全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（１）：２３－５５
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０１０３
收稿日期：２０１３－１２－１８　　　接受日期：２０１４－０６－０６
基金项目：国家自然科学基金（３１１０１１１７）；农业部作物生理生态与耕作重点实验室开放课题（２０１３０３）；国家“十二五”科技支撑计划项目
（２０１１ＢＡｄ１６Ｂ０５，２０１２ＢＡｄ０４Ｂ１３，２０１３ＢＡｄ０７Ｂ１３）；四川省育种攻关专项（２０１１ＮＺ００９８－１５）资助。
作者简介：严奉君（１９８９—），男，重庆丰都人，硕士研究生，主要从事水稻栽培生理研究。Ｅｍａｉｌ：ｙｆｊｕｎ１９８９＠１２６ｃｏｍ
 通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｙｏｎｇｊｉａｎｓ１９８０＠１６３ｃｏｍ；ｍａｊｕｎｐ２００２＠１６３ｃｏｍ
秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及
氮素利用的影响
严奉君，孙永健，马 均，徐 徽，李 癑，杨志远，蒋明金，吕腾飞
（四川农业大学水稻研究所，农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，四川温江 ６１１１３０）
摘要：【目的】在我国稻－麦、稻－油等多熟制区域，富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧，
造成极大浪费和环境污染，与此同时，稻季氮肥投入量却在逐年增加，因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合
施用的理论与技术，对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦２种秸秆覆盖方式下，
３种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响，并探讨其根系生长
与氮素利用及产量间的关系，以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻Ｆ优４９８为
材料，采用两因素裂区试验设计，主区为小麦秸秆覆盖（Ｓ１）、油菜秸秆覆盖（Ｓ２）和无秸秆覆盖（Ｓ０）；副区为氮肥运
筹模式，在１３５ｋｇ／ｈｍ２总施氮量条件下，设置基肥∶蘖肥∶穗肥为５∶３∶２（Ｎ１）；基肥∶蘖肥∶穗肥为３∶３∶４（Ｎ２）；基
肥∶蘖肥∶穗肥为３∶１∶６（Ｎ３）３种氮肥运筹模式，以不施氮肥（Ｎ０）为对照。研究各处理杂交稻在移栽后２０ｄ、移栽
后３０ｄ、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累，水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成
因子以及各时期氮素积累及利用效率，同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】
结果表明，小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、改善根系形态、增加各时期的干物质与氮
素积累，提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下，基肥∶蘖肥∶穗肥（倒４叶龄期施入）为３∶３∶４
（Ｎ２）时，可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控，有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率，
提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率，显著增加稻谷产量，为本试验中最优的氮肥管理模式；而氮肥
后移比例过高（基肥∶分蘖肥∶穗肥运筹比例为３∶１∶６），会限制齐穗期根系的生长，导致稻谷产量及氮肥利用效率
降低。相关性分析表明，秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均
存在显著或极显著的正相关（ｒ＝０３８ ０７８），尤其以齐穗期的根体积与总根长、根干重与氮素累积、产量及
氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长，增加干物质与
氮素积累，提高氮肥利用效率，且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下，氮肥运筹以基肥∶蘖肥∶穗肥为３∶３
∶４时的水稻根系生长旺盛，物质生产能力强，氮肥利用效率最高。因此，小麦秸秆覆盖与基肥∶蘖肥∶穗肥以３∶３
∶４的比例配合的水稻的产量最高，为最优组合。
关键词：秸秆覆盖还田；水稻；根系；氮素利用；产量
中图分类号：Ｓ５１１０６２０１　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０１－００２３－１３
Ｅｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｒｏｏｔ
ｇｒｏｗｔｈａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｙｂｒｉｄｒｉｃｅ
ＹＡＮＦｅｎｇｊｕｎ，ＳＵＮＹｏｎｇｊｉａｎ，ＭＡＪｕｎ，ＸＵＨｕｉ，ＬＩＹｕｅ，ＹＡＮＧＺｈｉｙｕａｎ，ＪＩＡＮＧＭｉｎｇｊｉｎ，ＬＴｅｎｇｆｅｉ
（ＲｉｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｏｐＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｌｏｇｙ
ａｎｄＣｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｉｎＳｏｕｔｈｗｅｓｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｗｅｎｊｉａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１１１３０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｉｎｒｉｃｅｗｈｅａｔｒｏｔａｔｉｏｎ，ｒｉｃｅｒａｐｅｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｍｕｌｔｉｃｒｏｐｐｉｎｇｒｅｇｉｏｎｓｉｎＣｈｉｎａ，ｌａｒｇｅ
ａｍｏｕｎｔｓｏｆｗｈｅａｔｏｒｒａｐｅｓｔｒａｗｏｒｏｔｈｅｒｓｔｒａｗｓｏｆｒｉｃｅｆｏｒｅｒｏｔａｔｉｏｎｃｒｏｐｗｅｒｅｄｉｓｃａｒｄｅｄｏｒｂｕｒｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄ
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
ｓｅｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｗａｓｔｅ．Ｈｅｎｃｅ，ｉｔｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｍｅａｎｉｎｇｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅａｗｉｎｗｉｎｍｏｄｅ
ｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ）ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．ＴｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｅ，
ｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈ，Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｉｎｍａｉｎｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｏｆｈｙｂｒｉｄｒｉｃｅ（Ｆｙｏｕ４９８）ｗｅｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓ
ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｆｉｅｌｄｏｆＲｉｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎ２０１３Ａｓｐｌｉｔ
ｐｌｏｔｄｅｓｉｇｎｗａｓｕｓｅｄ，ｗｉｔｈｔｈｅｍａｉｎｐｌｏｔｓｕｎｄｅｒｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ（Ｓ１），ｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ（Ｓ２）ａｎｄｎｏｓｔｒａｗ
ｍｕｌｃｈ（Ｓ０），ＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｓｓｕｂｐｌｏｔｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｒｅｅＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓｕｎｄｅｒＮ１３５ｋｇ／ｈａｒａｔｅｉｎ
ｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．ＴｈｒｅｅＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｏｎｄｉｆｅｒｅｎｔｓｐｌｉｔｓ：ａ）３ｓｐｌｉｔｓ：５０％ ｂａｓａｌ，３０％ ７ｄａｆｔｅｒ
ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ（７ＤＡＴ），ａｎｄ２０％ ｐａｎｉｃｌｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅａｆａｇｅｓａｔ４ｔｈｌｅａｖｅｓｅｍｅｒｇｅｄｆｒｏｍｔｈｅ
ｔｏｐ（Ｎ１），ｂ）３ｓｐｌｉｔｓ：３０％ ｂａｓａｌ，３０％ ７ＤＡＴ，４０％ ｐａｎｉｃｌｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｔ４ｔｈｌｅａｖｅｓｅｍｅｒｇｅｄｆｒｏｍｔｈｅｔｏｐ
（Ｎ２），ｃ）４ｓｐｌｉｔｓ：３０％ ｂａｓａｌ，１０％７ＤＡＴ，６０％ ｐａｎｉｃｌｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｅｑｕａｌｙａｔ４ｔｈａｎｄ２ｎｄｌｅａｖｅｓｅｍｅｒｇｅｄｆｒｏｍ
ｔｈｅｔｏｐ（Ｎ３），ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｎｏＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（Ｎ０）ｗａｓｓｅｔａｓｃｏｎｔｒｏｌ．Ｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，
ｄｒｙｍａｔｅｒａｎｄＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｄｒｙｍａｔｅｒｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｉｎｓｔｅｍｓａｎｄｓｈｅａｔｈｓ，ａｎｄＮｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎ２０ＤＡＴａｎｄ３０
ＤＡＴａｎｄａｔｔｈｅｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｒｉｐｐｉｎｇｓｔａｇｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｓａｍｏｎｇ
ｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈ，Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｗｅｒｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｇｅｎｅｒａｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＮｕｐｔａｋｅｏｆｒｉｃｅ，ｐｒｏｍｏｔｅｓ
ｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈａｎｄＮｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｃｏｕｌｄ
ａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｒｅｍａｒｋａｂｌｙ，ｂｕｔｎｏｔａｓｍｕｃｈａｓｔｈｅｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．ＡｓｆｏｒｔｈｅＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅＮ３０％ ｂａｓａｌ，３０％７ＤＡＴａｎｄ４０％ ｐａｎｉｃｌｅＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅ（Ｎ２）ｉｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｉｎａｌｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｏｐｔｉｍａｌＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｒｅｇｕｌａｔｅｓｔｈｅｒｏｏｔ
ｇｒｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｅｆｉｃｉｅｎｔｌｙ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｄｒｙｍａｔｅｒｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｉｎｓｔｅｍｓａｎｄｓｈｅａｔｈｓ，ｐｒｏｍｏｔｅｓｔｈｅＮ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＷｈｅｎｔｈｅｐａｎｉｃｌｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏ
６０％，ｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈｉｓｐｏｏｒ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙａｔｔｈｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｎｄＮｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅ
ｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｓａｍｏｎｇｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈ，Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｒｅａｓｆｏｌｏｗｓ：ｕｎｄｅｒｔｈｅ
ｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔ，ｔｏｔａｌｒｏｏｔｖｏｌｕｍｅａｎｄｔｏｔａｌｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈｇｅｎｅｒａｌｙｈａｖｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｏｒｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｎｄｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｎｄＮｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｔｔｈｅ
ｍａｉｎｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅｏｆｒｉｃｅ（ｒ＝０３８ －０７８）．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｏｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｔｒｅａｔｍｅｎｔ，
ｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈ，Ｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｄｒｙｍａｔｅｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ
ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｉｔｈｔｈｅｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄ３０％
ｂａｓａｌ，３０％ ７ＤＡＴａｎｄ４０％ ｐａｎｉｃｌｅＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅ（Ｎ２）ｃｏｕｌｄｒｅｇｕｌａｔｅｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈ，ｐｒｏｍｏｔｅＮ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｒｙｍａｔｅｒａｎｄＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｍｏｒｅｅｆｉｃｉｅｎｔｌｙ．Ａｍｏｎｇａｌ
ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈｗｉｔｈ３０％ ｂａｓａｌ，３０％ ７ＤＡＴａｎｄ４０％ ｐａｎｉｃｌｅＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅ
（Ｎ２）ｉｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ牷ｒｉｃｅ牷ｒｏｏｔ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ牷ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ
　　农作物秸秆中富含大量的矿质营养元素，秸秆
还田对保持土壤水分和提高土壤肥力及农业的可持
续发展有重要作用。目前，我国是世界秸秆总产量
最大的国家，仅２０１１年秸秆总产量就达到了８６３
亿吨，约占世界总产量的３０％［１－３］。而随着农村劳
动力的转移，农民为了抢农时、节约人力，对秸秆的
处理方式通常是以私自焚烧为主，不仅污染环境，同
时也浪费了资源。Ｐａｔｈａｋ等［４］和 Ｋｕｍａｒ等［５］研究
表明，秸秆焚烧后，有机质与氮素几乎没有残留，磷、
钾的残留也仅为７０％左右。同时，随着化肥的广泛
使用，秸秆堆沤制有机肥迅速减少，且人们为追求作
物高产而盲目地增加化肥用量（尤其是氮肥），据
ＦＡＯ的资料，１９６１ １９９９年，全球氮肥用量（以纯
Ｎ计），从１１６×１０６ｔ增加到１１１９×１０６ｔ，增加了
９６倍［６］。目前，我国苏南地区的施氮量已达到３００
ｋｇ／ｈｍ２，而我国化肥氮的利用效率却一直只有３０％
左右［７］。为此在作物秸秆还田、氮肥运筹、提高秸
秆资源化利用与氮肥利用效率，减少环境污染的理
４２
１期　　　 严奉君，等：秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响
论和技术方面已有大量的研究。有研究结果表明，
秸秆还田和合理的氮肥运筹能均衡土壤养分、改善
土壤理化性质和稻米品质、提高稻谷产量和氮肥利
用效率［８－１０］。特别是在秸秆还田配合合理的氮肥
运筹模式下，更能显著提高稻谷产量与水稻的氮肥
利用率，改善稻田土壤理化性质及稻米品质［１１－１２］。
然而，秸秆还田的研究多集中于秸秆翻耕还田
模式，对秸秆覆盖还田的研究较少，并且在秸秆翻耕
还田与秸秆覆盖还田过程中，由于秸秆所处的环境
不同，导致其腐熟及养分释放规律也具有较大的差
异，但秸秆覆盖还田对水稻生长以及氮肥利用效率
的影响与秸秆翻耕还田是否一致，且在油—稻、
麦—稻耕作制度下，油菜秸秆与小麦秸秆覆盖对比
的研究均报道较少，尤其缺乏不同作物秸秆覆盖与
氮肥运筹下水稻根系生长与产量形成及氮素利用效
率关系的研究，且秸秆覆盖与氮肥运筹间是否存在
互作效应，均鲜见报道。为此，本试验在前期研究的
基础上，选用应用广泛且适宜在本地区种植的杂交
中稻Ｆ优４９８为供试材料，研究不同作物秸秆覆盖
与氮肥运筹对杂交稻根系生长、氮肥利用及产量的
影响，并探讨秸秆覆盖与氮肥运筹下杂交稻各生育
时期根系生长与氮素利用效率及产量间的关系，以
期进一步丰富和补充秸秆还田与氮肥运筹的水肥调
控机理，达到保水节肥又高产高效的目的，为油—
稻、麦—稻两熟制地区秸秆还田技术体系提供理论
和实践依据。
１　材料与方法
１１　试验设计
试验于２０１３年在成都温江四川农业大学水稻
所八角村试验田进行，试验区域常年平均气温
１５９℃，降雨量９７２ｍｍ，日照时间１１６８ｈ，相对湿度
８４％。供试品种为Ｆ优４９８（中籼迟熟型杂交稻，生
育期１４５ １５２ｄ）。试验田耕层（０—２０ｃｍ）土壤质
地为砂壤土，含有机质 ２３６５ｇ／ｋｇ，速效氮 １２６１１
ｍｇ／ｋｇ，速效磷２００１ｍｇ／ｋｇ，速效钾１２２８６ｍｇ／ｋｇ，
ｐＨ５８。４月３日播种，旱育秧，５月１９日移栽，采
用前期研究［１３－１４］提出的宽窄行高产栽培方式（宽行
４０ｃｍ、窄行２６７ｃｍ、株距１６７ｃｍ），单株栽插，并
在宽行进行作物秸秆覆盖处理，便于秸秆覆盖还田
操作。试验采用２因素裂区设计，秸秆覆盖还田为
主区，氮肥运筹为副区。
主区设小麦秸秆覆盖（Ｓ１）和油菜秸秆覆盖
（Ｓ２），并设无秸秆覆盖为对照（Ｓ０），两种作物秸秆
均为异地秸秆全部还田。秸秆全部还田量均为研究
区域内小麦秸秆与油菜秸秆的平均产量［１－２］（全田
小麦 秸 秆 ５０００ｋｇ／ｈｍ２，全 田 油 菜 秸 秆 ７０００
ｋｇ／ｈｍ２）。将小麦、油菜秸秆收获后切成５ １０ｃｍ
小段，于水稻移栽后均匀覆盖于宽行间。
副区为在施氮Ｎ１３５ｋｇ／ｈｍ２（尿素，含Ｎ４６％）
（研究区域内常规施氮量为１５０ｋｇ／ｈｍ２，作物秸秆
含氮量为２０ ３０ｋｇ／ｈｍ２）的水平下，设基肥∶蘖肥
∶穗肥比例分别为５∶３∶２（Ｎ１）、３∶３∶４（Ｎ２）、３∶１∶
６（Ｎ３）３种氮肥运筹模式，并设不施氮对照（Ｎ０）。
蘖肥于移栽后７ｄ施用。Ｎ１与 Ｎ２处理的穗肥于倒
４叶期一次性施用，Ｎ３穗肥分别于倒４、倒２叶期分
两次等量施入（前期研究［１３－１４］表明，在穗肥比例超
过４０％以上一次性施入时，其水稻产量及氮肥利用
率均大幅下降）。磷肥（过磷酸钙）施用量为 Ｐ２Ｏ５
９０ｋｇ／ｈｍ２，钾肥 （氯化钾）施用量为 Ｋ２Ｏ１５０
ｋｇ／ｈｍ２，磷、钾肥全部作基肥一次施入。每个处理
３次重复，小区面积为１５４ｍ２，小区间筑埂（宽４０
ｃｍ），并用塑料薄膜包裹，以防串水串肥。按干湿交
替灌溉、中期“够苗晒田”方式进行水分管理，并准
确记载每次灌水量，确保灌水量一致，整个水稻生育
期灌溉水量为４１５０ｍ３／ｈｍ２，其他田间管理按大面
积生产田进行。
１２　测定项目和方法
１２１干物质积累　分别于移栽后２０ｄ及３０ｄ、拔
节期、齐穗期与成熟期，按各小区平均茎蘖数取３
株具有代表性的稻株，分根、茎、叶、穗（齐穗及成
熟期），１０５℃杀青３０ｍｉｎ，在８０℃下烘干直至恒重。
１２２根系形态指标　分别于移栽后２０ｄ及３０ｄ、
拔节期、齐穗期与成熟期，按各小区平均茎蘖数取３
株具有代表性的稻株（以稻株为中心，按２６７ｃｍ×
１６７ｃｍ、深３０ｃｍ土柱取根），分别置于０４ｍｍ孔
径尼龙网袋中用流水冲净，获得完整根系，用 Ｅｐｓｏｎ
Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ１００００ＸＬ扫描仪及 ＷｉｎＲＨＩＺＯＰｒｏｖ．
２００９ｃ分析软件，测定总根长、根尖数、根直径、根
表面积与根体积等根系形态指标。
１２３氮素积累　将１２１中各时期烘干并称重后
的植株茎、叶、穗磨碎成粉，过０２ｍｍ孔径筛，用
浓Ｈ２ＳＯ４和定氮催化剂消煮，用 ＦＯＳＳ８４００凯氏定
氮仪测定氮含量。
１２４考种与计产　成熟期各小区取５株（每株茎
蘖数为各小区的平均茎蘖数）为一个样本，室内考
种，测定穗粒数、实粒数、千粒重，计算结实率等性
状。各小区按实收株数计产。
５２
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
１３　参数计算
氮肥回收利用率（％）＝（施氮区植株总吸氮
量－无氮区植株总吸氮量）／施氮量×１００
氮肥农学利用率（ｋｇ／ｋｇ）＝（施氮区稻谷产量
－无氮区稻谷产量）／施氮量
氮肥生理利用率（ｋｇ／ｋｇ）＝（施氮区产量 －无
氮区产量）／（施氮区植株总吸氮量 －无氮区植株总
吸氮量）
结实期茎鞘干物质转运率（％）＝［（齐穗期茎
鞘干重－成熟期茎鞘干重）／成熟期穗干重］×１００
灌溉水生产力（ｋｇ／ｍ３）＝稻谷产量／灌溉用
水量。
试验数据用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００７、ＤＰＳ６５与
ＳＰＳＳ１７０软件进行处理和分析。
２　结果与分析
２１　秸秆覆盖与氮肥运筹对根系生长的影响
２１１根系干重及根冠比　由表１可见，秸秆覆盖
与氮肥运筹对水稻各时期根干重与根冠比有一定影
响，且秸秆覆盖、氮肥运筹在移栽后３０ｄ至成熟期
对根干重有极显著的影响并具有显著或极显著的互
作效应。随生育进程，秸秆覆盖下各处理根冠比呈
表１　秸秆覆盖与氮肥运筹对根干重、根冠比的影响
Ｔａｂｌｅ１　ＥｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔａｎｄｒｏｏｔｔｏｓｈｏｏｔｒａｔｉｏ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根干重Ｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔ（ｇ／ｐｌａｎｔ） 根冠比Ｒｏｏｔｔｏｓｈｏｏｔｒａｔｉｏ
移栽２０ｄ
２０ＤＡＴ
移栽３０ｄ
３０ＤＡＴ
齐穗期
Ｈｅａｄｉｎｇ
ｓｔａｇｅ
成熟期
Ｒｉｐｅｎｉｎｇ
ｓｔａｇｅ
移栽２０ｄ
２０ＤＡＴ
移栽３０ｄ
３０ＤＡＴ
齐穗期
Ｈｅａｄｉｎｇ
ｓｔａｇｅ
成熟期
Ｒｉｐｅｎｉｎｇ
ｓｔａｇｅ
Ｓ０ Ｎ０ ０．４５ｄ １．３８ｄ ４．１９ｆ ３．０３ｃｄ ０．１８０ａｂｃ ０．１４６ａｂｃ ０．０９９ｃ ０．０４６ｃｄ
Ｎ１ ０．７５ａ １．４４ｂｃｄ ５．２９ｃｄ ３．２６ｂｃ ０．１８３ａｂｃ ０．１２０ｄ ０．１０２ｂｃ ０．０４０ｅｆ
Ｎ２ ０．６３ｂ １．３９ｃｄ ５．０５ｄｅ ３．４４ｂ ０．１６６ａｂｃ ０．１３２ｃｄ ０．０９９ｃ ０．０４２ｅ
Ｎ３ ０．４６ｄ １．４１ｃｄ ４．７５ｅ ３．４６ｂ ０．１５０ｂｃ ０．１３９ｂｃｄ ０．０９５ｃ ０．０４３ｄｅ
　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ ０．５７ １．４０ ４．８２ ３．３０ ０．１７０ ０．１３４ ０．０９９ ０．０４３
Ｓ１ Ｎ０ ０．４６ｄ １．４４ｂｃｄ ４．０７ｆ ２．２４ｅ ０．１８４ａｂｃ ０．１５９ａｂ ０．０９１ｃ ０．０３２ｇ
Ｎ１ ０．６０ｂｃ １．７５ａ ５．５５ｂｃ ３．３７ｂ ０．１６１ａｂｃ ０．１３４ｃｄ ０．０９８ｃ ０．０３８ｆ
Ｎ２ ０．６５ａｂ １．５３ｂ ５．１６ｃｄｅ ４．２２ａ ０．２０５ａｂ ０．１２３ｄ ０．１０２ｂｃ ０．０４７ｂｃ
Ｎ３ ０．５５ｂｃｄ １．８１ａ ４．９９ｄｅ ３．４４ｂ ０．１８３ａｂｃ ０．１６２ａ ０．０９４ｃ ０．０４１ｅｆ
　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ ０．５６ １．６３ ４．９４ ３．３２ ０．１８３ ０．１４５ ０．０９６ ０．０３９
Ｓ２ Ｎ０ ０．４５ｄ １．４２ｃｄ ４．２１ｆ ２．７９ｄ ０．２０７ａ ０．１５７ａｂ ０．１０１ｃ ０．０４２ｅ
Ｎ１ ０．５６ｂｃｄ １．７２ａ ５．９３ａｂ ４．０８ａ ０．１２９ｃ ０．１３３ｃｄ ０．１１４ａｂ ０．０４８ａｂｃ
Ｎ２ ０．６２ｂｃ １．４９ｂｃ ６．２３ａ ４．２４ａ ０．１７４ａｂｃ ０．１２４ｄ ０．１２０ａ ０．０５１ａ
Ｎ３ ０．５１ｃｄ １．５３ｂ ５．２０ｃｄ ４．２３ａ ０．１６０ａｂｃ ０．１３５ｃｄ ０．０９５ｃ ０．０５０ａｂ
　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ ０．５４ １．５４ ５．３９ ３．８４ ０．１６８ ０．１３７ ０．１０７ ０．０４８
Ｆ值 Ｆｖａｌｕｅ
Ｓ １．００ ４５．７９ １４．９２ ３７．０４ ０．７７ ２．３３ １１．６４ ３７．８８
Ｎ １５．７４ ２６．３６ ５２．７０ ９１．６９ １．８５ １０．７７ ４．０６ １４．３２
Ｓ×Ｎ ２．４５ ７．２８ ３．０３ １３．３８ １．２２ １．５０ １．９３ １０．００
　　注（Ｎｏｔｅ）：Ｓ０—无秸秆覆盖Ｎｏｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ１—小麦秸秆覆盖Ｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ２—油菜秸秆覆盖Ｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．ＤＡＴ— Ｄａｙｓａｆｔｅｒ
ｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ．同列数据后不同字母表示处理间在５％水平差异显著 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．， 分别表示在 ００５和００１水平上差异显著 Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ
ｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
６２
１期　　　 严奉君，等：秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响
现逐渐减小的趋势，而根干重有所波动，在生育前
期，秸秆覆盖下各氮肥处理根干重较无秸秆覆盖
（Ｓ０）均有所降低，但在生育中后期，其对水稻根系
的生长却起到了显著的促进作用，各处理根干重均
高于或显著高于Ｓ０下的各处理，根冠比则随各时期
氮肥运筹的不同有所差异，其中Ｓ２下成熟期根干重
与根冠比均显著高于 Ｓ０对应的氮肥运筹处理。从
不同氮肥运筹模式来看，各秸秆覆盖处理下，施氮处
理相对不施氮处理在不同生育时期根干重均呈不同
程度的增加趋势。秸秆覆盖下各氮肥运筹处理根干
重在生育前期随氮肥前移量的增加而有所波动，表
现为，在移栽２０ｄ时，秸秆覆盖下Ｎ１的根干重较Ｎ２
减少８３％ １０７％，但在移栽后３０ｄ及齐穗期时，
Ｎ２的根干重则小于Ｎ１处理；但在其他生育时期 Ｎ２
处理的根干重均高于Ｎ１和Ｎ３处理。
２１２根系的构型参数　从表２可以看出，秸秆覆
盖方式与氮肥运筹对各时期水稻根系生长的影响均
达到显著或极显著水平，且存在显著或极显著的互
作效应。在水稻全生育期，秸秆覆盖下的各处理，各
项根系指标均表现为先增加后减小的趋势。从不同
生育期来看，与 Ｓ０相比，秸秆覆盖对中后期根系各
项指标均有明显或显著的促进作用；但在水稻生育
前期，由于受秸秆腐熟规律差异的影响，Ｓ１、Ｓ２对根
系各项指标的影响均有所差异。
在不同氮肥运筹模式下，两种秸秆覆盖均表现
为在水稻生育前期其根表面积、根直径均随氮肥的
后移而逐渐减小（Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３），但总根长、根体积
则随不同秸秆覆盖而有所不同，在齐穗期、成熟期
总根长与根直径均以 Ｎ２处理最高，其中在成熟期
Ｎ２处理的各根系指标均显著高于其他氮肥处理。
表２　秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻各时期根系构型参数的影响
Ｔａｂｌｅ２　ＥｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｒｏｏｔｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｒｉｃｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
移栽后２０ｄ２０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ 移栽后３０ｄ３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ
总根长
ＴＲＬ
（ｍ）
根直径
ＲＤ
（ｍｍ）
根表面积
ＴＲＳＡ
（ｃｍ２）
根体积
ＴＲＶ
（ｃｍ３）
总根长
ＴＲＬ
（ｍ）
根直径
ＲＤ
（ｍｍ）
根表面积
ＴＲＳＡ
（ｃｍ２）
根体积
ＴＲＶ
（ｃｍ３）
Ｓ０ Ｎ０ ５．３５ｈ １．２２ｂｃｄ ２２７．６ｃ ７．３８ｅ ２３．６７ｅ ０．９９ｆ ７１２．３ｇ ２３．９２ｆ
Ｎ１ １４．７７ａｂｃ １．１５ｂｃｄ ４９８．０ａ １３．３７ｂ ２９．９５ｂ １．０４ｅｆ ９０６．１ｅｆ ２３．７２ｆ
Ｎ２ １２．５１ｃｄｅ １．３０ｂｃ ４９１．３ａ １５．３６ｂ ２３．５２ｅ １．０２ｅｆ ６９５．２ｇｈ １５．３６ｉ
Ｎ３ １３．１０ｃｄ １．１４ｂｃｄ ４７１．０ａ １３．５１ｂ ２３．６９ｅ １．２１ｃ ９０５．６ｅｆ ２８．７２ｅ
　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １１．４３ １．２０ ４２２．００ １２．４１ ２５．２１ １．０７ ８０４．８ ２２．９２
Ｓ１ Ｎ０ ７．３０ｇｈ １．００ｄｅ ２５７．８ｃ ７．２６ｅ ２６．１７ｃｄ １．１４ｄ ８７２．２ｆ １９．９４ｇ
Ｎ１ ９．６０ｆｇ １．６２ａ ４７８．８ａ １９．０３ａ ２９．５７ｂ １．４０ａ １００２．７ｃ ５５．９２ａ
Ｎ２ １３．５４ｂｃｄ １．１１ｃｄｅ ４８６．２ａ １３．９０ｂ ２７．０７ｃ １．２１ｃ ９６４．５ｃｄ ２７．５６ｅ
Ｎ３ １０．４５ｅｆ ０．８９ｅ ３５７．７ｂ １０．０４ｄｅ ２５．３９ｄ １．３６ａｂ １１０２．１ｂ ３９．６４ｂ
　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １０．２２ １．１６ ３９５．１ １２．５６ ２７．０５ １．２８ ９８５．４ ３５．７６
Ｓ２ Ｎ０ ６．８４ｈ １．０８ｃｄｅ ２２３．６ｃ １０．５７ｃｄ ２０．２４ｆ １．０６ｅ ６５６．４ｈ １７．１７ｈ
Ｎ１ １５．９１ａ １．０６ｃｄｅ ５５２．３ａ １５．５７ｂ ３１．４１ａ １．３２ｂ １２４５．９ａ ５４．９２ａ
Ｎ２ １５．８２ａｂ １．０６ｃｄｅ ５１０．６ａ １３．１１ｂｃ ３０．７９ａｂ １．０７ｅ ９７５．４ｃｄ ３３．０４ｄ
Ｎ３ １２．４４ｄｅ １．３６ｂ ５３７．５ａ １９．９３ａ ２６．３４ｃｄ １．２３ｃ ９３０．６ｄｅ ３７．４９ｃ
　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １２．７５ １．１４ ４５６．００ １４．７９ ２７．２０ １．１７ ９５２．１ ３２．３２
Ｆ值 Ｆｖａｌｕｅ
Ｓ １０．５６ ０．６３ ４．１５ ７．６５ ２４．９１ １１７．７１ １５９．７５ ８０３．０１
Ｎ ５７．７１ ２．５２ ５４．４０ ３６．６３ １３４．７７ ８６．４５ ２２６．４９ １３０７．１６
Ｓ×Ｎ ５．８７ ７．９４ ２．４２ １１．０１ ３３．５９ １１．０７ ６１．８３ ２９９．６２
７２
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
续表２　Ｔａｂｌｅ２ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
齐穗期Ｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ 成熟期Ｒｉｐｅｎｉｎｇｓｔａｇｅ
总根长
ＴＲＬ
（ｍ）
根直径
ＲＤ
（ｍｍ）
根表面积
ＴＲＳＡ
（ｃｍ２）
根体积
ＴＲＶ
（ｃｍ３）
总根长
ＴＲＬ
（ｍ）
根直径
ＲＤ
（ｍｍ）
根表面积
ＴＲＳＡ
（ｃｍ２）
根体积
ＴＲＶ
（ｃｍ３）
Ｓ０ Ｎ０ ９５．４３ｆ ０．７５ｄ ２１８８．８ｅ ４０．４４ｅｆ ６０．０５ｆ ０．６７ｅ １６５７．２ｆｇ ２９．２５ｅｆ
Ｎ１ ７６．９４ｇ １．５３ａ １９０８．５ｆ ３７．８１ｆ ７４．９１ｄｅ ０．９５ａ １７３６．２ｆｇ ４０．６５ｃ
Ｎ２ １１７．５２ｃｄ １．５５ａ ２９５１．３ｂｃ ５９．５０ｂｃ １０４．６３ｂ ０．７５ｃｄ ２５２７．８ｃ ４９．０５ｂ
Ｎ３ １１１．２２ｄｅ １．４７ａｂ ２６４６．４ｄ ５０．４５ｄ ８８．６０ｃ ０．７０ｄｅ ２０７６．５ｄｅ ３８．７９ｃ
　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １００．２８ １．３３ ２４２３．８ ４７．０５ ４７．０５ ０．７６ １９９９．４ ３９．４４
Ｓ１ Ｎ０ ８２．７４ｇ ０．８０ｄ ２０４９．１ｅｆ ４０．４１ｅｆ ５９．９９ｆ ０．５９ｆ １５７６．０ｇ ３３．４６ｄｅ
Ｎ１ １３９．３４ａ １．５０ａｂ ３３９４．４ａ ６６．１０ａ ７７．８６ｄ ０．７１ｄｅ １８８９．８ｅｆ ３６．５１ｃｄ
Ｎ２ １１８．２７ｃｄ １．４９ａｂ ２９３９．１ｂｃ ５８．９４ｃ １１６．８４ａ ０．８６ｂ ２９２０．５ｂ ５８．３５ａ
Ｎ３ １１４．２２ｄ １．４８ａｂ ２７８３．９ｃｄ ５４．１８ｄ ６８．０１ｅｆ ０．７０ｄｅ １５５６．０ｇ ２８．３４ｆ
　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １１３．６４ １．３９ ２７９１．６ ５４．９１ ５４．９１ ０．７１ １９８５．６ ３９．１７
Ｓ２ Ｎ０ ９５．４３ｆ ０．７５ｄ ２１８８．８ｅ ４０．４４ｅｆ ６０．０５ｆ ０．６７ｅ １６５７．２ｆｇ ２９．２５ｅｆ
Ｎ１ ７６．９４ｇ １．５３ａ １９０８．５ｆ ３７．８１ｆ ７４．９１ｄｅ ０．９５ａ １７３６．２ｆｇ ４０．６５ｃ
Ｎ２ １１７．５２ｃｄ １．５５ａ ２９５１．３ｂｃ ５９．５０ｂｃ １０４．６３ｂ ０．７５ｃｄ ２５２７．８ｃ ４９．０５ｂ
Ｎ３ １１１．２２ｄｅ １．４７ａｂ ２６４６．４ｄ ５０．４５ｄ ８８．６０ｃ ０．７０ｄｅ ２０７６．５ｄｅ ３８．７９ｃ
　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １１１．４２ １．３７ ２７５６．８ ６２．８６ ５４．６０ ０．７８ ２７６７．００ ４６．９８
Ｆ值 Ｆｖａｌｕｅ
Ｓ ２８．２３ １２．４０ ３５．７２ ４１．９８ ２８．３３ ６．６９ １０９．１６ ２５．０８
Ｎ ７２．４２ ３３０．２０ ８０．４７ ９１．４２ １１６．７３ ４１．１６ １９９．２６ １０３．８１
Ｓ×Ｎ ４３．１２ １．７０ ３４．２９ ３４．１３ ６．３３ １９．０６ ２２．８６ １４．０７
　　注（Ｎｏｔｅ）：Ｓ０—无秸秆覆盖Ｎｏｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ１—小麦秸秆覆盖Ｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ２—油菜秸秆覆盖Ｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．ＴＲＬ—Ｔｏｔａｌｒｏｏｔ
ｌｅｎｇｔｈ；ＲＤ—Ｒｏｏｔｄｉａｍｅｔｅｒ；ＴＲＳＡ—Ｔｏｔａｌｒｏｏｔｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ；ＴＲＶ—Ｔｏｔａｌｒｏｏｔｖｏｌｕｍｅ．同列数据后不同字母表示处理间在５％水平差异显著Ｖａｌｕｅｓ
ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．， 分别表示在００５和００１水平上差异显著
Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
表明秸秆覆盖下Ｎ２的氮肥运筹模式可促进杂交稻
各生育时期根系的平稳生长，从而保障了各时期杂
交稻地上部的生长以及产量的形成。其中以 Ｓ１Ｎ２
和Ｓ２Ｎ２对杂交稻各时期根系形态指标的促进作用
最为明显。
２２　秸秆还田与氮肥运筹对干物质积累及茎鞘物
质转运的影响
秸秆覆盖、氮肥运筹对杂交稻各时期干物质积
累均具有显著或极显著影响（表３）。秸秆覆盖显著
提高了各氮肥运筹模式下花后期干物质的积累量，
提高幅度达０５％ １３５％。而在各时期的干物质
积累由于受秸秆覆盖的影响而有所差异，与 Ｓ０相
比，Ｓ１下各处理各时期的干物质积累均显著提高；
而在Ｓ２下，在移栽后３０ｄ到齐穗期其干物质积累
量与Ｓ０各处理差异不大，但在其他生育阶段干物质
积累量均显著高于 Ｓ０下的对应处理。秸秆覆盖下
各氮肥运筹模式的干物质积累量为：在 Ｓ１下，各氮
肥运筹模式在生育前期的干物质积累量差异不大，
但在齐穗期到成熟期 Ｎ１、Ｎ２处理的干物质积累量
均显著高于Ｎ３处理；Ｓ２下，各氮肥运筹模式在移栽
后２０ ３０ｄ、齐穗期 成熟期的干物质积累量均随
氮肥后移量的增加逐渐减少。
而在茎鞘干物质转运方面，秸秆覆盖下茎鞘干
物质输出率与无秸秆覆盖（Ｓ０）相比，差异较小，但
８２
１期　　　 严奉君，等：秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响
茎鞘干物质的输出率与转运率均较 Ｓ０有所降低。
而秸秆覆盖下各氮肥运筹模式的茎鞘干物质输出率
则随不同的秸秆覆盖而有所差异，在 Ｓ１下，茎鞘干
物质输出量与输出率均为Ｎ２＞Ｎ３＞Ｎ１，茎鞘干物质
转运率则是Ｎ１高于 Ｎ２、Ｎ３处理。Ｓ２下，茎鞘干物
质输出量、输出率与转运率均以Ｎ２处理最高，茎鞘
干物质输出量与输出率分别比 Ｎ１提高了１８９％、
１２８％，比Ｎ３提高了１３０％、１２７％。
表３　秸秆还田与氮肥运筹对杂交稻各生育阶段干物质积累与结实期茎鞘干物质转运的影响
Ｔａｂｌｅ３　ＥｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｔｅａｃｈｇｒｏｗｉｎｇ
ｓｔａｇｅａｎｄｄｒｙｍａｔｅｒｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｉｎｓｔｅｍｓａｎｄｓｈｅａｔｈｓａｔｔｈｅｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
各时期干物质积累量（ｔ／ｈｍ２）
Ｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｔｅａｃｈｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ
移栽后２０
３０ｄ
２０－３０ＤＡＴ
移栽后３０ｄ
齐穗期
３０ＤＡＴ－ＨＳ
齐穗
成熟期
ＨＳ－ＲＳ
结实期茎鞘物质转运
Ｄｒｙｍａｔｅｒｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｉｎｓｔｅｍｓａｎｄｓｈｅａｔｈｓ
输出量
Ｏｕｔｐｕｔｗｅｉｇｈｔ
（ｔ／ｈｍ２）
转运率
Ｔｒａｎｓｐ．ｐｅｒｃ．
（％）
输出率
Ｏｕｔｐｕｔｐｅｒｃ．
（％）
Ｓ０ Ｎ０ １２４ｄｅ ５９５ｄ ４１３ｆ ２８６ａｂ ３８１１ａ ４８１１ａ
Ｎ１ １３７ｂｃｄｅ ７２４ａｂ ５３７ｄ ２７０ｂｃ ３１４２ｂｃ ４０７３ｂｃｄ
Ｎ２ １２９ｃｄｅ ７２６ａｂ ５４１ｄ ２７５ａｂｃ ３１２８ｂｃ ４１６５ｂｃ
Ｎ３ １２７ｃｄｅ ７２０ａｂ ５５１ｄ ２８４ａｂｃ ３２４０ｂ ４２４３ｂ
　　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １２９ ６９１ ５１０ ２７９ ３３３０ ４３２３
Ｓ１ Ｎ０ １１９ｅ ６４１ｃｄ ４５９ｅ ３１０ａ ３８９５ａ ４９８７ａ
Ｎ１ １６８ａ ７７１ａｂ ６０９ａｂ ２７４ａｂｃ ２８５５ｃｄ ３８５５ｄ
Ｎ２ １６６ａ ７８５ａ ６１４ａ ２８９ａｂ ２９４０ｂｃｄ ４０６１ｂｃｄ
Ｎ３ １４８ａｂｃ ７５１ａｂ ５５５ｃｄ ２７９ａｂｃ ３０７７ｂｃｄ ４２２０ｂｃ
　　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １５０ ７３７ ５５９ ２８８ ３１９２ ４２８１
Ｓ２ Ｎ０ １２４ｄｅ ５８５ｄ ４３０ｅｆ ２８３ａｂｃ ３７７８ａ ４８５５ａ
Ｎ１ １５５ａｂ ７０２ｂｃ ５９７ａｂｃ ２４９ｃ ２７６２ｄ ３７９５ｄ
Ｎ２ １５２ａｂ ７２５ａｂ ５６６ｂｃｄ ２９６ａｂ ３２２４ｂ ４３１０ｂ
Ｎ３ １４５ｂｃｄ ７６１ａｂ ５５４ｃｄ ２６２ｂｃ ２９５８ｂｃｄ ３９４４ｃｄ
　　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ １４４ ６９３ ５３７ ２７２ ３１８１ ４２２６
Ｆ值 Ｆｖａｌｕｅ
Ｓ ９５４ ３６９ ８７６ １２８ １４４ ０９０
Ｎ １１６４ １８３５ ５１６７ ２６３ ２５３５ ５０７３
Ｓ×Ｎ １８１ ０５０ １２６ ０７１ ０９７ ２０１
　　注（Ｎｏｔｅ）：Ｓ０—无秸秆覆盖Ｎｏｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ１—小麦秸秆覆盖Ｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ２—油菜秸秆覆盖Ｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．２０－３０ＤＡＴ—２０
ｔｏ３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ．３０ＤＡＴ－ＨＳ—３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｔｏｔｈｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ．ＨＳ－ＲＳ—Ｔｈｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅｔｏｔｈｅｒｉｐｅｎｉｎｇｓｔａｇｅ．
同列数据后不同字母表示处理间在５％水平差异显著Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％
ｌｅｖｅｌ．， 分别表示在００５和００１水平上差异显著Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
２３　秸秆覆盖与氮肥运筹对水稻主要生育期氮素
吸收及氮肥利用率的影响
表４显示，秸秆覆盖、氮肥运筹对水稻各生育
阶段氮素积累与氮素利用率均有一定的影响。与
Ｓ０相比，秸秆覆盖均在一定程度上提高了各氮肥运
筹模式在各时期的氮素累积量、氮素农学利用率与
氮素回收利用率，其中氮素总积累量增幅为２０％
１１８％，但氮素生理利用率下降了５９％ １３５％。
９２
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
比较Ｓ１和 Ｓ２处理，Ｓ１下各氮肥运筹模式在齐穗期
前的氮素累积量均高于Ｓ２下的相应各处理，但齐穗
至成熟期氮素累积量均低于 Ｓ２；而在总氮素积累量
与氮肥利用率方面，Ｓ１下的各氮肥运筹模式除氮肥
生理利用率以及齐穗至成熟期氮素积累量有所降低
外，Ｓ１各处理的总氮素积累量、氮肥农学利用率均
高于Ｓ２的相应各处理。
不同秸秆覆盖下，随着氮肥比例后移量的增加，
齐穗至成熟期氮积累、氮素生理利用率、总吸氮
量、氮肥回收利用率以及农学利用率均先增加后减
小；而移栽后２０ ３０ｄ氮积累量与移栽后３０ｄ
齐穗期氮积累量分别表现为逐渐减小与逐渐增加的
趋势。表明秸秆覆盖能够有效地增加水稻各时期的
氮积累量及氮肥利用率。同时秸秆覆盖与合理的氮
肥运筹模式相配合，更能够显著地提高各生育时期
的氮素积累及氮肥利用率。小麦秸秆、油菜秸杆覆
表４　秸秆覆盖与氮肥运筹对水稻氮素累积及利用的影响
Ｔａｂｌｅ４　ＥｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎＮｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｉｃｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
各生育阶段氮积累量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｎｕｐｔａｋｅａｔｖａｒｉｏｕｓｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ
氮肥利用效率（％）
Ｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ
移栽后
２０ ３０ｄ
２０－３０ＤＡＴ
移栽后３０ｄ
齐穗期
３０ＤＡＴ－ＨＳ
齐穗
成熟期
ＨＳ－ＲＳ
总吸氮量
ＴｏｔａｌＮ
ｕｐｔａｋｅ
氮素生理
利用率
ＮＰＥ
氮肥回收
利用率
ＮＲＥ
氮肥农学
利用率
ＮＡＥ
Ｓ０ Ｎ０ ２３．４４ｃｄ ６３．７６ｅ １０．６５ｅ １０７．０６ｅ
Ｎ１ ３３．２７ａｂ １０４．６０ｃｄ １１．６２ｄｅ １７４．３２ｄ １９．１７ａｂ ４９．８２ｃ ９．５４ｄ
Ｎ２ ２４．９５ｃ １１５．２０ａｂｃ １５．９８ｂｃｄｅ １７８．５７ｄ １８．７８ａｂ ５２．９７ｃ ９．９４ｃｄ
Ｎ３ ２５．４５ｃ １２５．２０ａ ２０．９０ａｂｃｄ １８７．９６ｃ １８．４７ａｂｃ ５９．９３ｂ １１．０４ｂ
　　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ ２６．７８ １０２．１９ １４．７９ １６１．９７ １８．８１ ５４．２４ １０．１７
Ｓ１ Ｎ０ １９．７２ｄｅ ６６．３８ｅ １２．８６ｃｄｅ １１０．０５ｅ
Ｎ１ ３８．３３ａ １１０．７４ｂｃｄ ２１．４５ａｂｃ １９４．５０ａｂ １７．０１ａｄｅ ６３．０４ａｂ １０．７１ｂｃ
Ｎ２ ３２．５１ｂ １１９．９７ａｂ ２５．２１ａｂ １９７．８３ａ １７．７３ｂｃｄ ６５．５２ａ １１．５６ａｂ
Ｎ３ ３１．６１ｂ １２５．９８ａ １７．１１ｂｃｄｅ １９１．６６ｂｃ １６．２７ｄｅ ６０．９５ａｂ ９．９１ｃｄ
　　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ ３０．５４ １０５．７７ １９．１６ １７３．５１ １７．００ ６３．１７ １０．７３
Ｓ２ Ｎ０ １６．５１ｅ ６５．０７ｅ １７．０７ｂｃｄｅ １０９．６６ｅ
Ｎ１ ３２．４０ｂ １０２．７６ｄ ２４．３０ａｂ １９１．４５ｂｃ １７．９５ｂｃ ６０．５９ａｂ １０．８６ｂ
Ｎ２ ３０．９６ｂ １１３．８１ｂｃ ２６．９９ａ １９３．４９ａｂｃ １９．５８ａ ６２．１０ａｂ １２．１５ａ
Ｎ３ ２２．６５ｃｄ １２０．６４ａｂ ２６．６６ａ １９１．５６ｂｃ １６．１５ｅ ６０．６７ａｂ ９．７７ｄ
　　　　均值Ａｖｅｒａｇｅ ２５．６３ １００．５７ ２３．７５ １７１．５４ １７．８９ ６１．１２ １０．９３
Ｆ值 Ｆｖａｌｕｅ
Ｓ ７．６３ １．７４ ６．７６ ３４．３６ ９．２３ ２２．０８ ４．８７
Ｎ ３２．８９ １２７．４２ ４．２２ １０８７．６７ ８．６８ ２．１９ ８．９６
Ｓ×Ｎ ３．１６ ０．２０ ０．９０ ５．６６ ２．４７ ４．４１ ３．７９
　　注（Ｎｏｔｅ）：Ｓ０—无秸秆覆盖Ｎｏｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ１—小麦秸秆覆盖Ｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ２—油菜秸秆覆盖Ｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．２０－３０ＤＡＴ—２０
ｔｏ３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ；３０ＤＡＴ－ＨＳ—３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｔｏｔｈｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ；ＨＳ－ＲＳ—Ｔｈｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅｔｏｔｈｅｒｉｐｅｎｉｎｇｓｔａｇｅ．
ＮＰＥ—Ｎｉｔｒｏｇｅｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＮＲＥ—Ｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＮＡＥ—Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｇｒｏｎｏｍｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．同列数据后不同字母表示处理间在
５％水平差异显著Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．， 分别表示在００５和
００１水平上差异显著Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
０３
１期　　　 严奉君，等：秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响
盖在Ｎ２氮肥运筹模式下，其各时期氮素积累及氮肥
利用率均具有显著的优势。
２４　秸秆覆盖与氮肥运筹对稻谷产量及其构成因
素的影响
表５结果表明，秸秆覆盖、氮肥运筹对稻谷产
量均有极显著的影响。不同氮肥运筹模式下，与 Ｓ０
相比，秸秆覆盖均表现为增产效应，且小麦秸秆覆盖
平均增产效应高于油菜秸秆覆盖，其中小麦秸秆覆
盖的增产幅度为４７％ ９４％，油菜秸秆覆盖的增
产幅度为０６％ ６５％。而同种秸秆覆盖下，随氮
肥穗肥后移量的增加其增产幅度均表现为 Ｎ２＞Ｎ１
＞Ｎ３（Ｎ２显著高于 Ｎ３）。表明秸秆覆盖下，氮肥穗
肥比例的适当提高能够起到一定的增产作用，以 Ｎ２
运筹模式最佳（与 Ｓ０Ｎ２相比，Ｓ１Ｎ２与 Ｓ２Ｎ２分别增
产９４％、６５％），尤以Ｓ１Ｎ２的增产效应最好。
表５　秸秆覆盖与氮肥运筹对稻谷产量及灌溉水生产力的影响
Ｔａｂｌｅ５　ＥｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒａｗｍｕｌｃｈａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｇｒａｉｎｙｉｅｌｄａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｉｃｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
有效穗
Ｅｆｅｃｔｉｖｅｐａｎｉｃｌｅｓ
（×１０４／ｈｍ２）
穗粒数
Ｓｐｉｋｅｌｅｔｓ
（Ｎｏ．／ｐａｎｉｃｌｅ）
结实率
Ｓｅｅｄｓｅｔｉｎｇｒａｔｅ
（％）
千粒重
１０００ｇｒａｉｎｗｔ．
（ｇ）
实际产量
Ｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
灌溉水生产力
Ｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ
（ｋｇ／ｍ３）
Ｓ０ Ｎ０ １３１９０ｆ １７０６３ｄ ９６５３ａ ３１７１ｂ ６７１８６７ｉ １６２ｉ
Ｎ１ １５８６０ｂｃｄ １７２５８ｃｄ ９４８９ａｂ ３１７２ｂ ８００５９７ｆ １９３ｆ
Ｎ２ １５５６０ｃｄ １７２６５ｃｄ ９４１５ｂ ３２６９ａ ８０６１１６ｅｆ １９４ｅｆ
Ｎ３ １５１８０ｄｅ １７９５１ａｂｃ ９４０９ｂ ３２４２ａ ８２０９０４ｄｅｆ １９８ｄｅｆ
　　平均 Ａｖｅｒａｇｅ １４９４７ １７３８４ ９５１２ ３２１４ ７７４８７１ １８７
Ｓ１ Ｎ０ １３８３０ｆ １７７８７ｂｃｄ ９４７８ａｂ ３１３２ｂｃ ７２５９３３ｇ １７５ｇ
Ｎ１ １６８２０ａｂ １８１３４ａｂ ９１３２ｄ ３１５５ｂｃ ８７０５３４ａｂ ２１０ａｂ
Ｎ２ １７０００ａ １７８５７ｂｃｄ ９３５７ｂｃ ３２２６ａ ８８２００４ａ ２１３ａ
Ｎ３ １５５８０ｃｄ １８３０７ａｂ ９３６７ｂ ３２２９ａ ８５９７５４ｂｃ ２０７ｂｃ
　　平均 Ａｖｅｒａｇｅ １５８０８ １８０２１ ９２８４ ３１８６ ８３４５５６ ２０１
Ｓ２ Ｎ０ １４１２０ｅｆ １７７０９ｂｃｄ ９４０２ｂ ３１１９ｃ ６９４１５４ｈ １６７ｈ
Ｎ１ １６８００ａｂ １８２４５ａｂ ８８９６ｅ ３１２１ｃ ８４０８０９ｃｄ ２０３ｃｄ
Ｎ２ １６４２０ａｂｃ １８２６８ａｂ ９４０８ｂ ３１７３ｂ ８５８２３０ｂｃ ２０７ｂｃ
Ｎ３ １５６２０ｃｄ １８７０６ａ ９１５８ｃｄ ３１５７ｂｃ ８２６０９７ｄｅ １９９ｄｅ
　　平均 Ａｖｅｒａｇｅ １５７４ １８２３２ ９２６６ ３１４３ ８０４８２３ １９４
Ｆ值 Ｆｖａｌｕｅ
Ｓ ４５４ ４５７ ２９２ ２４１ ６５６ ４５３
Ｎ ２４１６ １９４ ２３２ ３２５ ２８５１ １９３１
Ｓ×Ｎ ０３３ ０１３ ０６１ ０６２ ０２２ ０４３
　　注（Ｎｏｔｅ）：Ｓ０—无秸秆覆盖Ｎｏｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ１—小麦秸秆覆盖Ｗｈｅａｔｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ；Ｓ２—油菜秸秆覆盖Ｒａｐｅｓｔｒａｗｍｕｌｃｈ．同列数据后不同
字母表示处理间在５％水平差异显著Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ｌｅｖｅｌ．，分
别表示在００５和００１水平上差异显著Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
　　由表５还可看出，秸秆覆盖、氮肥运筹对水稻
各产量构成因子及灌溉水生产力也均有一定的影
响。不同秸秆覆盖之间，其有效穗数、穗粒数及灌
溉水生产力均为 Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ０，而结实率与千粒重除
在Ｎ１处理下 Ｓ０＞Ｓ１＞Ｓ２外，其他处理均为 Ｓ０＞Ｓ２
＞Ｓ１。而在不同氮肥运筹模式下，两种秸秆对各产
量因子与灌溉水生产力的影响有所差异。在 Ｓ１处
理下，随氮肥后移比例的增加其有效穗与灌溉水生
１３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
产力先增加后减小；穗粒数先减少后增加；结实率与
千粒重则呈逐渐增加的趋势。而 Ｓ２处理表现为除
有效穗数随氮肥后移比例的增加而有所减少外，其
他各因子均呈先增加后减少的趋势。表明秸秆覆盖
与氮肥运筹均能够对水稻各产量构成因子（特别是
有效穗、穗粒数与千粒重）有一定程度的调节作用，
从而最终达到水稻高产与灌溉水高效利用的目的。
２５　根系生长与氮肥吸收利用以及产量的关系
由表６可以看出，产量与各生育时期根干重、
总根长以及根体积均呈极显著的正相关关系，而与
各时期的根冠比除在移栽后３０ｄ有显著的负相关
外（ｒ＝－０４３），与其他各时期均无显著相关性。
总氮素积累量与各生育时期根干重、根体积与总根
长呈显著或极显著的正相关，与成熟期根冠比呈显
著正相关（ｒ＝０３８），与移栽后３０ｄ根冠比呈极显
著负相关（ｒ＝－０５０），而与其他各时期根冠比
无显著相关性。
表６　根系生长与氮肥吸收利用以及产量的相关性分析
Ｔａｂｌｅ６　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｏｏｔｇｒｏｗｔｈａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｇｒａｉｎｙｉｅｌｄｏｆｒｉｃｅ
生育期
Ｇｒｏｗｔｈ
Ｓｔａｇｅ
指标
Ｉｎｄｅｘ
各时期氮素积累量Ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅａｔｅａｃｈｓｔａｇｅ
移栽后２０ ３０ｄ
２０－３０ＤＡＴ
移栽后３０ｄ 齐穗期
３０ＤＡＴ－ＨＳ
齐穗 成熟期
ＨＳ－ＲＳ
总氮积累量
ＴｏｔａｌＮ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
产量
Ｇｒａｉｎ
ｙｉｅｌｄ
氮素回
收利用率
ＮＵＥ
移栽后２０ｄ
２０ＤＡＴ
根干重ＴＤＷ ０４６ ０３７ ０１９ ０４７ ０４９ －０４２
根冠比ＲＳＲ －０２１ －０２２ ００６ －０２９ －０２０ －００８
总根长ＴＲＬ ０４６ ０６７ ０５３ ０７７ ０７１ －０２０
根体积ＴＲＶ ０３６ ０６２ ０５２ ０６８ ０６２ －００２
移栽后３０ｄ
３０ＤＡＴ
根干重ＴＤＷ ０５４ ０３７ ０３０ ０４８ ０５８ ０３５
根冠比ＲＳＲ －０５３ －０３９ －０１７ －０５０ －０４３ ０１１
总根长ＴＲＬ ０６８ ０３４ ０２８ ０５５ ０６０ ０１２
根体积ＴＲＶ ０６３ ０３９ ０３９ ０５８ ０６０ ０４９
齐穗期
Ｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ
根干重ＴＤＷ ０７４ ０６１ ０３９ ０７８ ０７５ ０２３
根冠比ＲＳＲ ０３１ ００４ ００８ ０２０ ０１５ ００３
总根长ＴＲＬ ０５５ ０５５ ０４８ ０６７ ０７０ ０６３
根体积ＴＲＶ ０４８ ０６５ ０６０ ０７４ ０７５ ０５３
成熟期
Ｒｉｐｅｎｉｎｇｓｔａｇｅ
根干重ＴＤＷ ０４４ ０６７ ０７０ ０７７ ０７２ ０４８
根冠比ＲＳＲ ０１０ ０３３ ０５９ ０３８ ０２９ ０３２
总根长ＴＲＬ ０２８ ０６３ ０５４ ０６８ ０６４ ０３０
根体积ＴＲＶ ０２１ ０４９ ０５９ ０５６ ０５５ ０１５
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＤＡＴ—Ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ；ＴＤＷ—Ｒｏｏｔｄｒｙｗｅｉｇｈｔ；ＲＳＲ—Ｒｏｏｔｔｏｓｈｏｏｔｒａｔｉｏ；ＴＲＬ—Ｔｏｔａｌｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈ；ＴＲＶ—Ｔｏｔａｌｒｏｏｔ
ｖｏｌｕｍｅ．２０－３０ＤＡＴ—２０ｔｏ３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ；３０ＤＡＴ－ＨＳ—３０ｄａｙｓａｆｔｅｒｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｔｏｔｈｅｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ．ＨＳ－ＲＳ—Ｔｈｅｈｅａｄｉｎｇ
ｓｔａｇｅｔｏｔｈｅｒｉｐｅｎｉｎｇｓｔａｇｅ；ＮＵＥ—Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．， 分别表示在００５和００１水平上差异显著 Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ
００５ａｎｄ００１ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
　　各生育期水稻根系生长与氮素积累量的相关性
为：移栽后２０ ３０ｄ氮素积累量与移栽后２０ｄ的
根干重、总根长均呈显著正相关（均为 ｒ＝０４６）；
移栽后２０ｄ的根体积与总根长、移栽后３０ｄ的根
体积、齐穗期和成熟期的总根长、根体积和根干重
与各时期的氮素积累均呈显著或极显著的正相关关
系。而移栽后３０ｄ根冠比与移栽后２０ ３０ｄ、移
栽后３０ｄ 齐穗期氮素积累量呈极显著与显著负
相关（分别为 ｒ＝－０５３与 －０３９）。在根系生
长与氮素回收利用率的关系方面，氮素回收利用率
与移栽后 ２０ｄ的根干重呈显著负相关（ｒ＝
－０４２），而与根冠比、根体积与总根长均有一定
２３
１期　　　 严奉君，等：秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响
的负相关关系，但均不显著；与移栽后３０ｄ根体积、
齐穗期总根长与根体积以及成熟期根干重均具有极
显著的正相关（ｒ分别为０４９、０６３、０５３
与０４８）。
３　讨论
３１　秸秆还田与氮肥运筹对水稻根系生长的影响
前人研究结果表明，还田秸秆（特别是在秸秆
快速腐熟阶段）分解过程中分离出大量的丁酸等化
感化合物对水稻根系具有毒害和抑制作用［１５－１６］。
本试验研究显示，在移栽后２０ｄ时，秸秆覆盖下各
处理的根干重等均低于Ｓ０，但从移栽后３０ｄ开始水
稻根干重等根系各项指标开始逐渐高于 Ｓ０，进一步
证明秸秆覆盖在水稻生育前期对根系生长有一定的
抑制作用。但在水稻整个生育时期中，秸秆覆盖对
水稻根系生长具有显著促进的作用［１５］，并且在水稻
生育后期起到了营养补充以及较厚的覆盖层起到保
水保温作用，进而促进了水稻后期的根系生长。
本研究还发现，秸秆覆盖下不同氮肥运筹对水
稻根系生长也存在显著影响，前期施肥量大的Ｎ１处
理虽然能够有效地降低在水稻生育前期由于秸秆腐
熟引起的对根系生长的抑制作用，并增加了水稻根
干重、总根长、根表面积以及根体积等，但其却导
致了生育中后期的营养供应不足，从而引起根系的
早衰；而重施穗肥的Ｎ３处理虽然前期由于秸秆腐熟
引起的对水稻根系的生长抑制作用较轻，而后期氮
肥的大量施用可以促进水稻根系的快速生长，但由
于前期氮肥施用不足以及秸秆腐熟引起的“争肥现
象”，导致根冠比失衡，最终影响了产量的形成；而
Ｎ２处理，在水稻生育前期，虽然也存在秸秆腐熟对
水稻根系产生的抑制作用，在生长的中后期，由秸秆
腐熟释放的养分以及无机氮肥的适量补充，促进了
水稻根系的生长，有利于水稻穗部的发育和籽粒灌
浆结实，从而提高了籽粒产量。
３２　秸秆还田与氮肥运筹对水稻干物质积累及转
移的影响
前人在秸秆还田与氮肥运筹对水稻干物质积累
影响方面的研究较多，但结论不一。有研究表明，在
秸秆腐熟过程中，大量微生物的繁殖与对秸秆的分
解会消耗土壤中大量的氮素［１６］，引起与作物生长对
氮素的竞争，造成对作物的氮素供应不足，从而影响
作物生长，同时作物秸秆的腐熟速率均为“前快后
慢”的趋势［１７］，因此，常会在水稻生育前期造成对干
物质积累等的抑制［１８］，本试验结果显示，与 Ｓ０相
比，秸秆覆盖下各氮肥处理的干物质积累强度随着
水稻生育进程均呈现出由弱到强的特点，即对水稻
前期的干物质积累均有一定的抑制作用，但对水稻
中后期的干物质积累等方面均具有显著的促进作
用［１９－２０］。而从氮肥运筹来看，有研究表明，通过增
加基蘖肥的施用比例能够有效地降低或消除秸秆覆
盖后的抑制效应［２１－２２］。本研究结果发现，在水稻生
长前期，秸秆覆盖下虽然氮肥运筹比例的前移显著
增加了干物质的累积量，并且随氮肥前移比例的增
加而增加，但相对无秸秆覆盖而言还是有所减少，且
氮肥的过度前移也会影响后期的氮素供应；而在重
施穗肥情况下，由于前期施肥量低，加之秸秆覆盖的
“争肥”，容易出现“缺肥”现象，造成地上部群体过
小，故而减少了各生育时期干物质的积累量；Ｎ２处
理（基肥∶蘖肥∶穗肥为３∶３∶４），能有效地平衡前期
与后期群体的发育，提高水稻中后期的干物质积累
量，增加了茎鞘的干物质转运量。
３３　不同种类秸秆还田与氮肥运筹对水稻各时期
氮素吸收及氮肥利用率的影响
秸秆还田能否代替一定的化肥施用量与养分利
用效率一直为许多学者所关心的问题［２３－２４］，Ｖａｎ
Ａｓｔｅｎ等［２４］认为秸秆还田能够通过自身的氮素分解
固氮与增加外源氮素的固定量，从而增加了氮肥的
利用率。本试验结果也显示，秸秆覆盖下水稻总氮
素积累、氮素农学利用率与氮素生理利用率均比无
秸秆覆盖处理高，这与上述结论是一致的。然而小
麦秸秆覆盖与油菜秸秆覆盖相比，小麦秸秆覆盖还
田下的水稻各生育时期的氮素积累量以及总吸氮量
都显著高于油菜秸秆覆盖还田，而且各个生育阶段
的氮素积累速率也有显著差异。其主要原因在于秸
秆覆盖于宽行中，而油菜秸秆较高的质量与体积，导
致在实施水稻干湿交替灌溉模式时油菜秸秆较小麦
秸秆更难获得较好的腐熟所需环境，影响了油菜秸
秆腐熟进展与氮释放；与此同时，大量油菜杆的腐熟
也导致有害物质的聚集影响了水稻生育前期根系的
生长，进而减小了水稻氮素的吸收，但由于其较好的
保水保湿的作用能够有效地保证生育中后期的根系
生长，从而促进了氮素的后期积累。而不同氮肥运
筹条件下，Ｎ３较 Ｎ１、Ｎ２的氮素吸收利用率均有所
减少［１９，２１］。同时，秸秆覆盖能够有效地减少水稻田
间水分蒸发，增加了灌溉水生产力 （０５％
９７％）。与水稻各时期干物质积累规律相关性表
明，各时期干物质积累量与氮素积累量、产量均呈
极显著正相关关系（ｒ＝０４７ ０９３），同时各
３３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
时期氮素积累与根系相关性分析结果也表明，水稻
各时期根干重、根体积以及总根长与总氮积累均呈
显著或极显著的正相关（ｒ＝０３８ ０７８），因而
促进各时期的根系生长能显著地增加产量与总的氮
素积累，进一步表明了小麦、油菜秆覆盖与合理的
氮肥运筹配合能够有效地促进水稻根系生长，改善
水稻关键生育时期根干重、总根长等根系形态特
征，从而保证水稻地上、地下部的协调生长，促进水
稻生育期的干物质快速积累及氮素吸收，最终实现
水稻各生育时期的氮素积累及总氮积累、产量及灌
溉水生产力的同步增加。然而，增加移栽后２０ｄ根
系干重能够显著增加氮素的积累，但也导致氮肥回
收利用率显著降低（ｒ＝－０４２），而增加齐穗期根
体积与总根长、成熟期的根干重能够对氮素回收利
用率起到极显著的促进作用，这是否由于生育前期
秸秆的腐熟，导致氮素的大量消耗以及产生的有害
物质对水稻根系生长的抑制作用，但前期的快速腐
熟能够加快秸秆的养分释放，从而促进后期的氮素
积累与利用效率的增加有待于进一步研究。
３４　秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻产量的影响
有研究表明，秸秆还田能够显著提高水稻产量，
陈培峰等［２５］与李勇等［２６］的研究表明，小麦秸秆翻
耕还田较不还田处理，显著增加了水稻的有效穗数
且增产幅度达６１％ １４５％；同时，麦秆还田处理
下氮肥穗肥比例前移（基蘖肥∶穗肥分别为６５∶３５
与７∶３）时与穗肥不前移运筹模式（基蘖肥∶穗肥为
５∶５）相比能够更显著地提高水稻的有效穗数、千粒
重以及产量。本试验研究表明，小麦与油菜秸秆覆
盖均显著提高了水稻产量，增产幅度分别达到了
４７％ ９４％与０６％ ６５％。而从秸秆还田下
不同氮肥运筹模式对水稻产量构成因素的影响来
看，小麦秸秆与油菜秸秆覆盖处理下均表现为 Ｎ２
（基肥∶蘖肥∶穗肥为３∶３∶４）较Ｎ３处理（基肥∶蘖
肥∶穗肥为３∶１∶６）的有效穗数、千粒重与结实率以
及产量均显著提高。较氮肥后移模式，虽然 Ｎ１（基
肥∶蘖肥∶穗肥为５∶３∶２）在有效穗、产量等方面有
所提高，但与Ｎ２运筹模式相比在结实率、千粒重与
产量方面均有所下降，最终导致产量相对Ｎ２处理有
所降低。比较油菜、小麦两种秸秆覆盖对产量的影
响，其结果显示，麦秆覆盖较油菜秆覆盖增产效果更
佳（增产幅度为２８％ ４１％）。同时，秸秆覆盖能
够有效地减少水稻田间水分蒸发，增加了灌溉水生
产力（０５％ ９７％）。与根系相关性的分析表明，
产量与水稻各生育时期根干重、根冠比、总根长等
根系形态特征均呈显著或极显著的正相关关系，表
明秸秆覆盖对水稻根系生长的有效促进，也是提高
水稻产量的重要因素［１６，２７］。
４　结论
本研究结果表明，油菜、小麦秸秆覆盖均能够
有效的提高杂交稻各生育时期根系生长、干物质与
氮素积累，提高氮肥的利用效率，其中，小麦秸秆覆
盖优于油菜秸秆覆盖。不同秸秆覆盖下，以基肥∶
分蘖肥∶穗肥为３∶３∶４的氮肥运筹模式能及时对主
要生育时期的根系生长进行调控，增加有效穗数，提
高抽穗至成熟期的物质转运率与氮肥利用率，增加
稻谷产量；同时，从不同生育时期根系指标与氮素吸
收利用及产量的相关性分析结果可以看出，促进水
稻各生育时期（尤其是齐穗期）根系的生长能够显
著地促进氮素的利用以及产量的提高。
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杂交稻茎鞘物质转运与籽粒灌浆特性的影响［Ｊ］．作物学
报，２０１３，３９（４）：６７３－６８１
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［２５］　陈培峰．董明辉，顾俊荣，等．麦秸还田与氮肥运筹对超级
稻强弱势粒粒重与品质的影响［Ｊ］．中国水稻科学，２０１２，
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５３