不同类型杂交稻品种在贵州兴义的高产潜力及氮肥利用特性研究.pdf
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1、不同类型杂交稻品种在贵州兴义的高产潜力及氮肥利用特性研究罗锡坤1李敏1*张恒栋2张发丽2罗德强1江学海1周维佳1(1贵州省农业科学院 水稻研究所,贵阳 550006;2黔西南州农业林业科学研究院,贵州 兴义 562400;第一作者:;*通信作者:limin-)水稻是我国重要的粮食作物,其种植面积占我国粮食种植面积的四分之一,产量占全国粮食总产的三分之一1。面对人口增长的压力,提高水稻单产意义重大。随超高产水稻的研究和应用,水稻品种的产量潜力不断提升,甬优 1540、蓉 18 优 2348 和晶两优 534 等一批品种近年在贵州持续表现出较高的产量潜力2,2020 年在贵州省兴义市水稻超高产基地
2、平均产量达到 13.5 t/hm2,其中最高单产突破 15.0 t/hm2。水稻产量不仅与品种有关,还与栽培措施以及环境因素息息相关3-4,氮肥与水稻产量密切相关5-6。通过大量投入氮肥作为主要栽培手段来提高水稻产量是我国当前水稻增产主要模式7。然而,氮肥用量并不是越多越好,研究发现,水稻产量会随着施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势8-10,同时过多的氮肥投入会导致水稻生产成本增加、氮利用率低、氮素养分浪费并带来环境污染等问题11-13。目前对提高水稻单产和氮肥吸收利用能力主要是通过品种改良和优化栽培技术来解决14,其中科学的氮肥管理措施是保障水稻高产和氮肥高效利用的重要手段,适宜的氮肥用量可
3、以保障水稻高产和促进水稻对氮素的吸收能力15。不同水稻品种由于遗传特性的差异导致对氮肥的需求量有所不同16,实现超高产的技术路径有所差异,在超高产条件下探究不同类型水稻品种的最佳施氮量及其对氮肥的响应特征,可为不同类型水稻品种实现超高产提供更加科学的栽培策略。因此,本研究以 3 种类型且具有超高产潜力的杂交水稻品种为试材,在超高产栽培模式下,开展不同氮肥用量对其产量以及氮肥吸收利用能力影响的研究,为不同类型水稻超高产栽培研究和超高产攻关提供理论依据和实践参考。1材料与方法1.1试验地点与供试材料试验于 2021 年在贵州省黔西南州兴义市万峰林水稻试验基地(104.92忆N,25.02忆E)进行
4、。供试材料为:籼粳交三系杂交水稻甬优 1540(甬粳 15A伊F7540)、三系杂交籼稻蓉 18 优 2348(蓉 18A伊雅恢 2348)和两系摘要:选用 3 种类型且具有超高产潜力的杂交水稻品种(分别为籼粳杂交稻品种甬优 1540、三系杂交籼稻品种蓉 18 优 2348、两系杂交籼稻品种晶两优 534)为试材,研究不同施氮量(N1,240 kg/hm2;N2,285 kg/hm2;N3,330kg/hm2)对水稻产量与氮素吸收能力的影响。结果表明,3 个杂交稻品种产量对氮肥的响应存在较大的差异。甬优1540 和蓉 18 优 2348 均在 N3 处理下产量最高,分别达 16.83 t/hm
5、2和 15.64 t/hm2;晶两优 534 则在 N1 处理下产量最高,达 12.54 t/hm2。在最高产施氮量条件下,甬优 1540 和蓉 18 优 2348 均拥有较高的单位面积有效穗数和穗粒数,分别达 304.18 万/hm2、279.39 粒和 324.28 万/hm2、220.85 粒,晶两优 534 则拥有较高的千粒重和结实率,分别达21.11 g 和 89.15%,且甬优 1540 的穗粒数和结实率均高于蓉 18 优 2348 和晶两优 534。在最高产施氮量条件下,甬优1540 和蓉 18 优 2348 具有较高氮素积累能力和利用效率,晶两优 534 氮素积累能力较低,但氮
6、素利用效率较高。甬优 1540 较蓉 18 优 2348 和晶两优 534 具有较高的产量潜力和氮素吸收利用效率。在超高产栽培条件下,甬优 1540 仍可以继续增施氮肥来获得更高的产量和氮素利用效率,而蓉 18 优 2348 和晶两优 534 的适宜施氮量分别为 330 kg/hm2和 240 kg/hm2。关键词:水稻;施氮量;产量;氮素吸收利用率中图分类号:S511.062文献标识码:A文章编号:1006-8082(2023)05-0105-05品种与技术收稿日期:圆园23原07原24基金项目:贵州省农业科学院科技引导项目(黔农科引导202301 号);国家现代农业产业技术体系(CARS-
7、01-25);黔科合基础(ZK2022一般 287);黔农科院青年基金(202219 号)DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2023.05.020圆园23,29(5):105-109105表 1 施氮量对不同类型杂交水稻产量及其构成因素的影响不同小写字母表示同一品种不同施氮处理间差异在 0.05 水平显著。下同。品种甬优 1540蓉 18 优 2348晶两优 534施氮量N1N2N3N1N2N3N1N2N3有效穗数/(伊104 hm-2)259.96 c284.08 b304.18 a312.22 b214.90 b324.28 a337.68 b341.70 b347
8、.06 a每穗粒数/粒267.68 b275.44 a279.39 a218.01 c219.28 b220.85 a203.25 a204.19 a205.83 a千粒重/g21.96 a21.72 a21.69 a25.85 a25.84 a25.81 a21.11 a20.84 a20.47 b结实率/%98.10 a94.30 b92.60 b91.76 a90.71 a88.03 a89.15 a86.71 ab84.65 b理论产量/(t hm-2)14.99 c16.03 b17.07 a16.14 a16.18 a16.27 a12.92 a12.61 a12.38 a实测产量
9、/(t hm-2)14.24 c15.80 b16.83 a15.20 a15.48 a15.64 a12.54 a12.47 a11.16 a罗锡坤等:不同类型杂交稻品种在贵州兴义的高产潜力及氮肥利用特性研究杂交籼稻晶两优 534(晶 4155S伊R534)。1.2试验设计与栽培管理采用钵盘育秧,于 4 月 5 日播种,5 月 5 日移栽。裂区设计,品种为主区,氮肥处理为副区,小区面积 60 m2,设置 3 个施氮水平(N1,240 kg/hm2;N2,285 kg/hm2;N3,330 kg/hm2),基肥颐蘖肥颐促花肥颐保花肥=3颐2颐3颐2,氮磷钾肥比例 1颐0.5颐1,钾肥分基肥和穗
10、肥等量施用,磷肥全部作为底肥。小区之间用膜包田埂隔离,保证每个小区单独排灌,防止不同小区间窜水窜肥。采用宽窄行方式人工移栽,宽行 36.7 cm,窄行 23.0 cm,株距 16.7 cm,每穴精选 1 钵带蘖壮秧。浅水移栽,保持间歇灌溉,有效分蘖临界期前够苗 80%后开始晒田,后期保持轻度干湿交替灌溉,直至成熟前 1 周断水。病虫草害防治均按照大面积生产要求统一实施。1.3测定项目与方法1.3.1茎蘖动态每个处理小区确定 3 个点,每个点连续选定 10 穴作为调查群体,每隔 7 d 调查 1 次茎蘖动态,直至抽穗期。1.3.2干物质积累量在拔节期、抽穗期和成熟期按平均茎蘖数从每个小区选取 3
11、 穴生长相近的稻株,分解为茎、叶、穗(抽穗以后)后,放置于烘箱中 105 益杀青 30 min 后,80 益下烘干至恒质量,测定相关部位干物质量。1.3.3产量及其构成因素在水稻进入成熟期后于各小区普查 50 穴,计算平均有效穗数,按照平均有效穗数取代表性植株 3 穴,风干后考查有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重。1.3.4植株氮含量分别将拔节期、抽穗期和成熟期烘干称重后的样品按照茎、叶、穗研磨成粉末,每个样品取 0.2 g 置于消化管中,用浓硫酸和催化剂片进行消煮,运用全自动凯氏定氮仪 Hanon-K9860 测定植株各部位中含氮量。1.4数据处理与统计分析氮素吸收总量(kg/hm2)=成熟
12、期地上部干物质量伊含氮率(茎、鞘、叶、穗加权平均);氮素积累量(kg/hm2)=该时期地上部干物质量伊含氮率;氮素转运量(kg/hm2)=抽穗期氮素积累量-成熟期氮素积累量;氮素转运率(%)=氮素转运量/抽穗期氮素积累量伊100;穗部氮素增加量(kg/hm2)=成熟期穗部氮素积累量-抽穗期穗部氮素积累量;氮素籽粒生产效率(kg/kg)=稻谷产量/氮素吸收总量;氮素干物质生产效率(kg/kg)=生物产量/氮素吸收总量;氮肥偏生产力(kg/kg)=施氮区产量/氮肥施用量。采用 Microsoft Excel 2016 和 SPSS 27.0 软件进行数据分析,采用最小显著差数测验法(LSD)检验差
13、异显著性。2结果与分析2.1施氮量对水稻产量及其构成因素的影响从表 1 可见,施氮量增加,甬优 1540 的产量显著增加,蓉 18 优 2348 的产量有所提高,晶两优 534 的产量有所下降。氮肥增施均显著增加 3 个品种的有效穗数和穗粒数,而千粒重和结实率则不同程度降低,其中甬优 1540 的结实率、晶两优 534 的千粒重和结实率不同氮肥处理间存在显著差异。说明甬优 1540 仍然可以在本试验的基础上增施氮肥来提高产量。在最佳施氮圆园23,29(5):105-109106表 3 施氮量对不同类型杂交水稻在抽穗至成熟关键时期氮素转运的影响品种甬优 1540蓉 18 优 2348晶两优 53
14、4施氮量N1N2N3N1N2N3N1N2N3抽穗期至成熟期氮素转运量/(kg hm-2)84.17 c105.36 b127.48 a105.64 a109.70 a115.06 a48.92 a48.33 a47.41 a抽穗期至成熟期氮素转运率/%45.53 c52.89 b58.46 a52.81 a53.53 a55.33 a31.50 a30.47 a29.31 a穗部氮素增加量/(kg hm-2)150.86 c169.12 b182.20 a174.26 a174.72 a174.82 a129.54 a129.45 a129.09 a表 2 施氮量对不同类型杂交水稻几个关键时期
15、水稻氮素吸收的影响品种甬优 1540蓉 18 优 2348晶两优 534施氮量N1N2N3N1N2N3N1N2N3拔节期氮素积累量/(kg hm-2)102.30 c117.12 b135.47 a107.94 b109.95 b113.83 a77.42 c92.42 b96.66 a抽穗期氮素积累量/(kg hm-2)193.28 c208.54 b231.47 a205.33 c212.33 b221.70 a159.30 c166.38 b171.13 a成熟期氮素积累量/(kg hm-2)259.98 c272.30 b286.19 a273.94 a277.35 a278.00 a
16、239.92 b247.50 a252.81 a量下,3 个品种产量表现为甬优 1540蓉 18 优 2348晶两优 534,主要是因为甬优 1540 的穗粒数和结实率远大于蓉 18 优 2348 和晶两优 534。说明甬优 1540 具有更大的群体颖花量,因此具有更高的超高产潜力。2.2施氮量对水稻氮素吸收的影响从表 2 可见,3 个关键生育时期氮素积累量对氮素的响应均表现为随着施氮量的增加而增加,均在 N3处理下最高。说明氮肥增加了 3 个品种全生育期的氮素积累水平。在最佳施氮量下,拔节期、抽穗期和成熟期氮素积累量均表现为甬优 1540蓉 18 优 2348晶两优 534。说明甬优 154
17、0 较蓉 18 优 2348 和晶两优 534拥有更高的氮素积累水平。2.3施氮量对水稻氮素转运的影响从表 3 可见,施氮量增加,甬优 1540 抽穗期至成熟期氮素转运量和转运率显著上升,蓉 18 优 2348 无明显变化、晶两优 534 有下降趋势但处理间差异不显著。蓉 18 优 2348 和甬优 1540 成熟期穗部氮素增加量在N3 处理下最高,分别达 174.82 kg/hm2和 182.20 kg/hm2,晶两优 534 则在 N1 处理下最高,达 129.54 kg/hm2。在最佳施氮量下,抽穗期至成熟期氮素转运量、转运率和成熟期穗部氮素增加量均表现为甬优 1540蓉 18 优234
18、8晶两优 534。说明甬优 1540 较蓉 18 优 2348 和晶两优 534 具有更高的氮素转运能力。2.4氮肥用量对水稻氮素利用的影响从表 4 可见,3 个品种氮肥偏生产力均随着施氮量增加而下降且均达显著水平。施氮量对 3 种类型杂交水稻氮素利用的影响存在较大的差异,随着施氮量增加,甬优 1540 氮素利用能力有所提高,蓉 18 优 2348无明显变化,晶两优 534 则有所下降。主要体现在甬优1540 氮素籽粒生产效率和氮素收获指数显著增加,蓉18 优 2348 氮素籽粒生产效率、氮素收获指数、氮素干物质生产效率处理间无显著差异,晶两优 534 氮素籽粒生产效率显著降低。在最佳施氮量下
19、,氮素籽粒生产效率和氮素收获指数以及氮肥偏生产力均表现为甬优1540蓉 18 优 2348晶两优 534,氮素干物质生产效率表现为晶两优 534蓉 18 优 2348甬优 1540,说明甬优 1540 较蓉 18 优 2348 和晶两优 534 具有更高的氮肥利用能力。3讨论众多研究发现,水稻产量随施氮量的增加呈现出开口向下的抛物线趋势17,而单位面积有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重随氮肥用量变化有不同表现18-19。本研究中 3 种不同类型杂交水稻品种产量及其构成因罗锡坤等:不同类型杂交稻品种在贵州兴义的高产潜力及氮肥利用特性研究圆园23,29(5):105-109107表 4 施氮量对不同
20、类型杂交水稻氮素利用率的影响品种甬优 1540蓉 18 优 2348晶两优 534施氮量N1N2N3N1N2N3N1N2N3氮素籽粒生产效率/(kg kg-1)57.45 b58.27 b60.08 a58.25 a58.35 a58.53 a53.84 a50.94 b48.95 c氮素收获指数/%61.28 c65.16 b68.05 a65.59 a65.67 a66.62 a55.65 a55.22 a54.80 a氮素干物质生产效率/(kg kg-1)62.11 a61.96 a61.37 b63.02 a63.27 a64.00 a71.48 a69.72 a69.42 a氮肥偏生
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