作物杂志,2020, 第1期: 173–178 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.01.028

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

辽河三角洲稻区施氮水平对水稻生长发育及产量的影响

李波,宫亮,曲航,金丹丹,孙文涛()   

  1. 辽宁省农业科学院植物营养与环境资源研究所,110161,辽宁沈阳
  • 收稿日期:2019-08-06 修回日期:2019-11-19 出版日期:2020-02-15 发布日期:2020-02-23
  • 通讯作者: 孙文涛 E-mail:wentaosw@163.com
  • 作者简介:李波,主要从事农田系统氮素循环研究,E-mail: libocaas@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划课题(2018YFD0200200);兴辽英才计划项目(XLYC1802044)

Effects of Nitrogen Application Rate on Rice Growth and Yield in Liaohe Delta

Li Bo,Gong Liang,Qu Hang,Jin Dandan,Sun Wentao()   

  1. Institute of Plant Nutrition and Environmental Resources, Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161, Liaoning, China
  • Received:2019-08-06 Revised:2019-11-19 Online:2020-02-15 Published:2020-02-23
  • Contact: Wentao Sun E-mail:wentaosw@163.com

摘要:

辽河三角洲单季稻区属于辽河平原水稻的主产区、高产区。长期以来,该地区主要以追加化肥来提高水稻产量,导致氮肥投入过高,利用率较低。根据水稻生育周期内对氮素的生物学响应,分析了辽河三角洲代表性水稻产区内不同氮素条件下水稻的生长发育及产量表现,以期获得适合该地区的合理氮肥推荐用量。研究表明,水稻的株高、功能叶片的SPAD值、茎蘖总量与氮素用量呈显著正相关,同时分蘖期的长短也受氮素水平的控制,即施氮量越高分蘖期越长。从产量及构成因子来看,有效穗数、穗粒数、千粒重对籽粒产量有显著贡献,中高氮处理(N210、N260、N315)的产量构成因子都处于较优水平,因此产量最高;低氮处理(N160)与极高氮处理(N420)的产量构成因子指标较差,产量显著低于中高氮处理。产量与施氮量符合线性加平台的肥料效应方程,基于该方程得出辽河三角洲地区最佳氮肥推荐用量为225kg/hm 2。由于土壤-水稻系统是一个整体,基于系统内的氮素平衡理论估算出辽河三角洲地区推荐氮素用量为221~235kg/hm 2。鉴于以上研究结果,推荐辽河三角洲地区合理氮素施用阈值为225~235kg/hm 2

关键词: 氮肥, 水稻, 生长发育, 动态变化, 产量, 推荐施肥量

Abstract:

The Liaohe Delta, single-cropping rice region belongs to the main rice-producing area in Liaohe Plain. The local farmers rely too much on additional chemical fertilizers to improve rice yield, resulting in high input of nitrogen fertilizer and low use efficiency. Based on the biological response of rice to nitrogen in the growth cycle, the agronomic characteristics of rice including plant height, SPAD value, tillering number, and yield parameters of rice under different nitrogen fertilizer rates were investigated. The results showed that plant height, SPAD value of flag leaves and tiller numbers were positively correlated with the amount of nitrogen fertilizer. Higher Nitrogen treatment results in prolonged tillering period, which could lead to the late maturity of rice shoot. In terms of yield factors, the yields of medium and high nitrogen treatments (N210, N260 and N315) was the highest, compared to low nitrogen treatment (N160) and (N420) treatment. decreased significantly compared to them due to lack of nitrogen and nitrogen excess. The yield components of N420 treatment, including grain number per ear, rate of grain filling and 1000-grain weight, were significantly lower than those of the three treatments with higher yield. The yield and nitrogen application rate accorded with the yield-response curve of linear plus platform. According to the equation, the optimum nitrogen application rate in this area was 225kg/ha. Although nitrogen use efficiency of N210 treatment was the highest (42%), considering the nitrogen balance of soil-plant system, it was suggested that the nitrogen application rate should be between 221-235kg/ha in Liaohe River Delta. In the view of the above results, it is recommended that the reasonable threshold of nitrogen fertilizer application rate in Liaohe River Delta should be 225-235kg/ha.

Key words: Nitrogen, Rice, Growth and development, Dynamic change, Yield, Optimal nitrogen application rate

表1

不同施氮水平下水稻株高的动态变化"

处理
Treatment
移栽后天数Days after transplanting (d)
26 47 61 68 138
N0 31.4±2.21a 44.6±1.25a 62.3±2.21a 73.8±0.88a 74.8±1.29a
N160 34.5±2.26a 48.1±2.26b 74.4±1.27b 84.7±1.23b 81.7±2.25b
N210 34.6±1.62a 49.3±2.27b 74.6±2.20bc 86.2±1.21bc 83.7±2.74b
N260 35.3±1.43a 49.2±3.24b 77.9±2.33c 87.1±1.99bc 83.4±2.86b
N315 34.9±2.26a 50.3±3.21b 77.8±2.16c 86.4±1.25bc 82.4±2.25b
N420 34.7±1.24a 52.5±1.82b 80.3±1.22cd 89.2±2.28cd 87.6±1.21c

图1

不同氮素水平下水稻剑叶SPAD值动态变化 不同字母表示处理间差异显著(P<0.05),下同"

图2

不同氮素水平下水稻茎蘖的动态变化"

图3

不同氮肥用量对水稻植株氮素吸收量(N100)的影响 S和G分别表示秸秆N100和籽粒N100"

表2

不同氮肥用量对水稻产量及其构成因子的影响"

处理
Treatment
有效穗数(×104/hm2)
Effective panicles
穗粒数
Grains per panicle
千粒重(g)
1000-grain weight
秕谷率(%)
Sterile grain rate
产量(kg/hm2)
Yield
植株氮积累量(kg/hm2)
Nitrogen accumulation
氮肥利用率(%)
Nitrogen use efficiency
N0 228e 99.9a 28.23a 1.13a 6 705a 117d -
N160 257d 100.8a 28.18a 1.33a 9 246b 164c 38b
N210 327b 109.7cd 27.53b 1.38a 10 782d 194b 42a
N260 332a 107.9bc 27.62b 2.52b 11 031d 204ab 36bc
N315 336a 106.1bc 26.85c 2.63b 11 096d 210a 34c
N420 286c 103.1b 25.24d 7.82c 10 120c 211a 24d

图4

水稻籽粒产量与氮肥施用量的关系"

[1] 马常宝 . 我国农业肥料施用发展趋势与展望. 中国农技推广, 2016,32(6):6-10.
[2] 宫亮, 隽英华, 王建忠 , 等. 盘锦地区稻田田面水氮素动态变化及化学氮肥投入阈值研究. 农业资源与环境学报, 2013,30(6):96-100.
[3] 巨晓棠 . 理论施氮量的改进及验证——兼论确定作物氮肥推荐量的方法. 土壤学报, 2015,52(2):249-261.
[4] Zhang Y B, Tang X J, Chen S Y , et al. Effects of nitrogen dosage on the yield and nitrogen use efficiency of machine transplanted rice using dry soil preparation in rice paddy field. Agricultural Science and Technology, 2017,18(11):2123-2126.
[5] 张福锁 . 测土配方施肥技术要览. 北京: 中国农业出版社, 2006.
[6] 孟亚利, 曹卫星, 柳新伟 , 等. 水稻茎蘖动态的模拟研究. 南京农业大学学报, 2003,26(2):1-6.
[7] 王秀芹, 张洪程, 黄银忠 , 等. 施氮量对不同类型水稻品种吸氮特性及氮肥利用率的影响. 上海交通大学学报(农业科学版)2003,21(4):325-330.
[8] 叶全宝, 张洪程, 魏海燕 , 等. 不同土壤及氮肥条件下水稻氮利用效率和增产效应研究. 土壤学报, 2005,35(11):1422-1428.
[9] 冯来定, 蒋彭炎 . 水稻三高一稳栽培法纵论. 北京: 中国农业科技出版社, 1993: 69-77.
[10] 孙璐璐, 朱立楠, 郑冠龙 , 等. 水稻籽粒硝态氮和铵态氮积累特性及氮肥调控研究. 中国稻米, 2016,22(1):25-29.
[11] 布哈丽且木·阿不力孜, 白志刚, 黄洁 , 等. 氮肥运筹对不同类型水稻产量和氮素吸收的影响. 中国稻米, 2018,24(4):64-67.
[12] 宫亮, 曲航, 刘艳 , 等. 辽河三角洲地区高产水稻氮肥投入阈值及利用率. 中国土壤与肥料,2017(5):23-28.
[13] Ju X T, Christie P . Calculation of theoretical nitrogen rate for simple nitrogen recommendations in intensive cropping systems:A case study on the North China Plain. Field Crops Research, 2011,124:450-458.
[14] 宁运旺, 张永春 . 基于土壤氮素平衡的氮肥推荐方法——以水稻为例. 土壤学报, 2015,52(2):281-292.
[15] 卞建民, 李育松, 胡昱欣 , 等. 吉林西部农田生态系统氮平衡及其水环境影响研究. 环境科学学报, 2014,34(7):1862-1868.
[16] 陈振华, 陈利军, 武志杰 , 等. 辽河下游平原不同水分条件下稻田氨挥发. 应用生态学报, 2007,18(12):2771-2776.
[17] 巨晓棠, 谷保静 . 我国农田氮肥施用现状、问题及趋势. 植物营养与肥料学报, 2014,20(4):783-795.
[18] 凌启鸿, 张洪程, 戴其根 , 等. 水稻精确定量施氮研究. 中国农业科学, 2005,38(12):2457-2467.
[19] 侯云鹏, 韩立国, 孔丽丽 , 等. 不同施氮水平下水稻的养分吸收、转运及土壤氮素平衡. 植物营养与肥料学报, 2015,21(4):836-845.
[20] 宿敏敏, 黄珊瑜, 赵光明 , 等. 黑龙江垦区农户水稻管理现状与对策分析. 北方水稻, 2012,42(2):28-33.
[1] 朱安,高捷,黄健,汪浩,陈云,刘立军. 水稻根系形态生理及其与稻米品质关系的研究进展[J]. 作物杂志, 2020, (2): 1–8
[2] 严华,晏中文,雷杰. 新源县1981-2018年气候变化特征及其对春玉米的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 140–146
[3] 申洪涛,张富生,李冬,邱建华,蔡兴宏,秦玉宝. 不同前茬和种植密度对牡丹江烤烟生长及产质量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 105–111
[4] 王天文,李长忠,陈广海. 播期和密度对马铃薯原种扩繁生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 162–167
[5] 李瑞杰,唐会会,王庆燕,许艳丽,房孟颖,闫鹏,董志强,张凤路. 5-氨基乙酰丙酸和乙烯利复配剂对东北春玉米光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 125–133
[6] 陈迪文,周文灵,敖俊华,黄莹,江永,韩西红,秦益民,沈宏. 海藻提取物对甜玉米产量、品质及氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 134–139
[7] 周伟,崔福柱,段宏凯,郝国花,杨慧,刘芮芮. 播期对糯玉米籽粒产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 156–161
[8] 范业赓,闫海锋,陈荣发,丘立杭,周慧文,黄杏,翁梦苓,吴建明,李杨瑞,韦生满. 甘蔗脱毒种苗第三代种茎不同体积单芽育苗差异及其移栽效果[J]. 作物杂志, 2020, (2): 194–199
[9] 刘卫星,贺群岭,张枫叶,范小玉,陈雷,李可,吴继华. 大粒花生品种区域试验的AMMI模型分析[J]. 作物杂志, 2020, (2): 60–64
[10] 杨志长,沈涛,罗卓,彭芝,胡宇倩,资涛,熊廷浩,宋海星. 低氮密植对机插双季稻产量形成和氮肥利用率的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 71–81
[11] 轧宗杰,卢树昌,侯琨. 水稻旱直播栽培发展现状、问题及应用前景[J]. 作物杂志, 2020, (2): 9–15
[12] 黄俊霞,黄甜,饶德民,张鸣浩,孟凡钢,闫晓艳,张伟. 花后水肥一体化与化控措施对大豆产量及生理特征的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 82–87
[13] 陈天鑫,王艳杰,张燕,常旭虹,陶志强,王德梅,杨玉双,朱英杰,刘阿康,石书兵,赵广才. 不同施氮量对冬小麦光合生理指标及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 88–96
[14] 张博,高甜甜,程宏波,李瑞,柴雨葳,李亚伟,柴守玺. 覆盖对旱地冬小麦植株和旗叶水分含量及产量的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 97–104
[15] 陈庭木,孙志广,邢运高,方兆伟,王宝祥,刘艳,徐大勇. 水稻可消化蛋白质含量测定方法研究及资源筛选[J]. 作物杂志, 2020, (1): 61–66
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 周兴良. 生物技术与传统育种[J]. 作物杂志, 1995, (2): 36 –38 .
[2] 张俊才, 李湘裘, 欧阳颔. 杂晚喷施多效唑试验结果[J]. 作物杂志, 1991, (2): 27 .
[3] 辛志勇, 马有志. 发展生物技术促进作物育种科技革命[J]. 作物杂志, 1997, (5): 13 –15 .
[4] 文建成, 汤利, 谭学林, 等. 种植环境和施氮水平影响粳稻稻米铁、锌矿质元素含量[J]. 作物杂志, 2010, (1): 61 –65 .
[5] 王秋菊, 张玉龙, 赵宏亮, 李明贤, 孟英, 王立志, 姜辉. 黑龙江省不同类型土壤微量元素含量及对稻米品质的影响[J]. 作物杂志, 2011, (6): 46 –49 .
[6] 官春云,黄璜,黄国勤,孙丹平,梁玉刚. 中国南方稻田多熟种植存在的问题及对策[J]. 作物杂志, 2016, (2): 1 –7 .
[7] 秦东玲,李钊,尉菊萍,杨文一,白冰,刘宇龙,张倩,杨德光. 作物抗冷性及其化学控制机理研究进展[J]. 作物杂志, 2016, (4): 26 –35 .
[8] 韩玉林,殷贵鸿,杨光宇,唐建卫,王丽娜,黄峰,张倩,李楠楠,吕永军,李顺成,邹少奎,高艳. 小麦品种周麦22茎秆生长特性及其与抗倒性的关系[J]. 作物杂志, 2017, (2): 34 –37 .
[9] 宋国亮,冯小磊,范光宇,史高雷,李双东,王峰,王晓明,赵治海. 谷子新不育系的配合力分析[J]. 作物杂志, 2017, (2): 44 –50 .
[10] 张晓娟,周福平,张一中,邵强,范昕琦,刘勇,柳青山. 复粒高粱不育系的研究[J]. 作物杂志, 2017, (2): 72 –75 .