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作物杂志,2024, 第6期: 147–152 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.020

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

硅藻土对水稻产量和氮肥利用率的影响

曾茜倩1(), 张振远1, 马秀娥1, 方映涵1, 翟金磊1, 金涛1(), 刘冬2, 刘章勇1   

  1. 1长江大学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
    2中国科学院广州地球化学研究所/中国科学院矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室，510640，广东广州
  • 收稿日期:2023-08-11 修回日期:2023-11-08 出版日期:2024-12-15 发布日期:2024-12-05
  • 通讯作者: 金涛，主要从事土壤肥力与生态研究，E-mail：jintao165@126.com
  • 作者简介:曾茜倩，主要从事植物营养与高效施肥技术研究，E-mail：2021710757@yangtzeu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划“主要作物丰产增效科技创新工程”(2022YFD2301000);江西省技术创新引导类计划项目(20212BDH81036)

Effects of Diatomite Application on Yield and Nitrogen Use Efficiency of Rice

Zeng Qianqian1(), Zhang Zhenyuan1, Ma Xiue1, Fang Yinghan1, Zhai Jinlei1, Jin Tao1(), Liu Dong2, Liu Zhangyong1   

  1. 1Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland, Ministry of Education, Yangtze University / College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou 434025, Hubei, China
    2Guangzhou lnstitute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences / Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny, Chinese Academy of Sciences / Guangdong Provincial Key Laboratory of Mineral Physics and Materials, Guangzhou 510640, Guangdong, China
  • Received:2023-08-11 Revised:2023-11-08 Online:2024-12-15 Published:2024-12-05

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PDF (PC)

11

摘要：

为明确硅藻土对水稻产量和氮肥利用率的影响，于2021-2022年在湖北荆州设置了单施硅藻土（Si）、单施氮肥（N）、硅藻土与氮肥配施（N+Si）试验，以不施加硅藻土和氮肥作对照（CK），测定分析了产量、产量构成要素和氮肥利用率。结果表明，与CK相比，Si对水稻产量无显著影响；但与N处理相比，N+Si处理能显著提高39.26%（2021年）和19.80%（2022年）的水稻产量。从产量构成因素来看，N+Si处理对产量的提升主要在于有效穗数、结实率和千粒重的增加。此外，与CK相比，Si、N和N+Si处理均显著提高水稻成熟期地上部干物质积累量，依次为N+Si>N>Si>CK。与N处理相比，N+Si处理显著提高氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力，但显著降低氮素收获指数。综上所述，硅藻土配施氮肥能显著提高水稻产量、干物质积累量和氮肥利用率，是一种有利于江汉平原地区水稻生产节氮高效的施肥方式。

关键词: 水稻, 硅藻土, 产量, 干物质积累量, 氮肥利用率

Abstract:

In order to determine the effects of diatomite (Si), N (N), and combination of N and diatomite (N+Si) on rice yield and nitrogen use efficiency, experiments were conducted in Jingzhou, Hubei province from 2021 to 2022, with no diatomite and nitrogen as control (CK). The yield, its components and nitrogen use efficiency were measured and analyzed. The results showed that, compared with CK, Si treatment had no significant effect on rice yield. But compare with N, N+Si treatment significantly increased the yield by 39.26% and 19.80% in 2021 and 2022, respectively. The higher yield observed for N+Si treatment were attributed to higher effective panicle number, seed-setting rate and 1000-grain weight. In addition, compared with CK, Si, N and N+Si treatments significantly increased the above-ground dry matter accumulation at rice maturation, in the order of N+Si > N > Si > CK. Compared with N, N+Si treatment significantly improved the nitrogen recovery efficiency, nitrogen agronomic efficiency, nitrogen physiological utilization efficiency and nitrogen partial factor productivity, but significantly reduced the nitrogen harvest index. In summary, the combination of diatomite and nitrogen fertilizer can significantly improve the yield, biomass and nitrogen fertilizer utilization of rice in the Jianghan plain.

Key words: Rice, Diatomite, Yield, Dry matter accumulation, Nitrogen use efficiency

表1

硅藻土养分含量

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MnO TiO2 P2O5 烧失量Firing loss 总计Total
62.48 15.34 4.63 0.52 0.69 1.23 0.34 0.02 0.22 0.10 14.55 100.12

表2

2021-2022不同处理对水稻产量及其构成因素的影响

年份
Year		 处理
Treatment		 有效穗数
Effective panicles
(×104/hm2)		 穗粒数
Number of grains
per panicle		 结实率
Seed-setting
rate (%)		 千粒重
1000-grain
weight (g)		 产量
Yield
(kg/hm2)
2021 CK 273.60±1.18c 129.76±0.54c 78.87±0.04c 23.51±0.14b 6852.61±42.42c
Si 269.56±0.89c 136.93±0.59ab 77.52±0.11d 23.57±0.20b 6744.80±52.22c
N 321.28±1.59b 138.72±0.64a 81.13±0.13b 24.77±0.21a 8955.10±80.04b
N+Si 375.40±1.74a 136.53±0.75b 83.78±0.06a 24.44±0.22a 10 495.99±99.53a
2022 CK 238.21±0.40c 127.00±0.76c 76.99±0.10c 23.25±0.26b 5414.84±130.05c
Si 239.82±0.98c 126.04±1.05c 75.64±0.21d 22.9±0.15b 5249.97±140.33c
N 314.67±2.43b 146.91±0.92a 78.63±0.13b 24.2±0.16a 8619.84±230.22b
N+Si 376.97±4.03a 139.13±1.82b 81.46±0.02a 24.54±0.20a 10 478.01±219.65a
差异分析Analysis of variance
年份Years (Y) ** ns ** ** **
氮Nitrogen (N) ** ** ** ** **
硅藻土Diatomite (Si) ** ns ** ns **
年份×氮Y×N ** ** ** ns **
年份×硅藻土Y×Si ** ** ns ns ns
氮×硅藻土N×Si ** ** ** ns **
年份×氮×硅藻土Y×N×Si ns ns ns * *

图1

2021-2022水稻不同生育时期各器官干物质积累量 不同小写字母表示处理间差异达显著水平（P < 0.05）。

表3

2021-2022不同处理对水稻氮肥利用率的影响

年份
Year		 处理
Treatment		 氮素总吸收量
Total nitrogen
uptake		 氮肥吸收利用率
N recovery
efficiency (%)		 氮肥农学利用率
N agronomic
efficiency (kg/kg)		 氮肥生理利用率
N physiological utilization
efficiency (kg/kg)		 氮肥偏生产力
N partial factor
productivity (kg/kg)		 氮素收获指数
N harvest
index (%)
2021 CK 66.49±1.73d 70.92±0.24a
Si 105.87±2.62c 60.45±0.17b
N 136.50±1.49b 38.89±0.77b 13.74±0.32b 35.36±0.75b 49.75±0.44b 55.50±0.33c
N+Si 162.55±1.32a 53.36±0.48a 21.07±0.49a 40.72±1.11a 58.31±0.55a 53.00±0.21d
2022 CK 44.78±1.01d 58.45±0.39a
Si 69.06±2.66c 57.26±0.41b
N 107.73±2.28b 34.97±0.79b 17.39±0.18b 48.67±0.59b 47.89±0.64b 50.70±0.27c
N+Si 132.37±1.99a 48.66±0.74a 28.88±0.29a 56.31±1.31a 57.90±0.74a 46.71±0.23d
差异分析Analysis of variance
年份Years (Y) ** ** ** ** ns **
氮Nitrogen (N) ** ns ns ns ns **
硅藻土Diatomite (Si) ** ** ** ** ** **
年份×氮Y×N ns ns ns ns ns **
年份×硅藻土Y×Si ** ns ** ns ns **
氮×硅藻土N×Si ** ns ns ns ns **
年份×氮×硅藻土Y×N×Si ** ns ns ns ns **

图2

2021-2022年产量及其构成因子、干物质和氮肥利用率的相关性分析 P：有效穗数；GW：千粒重；SP：穗粒数；GT：结实率；Y：产量；SDW：茎干重；LDW：叶干重；PDW：穗干重；TDW：地上部干物质总积累量，“*”表示P < 0.05水平相关性显著。

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