極端高溫對不同播期和氮肥用量中稻產量的影響

魯君明，陸志峰，王向平，佘豐耀

摘要：本研究分析了2022年極端高溫天氣對不同播種期（4月15日、5月1日、5月25日和6月15日）與氮肥管理（0、10、12.5、15 kg/667m2）對中稻（福泰8522）產量的影響，以期為極端環境下中稻新品種的高產栽培提供參考。結果表明，5月1日和5月25日播種水稻始穗-齊穗期遭遇高溫天氣時間長、強度高，結實率和產量最低；早播（4月15日）減少了抽穗揚花期與高溫天氣重疊天數，結實率（66.6%～80.8%）和產量（568.2 kg/667m2）達較高水平；6月15日播種期水稻抽穗揚花期無高溫為害，氣溫接近常年條件，結實率（79.3%～83.9%）和產量（618.4 kg/667m2）最高。施氮肥增加了中稻結實率和每穗實粒數，減少了高溫環境導致的中稻產量下降；隨著氮肥用量的增加，5月25日前播種的中稻植株有效穗數、結實率和千粒重均有不同程度提升，在氮肥用量12.5 kg/667m2時的產量最高；過量施氮（15 kg/667m2 ）降低了晚播（6月15日）中稻產量，可能與過量施氮處理后期的植株倒伏和病蟲害加重有關。

關鍵詞：中稻；氮肥；產量；極端高溫

中圖分類號：S511.32文獻識別碼：A文獻編號：1005-6114（2023）01-030-04

近年來，極端天氣增強增多，對農業生產和糧食安全構成了極大的威脅。水稻作為我國主要的糧食作物，在種植過程中容易遭受生育前期低溫、灌漿期高溫及干旱等脅迫而導致減產，水稻抽穗揚花期對溫度響應十分敏感［1-3］，高溫會降低籽粒灌漿速率，導致結實率下降［1-6］。調查表明，一季早中稻抽穗揚花期在7月底至8月初，易遇高溫熱害，有效的栽培管理措施有助于水稻抵御高溫脅迫，如耐高溫品種能有效改善水稻灌漿并提高產量［3，6］；除此之外，適宜播期能減少水稻抽穗揚花期遭遇高溫天數，合適的氮肥管理有助于提高水稻抵抗高溫脅迫的能力，對實現水稻豐產優質、提高氮肥利用率和減少環境污染有重要意義。但迄今為止，施用氮對不同播期水稻遭遇極端天氣后產量的影響未見報道，開展相關研究能為極端氣候環境下中稻的栽培和養分管理提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2022年4-10月在洪湖市大同湖管理區江泗口社區進行，供試土壤為長江沖積物發育而成的潮土，2017年改為水旱輪作，土壤肥力中等。受“拉尼娜”持續高溫干旱天氣影響，水稻種植期間出現了50年一遇的持續極端高溫無雨天氣，35～39℃的高溫日持續了40 d。不同時間播種的中稻均受到不同程度的高溫危害（>35℃），但不同播種期栽種的水稻遭遇高溫天氣時所處的生育階段有所不同，其中5月1日-25日播種的水稻受高溫脅迫影響較大，減產嚴重。

1.2試驗材料

供試稻種：福泰8522，國審稻（20216122）。

供試肥料：復合肥25-7-8（40%）——湖北茂盛生物有限公司；氮肥——尿素46%N，北京晉煤太陽石化工有限公司；磷肥——普鈣12%P2O5，湖北山泉生物科技有限公司；鉀肥——氯化鉀60%K2O，加拿大產，黑龍江倍豐農業生產集團有限公司經銷。

1.3試驗設計

試驗設4個播種期處理，分別為4月15日、5月1日、5月25日、6月15日，各播種期氮肥用量分別為0、10、12.5、15 kg/667m2各4組，共16個處理。播種量為2 kg/667m2。各小區面積為20 m2。其中4月15日播種中稻設3次重復，其它播種期設1次重復。其中10～12.5 kg/667m2為江漢平原推薦氮肥定額用量［7］，15 kg/667m2為常規栽培技術水平下氮肥奢侈施用量。

1.4配套技術

基施氮肥占比70%，分蘗肥占30%；磷肥（3.5 kg/667m2）、鉀肥（4.0 kg/667m2）全部基施。常用病蟲草害防治技術，化學除草藥品包括50%丙草胺和60%芐嘧磺隆增效劑封閉藥劑、氰氟草酯、2甲4氯2甲胺鹽；殺蟲劑包括氯氫菊酯、唏啶·吡蚜酮、氯蟲苯甲酰胺；殺菌劑為已唑醇、咪鮮胺。常規水分管理技術。

1.5調查方法與數據處理

中稻生育進程調查：包括播種、始穗期（5%植株抽穗）、齊穗期（80%植株抽穗）、測產期以及中稻種植期高溫（35℃以上）等災害性氣象因子統計。產量構成調查：測定中稻株高、單位面積有效穗數、穗長、穗粒數、穗實粒數、結實率和千粒重（采用J-EG-TP 100托盤天平稱1 000粒的重量）并計算理論產量。收獲測產：取代表性樣方6 m2測定實產。

采用Microsoft Excel 2016進行數據處理和計算。

2結果與分析

2.1不同播種期與高溫天氣的關系

不同播期影響中稻全生育期和各生育階段時長。4月15日播種的中稻全生育期132 d，其中遭遇35℃高溫的時間為37 d，主要在齊穗至收獲期（23～24 d），其次是播種-始穗期（8～10 d），抽穗-齊穗期重疊日4～5 d，占抽穗期50%以上。5月1日播種中稻的全生育期為126 d，在始穗前遭遇高溫天氣為13～14 d，始穗-齊穗期為6～11 d，與高溫日全部重疊，齊穗-收獲期為15～21 d。5月25日播種中稻的全生育期為124 d，主要在始穗前遭遇高溫天氣（20～23 d），始穗-齊穗期重疊天數為7 d，與高溫日全部重疊，齊穗-收獲期重疊10～13 d。6月15日播種中稻的全生育期122 d，高溫日全部出現在始穗之前（表1和表2）。

2.2實產與生長指標

2.2.1實產統計

實產統計表明，5月1日和5月25日播種期中稻平均產量最低，分別為497.0 kg/667m2和505.4 kg/667m2，可能與該時期播種中稻的抽穗期（7月底8月初）遭遇高溫日最長有關；4月15日處理的早播中稻平均產量為568.2 kg/667m2，6月15日晚播中稻平均產量為618.4 kg/667m2，均高于5月1日和5月25日播種中稻產量，可能是與中稻抽穗-齊穗期遭遇高溫天氣較少有關。分析認為2022年受拉尼娜高溫天氣影響，早晚播種期中稻可獲較高產量，5月1日或習慣播種期（5月8日-25日）播種的中稻受高溫天氣影響程度較大，實產較低。

不施氮肥時，4個播種期中稻平均產量為350.5 kg/667m2，比推薦施肥4個播種期（10～12.5 kg）平均產量減少63.2%～82.6%；高產推薦施肥量12.5 kg/667m2 處理不同播期平均產量為639.9 kg/667m2，其中6月15日播種時產量最高（708.5 kg/667m2）。過量施氮（15 kg/667m2）時，受拉尼娜高溫天氣影響，平均產量與推薦高產施肥量平均產量相比減產3.9%。播種期6月15日，過量施肥比推薦施肥減產87.6 kg/667m2，減產幅度達14.1%；此外，收產期調查表明，過量施肥區的莖桿紋枯病發生重是導致產量構成因素下滑的主要原因。4月15日播種期處理，齊穗灌漿后受高溫脅迫影響較重，施氮量增加、產量增加，但中稻產量低于常年水平（表3）。

2.2.2生長指標

從產量構成因子來看，6月15日播種中稻結實率（79.3%～83.9%）、每穗實粒數（151.6～179.9粒）和理論產量（516.9～795.3 kg/667m2）達最高水平，可能原因是抽穗揚花期未遭遇高溫天氣，氣溫接近常年水平；其次是4月15日播種處理，抽穗至揚花期歷期與高溫日重疊時間占該生育期的50%左右。5月1日和5月25日播種中稻抽穗-齊穗期與高溫天氣完全重疊，結實率最低。該播期中稻正常施肥處理（12.5 kg/667m2）千粒重僅為22.51～22.67 g，低于2021年該品種相同條件的23.9～25.0 g［4］。相同播種期不施氮處理千粒重最低，施12.5 kg/667m2氮肥時達最高水平，隨著氮肥用量的進一步增加，千粒籽重有不同程度的降低。不施氮處理的有效穗最低，隨著施氮量的增加逐漸加大。不施氮時中稻株高最低（100 cm左右），氮肥的施用能有效提升植株高度（表4）。

3結論與討論

3.1適宜播種期和適度施肥有利于中稻增產

2022年受拉尼娜高溫（35℃以上）天氣影響，正常播種期范圍（5月1日-25日）中稻比常年減產，適時早播（4月15日）或晚播（6月15日）可有效減少抽穗揚花期與高溫天氣的重疊時長，能獲得較高的產量。不同播期中稻適宜施氮量為12.5 kg/667m2，此時產量最高，且能有效降低高溫天氣對中稻產量的影響。過量施氮（15 kg/667m2）與播種期（6月15日）高溫脅迫下的中稻產量表現出負效應，與過量施氮處理后期病蟲害加重有關；不同播種期的中稻在不施氮肥或少施氮肥的情況下均有不同程度減產，不利于糧食安全生產。

3.2中稻播種期選擇及田間管理建議

一是根據作物茬口和下茬作物安排確定中稻播種期，盡量避開常年5月1日前后7～10 d播種期，以便利于中稻抽穗開花；4月15日直播中稻苗期氣溫低，搶晴播種以提高成苗率。二是科學施肥與灌水以提高中稻抗逆能力，施肥采用控氮、減磷、穩鉀以及氮肥前移的施肥原則，推薦施肥量為N 12.5 kg/667m2，P2O5 3.5 kg/667m2，K2O 4.0 kg/667m2，氮肥70%作基肥，30%作追肥（分蘗肥），磷鉀肥全部作基肥；用水關鍵期為整田期、出苗后、分蘗期、抽穗揚花期；持續35℃以上高溫天氣時，應灌深水降溫以利于籽粒灌漿，提高中稻結實率。三是綜合防治病蟲草害，播種后出苗前化學除草選用50%丙草胺+60%芐嘧磺隆封閉除草，一周后恢復正常管水；重點防治稻薊馬、二化螟、稻縱卷葉螟、稻飛虱、紋枯病和稻曲病，選用高效、低毒、低殘留農藥，同時注意福壽螺與鳥害的發生與防治。

參考文獻

［1］劉廣林，羅群昌，陳遠孟，等.水稻種質資源抽穗揚花期耐冷性鑒定評價［J］.西南農業學報，2013，26（2）：395-398.

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［3］黎世齡，陳云風，羅筱平，等.宜春地區水稻抽穗揚花期耐熱性鑒定溫度條件分析［J］.種子，2010，29（4）：78-81.

［4］魯君明，康天愷，佘豐耀.洪湖市一季中稻播種期田間試驗報告［J］.湖北植保，2022（1）：51-53.

［5］彭子模.試論植物光呼吸的生理意義及其調節調控［J］.新疆師范大學學報（自然科學版），2001，20（6）：31-35.

［6］魯君明，揚火發，魯劍巍，等.大同湖農場水稻病蟲害綜合防治的配套技術［J］.湖北植保，2006（3）：8-9.

［7］省農業農村辦公室.關于印發湖北省主要農作物氮肥定額用量（試行）的通知［Z］.鄂農辦發［2022］3號.

［8］潘瑞熾，董愚得.植物生理學［M］.第三版.北京：高等教育出版社，1998.