頭季不同氮肥施用量對再生稻兩優(yōu)616干物質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)量的影響

劉 鋒

（福建省尤溪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，福建尤溪 365100）

再生稻是由頭季收割后稻樁上殘留的休眠芽萌發(fā)生長成穗而再收獲的一季水稻。再生稻具有日產(chǎn)量高、生育期短、省工、省種、節(jié)水、生產(chǎn)成本低和經(jīng)濟效益高等優(yōu)點，是中國南方種植一季稻熱量有余而種植雙季稻熱量又不足的地區(qū)增加單位面積稻谷產(chǎn)量、提高復種指數(shù)和經(jīng)濟收入的有效措施之一［1］。1999—2004年，福建省三明市尤溪縣西城鎮(zhèn)麻洋村6.67 hm2示范片頭季產(chǎn)量平均達12 661.5 kg/hm2，再生季產(chǎn)量平均達7 075.5 kg/hm2，兩季合計年產(chǎn)量平均達19 737 kg/hm2。2005年尤溪縣梅仙鎮(zhèn)下保村6.67 hm2示范片創(chuàng)下8 814.0 kg/hm2再生季最高產(chǎn)量世界記錄［2］。因此，發(fā)展再生稻、研究配套栽培技術(shù)對適應當前農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革、提高糧食產(chǎn)量和增加農(nóng)民收入具有重要的現(xiàn)實意義。

氮素是水稻生長以及高產(chǎn)所需的必要營養(yǎng)元素之一，生產(chǎn)上為了獲得高產(chǎn)通常增加氮肥的投入，但過量的氮肥不僅增加成本、降低氮肥當季利用率，而且會造成后期貪青遲熟及病蟲害加重，甚至倒伏。此外，氮化物還能反饋調(diào)節(jié)全球氣候溫度，從而直接或間接地引起一系列環(huán)境問題。作物群體一直是科技工作者關(guān)注的對象，培創(chuàng)高質(zhì)量的水稻群體是高產(chǎn)的前提，通過栽培措施調(diào)控并改善水稻的群體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化高產(chǎn)群體質(zhì)量指標，對氮肥高效利用、水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義［3］。

文靜等［4］報道，不同施氮量對不同地域類型、不同品種的水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成均有不同程度的影響，但一般而言，產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先增后降的拋物線型關(guān)系。增施氮肥能顯著提高水稻單位面積總穎花量、每穗粒數(shù)和有效穗數(shù)，且施氮量與單位面積總穎花量呈極顯著正相關(guān)［5-6］。過量施氮則會降低千粒重，影響氮素吸收利用，反而導致產(chǎn)量下降［7-8］。殷春淵等［9］指出，不同施氮量下水稻產(chǎn)量的差異主要是由有效穗數(shù)和結(jié)實率引起的。張曉麗等［10］也指出，在較高施氮量下結(jié)實率隨著施氮量的增加而下降，在較低施氮量下有效穗數(shù)隨施氮量增加而顯著增加。另外，高產(chǎn)品種的單位面積總穎花量極顯著高于低產(chǎn)品種，而單位面積總穎花量的增加主要表現(xiàn)為每穗總粒數(shù)的極顯著增加［11］。超級稻產(chǎn)量較高，種植面積逐漸增加，氮肥是超級稻高產(chǎn)的重要栽培因素［12］，關(guān)于氮肥對超級稻—再生稻的影響報道較少。研究以超級稻品種兩優(yōu)616為試驗材料，通過設置4種頭季不同施氮水平處理，研究頭季不同氮肥施用量對超級稻—再生稻干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響，揭示再生稻干物質(zhì)生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運規(guī)律，為科學施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

選用超級稻品種兩優(yōu)616為材料，于2019年在福建尤溪縣梅仙鎮(zhèn)下保村進行。頭季于3月13日播種，4月15日移栽，7月5日齊穗，8月6日成熟；再生季于9月3日齊穗，10月2日成熟。試驗設4種頭季不同施氮水平處理：N0（不施氮肥），低氮N1（112.5 kg/hm2），中氮N2（150 kg/hm2），高氮N3（225 kg/hm2）。氮肥分基肥∶蘗肥∶促花肥∶?；ǚ?4∶3∶2∶1的比例施入，全部磷肥（過磷酸鈣600 kg/hm2）作基肥施用，鉀肥（氯化鉀270 kg/hm2）的一半作基肥、一半作拔節(jié)肥施用。再生季施肥：分別于頭季齊穗后20 d各處理施用尿素300 kg/hm2、頭季收割后3 d施尿素75 kg/hm2。每處理3個重復，隨機區(qū)組排列，共12個小區(qū)，小區(qū)面積20 m2。為防止竄肥，于小區(qū)間做田埂并包塑料薄膜，頭季收割留樁40 cm，栽植規(guī)格20 cm×20 cm。

1.2 測定項目

光合物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運規(guī)律：頭季分別于移栽、苞分化、齊穗和成熟等4個時期取樣；再生季于齊穗、成熟等2個時期取樣，每小區(qū)取稻株3叢，分開莖鞘、葉片及穗，105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，測定各器官干物質(zhì)重，取20片葉測量葉面積和干重，用比重法計算總?cè)~面積，并計算葉面積指數(shù)（LAI）、群體生長率（CGR）和凈同化率（NAR）。

LAI=小區(qū)總?cè)~面積/小區(qū)面積

CGR=（W2–W1）/（t2–t1）

NAR =［（lnLAI2–lnLAI1）/（LAI2–LAI1）］×［（W2–W1）/（t2–t1）］

公式中，W1和W2為前后2次測定的干物質(zhì)重，t1和t2為前后2次測定的時間，LAI1和LAI2為前后2次測定的葉面積指數(shù)。

產(chǎn)量及構(gòu)成因素：調(diào)查頭季和再生季單位面積有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素，并實收測產(chǎn)。

試驗數(shù)據(jù)的整理及統(tǒng)計分析均用Excel2007和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在計算機上進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 頭季不同施氮水平的稻株干物質(zhì)生產(chǎn)

表1結(jié)果表明，除N2的再生季齊穗期和N3的再生季成熟期外，兩優(yōu)616頭季N1、N2、N3處理后各生育期的干物質(zhì)積累總量均顯著高于N0處理。頭季成熟期N1、N2、N3的干物質(zhì)積累總量分別比N0高32.36%、39.09%、41.40%。再生季齊穗期N1的干物質(zhì)積累總量比N0顯著增加，但N3比N0顯著降低，N2與N0的差異不顯著；再生季成熟期N1、N2的干物質(zhì)積累分別比N0顯著高4.63%、2.94%，但N3與N0的差異不顯著。從干物質(zhì)積累總量來看，頭季成熟期干物質(zhì)積累總量為N3最高，其次為N2，N1最小。經(jīng)LSD分析表明，頭季成熟期各施N處理之間的干物質(zhì)積累總量差異達顯著水平。

表1 兩優(yōu)616不同施N量干物質(zhì)積累動態(tài)

從表2～3可以看出，兩優(yōu)616施氮處理N1、N2、N3在頭季移栽—苞分化、苞分化—齊穗期和齊穗期—成熟期的葉面積指數(shù)、群體生長率、干物質(zhì)凈積累量均比N0增加。再生季N1在再生季齊穗—成熟期的群體生長率、干物質(zhì)凈積累量最大，高于N0、N2、N3處理。在施N量低于150 kg/hm2限度內(nèi)，隨著施N水平的提高，頭季移栽—苞分化和齊穗期—成熟期的葉面積擴大，CGR提高，干物質(zhì)凈積累量增加；施N量超過150 kg/hm2時，頭季齊穗期—成熟期和再生季齊穗—成熟期的葉面積繼續(xù)擴大，但NAR、CGR和干物質(zhì)凈積累量降低。

表2 兩優(yōu)616頭季不同施N量的干物質(zhì)生產(chǎn)與積累

表3 兩優(yōu)616再生季不同施N量生長分析

2.2 頭季不同施N水平的再生稻產(chǎn)量及其構(gòu)成

由表4可知，兩優(yōu)616頭季產(chǎn)量N1、N2、N3處理分別比N0處理高46.45%、56.86%、56.45%，差異均達極顯著水平；再生季產(chǎn)量N1、N2處理分別比N0處理顯著增加3.72%、2.30%，但N3處理的產(chǎn)量則極顯著減產(chǎn)3.28%。從產(chǎn)量構(gòu)成來看，氮肥增加兩優(yōu)616頭季稻的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，但結(jié)實率和千粒重與N0差異不明顯。

表4 兩優(yōu)616頭季不同施N水平的產(chǎn)量及其構(gòu)成

兩優(yōu)616稻谷產(chǎn)量與頭季施N量也呈拋物線型相關(guān)（圖1），其回歸方程為：y=-0.0982x2+38.182x+6337（kg/hm2），R2=0.997 8。

圖1 兩優(yōu)616頭季產(chǎn)量與頭季施N量關(guān)系

由方程求極值得知，兩優(yōu)616頭季最高產(chǎn)量10 048 kg/hm2的最佳施N量為194.4 kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

光合物質(zhì)生產(chǎn)是作物產(chǎn)量形成的基礎，頭季稻產(chǎn)量主要來自于花前營養(yǎng)器官積累的光合物質(zhì)再轉(zhuǎn)運和花后葉片光合產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)運，光合同化物向籽粒分配多的品種產(chǎn)量高［13］。再生分蘗開始萌發(fā)時處于頭季灌漿后期，頭季收獲后腋芽伸長所需營養(yǎng)物質(zhì)大部分來自于頭季殘留的稻樁［14］，而腋芽萌發(fā)成穗是再生稻高產(chǎn)的關(guān)鍵。這就需要頭季營養(yǎng)器官貯存的碳水化合物在滿足籽粒灌漿所需營養(yǎng)盡可能多的保留在莖鞘中，達到營養(yǎng)物質(zhì)在籽粒和營養(yǎng)器官的分配保持平衡。本研究結(jié)果表明，在頭季施氮量范圍內(nèi)，頭季成熟期的干物質(zhì)積累隨氮肥增加而增加，再生季干物質(zhì)積累則隨氮肥增加呈先增后降的趨勢，表明頭季氮肥過量施用不利于再生季干物質(zhì)積累。

產(chǎn)量構(gòu)成因子主要為有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等。一般來說有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率等性狀受外界環(huán)境的影響較大，而千粒重通常情況下變異系數(shù)較小。有研究表明，每穗粒數(shù)是頭季產(chǎn)量的決定因素，而穗數(shù)是再生季產(chǎn)量的決定因素［15］。穗數(shù)隨著氮肥增加而顯著增加，結(jié)實率隨氮肥增加而顯著下降［16］。本研究結(jié)果表明，兩優(yōu)616的有效穗數(shù)隨氮肥施用量增加而增加，每穗粒數(shù)則先增后降，表明施用氮肥促進分蘗發(fā)生，分蘗成穗數(shù)隨氮肥增加而增加；但超過一定施氮量后，每穗粒數(shù)反而減少。其原因是分蘗數(shù)多，無效分蘗相應也多，導致每穗粒數(shù)隨之降低［17］。研究表明兩優(yōu)616頭季施N 194.4 kg/hm2時，頭季可達最高產(chǎn)量10 048 kg/hm2。