增苗节氮对晚稻生物学特性及产量的影响

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　　摘 要：针对目前湖南部分地区水稻生产中氮肥施用过量的问题，以湘晚籼12号为试验材料，设置以施氮量为主区、抛栽密度为副区的裂区试验，分析两因素及其互作对晚稻生产的影响。结果表明：施氮量与抛栽密度的交互作用不显著，但对水稻产量有较大影响;在施氮量9 kg/667m2、抛栽密度2.6万株/667m2模式下，晚稻理论产量最高，为572.29 kg/667m2;通过二次多项式回归分析施氮量、抛栽密度密度与产量间的关系可知，产量最高为562.26 kg/667m2时，对应的施氮量为10.33 kg/667m2、抛栽密度为2.6万株/667m2，比常规施氮量节省13.92%。这说明合理减少氮肥用量、提高抛秧密度可实现水稻稳产、氮肥高效利用。
　　关键词：增苗节氮;互作效应;晚稻;生物学特性;产量
　　中图分类号：S511.33 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2020）03-0014-03
　　Abstract： In order to solve the problem of excessive nitrogen application in rice production in some areas of Hunan Province， a split-plot design was conducted by using the late rice cultivar Xiangwanyan No. 12 as the test material， nitrogen application level as the main factor， and planting density as the secondary factor， influences of two factors and their interactions on late rice production were analyzed. The results show that nitrogen application level and transplanting density have great influence on rice yield， but the interaction between nitrogen application level and transplanting density is not obvious. Under the nitrogen application rate of 135 kg/hm2 and the planting density of 390 000 plants/hm2， the highest theoretical yield was 8 584.35 kg/hm2. Through the quadratic polynomial regression analysis of the relationship between nitrogen  application rate， planting density and grain yield， it indicated that when the highest yield was 8 433.9 kg/hm2， the corresponding planting density was 390 000 plants/hm2 and nitrogen application rate was 154.95 kg/hm2， 13.92% less than the conventional nitrogen consumption. The above results show that reasonablely reducing nitrogen consumption and increasing planting density can not only achieve stable rice yield but also increase the nitrogen utilization rate.
　　Key words： reducing nitrogen consumption and increasing planting density; interaction effect; late rice; biological characteristics; yield
　　氮肥損失严重是我国水稻种植过程中的一大问题，既带来经济损失又造成环境污染。我国集约化种植区氮肥施用过量的现象相当普遍，如果这种粗放施肥方式得不到实质性改善，那么施氮过量造成的环境污染问题将越来越严重[1-5]。种植密度也是影响水稻生产的一个重要因素，前人通过研究发现密度对水稻的养分吸收、品质、产量等都有影响[3-8]。目前，关于肥料和密度对水稻产量及氮肥利用率的协作效应已有相关报道[9-13]，但关于增苗节氮措施对湖南地区抛栽晚稻影响的报道较少见。研究以常规稻为材料，通过增苗节氮的栽培措施，在稳产的前提下实现节氮的目标，以期为湖南地区晚稻减氮栽培提供依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况及供试品种
　　试验于2018年在湖南省益阳市赫山区笔架山乡中塘试验基地进行，该地处于中亚热带向北亚热带过渡的季风湿润性气候带。试验田块为双季稻产区，土壤肥力条件均匀，前茬种植常规稻。供试品种为湘晚籼12号。
　　1.2 试验设计
　　试验采用裂区设计，以施氮量为主区、抛栽密度为副区。施氮量（N）设3个处理，分别为：N1，0 kg/667m2、N2（节氮），9 kg/667m2;N3（常氮），12 kg/667m2。抛栽密度（M）设3个处理，分别为：M1（常苗），1.8万株/667m2;M2（增苗1），2.2万株/667m2;M3（增苗2）：2.6万株/667m2;每株5～6苗。2个因素3个水平共计9个处理，分别为N1M1、N1M2、N1M3、N2M1、N2M2、N2M3、N3M1、N3M2、N3M3，小区面积20 m2，每个处理设3次重复，共27个小区。水稻移栽方式为抛栽。磷肥、钾肥、水分、病虫害防治等管理措施同一般丰产田。 　　1.3 测定项目与方法
　　株高：于成熟期按平均茎蘖数法从每个小区中选取3株水稻，测量地上部水稻植株高度。地上部干物质重：按平均茎蘖数法在水稻分蘖盛期、始穗期、孕穗期、成熟期4个生育期取样，每个小区选取3株，去根装袋，在烘箱中105℃杀青1 h后于80℃烘干至恒重并称重。理论产量：按平均有效穗数法从每个小区中选取3株水稻进行考种，考察每穗实粒数、每穗空粒数和千粒重等理论产量构成因子，计算理论产量。
　　1.4 数据处理
　　所有试验数据的分析和作图均在DPS和Excel软件中完成。
　　2 结果与分析
　　2.1 增苗节氮处理对晚稻成熟期株高的影响
　　由图1可知，从施氮量来看，株高随氮肥用量增加而增高，施氮量对晚稻成熟期株高影响显著（P<0.05）;抛栽密度对晚稻成熟期株高影响显著（P<0.05），表现为M1>M3>M2，N3M1处理的水稻植株最高，为107.00 cm。施氮量和抛栽密度对水稻株高的互作效应不显著。
　　2.2 增苗节氮处理对晚稻不同生育期干物质的影响
　　由表1可知，随施氮量的增加，分蘖期、始穗期、孕穗期、成熟期的干物质量随之增加;随着抛栽密度的增加，分蘖期、始穗期、成熟期的干物质量也随之增加。N2、N3处理水稻成熟期的干物质量均高于N1处理，这说明在低氮水平下，水稻也可以达到最适生长状态。
　　统计分析结果表明，氮肥对4个时期水稻干物质量的影响均达极显著水平;抛栽密度对分蘖盛期、始穗期和成熟期水稻干物质量的影响达极显著水平，对孕穗期水稻干物质量的影响达显著水平;施氮量和抛栽密度对水稻干物质量的互作效应在分蘖盛期、孕穗期影响达显著水平，在始穗期达极显著水平，在成熟期不显著。
　　2.3 增苗节氮对晚稻产量构成因子及理论产量的影响
　　由表2可知，各处理理论产量由高到低排列依次为N2M3>N3M2>N3M3>N2M2>N3M1>N2M1>N1M3>N1M2>N1M1，N2M3处理的理论产量最高，为572.29 kg/667m2;施氮量和抛栽密度对晚稻理论产量的影响均达显著水平，表现为随着施氮量和抛栽密度的增加，水稻理论产量也随之增高。
　　统计分析结果表明，施氮量和抛栽密度对有效穗数的影响均达显著水平，但两因素互作对其影响不显著，在3种施氮水平下有效穗数均在M3处理出现最大值，有效穗数随施氮量的增加先增后减，在N2水平时达到最大值;施氮量对每穗粒数的影响显著，抛栽密度对每穗粒数的影响不显著，两因素互作对每穗粒数的影响也不显著，随施氮量的增加每穗粒数随之增加;施氮量、抛栽密度对结实率的影响均不显著，但两因素互作对其影响显著;施氮量、抛栽密度对千粒重的影响均不显著，两因素互作对其影响也不显著，说明千粒重不是影响产量的主要因子。
　　利用 DPS 软件建立施氮量（X1）、抛栽密度（X2）、产量（Y）之间的二次多项回归模型，其回归方程为Y=-264.022 170 1+48.738 024 31X1+357.813 106 8X2-2.132 438 293 8X12-49.027 557 60X22-1.806 351 883 0X1X2，经过F检验差异显著（F=19.48，P=0.017），理論产量与预测值显著相关（R=0.959 3）。这说明施氮量、抛栽密度和产量三者之间的回归关系显著。由方程可知，当理论产量达最大值562.26 kg/667m2时，抛栽密度为2.6万株/667m2、施氮量为10.33 kg/667m2，与常规施氮量（12 kg/667m2）相比节肥13.92%，其结果与该试验理论产量最大值572.29 kg/667m2大体相当。
　　3 结论与讨论
　　科学施氮肥与合理的密度是保障水稻高产的重要手段。陈海飞等[14]研究发现，在低产田氮肥投入少的时候，提高移栽密度增产效果明显;朱相成等[15]研究认为，适度增密减氮可兼顾水稻高产;巨小棠等[1]也认为通过栽培措施可以在降低氮肥使用量的情况下保持产量不降低。笔者的研究结果也表明，在减少氮肥用量的情况下通过合理提高抛栽密度可保持产量不降低，这与李超等[13]对早稻增苗节氮的研究结果一致。
　　化肥是解决我国未来10～30 a内粮食安全隐患的重要手段，在我国粮食丰产中起着重要作用[16]，但是在实际生产中有19.1%的氮肥未能全部利用而流失到环境中，引发严重的环境污染问题[4]。朱相成等[15]认为适度增密减氮能提高氮肥利用效率，减少温室气体排放;万开军等[10]也认为增苗节氮能提高氮肥利用率。这种栽培技术能有效缓解当前我国水稻生产成本日益增高、环境污染越来越严重的情况，值得大力推广。
　　综上所述，增苗节氮能在减施氮肥的情况下提高氮肥利用效率，同时保持产量不降低，改善该区域稻田土壤理化特性，有利于水稻生产节本增效，减轻环境污染，带来良好的经济效益和生态效益。
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