貢獻率在N1水平下最高，但在N2水平下最低。陵兩優942的氮肥貢獻率在N2處理中最高。

總的來說，N1施氮水平下，陵兩優268的氮肥農學利用率、氮肥偏生產力和氮肥貢獻率均最高;而在N2施氮水平下，以陵兩優942的最高。同一品種的氮肥農學利用率、氮肥偏生產力和氮肥貢獻率，都隨施氮量的增加而降低。

2.3 不同氮素水平對各水稻品種產量及其構成因素的影響

由表2可知，從實際產量來看，3個品種均以N1處理（150 kg/hm2）最高，其次為N2處理，N0處理最低;各品種平均產量由高到低排列依次為陵兩優942>陵兩優268>株兩優4026。產量構成因素中，陵兩優268的平均有效穗數最高，株兩優4026的最低;陵兩優942的平均結實率最高，而株兩優4026的最低，不足80%;千粒重以陵兩優942的最重，陵兩優268的最輕。從施氮水平來看各品種的產量構成因素，陵兩優268和株兩優4026在N2水平有效穗數最高，陵兩優942則在N1水平獲得最高有效穗;陵兩優268和陵兩優942在N2水平下結實率最高，而株兩優4026在N1水平下結實率最高;陵兩優268、陵兩優942和株兩優4026分別在N0、N1和N2水平下獲得最高千粒重;不同施氮水平對同一品種總粒數和實粒數的影響不顯著。

2.4 不同氮素水平對各水稻品種收獲指數的影響

由表3可知，陵兩優942在3個施氮水平下谷草比和收獲指數均為最高;陵兩優268和陵兩優942的谷草比、收獲指數均在N0水平下最高，而株兩優4026則以N2水平下最高。

3 結論與討論

氮素是水稻產量形成最重要的營養元素之一，生產中增施氮肥可促進水稻增產[9-10]。不同類型品種最佳施氮量不同。石慶華等[11]研究表明，兩系雜交早、中、晚稻最適施氮量分別為225、150～180和195 kg/hm2。該研究中，供試兩系雜交早稻施氮量在150 kg/hm2時獲得最高產量。在一定的施氮水平以下，增施氮肥可實現增產，但超過時，增氮不但不能增產，甚至造成減產[12]。該研究也證實，在施氮150 kg/hm2時供試品種均獲得最高產量，但增氮至250 kg/hm2時產量則有所下降。

低氮水平有利于控制水稻無效莖蘗產生，提高成穗率，而增氮可提高齊穗和成熟期干物質量的積累，但不利于齊穗后干物質積累量占籽粒產量比例與收獲指數的提高[13]。過量施氮可導致水稻增高、生育期延長、莖稈變細、抗倒伏能力下降和減產[14-15]。該研究中，供試品種均在施氮150 kg/hm2時表現出最高的分蘗能力，收獲指數隨施氮量的增加而降低。

在一定范圍內，水稻氮肥利用效率隨著氮肥施用量增加而增加，但超過一定水平時氮肥利用率反而會降低[2-3]。該研究中，供試品種均在施氮150 kg/hm2水平下獲得最高氮肥農學利用率、氮肥偏生產力和氮肥貢獻率，而氮肥增至250 kg/hm2時，3項指標均下降。由于該研究僅對3個雜交早稻品種氮肥利用效率進行了評價，今后需進一步對不同類型的品種比如大穗高產、多穗高產和穗粒兼顧高產型品種的氮肥利用效率進行研究，為氮高效利用水稻資源鑒定和氮高效利用品種選育提供理論指導。

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