不同施氮水平下缓释氮肥配施对机插稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】在高施氮水平和常规施氮水平下,研究缓释氮肥配施对机插稻氮素利用和产量的影响及其生理机制,为机插稻的氮肥高效利用提供依据。【方法】以中迟熟杂交籼稻川谷优7329为材料,采用二因素裂区设计,设置不同的施氮水平及5种缓释氮肥与常规氮肥(尿素)配施处理,并设置不施氮处理,分析不同施氮水平下缓释氮肥与常规氮肥配施对机插稻氮素利用和产量的影响及其生理机制,并探讨氮素利用和产量与生理响应之间的关系。【结果】结果表明,施氮水平、缓释氮肥与常规氮肥配施对机插稻氮素利用特征及产量均存在显著或极显著的影响,机插稻拔节、抽穗及结实期对氮素的吸收利用以及结实期茎鞘的氮素转运量与干物质量、氮素积累量、氮肥表观利用率、每穗实粒数及最终产量显著或极显著正相关(r=0.38*~0.69**)。与常规氮肥运筹相比,缓释氮肥与常规氮肥配施、全缓释氮肥施用处理的机插稻成熟期干物质积累量、氮素积累总量、光合势、叶面积指数、氮肥表观利用率及穗部氮素增加量均显著提高,进而促进增产。【结论】据产量及氮素利用效率表现,机插稻产量在180 kg/hm2施氮水平下较高,且在缓释氮肥与常规氮肥配施比例为7∶3一次性施用时产量最高,较其他氮肥运筹产量高0.84%~26.59%,氮肥表观利用率高0.28%~47.02%,为最优氮肥运筹模式。但不同施氮水平下,随着缓释氮肥配施比例的降低,群体叶面积指数、光合势及物质积累等指标也降低,且在施氮处理为全常规氮肥时最低,均不利于机插稻氮肥利用效率及最终产量的提高。     

不同土壤肥力条件下麦秆还田与氮肥运筹对杂交稻氮素利用、产量及米质的影响

以杂交稻F优498为材料,研究了高、低土壤肥力下麦秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻主要生育期氮素吸收利用特征、产量及米质的影响,并探讨了不同土壤肥力下麦秆覆盖和氮肥运筹对结实期剑叶SPAD值与稻米品质的形成的影响。结果表明,不同土壤肥力下,麦秆覆盖均有效促进杂交稻各生育时期氮素积累,提高了氮素利用效率以及稻谷产量,增加了稻米蛋白质含量、稻米胶稠度,显著降低了稻米垩白度以及垩白粒率,且高土壤肥力下麦秆覆盖优于低土壤肥力下麦秆覆盖处理。同时,不同土壤肥力下麦秆覆盖处理,均以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥为3∶3∶4的氮肥运筹模式最优,均能有效调节水稻灌浆结实期叶片SPAD值,提高水稻氮素吸收利用效率及稻谷产量;但稻米品质方面,高土壤肥力以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥为5∶3∶2时最佳;而低土壤肥力可适当提高氮肥后移比例,以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥=3∶3∶4最佳。相关分析表明,水稻灌浆期剑叶SPAD值与稻米出糙率、整精米率以及蛋白质含量显著或极显著正相关(r=0.47*~0.90**);与垩百度、垩白粒率负相关,但相关未达显著水平;而高土壤肥力下稻米品质各项指标分别与齐穗后19~27d剑叶SPAD值,低土壤肥力下麦秆覆盖与齐穗后13~19d剑叶SPAD值相关系数最大。     

氮肥与硅肥配施对杂交稻冈优725干物质和镉积累的影响

以杂交籼稻冈优725为材料,设置不同施氮量(0、90、180 kg/hm~2)和施硅量(0、150、300 kg/hm~2),研究氮硅配施对冈优725干物质积累和镉吸收的影响。结果表明:各施氮水平下,施硅均能够显著促进水稻根系干物质的积累和地上部氮的积累,施氮量为0、90 kg/hm~2时,施硅均能够显著促进地上部干物质的积累;施氮量相同的条件下,与不施硅相比,施硅量为150 kg/hm~2处理可显著增加有效穗数,显著降低水稻千粒质量;施氮为0时,与不施硅相比,施硅可显著增加每穗粒数;各施氮水平下,水稻产量均随施硅量的增加而提高,但在施氮量为180 kg/hm~2时,施硅的增产效果不明显;各施氮水平下,施硅能显著降低根、茎、穗、精米中镉的含量及地上部镉的积累量,但叶片中镉含量升高,施氮量为180 kg/hm~2时,施硅量为150 kg/hm~2和300 kg/hm~2处理精米中镉的含量差异不明显。综合本研究结果,施氮量180 kg/hm~2+施硅量150 kg/hm~2对冈优725的增产降镉的效果较好。     

晒田强度和穗肥运筹对三角形强化栽培水稻光合生产力和氮素利用的影响

以杂交中稻组合II优498为材料,在三角形强化栽培(TSRI)条件下,研究3种晒田强度(0~20 cm土壤相对含水量为80%±5%、60%±5%和40%±5%,分别记为W₁、W₂和W₃)和3种穗肥运筹(晒田复水后第1、8和15天施用第1次氮素穗肥,分别记为S₁、S₂和S₃)对灌浆结实期水稻光合生产和氮素利用的影响。结果表明,晒田程度和穗肥运筹对水稻光合生产、干物质积累、氮素积累、转运和利用和产量的影响存在显著互作效应,且晒田影响最为显著,氮素穗肥运筹次之。轻度晒田(W₁)复水后第1天施用第1次氮素穗肥会降低抽穗后15 d和30 d的群体光合和有效穗数,推迟至复水后第8天或第15天施用第1次氮素穗肥可以提高抽穗后15 d和30 d的群体光合、收获指数和氮素稻谷生产效率;中度和重度晒田(W₂和W₃)复水后第1天和第8天施用第1次氮素穗肥可以提高孕穗期和齐穗期剑叶P_n和抽穗后15 d和30 d的群体光合、干物质积累、籽粒产量及构成指标、稻株氮素积累与利用。经过分析比较得出,TSRI模式下W₂S₁为晒田强度和穗肥运筹的最优组合,产量达到10.96 t ha^-1。     

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料,通过“淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)”、“控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)”、“旱种+氮肥优化运筹(W3N2)” 3种水氮管理模式处理,研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性,并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明,氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响;不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应;而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积,提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(P_n)及根系活力,进而提高稻谷产量及氮肥利用率,且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种,为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、P_n及根系活力均显著高于氮低效品种,尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力,利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明,水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、P_n及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关;尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。     

施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】研究不同施肥水平下不同氮效率杂交水稻产量差异与氮素吸收和利用的关系,以期为水稻品种改良和高产高效栽培技术提供依据。【方法】以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,通过设置低肥(75 kg N·hm~(-2),37.5 kg P_2O_5·hm~(-2),75 kg K_2O·hm~(-2),记为N_1P_1K_1)、中肥(150 kg N·hm~(-2),75 kg P_2O_5·hm~(-2),150 kg K_2O·hm~(-2),记为N_2P_2K_2)、高肥(225 kg N·hm~(-2),112.5 kg P_2O_5·hm~(-2),225 kg K_2O·hm~(-2),记为N_3P_3K_3)3种施肥水平,并在各施肥水平下均增设一不施氮处理,研究其对不同氮效率水稻产量和氮素利用效率的影响及其结实期氮素吸收、转运和分配特性。【结果】品种与施肥水平对杂交稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积、转运、分配,以及氮素利用特征和产量均存在显著影响;品种对氮肥回收利用率、千粒重,以及总颖花数的影响均不同程度的高于施肥水平的调控效应;施肥水平对主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,结实期叶片和茎鞘氮的运转,以及产量调控作用显著。N_2P_2K_2相对于N_1P_1K_1处理能促进不同氮效率水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积,提高氮收获指数,促进结实期叶片和茎鞘中氮素的运转,进而显著提高稻谷产量及氮肥利用效率,且N_2P_2K_2均显著高于同品种下其他的肥料施用处理,为本试验最佳的氮磷钾肥施用模式;N_3P_3K_3处理易造成结实期叶片及茎鞘中氮滞留量增加,氮转运贡献率显著降低,导致产量及氮肥利用效率显著降低。氮高效品种具有总颖花数、结实率高的特征,其主要生育时期氮素累积量,氮素干物质生产效率,氮素稻谷生产效率及氮素收获指数等均显著高于氮低效品种,但千粒重并不是氮高效品种所独有的特征;此外,氮高效品种结实期更有利于叶片与茎鞘氮素的运转及穗部氮素的累积,尤其氮高效品种具有较高的茎鞘氮素转运率,其与氮肥生理利用率、回收利用率及农艺利用率均存在显著正相关性(r=0.699*—0.743*),是导致不同氮效率品种氮肥利用效率、产量差异的重要因子,可作为氮效率及品种鉴选的评价指标,也可以以进一步提高抽穗至成熟期氮高效水稻品种茎鞘氮素运转率,作为实现水稻高产与氮高效利用协调统一的另一重要途径。【结论】本试验条件下,氮高效品种具备的结实期茎鞘高氮素转运、高总颖花数及结实率是优于氮低效品种而形成产量差异的主要因素,N_2P_2K2_为氮高效品种配套的最优氮磷钾肥施用模式。提高抽穗期至成熟期氮累积量,促进叶片与茎鞘氮运转量,尤其应提高茎鞘氮素运转率,可实现高产与氮高效利用的同步提高。     

不同株距下氮肥减量配施运筹对机插杂交稻的产量及光合特性的影响

【目的】研究不同机插株距下缓释氮肥与常规氮肥减量配施在水稻关键生育时期的运筹方式，为水稻机插秧配套技术的应用提供理论和实践依据。【方法】以中迟熟杂交籼稻川谷优7329为试验材料，采用两因素裂区设计，在机插行距均为30 cm下，设株距16 cm、18 cm、20 cm；并设4种缓释氮肥与常规氮肥运筹模式：1)基肥为96 kg/hm2缓释氮肥和24 kg/hm2常规氮肥，不施追肥；2)基肥施96 kg/hm2缓释氮肥，追肥施24 kg/hm2常规氮肥；3)基肥施96 kg/hm2缓释氮肥和54 kg/hm2常规氮肥，不施追肥；4)基肥为96 kg/hm2缓释氮肥和24 kg/hm2常规氮肥，追肥为30 kg/hm2常规氮肥；以不施氮肥为对照。【结果】缓释氮肥与常规氮肥减量配施运筹和株距对机插杂交籼稻叶面积指数(LAI)、拔节-齐穗期光合势及产量的影响均达显著或极显著水平，且缓释氮肥与常规氮肥减量配施运筹的效应明显高于机插株距。3种株距下，随缓释氮肥与常规氮肥配施量及常规氮肥后移量的增加，机插杂交籼稻的LAI、拔节-齐穗期光合势、干物质积累量、净光合速率及产量均呈增加的趋势。株距为16 cm时，群体茎蘖数显著增大，形成的有效穗多，对养分的竞争性增强，光合特性减弱，未能形成大穗，虽然结实率高但每穗粒数较少，产量较低；株距为20 cm，由于密度降低，群体茎蘖数显著减少，形成的有效穗少，后期对养分的吸收充足，光合特性增强，形成了足够的大穗，每穗实粒数显著增加，但结实率和千粒重较小，因此未能高产；而株距为18 cm时，在足够群体茎蘖数的基础上形成的有效穗较多，后期能有效吸收养分，光合特性增强，结实率和千粒重显著增大。相关分析表明，缓释氮肥与常规氮肥减量配施运筹和株距下，尤以齐穗-成熟期群体生长率、拔节-齐穗期光合势和齐穗期有效叶面积指数与产量相关性较高。【结论】株距为18 cm，96 kg/hm2缓释氮肥和24 kg/hm2常规氮肥作为基肥施用，30 kg/hm2常规氮肥作为追肥在倒4叶期施用，能充分发挥本区域机插杂交籼稻的高产优势，提高光合物质生产，产量最高可达11 681.56 kg/hm2。     

剪根处理对不同秧龄杂交稻幼苗生长及生理特性的影响

以超级杂交稻F优498为材料,采用旱育秧方式育苗,设置不同秧龄(25d和40d)和幼苗伤根处理(整株根系剪去1/3、2/3、全部,以不剪根为对照),进行水培试验,研究根系损伤后(0~48h和1~29d)的生理响应、物质积累、根系形态及氮素吸收特性。结果表明,剪根后不同秧龄秧苗受影响的程度及反应速度不同,秧苗地上部脯氨酸和可溶性糖含量均出现了明显峰值,伤根程度越大,峰值越高,到达峰值的时间越早;25d秧龄的幼苗在剪根后的生理抗性及恢复能力均明显强于40d秧龄的幼苗。从剪根程度来看,不同秧龄下,剪根1/3处理对幼苗生长有一定促进作用,25d秧龄,剪根1/3处理在处理后22d,根系长度、根系表面积、地上部、根系干质量以及根冠比均大于对照,同时该处理氮素积累显著高于对照;40d秧龄,整个生育期根系表面积均随剪根程度的增大而减小,剪根1/3处理在处理后22d,根冠比显著大于对照,处理后29d,地上部、根系干质量、根系长度、氮素积累量以及含氮率均大于对照,而伤根程度较大不仅会导致水稻幼苗根系生长受阻,同时会严重抑制根系对养分的吸收,从而影响水稻幼苗的生长发育。     

不同株距和缓释氮肥配施量下机插杂交稻的产量及光合特性

【目的】温江地区高产水稻的推荐施氮量为180 kg/hm2,以此为基础,机插稻缓释氮肥与常规尿素适宜配比为7:3基础上,进一步研究密度和缓释氮肥配施量对机插稻分蘖特性、干物质积累量、光合物质生产特性、群体生长率及产量的影响。【方法】采用二因素裂区设计进行了机插杂交稻田间试验。在行距为30 cm下,设3种株距处理为16 cm、18 cm、20 cm;在尿素氮施用量54 kg/hm2下,设4个缓释氮用量为36、66、96和126 kg/hm2,总施氮量相应为90、120、150和180 kg/hm2。在插秧时缓释肥与尿素混合,一次性追施。调查了主要生育期水稻生长和氮素吸收运移量。【结果】缓释氮肥配施量和株距对主要生育期的水稻干物质积累量、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,且互作效应显著;缓释氮肥配施量的效应明显高于株距。在机插行距30 cm下,株距为18 cm,总施氮量为150和180 kg/hm2时,可有效提高叶面积指数（LAI）、单茎茎鞘与叶片干物重,叶面积衰减慢,拔节至齐穗期光合势大,群体生长率高,光合特性强,促进干物质累积,在足够穗数的基础上,显著增加了穗粒数,提高了群体颖花量,保持了稳定的结实率和千粒重,从而显著提高机插稻产量。株距为16 cm,施氮量为150 kg/hm2时,水稻群体茎蘖数增长快,拔节后群体茎蘖数缓慢消减,有效穗数足,虽穗粒数显著降低,但有较高的结实率和千粒重,从而协调出较高的产量。而株距为20 cm,配施总氮量为180 kg/hm2处理,在保证有效穗数的基础上,促壮秆和攻大穗,增加了穗粒数,干物质积累量多,灌浆充实量大,千粒重增加。相关性分析表明,株距与缓释氮肥配施量耦合下,尤其以拔节至齐穗期光合势、齐穗期高效LAI与产量相关性较高（r=0.87**~0.91**）,对促进增产更为重要。【结论】在机插行距30 cm下,株距为18 cm,缓释氮肥（96 kg/hm2）与常规尿素（54 kg/hm2）配施总氮量为150 kg/hm2时,能充分发挥本区域机插杂交籼稻高产的优势、提高光合物质生产,产量最高可达11463.8 kg/hm2,为本试验的最佳肥密运筹处理。