检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

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

RichHTML

2

PDF (PC)

45

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。

[1] 杨万江. 水稻发展对粮食安全贡献的经济学分析. 中国稻米, 2009(3):1-4.
[2] 袁隆平. 中国的杂交水稻. 中国水稻科学, 1986, 1(1):8-18.
[3] 赵凌, 赵春芳, 周丽慧, 等. 中国水稻生产现状与发展趋势. 江苏农业科学, 2015, 43(10):105-107.
[4] 张满利, 陈盈, 侯守贵, 等. 氮肥运筹对水稻产量和氮肥利用率的影响. 作物杂志, 2010(6):46-50.
[5] Peng S B, Buresh R, Huang J L, et al. Improving nitrogen fertilization in rice by site specific N management. A review. Agronomy for Sustainable Development, 2010, 30:649-656.
doi: 10.1051/agro/2010002
[6] 朱德峰, 林贤青, 曹卫星. 超高产水稻品种的根系分布特点. 南京农业大学学报, 2000, 23(4):5-8.
[7] 朱兆良, 金继运. 保障我国粮食安全的肥料问题. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(2):259-273.
[8] Ye T H, Xue X X, Lu J W, et al. Yield and potassium uptake of rice as affected by potassium rate in the middle reaches of the Yangtze River, China. Agronomy Journal, 2020, 112(2):1318-1329.
doi: 10.1002/agj2.v112.2
[9] 王强盛, 甄若宏, 丁艳锋, 等. 钾肥用量对优质粳稻钾素积累利用及稻米品质的影响. 中国农业科学, 2004, 37(10):1444-1450.
[10] Liu K, Yang R, Lu J, et al. Radiation use efficiency and source- sink changes of super hybrid rice under shade stress during grain-filling stage. Agronomy Journal, 2019, 111(4):1788-1798.
doi: 10.2134/agronj2018.10.0662
[11] 杨建昌, 王朋, 刘立军, 等. 中籼水稻品种产量与株型演进特征研究. 作物学报, 2006, 32(7):949-955.
[12] Huang L Y, Sun F, Yuan S, et al. Different mechanisms underlying the yield advantage of ordinary hybrid and super hybrid rice over inbred rice under low and moderate N input conditions. Field Crops Research, 2018, 216:150-157.
doi: 10.1016/j.fcr.2017.11.019
[13] 彭少兵, Christian W, 黄见良, 等. 提高中国稻田氮肥利用率的研究策略. 中国农业科学, 2002, 35(9):1095-1103.
[14] Du M, Zhang W Z, Gao J P, et al. Improvement of root characteristics due to nitrogen, phosphorus, and potassium interactions increases rice (Oryza sativa L.) yield and nitrogen use efficiency. Agronomy, 2022, 12(1):23.
doi: 10.3390/agronomy12010023
[15] 潘兴书, 冯跃华, 赵田径, 等. 不同施氮条件下2个超级杂交稻干物质生产特性. 江苏农业学报, 2009, 25(4):726-730.
[16] Zhang H M, Xu M G, Shi X J, et al. Rice yield, potassium uptake and apparent balance under long-term fertilization in rice-based cropping systems in southern China. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2010, 88(3):341-349.
doi: 10.1007/s10705-010-9359-3
[17] 张丰转, 金正勋, 马国辉, 等. 水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析. 作物杂志, 2010(4):15-19.
[18] 郭玉华, 朱四光, 龙步. 不同栽培条件对水稻茎秆生化成分的影响. 沈阳农业大学学报, 2003, 34(2):89-91.
[19] 罗茂春, 田翠婷, 李晓娟, 等. 水稻茎秆形态结构特征和化学成分与抗倒伏关系综述. 西北植物学报, 2007, 27(11):2346-2353.
[1] 季平, 刘金龙, 柳浩, 匡佳丽, 叶世河, 龙莎, 杨洪涛, 彭勃, 徐晨, 刘晓龙. 抽穗期高温胁迫对不同水稻品种产量构成和品质的影响[J]. 作物杂志, 2024, (1): 117–125
[2] 王佳旭, 张飞, 张旷野, 柯福来, 王艳秋, 卢峰, 朱凯. 减氮增施DMPP对高粱氮素吸收与利用的影响[J]. 作物杂志, 2024, (1): 126–131
[3] 周镇磊, 刘建明, 曹东, 刘宝龙, 王东霞, 张怀刚. 不同燕麦品种草产量、农艺性状和饲草品质的比较[J]. 作物杂志, 2024, (1): 132–140
[4] 邵美红, 朱德峰, 程思明, 程楚, 徐群英, 胡潮水. 早稻叠盘出苗育秧机插的秧苗质量及产量研究[J]. 作物杂志, 2024, (1): 229–232
[5] 谢可冉, 高逖, 崔克辉. 高温下钾肥调控水稻产量的研究进展[J]. 作物杂志, 2024, (1): 8–15
[6] 谢昊, 薛张逸, 束晨晨, 张伟杨, 张耗, 刘立军, 王志琴, 杨建昌, 顾骏飞. 不同栽培措施下水稻基肥氮素利用率的15N示踪分析[J]. 作物杂志, 2024, (1): 90–96
[7] 王洪博, 唐茂淞, 李国辉, 高阳, 王兴鹏. 基于Logistic模型的南疆无膜滴灌棉花产量模型构建与评价[J]. 作物杂志, 2024, (1): 97–103
[8] 刘哲文, 郭丹丹, 常旭虹, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 刘希伟, 王玉娇, 石书兵, 赵广才. 强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应[J]. 作物杂志, 2023, (6): 114–120
[9] 周旭, 何晓蕾, 曹亮, 李多, 傅晨野, 张明聪, 张玉先, 王孟雪. 苗期不同程度水分胁迫及复水处理对大豆抗氧化特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 135–142
[10] 杨善伟, 梁仁敏, 赵海红, 韦贵剑, 贺登美, 黄徐谋, 胡忠银, 韦春项, 许畅, 韦敏超, 魏爽, 罗继腾, 徐莹莹, 张秀花, 韩亦, 王士强. 孕穗期低温胁迫对优质香稻产量及其构成因素的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 143–149
[11] 刘希伟, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 常旭虹. 小麦生育中后期干旱高温对籽粒产量形成过程的影响机制及缓解措施[J]. 作物杂志, 2023, (6): 17–25
[12] 董好胜, 王琦, 闫鹏, 许艳丽, 张薇, 卢霖, 董志强. 乙矮合剂对谷子茎秆抗倒伏能力及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 181–189
[13] 梁忠宇, 薛军, 张国强, 明博, 沈东萍, 方梁, 周林立, 张玉芹, 杨恒山, 王克如, 李少昆. 水肥一体化施磷量对玉米抗倒伏能力的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 190–194
[14] 段俊雅, 赵园园, 韦建玉, 王德勋, 王政, 王婷婷, 史宏志. 叶面喷施聚天冬氨酸对烤烟生长及产量和质量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 195–201
[15] 许世豪, 赵春波, 皇甫丽云, 范欣桐, 陈姗姗, 韩忠才, 韩玉珠. 不同钾源对马铃薯钾营养积累、转运及产量因子的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 202–208
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!