全 文 ：第 34 卷第 23 期
2014年 12月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.23
Dec.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家科技支撑计划课题(2012BAD20B04); 国家自然科学基金(30771249)
收稿日期:2013鄄03鄄03; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄18
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: fenglp@ cau.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201303030335
田亚芹,冯利平,邹海平,张祖建, 朱化敏,苗宇新.不同水分和氮素处理对寒地水稻生育及产量的影响.生态学报,2014,34(23):6864鄄6871.
Tian Y Q, Feng L P, Zou H P, Zhang Z J, Zhu H M, Miao Y X.Effects of water and nitrogen on growth, development and yield of rice in cold area of
Northeast China.Acta Ecologica Sinica,2014,34(23):6864鄄6871.
不同水分和氮素处理对寒地水稻生育及产量的影响
田亚芹1,2,冯利平1,*,邹海平1,张祖建3, 朱化敏4,苗宇新1
(1. 中国农业大学资源与环境学院, 北京摇 100193; 2. 河北省气象服务中心,石家庄摇 050021;
3. 扬州大学农学院,扬州摇 225009; 4. 黑龙江省农垦总局建三江分局农业科学研究所,建三江摇 156300)
摘要:为了探讨不同水分和氮素处理对寒地水稻生长发育及产量的影响,以水稻品种空育 131、龙粳 21 为试验材料,于 2010—
2011年度在黑龙江建三江进行水分、氮素处理大田试验,水分为雨养、间歇灌溉、水层灌溉 3 个水平,氮素为不施氮、常规施氮
(112—135 kg / hm2)、高氮(142—173 kg / hm2)3个水平。 结果表明:与水层灌溉相比,雨养水稻生育期缩短 1—5 d,生长指标明
显降低,产量显著降低,间歇灌溉水稻生育期、生长指标与其相似,产量差异不显著。 与常规施氮相比,不施氮生育期缩短 2—
5 d,高氮条件下延长 2—4 d;施氮量增加,生长指标增大,产量显著增加;低氮条件下,水分不足的限制作用明显,高氮能一定程
度弥补水分的限制,促进水稻生长。 增加施氮量及灌溉水平可以显著地提高有效穗数、每穗粒数。 在试验条件下,水氮互作效
应不显著。 间歇灌溉及高氮管理具有较好的增产效应及资源利用率,研究可为寒地水稻生产进行水氮科学管理、实现高产高效
提供理论依据。
关键词:水分和氮素;生长发育;产量;黑龙江省
Effects of water and nitrogen on growth, development and yield of rice in cold
area of Northeast China
TIAN Yaqin1,2, FENG Liping1,*, ZOU Haiping1, ZHANG Zujian3, ZHU Huamin4, MIAO Yuxin1
1 College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China
2 The Meteorological Service Center of Hebei Province, Shijiazhuang 050021, China
3 College of Agronomy, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China
4 Jiansanjiang Institute of Agricultural Research, General Bureau of State Farm, Jiansanjiang 156300, China
Abstract: To understand the effects of water and nitrogen ( N) fertilizer on growth, development and yield of rice,
experiments with three irrigation treatments ( rainfed, intermittent, continued flooding) and three N applications (0 kg /
hm2, 112—135 kg / hm2, 142—173 kg / hm2) were implemented in a randomized complete block design at Jiansanjiang
experimental station in Heilongjiang province from 2010 to 2011. The results showed that crop development stages of panicle
initiation, flowing and mature under rainfed treatment were 1—5 days shorter, and growth index and yield were significantly
decreased, while that for intermittent irrigation were not significant, compared to continued flooding irrigation. Compared to
convential N application (112—135 kg / hm2), crop development stages of panicle initiation, flowing and mature were 2—5
days shorter for treatment without N, but those stages were prolonged 2—4 days at high N application. Crop yield and
growth index were increased significantly with N dose. Under low nitrogen input, water stress was obvious, while high
nitrogen input could compensate crop growth due to loss by water stress. Effective panicle number and grain number per
panicle were significantly increased with N and water supply. Intermittent irrigation and high N application showed a
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potential to achieve high yield and high resource use efficiency. This study could provide a theoretical basis for irrigation and
fertilization of rice in cold area.
Key Words: water and nitrogen; growth and development; yield; Heilongjiang Province
摇 摇 寒地水稻区是指北纬 43毅以北的黑龙江省全省
以及吉林省北部部分县市的水稻种植区。 黑龙江省
是国家重要的商品稻谷产地之一,2011 年黑龙江水
稻种植面积超过 340 万 hm2,稻谷产量达到 2062.0
万 t,成为全国稻谷产量第二大省[1]。
水分、氮素是影响水稻生长发育及产量的重要
因素。 我国水稻节水灌溉主要模式归纳为浅、湿、晒
结合,间歇淹水,半旱栽培和蓄雨等 4 类[2]。 吕艳东
等[3]在寒地稻作区进行水稻全生育期间歇控水盆栽
试验,认为间歇控水引起品种有效穗数降低,穗粒数
增多,结实率提高,千粒重增加。 王秋菊[4]研究表明
适当控水灌溉可以增加水稻根系长度、数量、根体
积,干物重及增强水稻根系活力。 有些学者[5鄄7]在进
行氮素对寒地水稻的影响研究中认为,中国水稻生
产氮肥施用量较高而利用率较低。 我国寒地稻作条
件和日本相似,水稻产量两地相差不大,但寒地氮肥
用量过高,施肥时期不合理,致使氮肥偏生产力低。
目前在我国南方稻作区进行过较多的水氮及其
耦合对水稻生长及产量的影响研究[8鄄11],而在寒地
水稻区多为单一因素的影响研究[3鄄7],而关于不同水
分和氮素处理对中国东北寒地水稻生育及产量影响
的研究尚未见报道。 本文通过两年不同水氮处理的
大田试验研究水分和氮素对中国东北地区寒地水稻
生育及产量的影响,以期为该地水稻田水肥科学管
理,实现水稻生产高产高效提供理论依据。
1摇 材料与方法
试验设在黑龙江省富锦市建三江 ( 47. 28毅 N,
132郾 63 毅E,海拔 64.8 m),当地无霜期 110—130 d,
活动积温 2300—2500 益,日照时数 2200—2400 h;
夏季短温度低,冬季长而寒冷,一年一熟,属高寒稻
作区[1]。
1.1摇 试验设计
试验于 2010—2011年 5—9 月在建三江科研所
进行,两年供试品种均为空育 131(11 叶)和龙粳 21
(12叶)。 设灌溉方式、施氮量二因素试验,随机区
组设计,3 次重复,小区面积 40 m2。 试验地土壤为
粘壤土,有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为
3.20%、145 mg / kg、30. 0 mg / kg 和 106. 8 mg / kg,pH
值为 6.0,土壤容重为 1.25 g / cm3。
2010年灌溉处理设雨养(W0,只在返青期及施
肥期进行必要的适量灌溉)、间歇灌溉(W1,土壤水
势保持在-10 —-25 kPa)、水层灌溉(W2,土壤水势
为 0 kPa)。 施氮处理设常规水平(F1,施纯氮总量为
112.5 kg / hm2,分别作基肥:分蘖肥:穗肥施氮比例为
4颐2颐4)、高氮水平(F2,施纯氮总量为 142.5 kg / hm2,
分别作基肥颐分蘖肥颐穗肥施氮比例为 3颐3颐4)。 2011
年灌溉处理设置同 2010 年。 施氮处理设不施氮
(F0)、常规水平(F1,施纯氮总量为 135 kg / hm2,分
别作基肥颐分蘖肥颐穗肥施氮比例为 4颐2颐4)、高氮水平
(F2,施纯氮总量为 172.5 kg / hm2,分别作基肥颐分蘖
肥颐穗肥施氮比例为 3颐3颐 4)。 两年试验均施用磷肥
(P 2O5)纯量 45 kg / hm2,作基肥一次性施入;钾肥
(K2O)纯量 120 kg / hm2,分基肥和穗肥两次施入,比
例 1颐1。
寒地水稻大田生长期主要集中在 5 月至 9 月上
旬。 在塑料大棚中采用旱育秧,4 月中上旬播种,4
月下旬出苗,5月中下旬整地打浆,使用机械打匀打
深,小区之间以田埂和水渠隔开,每个小区能够单独
灌溉。 在 5月下旬 3—3.5 叶龄移栽,移栽密度 28—
31 穴 / m2,4—5 株 /穴。 病虫害防治及除草等栽培管
理同当地大田水稻生产。
1.2摇 测定项目与方法
调查记载水稻发育期。
各器官干物重与叶面积系数(LAI)的测定:在苗
期、幼穗分化期、抽穗期、抽穗后 20d 和成熟期测定
茎、叶、穗各器官的干物重。 方法是将取回的植株样
品洗净后剪去根系,按茎叶穗分开置于烘箱中,105
益杀青半小时后,调至 75 益烘干至恒重,称重。 叶
面积系数测定采用比叶重法,选取其中 10 个平均大
小的单茎,对上三叶测定最大叶宽后,剪取中间 3 cm
长叶片片段,单独烘干称重,求算比叶重,最后根据
5686摇 23期 摇 摇 摇 田亚芹摇 等:不同水分和氮素处理对寒地水稻生育及产量的影响 摇
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样品总叶重和比叶重计算出样本叶面积。
在抽穗期和成熟期将干物重样本粉碎,测定样
品植株茎、叶、穗各器官含氮量,采用 H2SO4鄄H2O2消
煮定氮法[12]。
进行产量测定与考种。 在成熟期,于测产区域
中割取 1 m2样本,3 个重复,分别脱粒计产,并测定
有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率等。
采用真空表式土壤负压计测定土壤水势,埋深
15 cm,每隔 2—3 d读 1次数。
1.3摇 数据处理与计算方法
计算水稻吸氮量和氮肥吸收利用率,其公式分
别为:
器官吸氮量=器官含氮量伊器官干物重
氮肥吸收利用率(%)= (施氮区地上部吸氮量-
不施氮区地上部吸氮量) / 施氮量伊100%
通过 Excel 2007 进行试验数据处理,运用
SPSS17.0软件方差分析方法(LSD)对不同水分管理
和施氮量处理进行生物量及产量的显著性分析。
2摇 结果与分析
2.1摇 不同水分和氮素处理对水稻发育期的影响
龙粳 21的总生育期比空育 131 长 5—8 d,其中
龙粳 21在移栽鄄穗分化时期比空育 131 长 6 d,而在
灌浆期比空育131短2 d 。同一水分处理下 ,不施
表 1摇 2011年不同品种各处理水稻关键生育期(月鄄日)
Table 1摇 The growth stage of rice under treatments of water and
nitrogen interaction of 2011 (Month鄄day)
品种
Variety
处理
Treatments
幼穗分化期
Panicle
initiation
齐穗期
Heading
成熟期
Maturity
空育 131 W0F0 06鄄23 07鄄17 09鄄06
Kongyu131 W0F1 06鄄24 07鄄20 09鄄08
W0F2 06鄄26 07鄄21 09鄄10
W1F0 06鄄24 07鄄18 09鄄07
W2F1 06鄄28 07鄄24 09鄄13
W2F2 07鄄01 07鄄27 09鄄17
龙粳 21 W0F0 06鄄30 07鄄23 09鄄12
Longjing21 W0F1 07鄄01 07鄄25 09鄄14
W0F2 07鄄05 07鄄30 09鄄16
W1F0 07鄄01 07鄄25 09鄄14
W2F1 07鄄04 07鄄30 09鄄17
W2F2 07鄄07 08鄄2 09鄄19
氮处理水稻生育期比常规施氮(F1)缩短 2—5 d,而
高氮下水稻生育期延长 2—4 d,间歇灌溉与水层灌
溉同一氮素水平下的水稻生育期相同,而雨养处理
能够使水稻生育期缩短 1—5 d(表 1)。
2010年试验结果不同处理生育期表现与此相
似。 两年试验表现出雨养处理下生育期缩短,低氮
处理生育期缩短。
2.2摇 不同水分和氮素处理对水稻叶面积指数的影响
两年试验中,两品种叶面积指数(LAI)在分蘖盛
期后迅速增加,在抽穗期前后达到最大,此后逐渐下
降 (图 1)。
两年中在水稻抽穗期两品种氮素处理间叶面积
指数有显著差异,空育 131、龙粳 21 高氮处理的 LAI
分别显著高出常规施氮处理 15%、16%,常规施氮处
理 LAI 显著高出不施氮处理 20%、31%。 间歇灌溉
与水层灌溉之间差异不显著,空育 131 间歇灌溉、水
层灌溉显著高出雨养处理 11%、13%;龙粳 21 间歇
灌溉、水层灌溉显著高出雨养处理 26%、18%。
在 F0处理条件下,在水稻抽穗期空育 131、龙粳
21间歇灌溉 LAI比雨养条件下分别高出 30%、36%,
而在高氮 F2 条件下比雨养下仅高出 2%、8%。 可
见,在低氮条件下,水分不足的限制作用明显,而高
氮则能一定程度地弥补水分的限制,促进叶片的
生长。
2.3摇 不同水分和氮素处理对水稻地上部总干物重
影响
地上部干物质总重随发育进程不断增加,在水
稻营养生长阶段茎重、叶重不断增加,地上部干物质
总重增加迅速,在生殖生长阶段茎重、叶重开始降
低,穗重增加,总干物重增加减缓,地上部总干物重
在成熟期达到最大值(图 2)。
水稻成熟期干物重雨养与水层灌溉、雨养与间
歇灌溉之间差异显著,间歇灌溉与水层灌溉之间差
异不显著,比雨养处理高出 12%左右。
水分处理相同时,随着施氮量的增加地上部总
干物重显著增加。 在雨养条件下,这种趋势在水稻
生长早期即开始出现。 在不施氮条件下,雨养处理
与水层灌溉相比,茎重最大值降低 20%左右,叶重最
大值降低 43%左右,在成熟期叶重降低 57%。 在高
氮条件下,雨养处理比水层灌溉茎重降低仅为 8%—
11%,叶重降低2%—6%,同样在不施氮情况下,间
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图 1摇 不同处理两品种叶面积指数(LAI)的动态变化(2010—2011)
Fig.1 摇 Dynamics of leaf area index for the two varieties under treatments of water and nitrogen interaction ( 2010—2011, Research
Institute)
图 2摇 不同处理空育 131品种地上部总干物质积累动态(2010—2011)
Fig.2摇 Dynamics of aboveground dry matter weight for the two varieties under treatments of water and nitrogen interaction (2010—2011)
歇灌溉与水层灌溉分别比雨养条件下穗重高 17%、
14%;在高氮条件下,水层灌溉、间歇灌溉、雨养处理
之间的穗重相差较小,说明当地水稻生产中氮肥作
用大于水分,增加施氮量可以在一定程度上减缓水
分胁迫对水稻的影响。
2.4摇 不同水分和氮素处理对水稻产量及产量构成
因素影响
不同水分处理和氮素对水稻生长发育及生理活
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动所产生的各种影响,最终会影响到水稻产量形成。
由表 2 可见,施氮量对水稻产量影响达极显著水平。
相同水分条件下,空育 131 和龙粳 21 高氮产量分别
较不施氮分别提高了 50%、38%、36%、30%、46%、
66%。 摇
表 2摇 不同处理两品种水稻产量构成因素(2010—2011)
Table 2摇 Yield components of the two varieties under treatments of water and nitrogen interaction
年份
Years
品种
Variety
处理
Treatments
有效穗数
Panicles
number /
(104 / hm2)
每穗粒数
Grains per
panicle
千粒重 / g
1000鄄grain
weight
结实率 / %
Filled grain
rate
产量
Yield /
(kg / hm2)
2010 空育 131 W0 F1 503.6依16.9a 51.5依0.9a 26.57依0.09a 92.6依0.2a 6024.3依309.5a
F2 608.5依23.7b 58.9依0.2b 25.39依0.06b 88.2依2.2a 7354.1依82.2b
W1 F1 551.5依16.5a 58.4依1.5b 26.58依0.22b 90.9依1.1a 7778.3依115.8a
F2 654.4依2.3b 60.0依0.6b 25.69依0.12b 90.0依0.6a 8333.9依98.4b
W2 F1 567.9依11.6a 60.2依2.0b 27.10依0.02b 90.6依0.2a 7796.8依235.3a
F2 625.4依17.5b 62.2依2.2b 26.72依0.02b 90.8依0.6a 8592.7依158.2b
龙粳 21 W0 F1 351.4依12.2a 84.9依2.0a 26.49依0.08a 90.3依0.7a 6460.0依347.7a
F2 447.1依22.0b 93.1依3.4a 26.22依0.19a 90.0依0.7a 9191.3依612.2b
W1 F1 430.7依10.0a 93.9依1.3a 26.93依0.27a 91.5依0.9a 8469.3依632.1b
F2 445.2依6.3a 103.0依4.3a 25.71依0.20b 89.0依0.1a 9774.5依152.1b
W2 F1 427.9依12.0a 96.9依2.9a 26.98依0.24a 89.3依2.2a 9104.9依342.6b
F2 466.2依14.2a 95.3依0.7a 26.53依0.15a 89.4依0.8a 9637.0依245.7b
2011 空育 131 W0 F0 465.0依21.5a 49.4依0.9a 28.41依0.30a 5642.5依410.7a
F1 599.4依47.4b 56.0依3.4ab 27.99依0.20a 7399.2依506.4b
F2 617.1依9.2b 62.6依2.2b 27.89依0.32a 8454.7依134.7b
W1 F0 520.1依21.0a 54.4依1.7a 28.44依0.12a 6565.2依24.8a
F1 644.2依33.9b 57.0依3.3a 27.8依0.19b 8496.5依625.1b
F2 700.5依30.8b 57.6依3.5a 27.5依0.19b 9055.0依273.0b
W2 F0 582.1依24.1a 51.6依1.0a 28.69依0.4a 7003.3依340.8a
F1 616.6依17.2ab 57.4依2.9a 28.08依0.09a 8257.7依283.5b
F2 675.2依26.9b 59.6依3.1a 28.05依0.22a 9547.2依153.3c
龙粳 21 W0 F0 343.5依20.1a 68.9依6.3a 29.05依0.22a 5709.0依126.1a
F1 404.8依23.2ab 70.1依3.0ab 28.52依0.30a 7188.7依400.6b
F2 423.2依14.1b 81.2依6.1b 28.36依0.24a 7443.6依290.6b
W1 F0 355.7依11.1a 67.1依2.6a 29.63依0.12a 5805.3依472.3a
F1 463.1依21.5b 79.7依3.1ab 28.36依0.20b 7923.7依238.6b
F2 426.3依20.1b 88.5依5.8b 28.12依0.13b 8469.8依178.3b
W2 F0 322.0依14.1a 58.1依2.9a 29.30依0.03a 5775.0依63.2a
F1 407.9依3.1b 76.6依5.0b 29.3依0.45a 8515.6依683.2b
F2 426.3依17.1b 84.2依3.5b 29.12依0.11a 9607.5依297.2b
摇 摇 同一品种,同一列数据后相同小写字母表示在 P= 0.05水平上差异不显著;W: 水分条件 F: 肥料处理;同一列数据中字母不同者表示在相
应水分条件下 P= 0. 05 水平上差异显著; : 未观测
摇 摇 水分处理对水稻产量影响显著,均表现出两品
种水层灌溉与间歇灌溉之间产量差异不显著,水层
灌溉、间歇灌溉与雨养处理间差异显著。 空育 131
水层灌溉较雨养产量显著提高 23%、12%,龙粳 21
显著提高 20%、12%。 由此可见,空育 131、龙粳 21
品种在水层灌溉和高氮处理下均具较大增产潜力。
双因子方差分析表明,两年度两品种产量的水氮互
作效应均不显著。
由表 2可见,水稻有效穗数、每穗粒数、千粒重,
随着施氮量的增加而增加。 增加施氮量可以显著地
提高水稻有效穗数、每穗粒数、千粒重。
在施氮水平一致的条件下,雨养处理水稻有效
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穗数、每穗粒数显著降低。 有效穗数、水层灌溉处理
与间歇灌溉处理之间差异不显著,水层灌溉、间歇灌
溉与雨养处理之间有显著性差异。
两年度两品种有效穗数、每穗粒数、千粒重水氮
互作效应均不显著。
2010、2011年度空育 131有效穗数比龙粳 21 有
效穗数分别高 36.7%、50.3%;而龙粳 21 的每穗粒数
比空育 131分别高 61.5%、33%,说明空育 131 分蘖
力强,有效穗数多,而龙粳 21 相比于空育 131 分蘖
力弱,每穗粒数多。
2.5摇 不同水分和氮素处理对水稻氮素利用效率的
影响
由表 3可见在水分条件一致时,随着施氮量的
增加,两品种茎、叶、穗吸氮量、氮肥吸收利用率显著
增加。 空育 131(除成熟期叶氮素积累量)水分处理
间有显著差异,而水氮交互作用(除抽穗期叶氮素积
累量)不显著;氮肥吸收利用率在间歇灌溉与水层处
理条件下无显著差异,二者分别显著高出雨养处理
63%、50%。
表 3摇 不同水分和氮素处理对水稻植株氮素积累量及氮肥利用率的影响
Table 3摇 Effects of water and N condition on nitrogen accumulation and nitrogen recovery efficiency of cold rice
品种
Variety
处理
Treatments
抽穗期吸氮量 / (kg / hm2)
N uptake at heading stage
茎 Stem 叶 Leavf 穗 Spike
成熟期吸氮量 / (kg / hm2)
N uptake at maturity stage
茎 Stem 叶 Leavf 穗 Spike
氮肥吸收
利用率 / %
Nitrogen recovery
efficiency
空育 131 W0 F1 39.2依1.1a 37.8依1.3a 14.0依0.2a 22.5依1.6a 10.3依0.4a 66.7依4.2a 20.9依4.5a
Kongyu131 F2 44.7依1.4b 45.1依1.3b 18.1依0.6b 32.2依0.7b 14.6依1.7a 89.1依5.4b 42.1依4.1b
W1 F1 43.1依2.5a 38.9依0.8a 18.9依0.4a 33.1依0.7a 12.7依0.1a 86.4依6.6a 43.5依1.5a
F2 53.8依3.8a 57.6依1.3b 23.1依1.1b 37.8依0.8b 15.6依0.3b 107.1依1.9b 59.3依1.1b
W2 F1 41.1依0.5a 42.7依0.8a 17.5依0.3a 27.8依0.7a 11.1依0.6a 80.2依5.2a 38.3依4.7a
F2 54.6依0.4b 54.1依0.7b 22.8依0.2b 35.3依2.0b 15.0依0.4b 104.5依3.1b 55.4依3.8b
显著性 W 0.013 0.000 0.000 0.000 0.124 0.004 0.000
F 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
W伊F 0.179 0.000 0.580 0.155 0.680 0.929 0.754
龙粳 21 W0 F1 43.4依1.2a 45.4依1.7a 17.6依0.3a 31.3依0.5a 12.4依0.4a 78.4依3.3a 14.8依5.9a
Longjing21 F2 60.5依1.2b 59.2依2.5b 24.6依0.9b 36.8依2.7a 16.7依0.8b 117.3依2.0b 42.4依3.1b
W1 F1 56.1依1.8a 53.5依1.1a 23.5依0.9a 29.3依0.6a 13.6依0.4a 103.9依2.7a 33.9依7.4a
F2 58.0依1.6a 62.3依1.2b 23.7依1.3a 37.8依1.9b 17.6依1.1b 112.8依2.4a 40.6依6.1a
W2 F1 56.5依2.6a 58.0依0.5a 20.9依1.2a 31.8依0.5a 13.1依0.4a 104.8依4.1a 31.7依1.3a
F2 60.8依1.4a 65.0依1.3b 22.4依0.9a 37.7依1.5b 16.3依0.3b 117.8依1.2a 43.2依3.2b
显著性 W 0.005 0.000 0.059 0.912 0.259 0.001 0.107
F 0.000 0.000 0.003 0.001 0.000 0.000 0.000
W伊F 0.002 0.100 0.009 0.923 0.701 0.000 0.089
摇 摇 龙粳 21抽穗期茎、叶吸氮量及成熟期穗吸氮量
水分处理间有显著差异,氮肥吸收利用率在间歇灌
溉与水层处理条件下无显著差异,二者分别显著高
出雨养处理 24%、31%。 穗吸氮量在抽穗期和成熟
期均有显著互作效应。
3摇 讨论与结论
水氮是水稻生长的主要限制因子,寒地水稻区
多为井灌区,并多采用水层灌溉方式,消耗地下水
多。 本文通过对 2010—2011 年水氮处理对水稻生
长状况及产量的影响分析,认为间歇灌溉及高氮管
理(142—173 kg / hm2)具有较好的增产效应及氮素
利用率。 周明耀[8]在南方稻作区研究认为间歇灌溉
及适当氮素水平(202 kg / hm2)时产量及氮素利用率
均较高,二者结果较为一致。
不同水氮处理条件下,雨养水稻氮素利用率显
著降低,水层处理水分利用率显著降低,所以间歇灌
溉能够使水稻产量不降低的情况下增加水稻氮素利
用效率。 这与前人研究结果一致[13鄄15]。 王绍华[10]
研究也表明施氮量增加,水稻吸氮量增多,氮素利用
9686摇 23期 摇 摇 摇 田亚芹摇 等:不同水分和氮素处理对寒地水稻生育及产量的影响 摇
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率和产谷效率下降;水分胁迫增加,增强了氮肥降低
水稻氮素利用率的效应。 有研究表明[4,16]间歇灌溉
处理使水稻蹲苗稳长,促进根系良好发育和对水分、
养分的吸收,为水稻生长提供了有利条件,而缺水与
缺氮使根分布浅,易早衰,对水稻的生长发育起到胁
迫作用。 因此雨养水稻的生长指标较之水层灌溉显
著降低。 本文得出,在低施氮条件下,水分不足的限
制作用明显,而高施氮则能一定程度上弥补水分的
限制,促进水稻的生长。 当地水稻生产中氮肥作用
大于水分,增加施氮量可以弥补水分限制对水稻的
影响。
本研究表明,增加施氮量能显著地提高水稻有
效穗数、每穗粒数,而水层灌溉处理与间歇灌溉处理
之间二者差异均不显著,雨养水稻有效穗数显著降
低,这造成了不同处理间的产量差异。 这与 Sun
Yongjian[9]研究结果部分相似,本研究比较两品种产
量构成因素可知,空育 131 分蘖力强,有效穗数多,
而龙粳 21相比于空育 131分蘖力弱,每穗粒数多。
与以往寒地水稻研究中水分、氮素单因素研究
相比[17鄄18],本文通过大田试验研究品种、水分、氮素
及水氮互作对水稻生育期、叶面积、地上部干物重及
水稻产量的影响,可深入了解水稻生产中水肥多因
素互相制约、互相影响的问题。 深入探讨水氮互作
效应及合理的水肥管理措施,为生产管理提供理论
依据。 也有研究表明[19],在南方常规施氮量(240
kg / hm2)下干湿交替灌溉对水稻产量无显著差异,但
在高氮(300 kg / hm2)条件下干湿交替灌溉显著提高
了水稻产量,其原因是由于干湿交替使得叶片光合
速率和叶绿素含量下降较少,结实率和粒重增加明
显超过光合作用下降造成的产量损失,产量明显提
高。 寒地水稻区由于土壤土壤肥力较高,当地的施
肥水平在 150 kg / hm2,对于进一步提高施氮水平,间
歇灌溉的产量是否与南方水稻有一致的变化,还有
待研究。
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