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作物杂志,2020, 第5期: 110–118 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.05.017

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

有机水溶肥对水稻干物质、氮素积累和转运的影响

曹小闯(), 李烨锋, 吴龙龙, 朱春权, 朱练峰, 张均华(), 金千瑜   

  1. 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室,310006,浙江杭州
  • 收稿日期:2020-02-09 修回日期:2020-06-05 出版日期:2020-10-15 发布日期:2020-10-12
  • 通讯作者: 张均华
  • 作者简介:曹小闯,研究方向为稻田养分资源管理,E-mail： caoxiaochuang@126.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2017YFD0300106);国家重点研发计划(2016YFD0200800)

Effects of Organic Soluble Fertilizer on the Accumulation and Translocation of Dry Matter and Nitrogen of Rice

Cao Xiaochuang(), Li Yefeng, Wu Longlong, Zhu Chunquan, Zhu Lianfeng, Zhang Junhua(), Jin Qianyu   

  1. State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, Zhejiang, China
  • Received:2020-02-09 Revised:2020-06-05 Online:2020-10-15 Published:2020-10-12
  • Contact: Zhang Junhua

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5

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243

摘要：

采用大田小区试验,研究了有机水溶肥对水稻各器官干物质和氮素积累、转运和分配的影响及其与水稻产量的关系。结果表明,常规施氮条件下,根施肥能显著提高水稻产量,产量达8 288.3kg/hm 2,且根施肥效果优于叶面肥;减氮15%条件下根施肥和叶面肥配合施用能有效缓解减氮对水稻产量的降低作用,较减氮15%处理显著增产3.2%。根施肥和叶面肥均能显著提高水稻抽穗前营养器官干物质、茎鞘和叶片氮素积累量;同时,增加抽穗后叶片向穗的氮转运量,进而提高其氮回收利用率和氮生理利用率。水稻产量与抽穗期茎鞘、叶片（除分蘖期茎鞘外）干物质积累量以及抽穗后茎鞘和叶氮素转运量显著正相关。研究表明,施用有机水溶肥能维持水稻营养生长期较高的干物质和氮素积累量,增强抽穗-成熟期氮素向穗转运能力,促进水稻高产和氮高效利用。

关键词: 水稻, 有机水溶肥, 干物质, 氮素, 积累与转运, 产量

Abstract:

A field experiment was carried out to investigate the effects of the application of organic soluble fertilizer (OSF, including the root application and leaf spraying) on the rice yield, the accumulation and translocation of dry matter and nitrogen (N) of rice, and their relationship with rice yield. The results showed that, compared with the traditional N treatment, root application of OSF under the traditional N rate significantly increased rice yield (8 288.3 kg/ha), which was prior to the effect of the leaf spraying. In the treatments of reduced 15% N rate, root application and leaf spraying of OSF significantly alleviated the reducing effect of rice yield due to the reduced N rate, and rice yield was increased by 3.2%. Root application and leaf spraying of OSF treatments significantly improved the accumulation of dry matter and N of the nutritive organs (leaf and stem-sheath) before the heading stage. It was also significantly increased the N translocation in leaves of rice from the heading to maturity stage, which was beneficial for the improvement of N recovery efficiency and N physiological efficiency. There were significant positive correlations between rice yield and the accumulation of dry matter of leaf and stem-sheath at the heading stage, in exception of stem-sheath at the tillering stage. Rice yield was also significantly positive related to the N translocation of leaf and stem-sheath from the heading to maturity stage. Therefore, maintaining the relative higher dry matter and N accumulation of stem-sheaths and leaves in the vegetative period, and the higher N translocation in leaves from the heading to maturity via the application of OSF are beneficial for the higher grain yield and N use efficiency.

Key words: Rice, Organic soluble fertilizer, Dry matter, Nitrogen, Accumulation and translocation, Yield

图1

不同处理水稻茎蘖动态

图2

分蘖期和齐穗期水稻株高和叶面积指数 不同字母表示处理间差异显著,下同

表1

不同处理水稻产量及产量构成因子

处理
Treatment		 有效穗数
Effective panicles
(×104/hm2)		 千粒重
1000-grain
weight (g)		 每穗粒数
Grains per
panicle		 结实率
Grain filling
rate (%)		 实际产量
Actual yield
(kg/hm2)		 增产量
Yield increase
(kg/hm2)		 增产率
Increase rate
(%)
T1 210.2±1.2b 26.4±0.1b 170.2±3.1a 93.7±0.4a 7 866.4±147.4b - -
T2 216.4±2.8a 26.9±0.3a 172.0±3.1a 94.0±0.6a 8 288.3±162.5a 423.0 5.4
T3 208.5±3.1b 26.3±0.3b 171.0±4.8a 93.6±0.7ab 7 996.5±75.3b 130.5 1.7
T4 198.3±2.7c 25.9±0.2c 163.3±7.1b 92.9±0.5b 7 602.0±160.9c -264.0 -3.4
T5 205.5±5.4b 26.2±0.1bc 170.3±6.0a 93.8±0.6a 7 849.9±102.9b 28.5 0.4
CK 183.2±4.8d 25.7±0.1c 160.0±5.7b 90.9±0.3c 7 297.9±110.2d -568.5 -7.2

表2

水稻主要生育期群体各器官干物质积累量及其比例

生育时期
Growth
stage		 处理
Treatment		 茎鞘Stem-sheath 叶片Leaf 穗Panicle 总积累量
Total dry matter
(kg/hm2)
干物质积累量
Dry matter
(kg/hm2)		 比例
Ratio
(%)		 干物质积累量
Dry matter
(kg/hm2)		 比例
Ratio
(%)		 干物质积累量
Dry matter
(kg/hm2)		 比例
Ratio
(%)
分蘖期 T1 2 279.2a 52.3c 2 080.5ab 47.7a - - 4 359.6ab
Tillering T2 2 336.8a 53.1bc 2 061.6bc 46.9ab - - 4 398.4ab
T3 2 242.9ab 52.4c 2 039.7bc 47.6a - - 4 282.6b
T4 2 340.6a 54.0b 1 995.4c 46.0b - - 4 336.0ab
T5 2 324.6a 52.1c 2 136.7a 47.9a - - 4 461.3a
CK 2 166.3b 56.3a 1 681.9d 43.7c - - 3 848.2c
齐穗期 T1 5 082.6bc 57.4ab 2 463.5a 27.8a 1 316.9bc 14.9b 8 863.0bc
Heading T2 5 465.2a 57.0b 2 595.7a 27.1a 1 522.7a 15.9a 9 583.6a
T3 5 228.4b 57.4ab 2 503.5a 27.5a 1 382.0b 15.2b 9 113.9b
T4 5 011.6c 58.4a 2 301.6b 26.8a 1 269.0cd 14.8b 8 582.2c
T5 5 191.0b 57.4ab 2 507.9a 27.7a 1 355.7b 15.0b 9 054.7b
CK 4 743.2d 58.3ab 2 190.3b 26.9a 1 201.2d 14.8b 8 134.7d
成熟期 T1 4 048.9a 25.7a 2 236.4a 14.1bc 9 516.0a 60.2a 15 801.4ab
Maturity T2 4 157.7a 25.9a 2 224.0a 13.9c 9 655.4a 60.2a 16 037.1a
T3 4 020.8a 25.8a 2 203.9ab 14.2bc 9 356.5ab 60.1a 15 581.2bc
T4 3 756.2b 26.4a 2 139.1b 15.0a 8 345.9c 58.6b 14 241.2d
T5 4 043.4a 26.3a 2 253.5a 14.7ab 9 066.9b 59.0ab 15 363.7c
CK 3 400.8c 25.5a 2 049.1c 15.4a 7 899.9d 59.2ab 13 349.7e

表3

水稻抽穗前群体各器官的干物质积累速率

处理
Treatment		 茎鞘Stem-sheath 叶片Leaf
播种–分蘖期
Sowing–Tillering		 分蘖期–抽穗期
Tillering–Heading		 播种–分蘖期
Sowing–Tillering		 分蘖期–抽穗期
Tillering–Heading
T1 30.4a 112.1bc 27.7ab 15.3b
T2 31.2a 125.2a 27.5bc 21.4a
T3 29.9ab 119.4ab 27.2bc 18.5ab
T4 31.2a 106.9cd 26.6c 12.2c
T5 31.0a 114.6bc 28.5a 19.3ab
CK 28.9b 103.1d 22.4d 20.3a

表4

不同处理水稻抽穗至成熟期群体各器官干物质转运量和转运率

处理
Treatment		 茎鞘Stem-sheath 叶片Leaf 穗部Panicle
转运量
Translocation
amount (kg/hm2)		 转运率
Translocation
rate (%)		 转运量
Translocation
amount (kg/hm2)		 转运率
Translocation
rate (%)		 转运量
Translocation
amount (kg/hm2)		 转运贡献率
Translocation
contribution rate (%)
T1 1 033.6c 20.3d 227.1b 9.2bc 8 199.1a 13.2c
T2 1 307.5ab 23.9bc 371.7a 14.3a 8 132.7a 17.4ab
T3 1 207.6ab 23.1bcd 299.6ab 11.9ab 7 974.5ab 16.1b
T4 1 255.4ab 25.0b 162.5c 7.0c 7 077.0c 17.0ab
T5 1 147.6bc 22.1cd 354.5a 14.2a 7 711.2b 16.6b
CK 1 342.4a 28.3a 141.3c 6.4c 6 698.7d 18.8a

图3

水稻各生育期茎鞘、叶片和穗氮素含量

表5

水稻主要生育期群体各器官氮素积累量及其比例

生育时期
Growth stage		 处理
Treatment		 茎鞘Stem-sheath 叶片Leaf 穗Panicle 总氮积累量
Total N accumulation
(kg/hm2)
氮积累量
N accumulation
(kg/hm2)		 比例
Ratio
(%)		 氮积累量
N accumulation
(kg/hm2)		 比例
Ratio
(%)		 氮积累量
N accumulation
(kg/hm2)		 比例
Ratio
(%)
分蘖期 T1 57.1a 45.8a 67.4ab 54.2b — — 124.5a
Tillering T2 57.7a 46.5a 66.5ab 53.5b — — 124.2a
T3 56.8a 46.4a 65.6b 53.6b — — 122.3a
T4 52.8b 47.1a 59.3c 52.9b — — 112.1b
T5 52.5b 43.3b 68.6a 56.7a — — 121.1a
CK 40.8c 46.9a 46.1d 53.1b — — 86.9c
齐穗期 T1 104.7b 56.2ab 63.6b 34.1bc 18.1bc 9.7b 186.3b
Heading T2 113.0a 56.0ab 67.7a 33.6bc 21.0a 10.4a 201.7a
T3 107.7ab 56.4ab 64.4b 33.7bc 19.0b 9.9b 191.1b
T4 93.7c 57.2a 54.3c 33.1c 15.8d 9.7b 163.8d
T5 97.3c 55.2bc 62.2b 35.3ab 16.9cd 9.6b 176.5c
CK 71.6d 54.2c 48.3d 36.6a 12.1e 9.2c 132.0e
成熟期 T1 49.1ab 24.5a 22.5b 11.3bc 128.8a 64.2b 200.4ab
Maturity T2 50.4a 24.6a 23.8a 11.6a 130.4a 63.7bc 204.6a
T3 48.7ab 24.7a 22.1b 11.2bc 126.4a 64.1b 197.2b
T4 43.3c 25.6a 19.1c 11.3bc 106.8c 63.1bc 169.2d
T5 48.4b 25.5a 22.6b 11.8a 119.0b 62.6c 189.9c
CK 34.8d 23.2b 16.5d 11.0c 99.2d 65.9a 150.4e

表6

水稻抽穗前群体各器官的氮积累速率

处理
Treatment		 茎鞘Stem-sheath 叶片Leaf
播种–分蘖盛期
Sowing–Tillering		 分蘖盛期–抽穗
Tillering–Heading		 播种–分蘖盛期
Sowing–Tillering		 分蘖盛期–抽穗
Tillering–Heading
T1 0.76a 1.90bc 0.90a -0.15
T2 0.77a 2.35a 0.89a 0.09
T3 0.75a 2.04b 0.87a -0.06
T4 0.70b 1.64d 0.79b -0.20
T5 0.70bc 1.79cd 0.91a -0.19
CK 0.54d 1.23e 0.61c 0.09

表7

水稻抽穗期至成熟期群体各器官氮素转运

处理
Treatment		 茎鞘Stem-sheath 叶片Leaf 穗部Panicle
转运量
Translocation
amount (kg/hm2)		 转运率
Translocation
rate (%)		 转运量
Translocation
amount (kg/hm2)		 转运率
Translocation
rate (%)		 增加量
Increase amount
(kg/hm2)		 转运贡献率
Translocation
contribution rate (%)
T1 55.5bc 53.0abc 40.1b 64.6a 110.6a 86.4bc
T2 62.6a 55.3a 43.9a 64.8a 109.4a 97.5a
T3 59.1ab 54.8a 42.3ab 65.7a 107.4a 94.5ab
T4 50.4c 53.8ab 35.2c 64.8a 91.0c 94.1ab
T5 48.9c 50.2c 39.7b 63.7a 102.0b 86.8bc
CK 36.8d 51.4bc 31.9d 65.9a 87.1d 78.9c

图4

各处理水稻氮素回收利用率和氮素生理利用率

表8

各器官干物质积累和转运与水稻产量的相关系数

器官
Organ		 干物质积累量
Dry matter accumulation		 干物质积累速率
Dry matter accumulation rate		 干物质转运量
Dry matter
translocation		 干物质转运率
Dry matter
translocation rate
分蘖期
Tillering		 抽穗期
Heading		 成熟期
Maturity		 播种–分蘖
Sowing–Tillering		 分蘖–抽穗
Tillering–Heading		 抽穗–成熟
Heading–Maturity
茎鞘Stem-sheath 0.35 0.86** 0.82** 0.35 0.84** -0.13 -0.48*
叶片Leaf 0.66** 0.71** 0.74** 0.66** 0.18 -0.58* -0.53*
穗Panicle - 0.80** 0.82** - - - -

表9

各器官氮素积累和转运与水稻产量的相关系数

器官
Organ		 氮积累量
N accumulation amount		 氮积累速率
N accumulation rate		 氮转运量
N translocation amount		 氮转运率
N translocation rate
分蘖期
Tillering		 抽穗期
Heading		 成熟期
Maturity		 播种–分蘖
Sowing–Tillering		 分蘖–抽穗
Tillering–Heading		 抽穗–成熟
Heading–Maturity
茎鞘Stem-sheath 0.76** 0.89** 0.82** 0.76** 0.91** 0.88** -0.58*
叶片Leaf 0.74** 0.83** 0.88** 0.74** 0.04 0.78** -0.37
穗Panicle - 0.89** 0.83** - - - -
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