水稻作为我国最重要的粮食作物之一，其稳产高产对保障国家粮食安全和促进经济社会平稳发展意义重大[1]。氮、磷和钾是水稻生长发育过程中所必需的三大元素，是决定水稻产量的关键[2]。合理施用氮肥能优化作物群体质量指标，提高作物的光合能力和同化物积累[3]；而过量施用氮肥会导致氮素流失加剧，反而不利于水稻健康生长及最终产量的形成[4]，同时，磷肥与钾肥之间的平衡也对水稻生长发育至关重要。不同比例的氮、磷、钾肥料组合不仅会影响植株的整体长势，还会作用于水稻“源―库”关系。产量形成的本质是源向库转化的过程，促进源库协调一直是水稻栽培研究的重点[5-6]。朱庆森等[7]分析了水稻源库关系，并将水稻分为源库互作型、库限制型和源限制型。“源”是作物进行光合作用合成并输出碳水化合物的部位，“库”是指吸收和贮藏同化物的部位或器官，库源关系协调是实现水稻高产优质的生理基础[8-9]。
近年来，为解决杂交水稻制种机械化困难与机插水稻用种量大的问题，湖南农业大学开展了小粒型杂交水稻研究，其中小粒型杂交稻卓两优1126创造了18.17 t/hm2的高产潜力[10]，其种子虽小，却拥有较大的产量潜力，且非常适合机械化播种与收割，展现出广泛的应用前景。目前，小粒型杂交稻的施肥研究较少，郭浪等[11]初步明确了小粒型杂交稻适宜施氮量为180 kg/hm2，在此施氮量下小粒型杂交稻可实现高产；吕宙等[12]研究了小粒型杂交稻卓两优0985相较普通杂交稻的产量形成特点为穗粒数较多、库源较大以及灌浆中后期光合优势明显。目前，小粒型杂交稻在不同施氮量与氮磷钾配比下的源库特性尚不明确。因此，本研究以小粒型杂交稻卓两优0985为材料，在湖南省衡阳县西渡镇梅花村开展大田试验，探究不同施氮量与氮磷钾配比对小粒型杂交稻源库特性的影响，以期为制定湘南地区小粒型杂交稻高产高效养分管理策略提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2023-2024年在湖南省衡阳县西渡镇梅花村（28°9′ N，111°47′ E）进行。2年间0~20 cm耕层土壤样本基础理化性质如表1所示。
表1 供试土壤基础肥力
Table 1
| 年份 Year | 全氮 Total nitrogen (g/kg) | 全磷 Total phosphorus (g/kg) | 全钾 Total potassium (g/kg) | 碱解氮 Alkali-hydrolyzed nitrogen (mg/kg) | 有效磷 Available phosphorus (mg/kg) | 速效钾 Available potassium (mg/kg) | 有机质 Organic matter (g/kg) | pH |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 1.64 | 0.89 | 15.72 | 184.78 | 13.67 | 238.19 | 29.86 | 7.19 |
| 2024 | 1.83 | 0.97 | 13.95 | 193.11 | 15.41 | 246.32 | 34.45 | 7.24 |
1.2 试验材料
供试水稻品种为小粒型杂交稻卓两优0985，全生育期为134 d。供试氮、磷和钾肥分别为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 12%）和氯化钾（K2O 60%）。
1.3 试验设计
本试验为施氮量与氮磷钾配比双因素试验，采取裂区试验设计，以施氮量（N）为主区，氮磷钾配比（F）为副区。施氮量设置120（N1）、150（N2）、180（N3）和210 kg/hm2（N4）4个水平；氮磷钾配比设1.0:0.5:0.8（F1）、1.0:0.5:1.0（F2）和1.0:1.0:1.0（F3）3个水平，共计12个处理。小区面积15 m2，各小区之间用田埂隔开并覆薄膜，两侧压至犁底层，以防止水分与肥料窜流，田埂宽25 cm。各处理氮肥的基肥、分蘖肥和穗肥施用比例为6:3:1，磷肥全部作基肥，钾肥分基肥与穗肥各一半施用。移栽前施基肥，移栽返青后早施分蘖肥，幼穗分化3期追施穗肥。2023年5月20日播种，6月15日移栽，2024年5月15日播种，6月10日移栽，均采用人工移栽，栽插密度为20 cm×20 cm，每穴双本插植。全生育期实施严格的病虫害及杂草监测与防治措施，其余田间管理操作与常规大田管理保持一致。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 叶面积指数（LAI）与齐穗期高效LAI
分别在分蘖期、孕穗期、齐穗期和灌浆中期每个小区随机调查10穴分蘖数，求出每穴平均分蘖数，根据每穴平均分蘖数在每个小区取样3株，逐叶测定长度与宽度，叶面积=叶长×叶宽×0.75，LAI=（单株叶面积×M）/（10 000×10 000），式中，M为各移栽密度1 hm2的穴数。齐穗期高效LAI是指水稻齐穗期植株上3叶的LAI。
1.4.2 叶片叶绿素相对含量（SPAD值）
于水稻分蘖期、孕穗期、齐穗期和灌浆中期用SPAD-502叶绿素测定仪（柯尼卡美能达，日本）测定每个小区30片主茎叶的SPAD值（每片叶测上、中、下3点），计算平均值表示为该小区叶片SPAD值。
1.4.3 干物质积累量
于水稻孕穗期、齐穗期、灌浆中期和成熟期每小区根据单穴平均茎蘖数（穗数）取样株3株，分茎、叶和穗等装袋，烘箱105 ℃条件下杀青30 min后调至80 ℃下烘至恒重，最后称重。
1.4.4 总库容量与库容有效充实度
总库容量=每公顷颖花数×单粒质量；库容有效充实度（%）=（实际产量/库容）×100。
1.4.5 产量及其构成因素
于水稻成熟期调查有效穗数（80穴/小区），根据单穴平均有效穗数每小区取样5穴，考察穗粒数、千粒重和结实率，计算理论产量；每小区割80穴测实际产量，最终产量按13.5%含水量折算。
1.4.6 粒叶比
以各小区成熟期考种所得每株总粒数（总颖花数）与孕穗期、齐穗期、灌浆中期单株绿叶面积计算各时期的粒叶比。粒叶比=每株总粒数/单株绿叶面积（cm2）。
1.5 数据处理
采用Microsoft Excel 2019软件进行数据分析，用SPSS 22.0统计软件进行显著性和相关性分析。
2 结果与分析
2.1 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻LAI的影响
如表2所示，小粒杂交稻LAI均在孕穗期达到最高，之后随着生育期呈下降趋势。不同施氮量下，LAI与施氮量呈正相关，各处理LAI均表现为N4>N3>N2>N1，N3与N4处理差异不显著，2年规律一致。氮磷钾配比对LAI无显著差异，2年各处理基本表现为F3>F2>F1；在到达齐穗期之前，等氮条件下均以F3处理最高，说明F3处理在分蘖期至齐穗期能促进水稻对氮肥的吸收，从而提高叶面积。2年分蘖期与孕穗期LAI均以N4F3处理为最高，2023年齐穗期与灌浆中期分别以N4F2、N4F3处理最高；2024年齐穗期与灌浆中期分别以N4F3、N4F2处理最高。
表2 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻LAI的影响
Table 2
| 处理 Treatment | 2023 | 2024 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 分蘖期 Tillering stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 分蘖期 Tillering stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | |
| N1 | 3.37c | 6.61c | 5.94c | 5.00c | 3.57c | 6.80c | 6.22c | 5.09c |
| N2 | 3.75b | 7.52b | 6.77b | 5.72b | 3.86b | 7.49b | 6.84b | 5.73b |
| N3 | 4.16a | 7.88ab | 7.07ab | 5.98ab | 4.38a | 7.87ab | 7.19ab | 5.98ab |
| N4 | 4.36a | 8.26a | 7.35a | 6.25a | 4.57a | 8.00a | 7.33a | 6.00a |
| F1 | 3.87a | 7.51a | 6.74a | 5.67a | 4.04a | 7.46a | 6.85a | 5.63a |
| F2 | 3.91a | 7.48a | 6.80a | 5.71a | 4.09a | 7.53a | 6.89a | 5.72a |
| F3 | 3.95a | 7.72a | 6.80a | 5.84a | 4.16a | 7.64a | 6.94a | 5.75a |
| N1F1 | 3.26d | 6.47d | 5.81c | 4.84c | 3.52d | 6.75c | 6.13c | 4.92c |
| N1F2 | 3.39d | 6.51d | 5.96c | 5.03c | 3.58d | 6.78c | 6.17c | 5.12c |
| N1F3 | 3.46d | 6.86d | 6.05c | 5.12c | 3.61d | 6.86c | 6.35c | 5.24c |
| N2F1 | 3.75c | 7.52c | 6.78b | 5.67b | 3.81c | 7.41b | 6.74b | 5.71b |
| N2F2 | 3.87c | 7.47c | 6.81b | 5.71b | 3.79c | 7.45b | 6.87b | 5.69b |
| N2F3 | 3.64c | 7.56bc | 6.73b | 5.78b | 3.98c | 7.62b | 6.91b | 5.78b |
| N3F1 | 4.14b | 7.88b | 7.01b | 5.91b | 4.32b | 7.77ab | 7.19ab | 5.92ab |
| N3F2 | 4.12b | 7.71bc | 7.03b | 5.94b | 4.39ab | 7.84ab | 7.24a | 5.96ab |
| N3F3 | 4.22b | 8.06ab | 7.16ab | 6.09ab | 4.43ab | 8.01ab | 7.13ab | 6.05a |
| N4F1 | 4.33ab | 8.15ab | 7.37a | 6.24a | 4.49ab | 7.91ab | 7.34a | 5.98ab |
| N4F2 | 4.26b | 8.23a | 7.41a | 6.16ab | 4.59a | 8.03a | 7.26ab | 6.09a |
| N4F3 | 4.49a | 8.39a | 7.27ab | 6.36a | 4.62a | 8.05a | 7.38a | 5.94ab |
| N | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** |
| F | ns | ** | ns | ** | ** | ** | ** | ** |
| N×F | ** | * | * | ns | ns | ns | ** | ** |
同列不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）。“ns”表示F检验结果无显著差异，“*”表示F检验结果在P < 0.05水平上差异显著，“**”表示F检验结果在P < 0.01水平上差异极显著。下同。
Different lowercase letters in the same column indicate significant differences (P < 0.05).“ns”indicates no significant difference based on the F-test; “*”indicates significant difference based on the F-test at P < 0.05 level;“**”indicates extremely significant difference based on the F-test at P < 0.01 level. The same below.
由表3可知，在相同氮磷钾配比下，高效LAI随着施氮量增加呈增大趋势。总体看，高效LAI随着施氮量增加而增大，但到N3处理增幅不明显，N3和N4处理差异不显著。N4处理的剑叶、倒二叶和倒三叶叶面积均最大。不同氮磷钾配比差异不显著，但F3均大于F1与F2处理。在施氮量与氮磷钾配比上看，2年分别以N4F2、N4F3处理的高效LAI最高，分别比其他处理高出0.38%~21.99%和0.78%~19.44%。
表3 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻齐穗期高效LAI的影响
Table 3
| 处理 Treatment | 2023 | 2024 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 剑叶 Flag leaf | 倒二叶 Penultimate leaf | 倒三叶 Antepenultimate leaf | 合计 Total | 剑叶 Flag leaf | 倒二叶 Penultimate leaf | 倒三叶 Antepenultimate leaf | 合计 Total | |
| N1 | 1.40 | 1.50 | 1.48 | 4.38c | 1.42 | 1.51 | 1.45 | 4.38c |
| N2 | 1.51 | 1.69 | 1.65 | 4.85b | 1.49 | 1.60 | 1.66 | 4.75b |
| N3 | 1.65 | 1.75 | 1.78 | 5.18a | 1.61 | 1.71 | 1.75 | 5.07a |
| N4 | 1.67 | 1.79 | 1.78 | 5.24a | 1.62 | 1.76 | 1.75 | 5.13a |
| F1 | 1.56 | 1.69 | 1.65 | 4.90a | 1.54 | 1.63 | 1.63 | 4.80a |
| F2 | 1.55 | 1.68 | 1.68 | 4.91a | 1.52 | 1.66 | 1.64 | 4.82a |
| F3 | 1.56 | 1.69 | 1.69 | 4.94a | 1.54 | 1.64 | 1.69 | 4.87a |
| N1F1 | 1.39 | 1.50 | 1.43 | 4.32c | 1.43 | 1.48 | 1.41 | 4.32c |
| N1F2 | 1.39 | 1.52 | 1.45 | 4.36c | 1.41 | 1.49 | 1.46 | 4.36c |
| N1F3 | 1.41 | 1.49 | 1.54 | 4.44c | 1.42 | 1.55 | 1.49 | 4.46c |
| N2F1 | 1.50 | 1.71 | 1.64 | 4.85b | 1.51 | 1.57 | 1.63 | 4.71b |
| N2F2 | 1.51 | 1.62 | 1.68 | 4.81b | 1.47 | 1.61 | 1.67 | 4.75b |
| N2F3 | 1.53 | 1.75 | 1.64 | 4.92b | 1.49 | 1.62 | 1.68 | 4.79b |
| N3F1 | 1.66 | 1.73 | 1.77 | 5.16a | 1.60 | 1.68 | 1.78 | 5.06a |
| N3F2 | 1.65 | 1.75 | 1.79 | 5.19a | 1.63 | 1.76 | 1.67 | 5.06a |
| N3F3 | 1.63 | 1.76 | 1.80 | 5.19a | 1.60 | 1.68 | 1.79 | 5.07a |
| N4F1 | 1.69 | 1.80 | 1.76 | 5.25a | 1.63 | 1.77 | 1.72 | 5.12a |
| N4F2 | 1.67 | 1.82 | 1.78 | 5.27a | 1.58 | 1.79 | 1.74 | 5.11a |
| N4F3 | 1.64 | 1.75 | 1.81 | 5.20a | 1.65 | 1.72 | 1.79 | 5.16a |
| N | ** | ** | ||||||
| F | ns | ** | ||||||
| N×F | ns | ns | ||||||
2.2 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻叶片SPAD值的影响
由表4可知，叶片SPAD值在孕穗期达到最大值，之后逐渐降低，但降幅不大，在灌浆中期仍保持较高水平，具有明显的叶片SPAD值优势。叶片SPAD值各时期与施氮量呈正比，N4与N3处理差异不显著，且在施氮量180 kg/hm2时增幅降低；不同氮磷钾配比处理下，处理间差异不显著，F1处理SPAD值均低于F2与F3处理。2年灌浆中期均以N4F1处理SPAD值最高，可见不同施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻叶片SPAD值有显著差异，且受施氮量影响较大，受氮磷钾配比影响比较小，N3和N4处理则有利于SPAD值在生育中后期维持较高水平。
表4 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻叶片SPAD值的影响
Table 4
| 处理 Treatment | 2023 | 2024 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 分蘖期 Tillering stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 分蘖期 Tillering stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | |
| N1 | 39.46c | 42.57b | 42.22b | 38.20b | 39.92b | 43.14b | 41.45b | 38.29b |
| N2 | 41.91b | 44.68ab | 43.64ab | 39.03b | 41.34b | 43.53b | 42.35b | 39.58b |
| N3 | 42.40ab | 45.30a | 44.40a | 40.61ab | 42.08ab | 45.53ab | 44.41ab | 41.53ab |
| N4 | 44.33a | 46.37a | 45.11a | 41.14a | 43.50a | 46.23a | 45.35a | 42.40a |
| F1 | 41.86a | 44.46a | 43.73a | 39.53a | 41.67a | 44.41a | 43.18a | 40.24a |
| F2 | 42.04a | 44.68a | 43.96a | 39.81a | 41.50a | 44.46a | 43.51a | 40.53a |
| F3 | 42.18a | 45.05a | 43.84a | 39.90a | 41.97a | 44.79a | 43.48a | 40.58a |
| N1F1 | 39.13c | 41.67b | 41.63b | 37.43b | 39.83b | 42.89b | 40.85b | 37.45c |
| N1F2 | 39.43c | 42.83b | 42.47b | 38.80b | 39.87b | 43.03b | 41.56b | 38.46bc |
| N1F3 | 39.83c | 43.20b | 42.57b | 38.37b | 40.07b | 43.51b | 41.95b | 38.95bc |
| N2F1 | 41.77bc | 44.63ab | 43.71ab | 38.80b | 41.53ab | 43.37b | 42.12b | 39.34b |
| N2F2 | 41.93b | 44.43ab | 43.43ab | 38.47b | 40.73b | 43.24b | 42.39b | 39.61b |
| N2F3 | 42.03b | 44.97ab | 43.77ab | 39.83ab | 41.77ab | 43.98b | 42.54b | 39.79b |
| N3F1 | 42.37ab | 45.21a | 44.53ab | 40.43ab | 42.10a | 44.81ab | 44.02ab | 41.23ab |
| N3F2 | 42.41ab | 45.17ab | 44.77a | 40.78ab | 41.72ab | 45.34ab | 44.53ab | 41.62ab |
| N3F3 | 42.43ab | 45.53a | 43.90ab | 40.63ab | 42.43a | 45.78ab | 44.67a | 41.73ab |
| N4F1 | 44.17ab | 46.33a | 45.03a | 41.47a | 43.23a | 46.57a | 45.74a | 42.93a |
| N4F2 | 44.39a | 46.27a | 45.17a | 41.17a | 43.67a | 46.23a | 45.57a | 42.43a |
| N4F3 | 44.43a | 46.51a | 45.13a | 40.78ab | 43.60a | 45.89ab | 44.74a | 41.84ab |
| N | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** |
| F | ns | * | ns | ns | ns | ns | ns | ns |
| N×F | ns | ** | ns | * | ns | ns | * | ns |
2.3 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻干物质积累量的影响
由表5可知，干物质积累量随着生育期推进不断增加，在成熟期达到最大值。各个时期干物质积累量表现为N4、N3和N2处理显著大于N1处理，N4与N3处理差异不显著，且2年表现一致。氮磷钾配比对干物质积累量有影响，总体上差异不显著，但F2和F3处理均大于F1处理，尤其在灌浆中期与成熟期F2优势更为显著。施氮量与氮磷钾配比互作对干物质积累量有显著影响，整体上高施氮水平且在适宜氮磷钾配比条件下干物质积累量最大，2年干物质积累量成熟期均以N3F2处理最高，2023和2024年干物质积累量分别比其他处理高出0.70%~13.84%和0.66%~ 16.47%。综上所述，施氮量能提高小粒型杂交稻各个时期的干物质积累量，灌浆中期与成熟期均以N3处理干物质积累量最大，F2处理较为适宜提升干物质积累量。
表5 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻干物质积累量的影响
Table 5
| 处理 Treatment | 2023 | 2024 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 成熟期 Maturity stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 成熟期 Maturity stage | |
| N1 | 6.46c | 10.25c | 13.38c | 15.32c | 7.24c | 10.64b | 12.58b | 14.55c |
| N2 | 7.77b | 11.17b | 14.32b | 16.35b | 7.82b | 11.35a | 13.81a | 15.89b |
| N3 | 8.20a | 11.81a | 15.25a | 17.23a | 8.14ab | 11.58a | 14.20a | 16.50a |
| N4 | 8.29a | 11.46ab | 14.61ab | 16.85ab | 8.30a | 11.64a | 14.09a | 16.27ab |
| F1 | 7.63a | 11.09a | 14.35a | 16.40a | 7.80a | 11.26a | 13.60a | 15.75a |
| F2 | 7.67a | 11.20a | 14.46a | 16.51a | 7.83a | 11.33a | 13.72a | 15.88a |
| F3 | 7.74a | 11.23a | 14.36a | 16.41a | 7.99a | 11.34a | 13.70a | 15.79a |
| N1F1 | 6.37c | 10.12c | 13.28c | 15.25c | 7.12c | 10.51b | 12.38b | 14.33c |
| N1F2 | 6.42c | 10.28c | 13.35c | 15.30c | 7.16c | 10.63b | 12.57b | 14.58c |
| N1F3 | 6.58c | 10.35c | 13.51c | 15.41c | 7.44bc | 10.79b | 12.78b | 14.75c |
| N2F1 | 7.71b | 11.13b | 14.21b | 16.19bc | 7.73b | 11.21ab | 13.67a | 15.81b |
| N2F2 | 7.78b | 11.18b | 14.39b | 16.32b | 7.79b | 11.34a | 13.85a | 15.88b |
| N2F3 | 7.82b | 11.20b | 14.37b | 16.55ab | 7.95ab | 11.50a | 13.92a | 15.97ab |
| N3F1 | 8.18ab | 11.67ab | 15.26a | 17.24a | 8.05ab | 11.57a | 14.23a | 16.58a |
| N3F2 | 8.19ab | 11.89a | 15.34a | 17.36a | 8.12ab | 11.64a | 14.29a | 16.69a |
| N3F3 | 8.22ab | 11.86a | 15.14ab | 17.09ab | 8.24a | 11.54a | 14.08a | 16.24ab |
| N4F1 | 8.25a | 11.43ab | 14.66ab | 16.92ab | 8.31a | 11.73a | 14.11a | 16.29ab |
| N4F2 | 8.29a | 11.45ab | 14.75ab | 17.05ab | 8.25a | 11.69a | 14.15a | 16.35ab |
| N4F3 | 8.34a | 11.50ab | 14.43b | 16.57ab | 8.34a | 11.51a | 14.02a | 16.18ab |
| N | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** |
| F | ** | ** | ** | ** | ** | * | ** | ** |
| N×F | ns | ns | ** | ** | ** | ** | ** | ** |
2.4 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻总库容量的影响
由表6可知，随着施氮量增加，总颖花量与总库容量逐渐增加，各处理间存在一定显著差异，N3与N4处理显著高于N1处理，N3与N4处理差异不显著，N1与N2处理间差异显著。比较不同氮磷钾配比对总颖花数及总库容量的影响，以F3处理总颖花量和总库容量最大，各氮磷钾配比处理间差异不显著。互作处理中，总颖花数与总库容量均以N4F1处理最大，总颖花数与总库容量呈正相关，且两者与施氮量也呈正相关，但施氮量到达N3时，增幅并不明显。库容有效充实度随施氮量增加而降低，N4处理库容最大，库容有效充实度最低，N3处理在大库容下拥有较大库容有效充实度。不同氮磷钾配比中，F3处理总库容量最大，但库容有效充实度最低，差异不显著。互作处理中，库容有效充实度以N1F1处理最高，N4F3处理最低。
表6 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻总库容量的影响
Table 6
| 处理 Treatment | 2023 | 2024 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 总颖花数 Total spikelets (×104/hm2) | 总库容量 Total sink capacity (kg/hm2) | 库容有效充实度 Available filled ratio of sink capacity (%) | 总颖花数 Total spikelets (×104/hm2) | 总库容量 Total sink capacity (kg/hm2) | 库容有效充实度 Available filled ratio of sink capacity (%) | |
| N1 | 53 282.68c | 11 828.75c | 78.79a | 53 158.74c | 11 806.56c | 79.70a |
| N2 | 60 559.64b | 13 426.07b | 75.75ab | 59 180.27b | 13 132.10b | 75.16b |
| N3 | 63 445.88ab | 14 059.61ab | 77.74a | 61 982.94ab | 13 741.62ab | 76.05ab |
| N4 | 65 399.58a | 14 479.47a | 73.97b | 62 086.44a | 13 758.35a | 74.35b |
| F1 | 59 770.46a | 13 263.07a | 76.91a | 58 912.90a | 13 072.77a | 76.19a |
| F2 | 60 360.91a | 13 400.12a | 77.46a | 59 055.88a | 13 116.31a | 76.70a |
| F3 | 61 716.03a | 13 651.59a | 75.16a | 59 262.49a | 13 126.64a | 75.80a |
| N1F1 | 52 195.82c | 11 556.15d | 79.78a | 52 444.16c | 11 616.38c | 80.23a |
| N1F2 | 52 912.89c | 11 778.41d | 79.04a | 53 215.45c | 11 840.44c | 79.30a |
| N1F3 | 54 752.35c | 12 160.50d | 77.46ab | 53 819.76c | 11 969.51c | 79.54a |
| N2F1 | 59 179.52b | 13 120.10c | 75.53b | 58 667.68b | 13 030.09b | 74.90b |
| N2F2 | 60 316.12b | 13 402.24bc | 77.38ab | 59 077.35b | 13 132.90b | 75.23b |
| N2F3 | 62 206.98b | 13 760.18b | 74.42b | 59 799.76ab | 13 233.69b | 75.34b |
| N3F1 | 62 449.25ab | 13 851.24ab | 78.98ab | 62 011.98ab | 13 741.86ab | 76.12ab |
| N3F2 | 63 189.11ab | 13 990.07ab | 78.56ab | 62 310.02a | 13 820.36a | 76.63ab |
| N3F3 | 64 688.43ab | 14 328.49ab | 75.72b | 61 620.99ab | 13 661.37ab | 75.32b |
| N4F1 | 65 566.65a | 14 595.14a | 73.52b | 62 680.58a | 13 940.16a | 73.96b |
| N4F2 | 65 281.60a | 14 485.99a | 74.97b | 61 735.37ab | 13 692.91ab | 75.73b |
| N4F3 | 65 334.08a | 14 360.43ab | 73.33b | 61 848.37ab | 13 637.57ab | 73.47b |
| N | ** | ** | ** | ** | ** | ** |
| F | ** | ** | ** | ns | ns | * |
| N×F | * | ** | ** | ** | ** | ** |
2.5 施氮量与氮磷钾配比对产量及其构成因素的影响
如表7和表8所示，各处理下有效穗数均随着施氮量增加而增加，在不同氮磷钾配比下差异不显著，但F3处理有效穗数均大于F2与F1处理；2023年随着施氮量增加穗粒数增多，施氮量达到180 kg/hm2穗粒数开始减少，2024年穗粒数在施氮量达到150 kg/hm2时达到最大值。结实率与千粒重均随施氮量增加而呈下降趋势，以N1处理最高，在施氮量与氮磷钾处理间均以F2处理最大，但差异不显著。产量随着施氮量增大而提高，在施氮量达到180 kg/hm2时达到最大值后开始降低，产量在不同氮磷钾配比处理下以F2处理较高，但差异不显著。N3处理2年产量均较高归因于有效穗数与穗粒数较多。互作处理方面，产量均以N3F1与N3F2最大，有效穗数均以N4F3处理最大，穗粒数分别以N3F2和N2F3最大，结实率分别以N1F2与N1F3处理最大，千粒重无显著差异，均以N1F2处理最大。可见施氮量对小粒型杂交稻有明显增产作用，N3处理最佳，氮磷钾配比处理差异不显著，但F2处理总体上表现优于F1与F3处理。卓两优0985产量构成特性为千粒重小和穗粒数多，因此，选择适宜的施氮量与氮磷钾配比来增加有效穗数可以明显提高产量优势。
表7 2023年施氮量与氮磷钾配比对小粒型杂交稻产量及其构成因素的影响
Table 7
| 处理 Treatment | 有效穗数 Effective panicle number (×104/hm2) | 穗粒数 Grains per panicle | 结实率 Seed-setting rate (%) | 千粒重 1000-grain weight (g) | 理论产量 Theoretical yield (t/hm2) | 实际产量 Actual yield (t/hm2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| N1 | 228.25c | 233.44b | 81.45a | 22.20a | 9.64c | 9.32c |
| N2 | 241.62b | 250.64a | 78.27ab | 22.17a | 10.51b | 10.17b |
| N3 | 251.47ab | 252.30a | 79.50ab | 22.16a | 11.17a | 10.93a |
| N4 | 266.35a | 245.54ab | 76.18b | 22.14a | 11.03ab | 10.71a |
| F1 | 244.56a | 244.40a | 79.26a | 22.19a | 10.51a | 10.20a |
| F2 | 245.23a | 246.14a | 79.47a | 22.20a | 10.64a | 10.38a |
| F3 | 250.97a | 245.91a | 77.83a | 22.12a | 10.61a | 10.26a |
| N1F1 | 225.78c | 231.18c | 81.47a | 22.14a | 9.41c | 9.22c |
| N1F2 | 226.87c | 233.23c | 82.04a | 22.26a | 9.66c | 9.31c |
| N1F3 | 232.09c | 235.91bc | 80.85ab | 22.21a | 9.83c | 9.42c |
| N2F1 | 238.31bc | 248.33ab | 78.62ab | 22.17a | 10.32bc | 9.91bc |
| N2F2 | 241.39bc | 249.87ab | 78.49ab | 22.22a | 10.52b | 10.37b |
| N2F3 | 245.17b | 253.73a | 77.70b | 22.12a | 10.69b | 10.24b |
| N3F1 | 249.03b | 250.77ab | 80.96ab | 22.18a | 11.21a | 10.94a |
| N3F2 | 248.18b | 254.61a | 80.47ab | 22.14a | 11.26a | 10.99a |
| N3F3 | 257.19ab | 251.52ab | 77.07b | 22.15a | 11.04ab | 10.85ab |
| N4F1 | 265.13a | 247.30ab | 75.98b | 22.26a | 11.09ab | 10.73ab |
| N4F2 | 264.48a | 246.83ab | 76.88b | 22.19a | 11.14ab | 10.86ab |
| N4F3 | 269.43a | 242.49b | 75.68b | 21.98a | 10.87ab | 10.53ab |
| N | ** | ** | ** | ns | ** | ** |
| F | * | ns | ns | ** | ** | ** |
| N×F | ns | ns | ns | ** | ** | ** |
表8 2024年施氮量与氮磷钾配比对小粒型杂交稻产量及其构成因素的影响
Table 8
| 处理 Treatment | 有效穗数 Effective panicle number (×104/hm2) | 穗粒数 Grains per panicle | 结实率 Seed-setting rate (%) | 千粒重 1000-grain weight (g) | 理论产量 Theoretical yield (t/hm2) | 实际产量 Actual yield (t/hm2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| N1 | 237.39b | 223.93b | 82.00a | 22.21a | 9.68c | 9.41c |
| N2 | 243.43b | 243.11a | 78.17ab | 22.19a | 10.27b | 9.87b |
| N3 | 258.51a | 239.77a | 78.65ab | 22.17a | 10.81a | 10.45a |
| N4 | 265.69a | 233.68ab | 76.39b | 22.16a | 10.51ab | 10.23ab |
| F1 | 250.48a | 235.20a | 78.76a | 22.19a | 10.29a | 9.96a |
| F2 | 251.43a | 234.88a | 79.10a | 22.21a | 10.37a | 10.06a |
| F3 | 251.87a | 235.29a | 78.54a | 22.15a | 10.29a | 9.95a |
| N1F1 | 236.64b | 221.62b | 81.87a | 22.15a | 9.51c | 9.32c |
| N1F2 | 237.41b | 224.15b | 81.75a | 22.25a | 9.68c | 9.39c |
| N1F3 | 238.13b | 226.01b | 82.37a | 22.24a | 9.86bc | 9.52bc |
| N2F1 | 241.56b | 242.87a | 77.94b | 22.21a | 10.16b | 9.76bc |
| N2F2 | 243.96b | 242.16a | 77.82b | 22.23a | 10.22b | 9.88b |
| N2F3 | 244.77b | 244.31a | 78.76ab | 22.13a | 10.42ab | 9.97b |
| N3F1 | 257.45a | 240.87ab | 79.21ab | 22.16a | 10.88a | 10.46a |
| N3F2 | 259.95a | 239.70ab | 79.11ab | 22.18a | 10.93a | 10.59a |
| N3F3 | 258.12a | 238.73ab | 77.63b | 22.17a | 10.61ab | 10.29ab |
| N4F1 | 266.25a | 235.42ab | 76.03b | 22.24a | 10.60ab | 10.31ab |
| N4F2 | 264.38a | 233.51ab | 77.72b | 22.18a | 10.64ab | 10.37ab |
| N4F3 | 266.45a | 232.12b | 75.41b | 22.05a | 10.28b | 10.02b |
| N | ** | ** | ** | ns | ** | ** |
| F | ns | ns | ns | * | ns | ** |
| N×F | ns | ns | ns | * | ** | ** |
2.6 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻不同时期粒叶比的影响
由表9可知，2023年粒叶比均大于2024年，且2年均表现为灌浆中期>齐穗期>孕穗期。随着施氮量的增加，各时期粒叶比均有下降趋势，但处理间差异不显著。不同氮磷钾配比处理对各时期粒叶比也无显著差异。从施氮量与氮磷钾配比互作看，2年粒叶比在孕穗期分别以N2F3与N3F1处理处于较高水平，N4F3处理处于较低水平，各处理间差异不显著；齐穗期分别以N2F3与N2F1处理处于较高水平，N4F2与N47F3处理处于较低水平；灌浆中期以N1F1处理最高，N4F3与N4F2处于较低水平。
表9 施氮量与氮磷钾配比对小粒杂交稻叶片不同时期粒叶比的影响
Table 9
| 处理 Treatment | 2023 | 2024 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆中期 Mid-filling stage | |
| N1 | 0.806a | 0.897a | 1.067a | 0.782a | 0.855a | 1.050a |
| N2 | 0.806a | 0.894a | 1.059ab | 0.790a | 0.865a | 1.033a |
| N3 | 0.805a | 0.898a | 1.061ab | 0.787a | 0.862a | 1.037a |
| N4 | 0.792a | 0.890a | 1.046b | 0.777a | 0.847a | 1.034a |
| F1 | 0.798a | 0.888a | 1.057a | 0.790a | 0.861a | 1.047a |
| F2 | 0.808a | 0.888a | 1.058a | 0.785a | 0.858a | 1.034a |
| F3 | 0.801a | 0.908a | 1.059a | 0.777a | 0.854a | 1.030a |
| N1F1 | 0.807a | 0.898ab | 1.078a | 0.777a | 0.856ab | 1.066a |
| N1F2 | 0.813a | 0.888ab | 1.052ab | 0.785a | 0.862ab | 1.039ab |
| N1F3 | 0.798a | 0.905ab | 1.069a | 0.785a | 0.848ab | 1.027ab |
| N2F1 | 0.787a | 0.873b | 1.044ab | 0.792a | 0.870a | 1.027ab |
| N2F2 | 0.807a | 0.886ab | 1.056ab | 0.793a | 0.860ab | 1.038ab |
| N2F3 | 0.823a | 0.924a | 1.076a | 0.785a | 0.865a | 1.035ab |
| N3F1 | 0.793a | 0.891ab | 1.057ab | 0.798a | 0.862ab | 1.047ab |
| N3F2 | 0.820a | 0.899ab | 1.064ab | 0.795a | 0.861ab | 1.045ab |
| N3F3 | 0.803a | 0.903ab | 1.062ab | 0.769a | 0.864ab | 1.019b |
| N4F1 | 0.804a | 0.890ab | 1.051a | 0.792a | 0.854ab | 1.048ab |
| N4F2 | 0.793a | 0.881ab | 1.060ab | 0.769a | 0.850ab | 1.014b |
| N4F3 | 0.779a | 0.899ab | 1.027b | 0.768a | 0.838b | 1.041ab |
| N | ** | ns | ** | ** | ** | ** |
| F | * | ** | ns | ** | * | ** |
| N×F | ** | ** | ** | ** | * | ** |
2.7 小粒杂交稻源、库指标与产量的相关性
由表10可知，LAI、高效LAI、叶片SPAD值、干物质积累量、总颖花数、总库容量、有效穗数与产量呈极显著正相关，库容有效充实度、结实率与产量呈负相关，且2024年表现为显著负相关，穗粒数与产量呈极显著或显著正相关，千粒重、粒叶比与产量相关性不显著。
表10 小粒杂交稻源库性状与产量的相关性
Table 10
| 源性状 Source trait | 实际产量Actual yield | 库性状 Sink trait | 实际产量Actual yield | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 2024 | 2023 | 2024 | |||
| LAI | 分蘖期 | 0.898** | 0.878** | 总颖花数Total spikelets | 0.935** | 0.938** |
| 孕穗期 | 0.897** | 0.898** | 总库容量Total sink capacity | 0.938** | 0.942** | |
| 齐穗期 | 0.929** | 0.916** | 库容有效充实度Available filled ratio of sink capacity | -0.401 | -0.646* | |
| 灌浆中期 | 0.907** | 0.918** | 有效穗数Effective panicle number | 0.827** | 0.855** | |
| 剑叶 | 0.962** | 0.879** | 穗粒数Grains per panicle | 0.834** | 0.634* | |
| 倒二叶 | 0.889** | 0.921** | 结实率Seed-setting rate | -0.565 | -0.627* | |
| 倒三叶 | 0.962** | 0.852** | 千粒重1000-grain weight | -0.193 | -0.217 | |
| 高效LAI | 0.964** | 0.926** | 理论产量Theoretical yield | 0.989** | 0.988** | |
| SPAD值 SPAD value | 分蘖期 | 0.848** | 0.765** | 孕穗期粒叶比Grain to leaf ratio at booting stage | -0.214 | 0.178 |
| 孕穗期 | 0.876** | 0.814** | 齐穗期粒叶比Grain to leaf ratio at full heading stage | -0.039 | -0.132 | |
| 齐穗期 | 0.896** | 0.876** | 灌浆中期粒叶比Grain to leaf ratio at mid-filling stage | -0.239 | -0.221 | |
| 灌浆中期 | 0.870** | 0.894** | ||||
| 干物质积累量 Dry matter accumulation | 孕穗期 | 0.953** | 0.888** | |||
| 齐穗期 | 0.970** | 0.934** | ||||
| 灌浆中期 | 0.972** | 0.932** | ||||
| 成熟期 | 0.988** | 0.956** | ||||
“*”和“**”分别表示在P < 0.05和P < 0.01水平显著和极显著相关。
“*”and“**”indicate significant and extremely significant correlations at P < 0.05 and P < 0.01 levels, respectively.
3 讨论
3.1 施氮量与氮磷钾配比对卓两优0985源性状的影响
水稻“源”通常指生产与输出同化物的器官或组织，叶片是源的主体部分[13]。研究[14-
干物质积累与分配是作物器官分化和产量形成的关键前提条件，通过提高干物质量可以达到增强“源”的目的[21]。本试验结果显示，不同施氮量下，干物质积累量表现为N4、N3和N2处理显著高于N1处理，而N4与N3处理之间差异不显著，且2年试验结果一致。关于氮磷钾配比的影响，尽管总体差异不显著，但F2和F3处理下的干物质积累量均高于F1处理，特别是在灌浆中期和成熟期，F2处理的优势较为明显。
3.2 施氮量与氮磷钾配比对卓两优0985库性状的影响
“库”是指利用或贮藏同化物的器官或组织，穗部籽粒是库的主体部分[22]。作物产量是一个受多种因素综合影响的过程，由植株早期生长发育和后期物质积累转运共同决定。单位面积总颖花数、饱粒千粒重、总颖花数×饱粒千粒重分别反映了库的数量、质量和总库容量[23]。陈年来[24]研究认为，库容量大有利于提高叶片同化物向库器官的分配比例，促进产量提升。本试验结果表明，随着施氮量增加，总颖花量和总库容量逐渐增加，其中N1与N2处理之间差异显著，N3和N4处理差异不显著，但均显著高于N1处理。比较不同氮磷钾配比对总颖花数及总库容量的影响，以F3处理总颖花量和总库容量最大，各氮磷钾配比处理间差异不显著；库容有效充实度随施氮量增加而降低，N4处理总库容量最大，库容有效充实度最低，N3处理在较大总库容量的同时拥有较大库容有效充实度。
郭浪等[11]以小粒不育系卓234S系列杂交稻组合为材料开展研究，发现施氮量显著影响小粒型杂交稻产量，有效穗数随施氮量增加而增加，每穗总粒数随施氮量增加呈先升后降趋势，结实率和千粒重随施氮量增加呈下降趋势，小粒型杂交稻在施氮180 kg/hm2条件下可实现高产，本研究结果与其基本一致。但也有研究[25-26]表明，随着施氮量的增加，群体有效穗数、每穗粒数、结实率和产量呈先增高后降低的趋势。研究结果有所差异，其原因可能是品种与施氮水平不一致。适量施用磷肥可以增加水稻有效穗数和每穗粒数，使籽粒更为饱满，从而提高产量[27]，过量施用磷肥则会抑制水稻生长发育，增加无效分蘖和空粒数，降低成穗率和结实率，影响千粒重提高，导致减产[28]，产量随着施磷量的增加先增加后减少[29]。才硕等[30]研究表明，施钾能够显著提高水稻有效穗数、每穗粒数和产量，增加生物产量，促进茎鞘物质运转，提高颖花伤流量，降低抽穗后的根系活力衰退值。2023年，小粒型杂交稻卓两优1126在云南蒙自市取得了单产17.79 t/hm2的高产，创造了当地水稻百亩片的最高产量纪录[31]，卓两优1126产量的提高主要得益于在保持千粒重和结实率稳定的基础上，通过平衡有效穗数与每穗粒数使群体总颖花数显著提升[32]。卓两优0985的千粒重和结实率与其差异不显著，同样也可通过调整有效穗数与每穗粒数实现超高产。
孙永健等[33]研究表明，氮磷钾配施能够提高水稻对氮素的吸收，当氮磷钾配比为1.0:0.5:1.0时，中氮（180 kg/hm2）水平能提高水稻产量，当氮肥过量时，会增加茎鞘与叶片的氮滞留量，使水稻茎叶徒长，没有高效流向穗部，产量无明显提高；刘风等[34]研究表明，当氮磷钾比例均为1.0:0.5:1.0时，中氮水平处理的产量显著高于低氮水平处理，与高氮水平处理差异不显著。本研究与上述研究结果较为一致，N3F2（180 kg/hm2，1.0:0.5:1.0）处理的产量高于其他处理，N3F1处理次之，但从节肥增产方面考虑，N3F1处理为最佳处理。N4处理总库容量比N3处理高，但其产量比N3低，这主要是因为N4处理的结实率比N2处理低。在施氮量同为180 kg/hm2条件下，F2处理产量高于F3处理，其原因可能是施磷量过大，影响其产量，这与林诚等[35]研究一致。
3.3 施氮量与氮磷钾配比对卓两优0985源库协调性的影响
作物“源”的生长发育直接决定了光合产物的生产与运转能力，进而影响“库”的容量；而“库”的生长发育又会反馈调节“源”的光合产物合成和运输，从而调节“源”的强度，二者关系的建立、发展和平衡将决定作物的产量。源库关系的协调对作物产量影响显著，粒叶比是衡量群体源库协调程度的常用指标[5]。冯跃华等[36]研究表明，随施氮量的增加，颖花粒叶比、实粒粒叶比和粒重粒叶比均降低，特别是过多施用氮肥，单位叶面积所承载的颖花数、实粒数和粒重减少，源库关系失调，直接导致产量降低。吕宙等[12]研究了小粒型杂交稻卓两优0985的产量形成特性，发现其粒叶比和施氮条件下营养器官物质输出率均高于对照品种丰两优4号，卓两优0985高产主要得益于穗粒数多和花后物质积累量大，且低氮条件下也表现出较高产量，具有较小的叶面积、较多的穗粒数、较大的库源比、明显的灌浆中后期光合优势以及较高的经济系数。本研究结果表明，粒叶比与产量相关性不显著，N1处理粒叶比较高，但N1处理的叶面积和穗粒数均最低，单位叶面积上担负的籽粒数和籽粒质量高，整体产量低；N2处理穗粒数较高，叶面积较低，粒叶比较高，但产量处于中等水平；N3处理穗粒数较多，叶面积较大，产量最高，粒叶比合理，源库关系协调；N4处理叶面积大，粒叶比最低，说明其叶面积过大，影响冠层光合速率，降低籽粒质量。N3处理源库生理优势较强，源器官和库器官同步增长，光合产物积累多，营养物质转运较快，能及时满足发育所需，主要体现在有较多的穗粒数，施氮不仅增强了源的生产能力，还增大了库容量，有利于籽粒产量提高。
综上所述，施氮量与氮磷钾配比显著影响水稻的源库特性。本试验表明，在源特性方面，卓两优0985在N3处理下具有较高的叶面积与SPAD值，水稻具有充足的“源”，使叶片后期的光合作用更强；在库特性方面，卓两优0985在N3处理下提高有效穗数与穗粒数，增大库容，产量高于其他处理。且在N3处理下粒叶比适中，表明适宜的施氮量处理能较好地协调源库关系。本试验中各数据在氮磷钾配比处理间差异并不显著，可能是由于试验田土壤中的碱解氮与速效钾处于高水平，土壤条件肥力较高，各种养分含量丰富且比例协调，能够基本满足水稻生长对氮磷钾的需求，设置不同的氮磷钾配比，水稻可能表现不出明显差异；也有可能是由于钾肥的用量差距较小，不同氮磷钾配比之间的差异难以体现，关于氮磷钾配比处理的差异有待进一步研究证实。王伟妮等[40]研究显示，氮、磷和钾肥的施用均可以显著提高水稻产量，且3种肥料配施的增产效果明显优于2种肥料配施，当肥料用量处于低中水平时，氮、磷和钾肥互作效应均表现为协同促进作用，但当肥料用量超过一定水平后则表现为拮抗作用。卜容燕等[41]研究从肥料投入经济效益角度出发，指出氮肥和钾肥不合理施用会导致负的经济效益，而磷肥则不明显。合理的氮磷钾配比能够使3种元素发挥协同作用，满足水稻不同生长阶段对各种养分的需求，促进水稻生长发育和产量形成。此外，卓两优0985在中高氮水平后再增施氮肥对产量有限，在氮磷钾配比处理下差异不显著，应根据当地的土壤和小粒型品种的特性，选择能最大发挥水稻产能的施氮量，再搭配适当比例的磷肥和钾肥，有助于小粒型杂交稻产量的进一步提高。
4 结论
小粒型杂交稻在施氮量180 kg/hm2处理下LAI与高效LAI较大，灌浆中期SPAD值较高，有明显的光合优势，干物质积累量较多，穗粒数较多，源库关系较为协调，因而产量较高；小粒型杂交稻源库特性在不同氮磷钾配比下差异不显著，综合考虑增产效果与经济效益，小粒型杂交稻卓两优0985在N3F1（180 kg/hm2，1.0:0.5:0.8）处理下效益最佳，源库关系较为协调的同时，达到节肥增产的效果。
参考文献
2022年我国水稻产业发展分析及2023年展望
DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2023.02.001
[本文引用: 1]
2022年我国水稻面积略有减少，单产因受灾有所下降，总产已连续12年稳定在2亿t以上；国内稻米市场价格先稳后涨，优质优价更加明显；大米进口量首次突破进口配额，出口量略有减少；品种审定数量明显减少，品质结构持续优化；经营规模有序扩大，社会化服务、绿色技术和智能技术加速推广。预计2023年水稻面积小幅增加，单产保持稳定，大米市场稳步上行，优质稻较快发展，智慧稻作深入推进。
不同籼稻品种对低磷响应的差异及其农艺生理性状
DOI:10.16819/j.1001-7216.2021.210304
[本文引用: 1]
【目的】研究不同籼稻品种对低磷响应的差异及其农艺生理性状。【方法】以12个江苏省近80年来各阶段在生产上应用的具有代表性的中熟籼稻品种为材料,进行全生育期水培种植,设置低磷(磷浓度为标准营养液中磷浓度的1/20)处理,以正常磷处理(标准培养液配方)为对照。【结果】将耐低磷指数作为评价籼稻品种耐低磷性的指标,并将供试品种分为3类：强耐低磷品种(耐低磷指数≥0.9)、中耐低磷品种(0.5<耐低磷指数<0.9)、弱耐低磷品种(耐低磷指数≤0.5)。选择耐低磷性差异明显的强耐低磷品种2个以及弱耐低磷品种2个进行农艺与生理特征分析。与对照相比,低磷处理降低了各品种产量。与对照相比,低磷处理增加了水稻的磷素运转率(PTE)、磷产谷利用率(IPE)和磷收获指数(PHI),强耐低磷品种在低磷处理下的PTE和IPE高于弱耐低磷品种。与弱耐低磷品种相比,强耐低磷品种在低磷处理下具有较大的地上部干物质、根干质量和茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)积累和转运,根系氧化力降幅小,根系酸性磷酸酶活性增幅高,分蘖受抑制程度小,并能保持较大的叶面积指数以及孕穗灌浆期较高的光合速率。【结论】与弱耐低磷品种相比,在低磷处理下保持较高的干物质、NSC积累和运转、根系氧化力、根系酸性磷酸酶活性、光合速率以及磷素利用效率是强耐低磷品种重要的农艺与生理特征。
滴灌条件下施氮量对不同氮效率水稻品种物质积累及养分吸收的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2024.32061
[本文引用: 1]
研究滴灌条件下施氮量对不同氮效率品种关键生育时期干物质积累和氮素吸收转运及产量的影响, 为干旱半干旱区滴灌水稻高产高效生产提供技术参考。试验于2021—2022年开展, 以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(LX-3)为供试材料, 采用裂区设计; 设置4个施氮水平, 分别为N0 (0 kg hm<sup>-2</sup>)、N1 (150 kg hm<sup>-2</sup>)、N2 (300 kg hm<sup>-2</sup>)和N3 (450 kg hm<sup>-2</sup>)。分析滴灌水稻在抽穗期和成熟期干物质积累、氮素吸收利用及产量对施氮量的响应差异。结果表明: (1) 施用氮肥可以增加滴灌水稻干物质积累量(1.99%~26.02%)和氮素积累量(25.67%~97.69%), 提高水稻产量(23.75%~66.75%); 但过量施氮(450 kg hm<sup>-2</sup>)会减小对干物质积累的促进作用, 导致结实率和穗粒数下降, 使氮素主要集中在秸秆中, 最终降低水稻对氮素的利用效率。(2) 在同一施氮条件下, T-43的有效穗数、结实率、抽穗期叶片和穗部干物质及氮素积累量均高于LX-3 (分别为1.65%~5.19%、0.42%~8.47%、7.61%~19.68%、19.81%~40.73%、19.81%~30.23%和20.14%~49.65%), 最终产量高于LX-3 (4.23%~28.47%)。(3) 氮素利用效率对施氮量的响应存在品种间差异(P<0.05)。与LX-3相比, T-43有更高的氮肥农学利用效率、氮素回收率和氮肥偏生产力(分别高1.05%~25.23%、5.86%~20.05%和10.09%~18.01%)。综上所述, 在滴灌栽培条件下, 选用氮高效品种(T-43), 配施300 kg hm<sup>-2</sup>氮肥表现出更佳的氮素吸收转运能力和更高的产量, 能更好地利用养分资源, 是本试验最佳的品种和施氮量组合方式。
An update on source-to-sink carbon partitioning in tomato
DOI:10.3389/fpls.2014.00516
PMID:25339963
[本文引用: 1]
Plant growth and carbon metabolism are closely associated since carbohydrate in the form of sucrose generated by photosynthesis, provides the primary source of building blocks and energy for the production and maintenance of biomass. Regulation of carbon partitioning between source and sink tissues is important because it has a vast influence on both plant growth and development. The regulation of carbon partitioning at the whole plant level is directly linked to the cellular pathways of assimilate transport and the metabolism and allocation of sugars, mainly sucrose and hexoses in source leaves, and sink organs such as roots and fruit. By using tomato plant as a model, this review documents and discusses our current understanding of source sink interactions from molecular to physiological perspectives focusing on those that regulate the growth and development of both vegetative and reproductive organs. It furthermore discusses the impact that environmental conditions play in maintenance of this balance in an attempt to address the link between physiological and ecological aspects of growth.
Sink strength: dynamic with source strength
DOI:10.1111/pce.1993.16.issue-9 URL [本文引用: 1]
云南个旧杂交中稻超高产攻关亩产突破1200公斤
施氮量与移栽密度对小粒型杂交水稻产量形成的影响
DOI:10.16819/j.1001-7216.2024.231116
[本文引用: 2]
【目的】 明确小粒型杂交稻的产量形成特性。【方法】 以卓两优0985(小粒型杂交稻)和丰两优4号(对照)为材料，在不同施氮量(0，N0；180 kg/hm<sup>2</sup>，N1；210 kg/hm<sup>2</sup>，N2)和密度(26.7 cm×20.0 cm，D1；20.0 cm×20.0 cm，D2；20.0 cm×16.7 cm，D3)条件下开展大田试验。【结果】 两品种LAI、叶片SPAD值随施氮量增大而提高，N1与N2差异不显著，但显著高于N0处理；两品种茎鞘物质输出率随施氮量增大而下降，而叶片物质输出率表现相反；两品种产量随施氮量增加而提高，但N1与N2间差异不显著，不同密度处理下一般以D2处理较高；N0处理下卓两优0985产量显著高于对照品种，而施氮条件下两品种产量相当。【结论】 卓两优0985产量形成特性为叶面积较小、穗粒数较多、库源比较大，灌浆中后期光合优势明显，花后物质积累量与茎叶物质转运率、经济系数较高，不施氮条件下具有较高产量等。本研究条件下，卓两优0985以N1D2(180 kg/hm<sup>2</sup>、20 cm×20 cm)为最佳处理。
施氮量对江苏不同年代中粳稻品种产量与群体质量的影响
Source-sink relationships in crop plants
不同库容类型杂交早籼稻品种源库结构对垩白的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.19.006
[本文引用: 1]
【目的】揭示不同库容量类型早籼稻品种齐穗期源库结构对稻米垩白的影响。【方法】以18个杂交早籼稻品种为材料，采用聚类分析法将供试品种按库容量分为大、中、小3种类型，研究不同类型品种源库结构、灌浆特性和垩白的差异，分析源库结构对籽粒灌浆和垩白的影响。【结果】齐穗期LAI、灌浆期净同化率等大库容类型＞中库容类型＞小库容类型，而单位库容的叶面积、茎鞘重和净同化率等则相反；籽粒灌浆速率大库容类型＜中库容类型＜小库容类型，而灌浆历期则相反；稻米垩白粒率和垩白度则表现为大库容类型＞小库容类型＞中库容类型。【结论】大、中库容类型品种，灌浆物质不足，灌浆速率低，垩白粒率和垩白度高，宜采取扩源措施降低稻米的垩白粒率和垩白度；小库容类型品种灌浆物质充足，灌浆速率快，垩白粒率和垩白度也高，宜采取扩库措施降低稻米的垩白粒率和垩白度。
不同施氮量与栽插密度对水稻群体生长及产量构成的影响
DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2022.12.012
[本文引用: 1]
【目的】 研究不同施氮量和栽插密度对新疆南疆水稻群体生长及产量特征的影响,为生产中合理密植与优化氮素优化管理提供依据。【方法】 选用新稻36号品种,设置主区为4种施氮量(纯氮0、120、240和360 kg/hm<sup>2</sup>,以N<sub>0</sub>、N<sub>1</sub>、N<sub>2</sub>和N<sub>3</sub>表示),副区为5种栽插密度(13.89×10<sup>4</sup>、16.67×10<sup>4</sup>、20.83×10<sup>4</sup>、27.78×10<sup>4</sup>和41.67×10<sup>4</sup>穴/hm<sup>2</sup>,以D<sub>1</sub>、D<sub>2</sub>、D<sub>3</sub>、D<sub>4</sub>和D<sub>5</sub>表示)的裂区田间试验,分析茎蘖动态、干物质积累、产量构成与米质特征。【结果】 (1)适当增加栽插密度和施氮量有利于提高水稻群体茎蘖数,以N<sub>2</sub>D<sub>4</sub>的最终茎蘖数最大,达412.80×10<sup>4</sup>个/hm<sup>2</sup>;(2)南疆水稻群体干物质快速增长期在拔节前后至灌浆中后期,且随施氮量增加有延长趋势,其最终干物质积累量表现为N<sub>3</sub>>N<sub>2</sub>>N<sub>1</sub>>N<sub>0</sub>。密度过高不利于群体干物质积累,其最终干物质积累量表现为D<sub>4</sub>>D<sub>5</sub>>D<sub>3</sub>>D<sub>2</sub>>D<sub>1</sub>;(3)N<sub>2</sub>和D<sub>1</sub>的穗粒数最大,施氮量过高,对提高结实率、粒重和分蘖成穗率不利。随施氮量及栽插密度增加,有效穗数和产量呈先增后降的趋势,以N<sub>2</sub>D<sub>4</sub>的有效穗数和产量最大,分别达399.08×10<sup>4</sup>穗/hm<sup>2</sup>和13.61 t/hm<sup>2</sup>,其次是N<sub>3</sub>D<sub>4</sub>,为371.46×10<sup>4</sup>穗/hm<sup>2</sup>和12.94 t/hm<sup>2</sup>;(4)密度对米质影响不大,增施氮肥利于蛋白质含量、糙米率、精米率增加,提高品质。【结论】 施氮量240~360 kg/hm<sup>2</sup>、栽插密度27.78×10<sup>4</sup>穴/hm<sup>2</sup>(30 cm×12 cm)可获得较高产量。
施磷量对超级稻南粳44产量和质量的影响
DOI:10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.017
[本文引用: 1]
以超级稻南粳44为材料，研究施磷量对水稻产量和品质的影响。结果表明，大田基施磷肥(P2O5) 0.0~225.0 kg/hm2，单位面积穗数、每穗粒数随着施磷量的增加而降低，结实率、千粒重则先升后降。各品质指标值与施磷量的相关均未达到显著水平，但施磷能提高糙米率、整精米率、垩白面积、垩白度，降低峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值，而精米率、垩白米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、起始糊化温度、消减值和到达峰值黏度时间对磷素的反应不明显。施磷主要是增加垩白面积从而增加垩白度，对垩白面积、垩白度、消减值影响较大，而糙米率、到达峰值黏度时间和起始糊化温度基本不受影响。综合产量和品质性状，水稻生产中应适量施磷(在土壤营养中等或偏上土壤上施85.7 kg/hm2为宜)，过量施用不仅低产低效，还会加重生态污染。
杂交水稻新组合卓两优1126百亩片单产17.79 t/hm2超高产栽培技术
DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2024.04.021
[本文引用: 1]
卓两优1126是湖南杂交水稻研究中心和湖南农业大学用小粒不育系卓201S与大粒恢复系R1126选配而成的强优势新组合。该组合株叶形态好，剑叶挺直，穗层相对较低，根系发达，穗大粒多，结实率高，稻米品质好，具有优异的抗倒伏能力和较大的高产潜力。同时，该组合的小粒型不育系可进行轻简机械化制种，实现杂交水稻种子生产全程机械化，降低种子成本，促进水稻生产方式转型。2023年卓两优1126在云南省蒙自市进行百亩超高产攻关示范，平均单产达17.79 t/hm<sup>2</sup>。本文详细阐述了卓两优1126百亩片单产17.79 t/hm<sup>2</sup>超高产栽培技术，并提出栽培种植过程中获取高产的关键措施。
水稻小粒不育系新组合卓两优1126的高产特征
DOI:10.16819/j.1001-7216.2024.230307
[本文引用: 1]
【目的】挖掘杂交水稻产量潜力，培育超高产品种，既是一道科学难题，也是“藏粮于技”安全战略。本研究旨在解析小粒不育系卓201S配组的杂交稻卓两优1126高产形成规律，为优质高效超级杂交稻培育提供理论支撑。【方法】2022年选用小粒不育系新组合卓两优1126和对照品种超级稻两优培九、Y两优900和湘两优900为试验材料，在湖南省隆回县统一高产栽培，系统比较卓两优1126与其他3个超级杂交稻产量及其产量构成、干物质积累、根系发育和抗倒性，探究小粒不育系新组合卓两优1126高产特征。【结果】卓两优1126产量极显著高于对照，较超级杂交稻第1期代表品种两优培九增产35.07%，较超级杂交稻第4期代表品种Y两优900增产17.84%，较超级杂交稻新代表品种湘两优900增产14.52%。卓两优1126产量的提高主要原因是在保持稳定千粒重和结实率基础上，通过平衡有效穗数与每穗粒数使群体总颖花数显著提升。与对照相比，卓两优1126单茎地上部干质量、根干质量和根冠比均极显著高于对照，表明卓两优1126根系具有显著的生长优势，能够很好地协调植株地下和地上部分的生长，有助于超高产的形成。卓两优1126株高适中，基部3节间总长和穗下节间长度都极显著高于对照，但基部第2节间的弯曲力矩和抗折力与湘两优900的差异未达到显著水平，卓两优1126在增加株高的同时保持了较强的抗倒性。卓两优1126耐低氮，稻米品质综合评级为部标优质2级，极端高温下较对照Y两优1928增产5.53%。【结论】卓两优1126在保持稳定的千粒重和结实率基础上，通过平衡有效穗数与每穗粒数使群体总颖花数显著提升，从而实现超高产。卓两优1126亲本间粒型存在显著差异，可以实现父母本混播混收的全程机械化制种，降低种子生产成本。另外，小粒型不育系千粒重仅为常规不育系的1/2，在制种产量保持不变的前提下，单位制种面积的杂交稻种子粒数比普通不育系多1倍，大幅降低杂交稻的用种成本。因此，以卓两优1126为代表的“小粒种 高产稻”模式，能为解决杂交水稻当前困境提供新思路，是新的发展方向。
施肥水平对不同氮效率水稻氮素利用特征及产量的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.24.007
[本文引用: 1]
【【目的】研究不同施肥水平下不同氮效率杂交水稻产量差异与氮素吸收和利用的关系，以期为水稻品种改良和高产高效栽培技术提供依据。【方法】以氮高效品种（德香4103）和氮低效品种（宜香3724）为材料，通过设置低肥（75 kg N·hm<sup>-2</sup>，37.5 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>·hm<sup>-2</sup>，75 kg K<sub>2</sub>O·hm<sup>-2</sup>，记为N<sub>1</sub>P<sub>1</sub>K<sub>1</sub>）、中肥（150 kg N·hm<sup>-2</sup>，75 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>·hm<sup>-2</sup>，150 kg K<sub>2</sub>O·hm<sup>-2</sup>，记为N<sub>2</sub>P<sub>2</sub>K<sub>2</sub>）、高肥（225 kg N·hm<sup>-2</sup>，112.5 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>·hm<sup>-2</sup>，225 kg K<sub>2</sub>O·hm<sup>-2</sup>，记为N<sub>3</sub>P<sub>3</sub>K<sub>3</sub>）3种施肥水平，并在各施肥水平下均增设一不施氮处理，研究其对不同氮效率水稻产量和氮素利用效率的影响及其结实期氮素吸收、转运和分配特性。【结果】品种与施肥水平对杂交稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积、转运、分配，以及氮素利用特征和产量均存在显著影响；品种对氮肥回收利用率、千粒重，以及总颖花数的影响均不同程度的高于施肥水平的调控效应；施肥水平对主要生育时期及各生育阶段氮素的累积，结实期叶片和茎鞘氮的运转，以及产量调控作用显著。N<sub>2</sub>P<sub>2</sub>K<sub>2</sub>相对于N<sub>1</sub>P<sub>1</sub>K<sub>1</sub>处理能促进不同氮效率水稻主要生育时期及各生育阶段氮素的累积，提高氮收获指数，促进结实期叶片和茎鞘中氮素的运转，进而显著提高稻谷产量及氮肥利用效率，且N<sub>2</sub>P<sub>2</sub>K<sub>2</sub>均显著高于同品种下其他的肥料施用处理，为本试验最佳的氮磷钾肥施用模式；N<sub>3</sub>P<sub>3</sub>K<sub>3</sub>处理易造成结实期叶片及茎鞘中氮滞留量增加，氮转运贡献率显著降低，导致产量及氮肥利用效率显著降低。氮高效品种具有总颖花数、结实率高的特征，其主要生育时期氮素累积量，氮素干物质生产效率，氮素稻谷生产效率及氮素收获指数等均显著高于氮低效品种，但千粒重并不是氮高效品种所独有的特征；此外，氮高效品种结实期更有利于叶片与茎鞘氮素的运转及穗部氮素的累积，尤其氮高效品种具有较高的茎鞘氮素转运率，其与氮肥生理利用率、回收利用率及农艺利用率均存在显著正相关性（r=0.699*—0.743*），是导致不同氮效率品种氮肥利用效率、产量差异的重要因子，可作为氮效率及品种鉴选的评价指标，也可以以进一步提高抽穗至成熟期氮高效水稻品种茎鞘氮素运转率，作为实现水稻高产与氮高效利用协调统一的另一重要途径。【结论】本试验条件下，氮高效品种具备的结实期茎鞘高氮素转运、高总颖花数及结实率是优于氮低效品种而形成产量差异的主要因素，N<sub>2</sub>P<sub>2</sub>K<sub>2</sub>为氮高效品种配套的最优氮磷钾肥施用模式。提高抽穗期至成熟期氮累积量，促进叶片与茎鞘氮运转量，尤其应提高茎鞘氮素运转率，可实现高产与氮高效利用的同步提高。
