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作物杂志,2024, 第1期: 166–173 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.01.022

所属专题： 水稻专题

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

氮钾肥互作对杂交稻产量和辐射利用效率的影响

熊昕1(), 邓俊1, 尚李岩1, 盛添1, 叶佳雨1, 刘子琛1, 黄礼英1,2, 张运波1,2()   

  1. 1农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室（部省共建）/长江大学农学院，434025，湖北荆州
    2湿地生态与农业利用教育部工程研究中心/长江大学农学院，434025，湖北荆州
  • 收稿日期:2022-09-18 修回日期:2022-10-18 出版日期:2024-02-15 发布日期:2024-02-20
  • 通讯作者: 张运波，研究方向为作物高产栽培与资源高效利用，E-mail：yzhang@yangtzeu.edu.cn
  • 作者简介:熊昕，研究方向为水稻栽培生理，E-mail：xiongxin199702@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(32172108)

Effects of Nitrogen and Potassium Fertilizer Interaction on Yield and Radiation Use Efficiency of Hybrid Rice

Xiong Xin1(), Deng Jun1, Shang Liyan1, Sheng Tian1, Ye Jiayu1, Liu Zichen1, Huang Liying1,2, Zhang Yunbo1,2()   

  1. 1Key Laboratory of Sustainable Crop Production in the Middle Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
    2Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland / College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
  • Received:2022-09-18 Revised:2022-10-18 Online:2024-02-15 Published:2024-02-20
  • Contact: Zhang Yunbo

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119

摘要：

以籼型杂交稻（Y两优900和荃优华占）为供试材料，设置90（N1）、120（N2）和180（N3）kg/hm2 3个氮肥量和120（K1）、160（K2）和210（K3）kg/hm2 3个钾肥量处理，研究氮钾肥互作对杂交稻产量、干物质积累和辐射利用效率的影响。结果表明，氮钾肥互作效应显著，Y两优900和荃优华占在N2K3和N3K3处理下产量最高，分别达到9.33和9.66 t/hm2。分析产量构成发现，在低氮水平下，增施钾肥对结实率影响显著，其中K2较K1处理提高了3.2%，而K3较K1处理提高了5.6%；在中氮和高氮水平下，增施钾肥对每穗颖花数和结实率均有显著影响。此外，增施钾肥提高了2个品种的干物质积累量、冠层光截获率、拦截辐射量和辐射利用效率，相关分析表明，以上指标均与产量呈显著正相关。因此，适量增钾减氮栽培有利于改善杂交稻的光合辐射利用率，从而增加干物质积累量，进而提高结实率和产量。

关键词: 杂交稻, 产量, 氮肥, 钾肥, 辐射利用率

Abstract:

Field experiments with two hybrid rice variety (Y-Liangyou 900 and Quanyouhuazhan), three N applications (90, 120 and 180 kg N/ha) and three K applications (120, 160 and 210 kg K/ha) were conducted in clarify the effects of nitrogen (N) and potassium (K) fertilizer interaction on grain yield, dry matter accumulation and radiation use efficiency of hybrid rice. The main results showed that the grain yields were significantly affected by N and K fertilizer interaction effects. The highest yield of Y-Liangyou 900 and Quanyouhuazhan were achieved under N2K3 and N3K3 treatments, which were 9.33 and 9.66 t/ha, respectively. Analysis of yield components showed that under low nitrogen level, the effects of increased K fertilizer on seed-setting rate was significant, in which K2 increased by 3.2% compared with K1 treatment, K3 increased by 5.6% compared with K1 treatment. The number of spikelets per panicle and seed-setting rate were significantly improved by increasing K fertilizer application at medium and high N levels. In addition, increasing K fertilizer improved dry matter accumulation, canopy light interception percentage (IP), intercepted photosynthetically active radiation (IPAR) and radiation use efficiency (RUE) of Y-Liangyou 900 and Quanyouhuazhan, and correlation analysis showed that IP, IPAR and RUE were positively correlated with yield. Therefore, moderate increasing K with reduced N fertilizer application could improve RUE, increase dry matter accumulation, and then increase seed-setting rate and yield of hybrid rice.

Key words: Hybrid Rice, Yield, Nitrogen fertilizer, Potassium fertilizer, Radiation use efficiency

图1

2020和2021年水稻生长期最高气温、最低气温、日均辐射量

表1

供试品种信息

品种
Variety		 类型
Type		 审定年份
Year of
release		 母本
Female
parent		 父本
Male
parent
Y两优900
Y-Liangyou 900		 籼型杂交稻 2015 Y 58S R 900
荃优华占
Quanyouhuazhan		 籼型杂交稻 2017 荃9311A 华占

表2

2020年不同氮肥和钾肥处理对杂交稻产量及其构成因素的影响

品种
Variety		 氮肥
Nitrogen		 钾肥
Potassium		 有效穗数（穗/m2）
Effective panicles (panicle/m2)		 每穗颖花数
Spikelets per panicle		 结实率
Seed-setting rate (%)		 千粒重
1000-grain weight (g)		 产量
Yield (t/hm2)
Y两优900
Y-Liangyou 900		 N1 K1 181.1de 278.8bc 84.3c 20.2a 7.11f
K2 177.6e 279.8bc 88.1ab 20.2a 7.47e
K3 188.1d 283.2bc 88.3ab 20.2a 7.65de
N2 K1 207.2ab 277.0c 83.4c 20.3a 8.10d
K2 212.4a 285.3bc 84.8c 20.4a 8.51b
K3 196.6c 297.4a 86.1bc 20.4a 9.03a
N3 K1 201.9bc 285.5bc 84.9c 20.5a 8.16cd
K2 207.2ab 286.6b 88.7ab 20.5a 8.21cd
K3 198.5c 297.6a 90.3a 20.4a 8.33bc
平均 196.7 285.7 86.6 20.3 8.06
荃优华占
Quanyouhuazhan		 N1 K1 240.1b 186.7cd 83.7ab 22.4abc 7.05g
K2 215.8c 187.2cd 83.8ab 22.6ab 7.12g
K3 215.8c 187.9cd 85.9a 22.2bcd 7.44f
N2 K1 236.7b 183.4d 82.8b 22.8a 7.75e
K2 217.6c 193.4c 84.8ab 22.6ab 8.02d
K3 212.4c 208.7b 86.4a 22.8a 8.18cd
N3 K1 261.0a 186.2cd 84.1ab 22.9a 8.22c
K2 238.4b 191.8cd 84.7ab 22.2cd 8.53b
K3 236.7b 219.3a 85.5a 21.9d 8.79a
平均 230.5 193.8 84.7 22.5 7.90
差异分析Analysis of variance
品种Variety (V) * ** ** ** **
氮肥Nitrogen (N) ** ** ns ns **
钾肥Potassium (K) ** ** ** ns **
氮肥×品种N×V ** ns ns * ns
钾肥×品种K×V ** ns ns ns *
氮肥×钾肥N×K ns * ns ns **
氮肥×钾肥×品种N×K×V ns ns ns ns **

表3

2021年不同氮肥和钾肥处理对杂交稻产量及其构成因素的影响

品种
Variety		 氮肥
Nitrogen		 钾肥
Potassium		 有效穗数
Effective panicles (/m2)		 每穗颖花数
Spikelets per panicle		 结实率
Seed-setting rate (%)		 千粒重
1000-grain weight (g)		 产量
Yield (t/hm2)
Y两优900
Y-Liangyou 900		 N1 K1 154.3d 342.5f 74.6bcd 21.0b 8.78f
K2 157.6cd 352.5ef 77.5ab 21.3b 8.85f
K3 164.7c 358.5de 79.8a 21.2b 8.95e
N2 K1 181.4b 373.5bc 73.4cd 21.8a 9.08d
K2 188.5ab 381.9ab 73.9cd 21.4ab 9.57a
K3 183.3b 384.7a 77.4a 21.3b 9.63a
N3 K1 186.0ab 367.6cd 71.7d 21.3b 9.19c
K2 193.8a 370.4c 74.7bcd 21.3b 9.27bc
K3 188.5ab 371.8bc 76.6abc 21.2b 9.33b
平均 177.5 366.9 75.5 21.3 9.19
荃优华占
Quanyouhuazhan		 N1 K1 181.8c 289.1f 69.4de 21.9a 8.80h
K2 182.5c 291.9f 72.6bcd 22.1a 9.09g
K3 184.1c 305.3e 75.4ab 21.9a 9.20f
N2 K1 198.0b 327.6d 69.0e 21.8a 9.37e
K2 199.2b 328.8cd 72.6bcd 21.9a 9.73d
K3 206.4b 338.8bc 76.4a 22.1a 10.12c
N3 K1 220.3a 339.5bc 71.8cde 21.7a 10.15c
K2 221.7a 347.5ab 72.4bcde 22.1a 10.36b
K3 216.6a 353.1a 75.0abc 21.7a 10.54a
平均 201.2 324.6 72.7 21.9 9.70
差异分析Analysis of variance
品种Variety (V) * ** ** ** **
氮肥Nitrogen (N) ** ** ns * **
钾肥Potassium (K) ns ** ** * **
氮肥×品种N×V * ** ns ns **
钾肥×品种K×V ns ns ns ns **
氮肥×钾肥N×K ns ns ns ns **
氮肥×钾肥×品种N×K×V ns ns ns ns *

图2

不同氮肥和钾肥处理对2020和2021年Y两优900和荃优华占干物质积累的影响 不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平。

表4

2020年不同氮肥和钾肥处理对杂交稻品种辐射利用率的影响

品种
Variety		 氮肥
Nitrogen		 钾肥
Potassium		 入射辐射
Incident radiation (MJ/m2)		 冠层光截获率
IP (%)		 截获辐射
IPAR (MJ/m2)		 成熟期干物质
Dry matter at maturity (g/m2)		 辐射利用率
RUE (g/MJ)
Y两优900
Y-Liangyou 900		 N1 K1 1591.4 75.4d 539.7d 1117.3f 2.07c
K2 1608.7 76.0bcd 550.4cd 1144.6f 2.08c
K3 1622.9 77.7ab 567.2ab 1215.3e 2.14c
N2 K1 1608.7 75.8cd 548.7d 1256.4d 2.29b
K2 1622.9 76.9bcd 562.1bc 1339.8b 2.38a
K3 1623.9 79.0a 577.2a 1404.0a 2.43a
N3 K1 1622.9 77.7ab 563.8b 1266.5d 2.25b
K2 1623.9 77.3abc 567.2ab 1290.8cd 2.28b
K3 1625.4 78.9a 577.2a 1320.2bc 2.29b
平均 1616.8 77.1 561.3 1261.6 2.25
荃优华占
Quanyouhuazhan		 N1 K1 1529.9 77.5c 533.8e 1013.5f 1.90d
K2 1532.7 78.0bc 538.1de 1036.0f 1.92d
K3 1539.3 79.9a 553.4bc 1093.4e 1.98cd
N2 K1 1532.7 79.4ab 547.9cd 1162.7d 2.12c
K2 1539.3 79.6ab 551.7bc 1196.2d 2.17bc
K3 1556.7 80.2a 561.6ab 1246.1c 2.22b
N3 K1 1539.3 79.6ab 551.8bc 1298.6b 2.35a
K2 1556.7 80.6a 564.3ab 1334.4ab 2.37a
K3 1563.4 80.8a 568.3a 1351.9a 2.38a
平均 1543.3 79.5 552.3 1192.5 2.16
差异分析Analysis of variance
品种Variety (V) ** ns * ns
氮肥Nitrogen (N) * ** ** **
钾肥Potassium (K) ** ** ** *
氮肥×品种N×V ns ns ** **
钾肥×品种K×V ns ns ns ns
氮肥×钾肥N×K ns ns ns ns
氮肥×钾肥×品种N×K×V ns ns ns ns

表5

2021年不同氮肥和钾肥处理对杂交稻品种辐射利用率的影响

品种
Variety		 氮肥
Nitrogen		 钾肥
Potassium		 入射辐射
Incident radiation (MJ/m2)		 冠层光截获率
IP (%)		 截获辐射
IPAR (MJ/m2)		 成熟期干物质
Dry matter at maturity (g/m2)		 辐射利用率
RUE (g/MJ)
Y两优900
Y-Liangyou 900		 N1 K1 1822.9 87.1bc 714.9c 1392.2f 1.94bc
K2 1844.1 87.2bc 723.5bc 1413.3ef 1.95bc
K3 1864.0 88.7b 744.1b 1452.1de 1.95bc
N2 K1 1844.1 85.8c 711.8c 1453.4de 2.04b
K2 1864.0 87.4bc 732.9bc 1631.6ab 2.22ab
K3 1878.8 87.7bc 741.1b 1687.7a 2.28a
N3 K1 1864.0 92.0a 771.71a 1478.6d 1.92c
K2 1878.8 92.4a 781.6a 1556.4c 1.99bc
K3 1896.6 92.6a 790.4a 1605.5bc 2.03b
平均 1861.9 89.0 745.8 1519.0 2.05
荃优华占
Quanyouhuazhan		 N1 K1 1655.0 85.2e 634.7f 1435.8h 2.26de
K2 1675.1 85.6de 645.0ef 1496.8g 2.32d
K3 1694.9 88.0cde 671.1d 1562.5f 2.33d
N2 K1 1675.1 88.4cd 666.0de 1634.9e 2.46c
K2 1694.9 89.2bc 680.4cd 1698.9d 2.50bc
K3 1715.1 90.6abc 699.7bc 1751.0cd 2.50bc
N3 K1 1694.9 91.6ab 698.8bc 1803.5bc 2.58b
K2 1715.1 92.9a 716.9ab 1855.3b 2.59b
K3 1721.2 93.3a 722.6a 1972.0a 2.73a
平均 1693.5 89.4 681.7 1690.1 2.47
差异分析Analysis of variance
品种Variety (V) ns ** ** **
氮肥Nitrogen (N) ** ** ** **
钾肥Potassium (K) ** ** ** **
氮肥×品种N×V ns ns ** **
钾肥×品种K×V ns ns ns ns
氮肥×钾肥N×K ns ns ns ns
氮肥×钾肥×品种N×K×V ns ns ns ns

图3

2020-2021年产量及其构成因素、干物质和辐射利用率的相关性分析 Y：产量；P：有效穗数；SP：每穗颖花数；SR：结实率；GW：千粒重；IP：冠层截获率；IR：入射辐射；IPAR：截获有效辐射；RUE：辐射利用率；TDW：干物质。

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