全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（４）：８４６－８５２ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０４０３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０４－１３ 接受日期：２０１４－０６－０４ 网络出版日期：２０１５－０５－０６
基金项目：农业部公益型行业专项 “最佳养分管理技术”项目（２０１１０３００３）资助。
作者简介：安宁（１９８５—），女，内蒙古巴彦淖尔市人，博士研究生，主要从事养分资源管理方面的研究工作。Ｅｍａｉｌ：ａｎｎｉｎｇ１０１１＠１６３ｃｏｍ
通信作者 Ｔｅｌ：０１０－６２７３１６６１，Ｅｍａｉｌ：ｆａｎｍｓ＠ｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
水稻最佳作物管理技术的增产增效作用
安 宁，范明生，张福锁
（中国农业大学资源与环境学院，北京 １００１９３）
摘要：【目的】水稻是我国主要粮食作物之一，为了进一步满足日益增长的人口对水稻生产的更大需求，需要在现有
甚至减少种植面积的前提下提高水稻产量，同时实现高效利用水肥资源和减少对环境的压力。【方法】本研究基于
２００８ ２０１１年间，在我国长江流域和南方稻区的主要省份 （包括湖南、湖北、广东、安徽、江苏和重庆）开展的
４０３个田间试验，比较了农民传统技术和最佳作物管理技术下 （主要技术为氮肥总量控制分期调控，磷、钾衡量监
控，增加水稻的栽插密度和后期干湿交替灌溉），水稻的施氮量、产量、氮肥利用率（氮肥偏生产力、氮肥农学利用率
和氮肥回收利用率）、水稻生长发育的主要时期 （分蘖期、穗分化期、抽穗期和成熟期）的氮素吸收、干物质累积动
态及产量构成。【结果】最佳作物管理技术处理的水稻产量平均为７９１７０ｋｇ／ｈｍ２，显著高于农民传统处理（Ｐ＜
００５），增产量为６９０６ｋｇ／ｈｍ２，增产率９６％；而最佳作物管理技术处理的氮肥平均施用量为 Ｎ１６２７ｋｇ／ｈｍ２，显
著低于农民传统处理 （Ｐ＜００５），氮肥减少量为Ｎ４１４ｋｇ／ｈｍ２，减少率２０３％；最佳作物管理技术处理的平均氮
肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥回收利用率分别为５０８ｋｇ／ｋｇ、１４９ｋｇ／ｋｇ和４２３％，均显著高于农民传统处
理（Ｐ＜００５），分别增加３６２％、７５３％ 和１３６个百分点；农民传统处理的水稻植株在生育前期表现出较大的氮
吸收能力和干物质累积量，但从齐穗期开始，最佳作物管理技术处理的作物吸氮量和干物质累积量均大于农民传
统处理；到成熟期，农民传统处理和最佳作物管理技术处理的作物吸氮量分别为１５１７ｋｇ／ｈｍ２和１６５９ｋｇ／ｈｍ２，干
物质累积量分别为１２９１４２ｋｇ／ｈｍ２和１３７９６１ｋｇ／ｈｍ２（Ｐ＜００５）。同时，农民传统处理和最佳作物管理技术处理
的水稻花后干物质积累量表现出显著的差异，分别为４０４５２ｋｇ／ｈｍ２和４６５４５ｋｇ／ｈｍ２（Ｐ＜００５）；最佳作物管理
技术处理的单位面积穗数、每穗粒数和千粒重分别为２４３２、１５４２和２６９ｇ，显著大于农民传统处理的２３１７、
１５００和２６６ｇ（Ｐ＜００５）。【结论】通过最佳作物管理技术可以在节约水肥的条件下，进一步提高我国长江流域
和南方水稻的产量，这一最佳作物管理技术也具有被农民采纳的现实可行性。研究结果可为我国水稻生产实现高
产高效提供技术支撑。
关键词：最佳作物管理技术；产量；氮肥利用率；干物质积累；产量构成
中图分类号：Ｓ５１１０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０４－０８４６－０７
Ｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｒｉｃｅｙｉｅｌｄａｎｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
ＡＮＮｉｎｇ，ＦＡＮＭｉｎｇｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＦｕｓｕｏ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】ＲｉｃｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｔａｐｌｅｃｒｏｐｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｏｆ
ｒｉｃｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆｏｒｇｒｏｗｉｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｅｖｅｎｒｅｄｕｃｅｄｒｉｃｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｒｅａ，ｒｉｃｅｆａｒｍｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｍｕｓｔｂｅ
ｍａｎａｇｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｇｏａｌｏｆｈｉｇｈｒｉｃｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｒｉｍａｒｙｒｅｓｏｕｒｃｅｓ（ｅ．ｇ．ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｗａｔｅｒ）ｕｓｅ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙｗｈｉｌｅｗｉｔｈｏｕｔｆｕｒｔｈｅｒｄｅｇｒａｄａｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｔｅｇｒｉｔｙ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｂａｓｅｄｏｎ４０３ｏｎｆａｒｍｔｒａｉｌｓ
ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎＣｈｉｎａ’ｓｍａｊｏｒｒｉｃｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅｓ（ＩｎｃｌｕｄｉｎｇＨｕｎａｎ，Ｈｕｂｅｉ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ａｎｈｕｉ，Ｊｉａｎｇｓｕａｎｄ
ｔｈｅＧｒｅａｔＣｈｏｎｇｑｉｎｇＡｒｅａ）ｆｒｏｍ２００８ｔｏ２０１１，ｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅ，ｒｉｃｅｙｉｅｌｄ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ
（ｐａｒｔｉａｌｆａｃｔｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ），ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅａｎｄｄｒｙｍａｔｅｒ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｒｉｃｅｐｌａｎｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍａｉｎｐｅｒｉｏｄｏｆｒｉｃｅｇｒｏｗｔｈ（ｔｉｌｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ｐａｎｉｃｌｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｓｔａｇｅ，
４期 安宁，等：水稻最佳作物管理技术的增产增效作用
ｆｕｌｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｍａｔｕｒｅｓｔａｇｅ）ｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｆａｒｍｅｒｓ’ｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＦＰｓ）
ａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＢＣＭＰｓ）．Ｔｈｅｍａｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓｗａｓ
ｏｐｔｉｍｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｗｉｔｈｓｉｄｅｄｒｅｓｓｉｎｇｗｈｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｃｕｓｔｏｍｉｚｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｒａｔｅｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｂｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｉｎｔｈｅｓｏｉｌ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄｗａｔｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｃｏｎｔｒｏｌｅｄｄｒｙａｎｄｉｒｉｇａｔｉｏｎｃｙｃｌｅｓａｆｔｅｒｍｉｄｓｅａｓｏｎ
ｄｒａｉｎａｇｅ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＦＰｓ，ｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆＢＣＭＰｓｗａｓ７９１７０ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｙ
６９０６ｋｇ／ｈｍ２（９６％）（Ｐ＜００５）ｗｈｉｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｂｙＮ４１４ｋｇ／ｈｍ２
（２０３％）（Ｐ＜００５）．Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｐａｒｔｉａｌｆａｃｔｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ
ＢＣＭＰｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＦＰｓｂｙ３６２％，７５３％ａｎｄ１３６ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｐｏｉｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ（Ｐ＜
００５）．ＮｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅａｎｄｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｉｃｅｐｌａｎｔｕｎｄｅｒＦＰｓｗｅｒｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＢＣＭＰｓｄｕｒｉｎｇ
ｅａｒｌｉｅｒｓｔａｇｅ．Ａｆｔｅｒｆｕｌｈｅａｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅａｎｄｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｉｃｅｐｌａｎｔｕｎｄｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆ
ＢＣＭＰｓｗｅｒｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＦＰｓ．Ｄｕｒｉｎｇｍａｔｕｒｅｓｔａｇｅ，ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅｏｆｒｉｃｅｐｌａｎｔｕｎｄｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＦＰｓ
ａｎｄＢＣＭＰｓｗｅｒｅ１５１７ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄ１６５９ｋｇ／ｈｍ２，ａｎｄｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅ１２９１４２ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄ１３７９６１
ｋｇ／ｈｍ２，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ（Ｐ＜００５）．ＴｈｅｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｆｔｅｒｆｌｏｗｅｒｉｎｇｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎＦＰｓ
ａｎｄＢＣＭＰｓ，ｗｈｉｃｈｗａｓ４０４５２ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄ４６５４５ｋｇ／ｈｍ２，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ（Ｐ＜００５）．Ｐａｎｉｃｌｅｓｎｕｍｂｅｒｐｅｒｓｑｕａｒｅ
ｍｅｔｅｒ，ｓｐｉｋｅｌｅｔｎｕｍｂｅｒｐｅｒｐａｎｉｃｌｅａｎｄ１０００－ｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔｏｆＢＣＭＰｓｗｅｒｅ２４３２，１５４２ａｎｄ２６９ｇｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，
ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＦＰｓ（Ｐ＜００５）．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｉｍｐｒｏｖｅｄｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ
ａｓＢＣＭＰｓｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｙｉｅｌｄｂｙ９６％ ｗｈｉｌｅｒｅｄｕｃｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅ．Ｔｈｅｓｅｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄｅａｓｉｌｙａｄｏｐｔｅｄｐｒａｃｔｉｃｅｓｔｈａｔｍａｙｂｅａｐｐｌｉｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｒｉｃｅｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓ
ｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｇｕｉｄｅｆｏｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｒｉｃｅｂａｓｅｄｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ牶 ｂｅｓｔｃｒｏｐ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ牷ｙｉｅｌｄ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ牷ｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ牷
ｙｉｅｌｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
水稻是最重要的粮食作物之一，养活了世界上
近５０％的人口［１］。我国是主要的水稻生产国家，种
植面积和总产量在世界水稻生产中都占据重要地
位，以世界水稻总种植面积的１９％生产了总产量的
２９％［２］。但是，近些年来我国水稻单产表现出停滞
的趋势，从１９９８年到２００６年，水稻单产的年平均增
长率为－０３％［３］。我国作为最主要的氮肥消费国
之一，氮肥消费量占世界化肥消费总量３２％，其中
有１９％是施在稻田中［４］。我国水稻氮肥的平均施
用量为 １９０ｋｇ／ｈｍ２，超出世界平均施氮水平近
９０％［４］，有些地区施氮量甚至高于３００ｋｇ／ｈｍ２［５－６］。
因此，尽管我国水稻的单产水平高，和其他一些水稻
高产国家如日本、韩国等相近，但是氮肥偏生产力仅
为３４ｋｇ／ｋｇ［７］，氮肥农学利用率不足１０ｋｇ／ｋｇ［８］，氮
肥回收利用率为３０％ ３５％［９］，低于亚洲其他主要
水稻生产国家，如日本、印度尼西亚、泰国和菲律宾
等［７，１０－１１］。低的氮肥利用率导致大量的化学氮肥
损失到大气、土壤和水体中，造成严重的环境
污染［１２－１５］。
随着我国人口的不断增长，对稻谷的需求也日
益增加。按照目前我国稻米的年消费量预测，到
２０３０年我国的水稻需求量需增加３０％以上［１６］。为
了满足未来水稻生产需求，必须通过在现有甚至减
少的种植面积的条件下大幅度提高单产，同时应提
高养分资源，尤其是氮肥的利用效率，从而减少对环
境的影响［３］。目前我国水稻产量徘徊不前的主要
原因可能是：１）农民传统生产方式下的水稻平均产
量已经达到可实现产量的 ７０％以上［１７］，进一步提
高产量需要更加精细的管理技术，但这往往在经济
和实践中的可行性低；２）目前农户不合理的管理措
施仍然是增产和增效的限制因子，如水稻栽插密度
低、水分管理不合理 （大多数农民采用淹水—中期
烤田—淹水的灌溉方式）、养分管理不合理等，如氮
肥投入量过大，农民一般分两次施用（基肥和蘖肥）
且基肥施用多，这样会造成更大的氮的损失，同时不
能满足高产水稻的需求。而最近的研究表明，水稻
的吸氮高峰期出现在幼穗分化期，而在水稻生长后
期光照更加充足的年份，增加粒肥能促进籽粒灌浆
和增产，因此，增加中后期的施用比例（穗肥和粒
肥）是水稻高产和氮肥高效利用的基础［１８－２０］。
本研究在我国水稻主产区４０３个农民田块的试
验示范基础上，利用试验示范数据，比较了最佳作物
７４８
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
管理技术和农民传统方式两种管理模式下的水稻产
量、施氮量、氮肥利用率以及生长动态 （作物吸氮量
和干物质积累）的差异，在现有品种条件下，针对水
稻生产的主要限制因子，通过管理技术的优化，明确
增产与增效的实现程度，旨在为我国水稻生产实践
提供理论与技术支撑。
１ 材料与方法
１１ 试验设计
２００８ ２０１１年，在我国水稻主产省（包括湖
南、湖北、广东、安徽、江苏和重庆）开展了４０３个
田间试验。试验设农民传统处理 （ＦＰｓ）、最佳作物
管理技术 （ＢＣＭＰｓ）和不施氮肥３个处理。农民地
块面积范围为０２ ０４ｈｍ２。在每个点上，按照不
同管理模式将农民的地块分为两个裂区，用堤坝隔
开，不设重复。农民传统处理和最佳作物管理技术处
理随机分配到这两块地上，最佳作物管理技术地块同
时设置不施氮肥小区。在农民传统处理地块上，农民
按照当地习惯对水稻的生长进行管理。最佳作物管
理技术地块的主要管理措施为：氮肥总量控制分期调
控，磷、钾衡量监控［６，１８，２０］，增加栽插密度和后期干湿
交替灌溉［２１］。各处理的具体管理技术见表１。
表１ 田间试验中农民传统处理和最佳作物管理技术处理的管理信息
Ｔａｂｌｅ１ Ｄｅｔａｉｌｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｆｏｒｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓａｎｄｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ
ｉｎ４０３ｏｎｆａｒｍｔｒｉａｌｓ
项目
Ｉｔｅｍ
管理模式Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ
农民传统
Ｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓ
最佳作物管理技术
Ｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ
施氮量 （Ｎｋｇ／ｈｍ２）
Ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅ
２０４１±６２９ １６２７±４１３
施磷量 （Ｐ２Ｏ５ｋｇ／ｈｍ
２）
Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅ
５７１±２０６ ５９９±１７７
施钾量 （Ｋ２Ｏｋｇ／ｈｍ
２）
Ｐｏｔａｓｓｉｕｍｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅ
６３２±３９５ ９０３±１７９
氮肥施用（次数和比例）
Ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
（ｔｉｍｅａｎｄｒａｔｉｏ）
２次或３次
１６０％ ８０％作基肥，２０％ ４０％作分
蘖肥；
２６０％作基肥，２０％ 作分蘖肥，２０％ 作穗肥
（ｎ＝４７）。
２ｏｒ３ｔｉｍｅｓ：
１６０％－８０％ ａｓｂａｓａｌａｎｄ２０％－４０％ ｔｉｌｅｒｉｎｇ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｍｏｓｔｏｆｌｏｃａｔｉｏｎｓ．
２６０％ ａｓｂａｓａｌ，２０％ ｔｉｌｅｒｉｎｇａｎｄ２０％
ｐａｎｉｃｌｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒ４７ｌｏｃａｔｉｏｎｓ．
３次或４次
４０％ ５０％作基肥，２０％ ３０％作分蘖
肥，３０％作穗肥（根据气候条件会增施
５％ １０％的粒肥）。
３ｏｒ４ｔｉｍｅｓ：
４０％－５０％ ａｓｂａｓａｌ，２０％－３０％ ｔｉｌｅｒｉｎｇ
ａｎｄ３０％ ｐａｎｉｃｌｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｏｓｔ
ｌｏｃａｔｉｏｎｓ．Ｂｕｔａｂｏｕｔａｄｄｉｔｉｏｎａｌ５％－１０％
ｏｆｔｏｔａｌｒａｔｅｗｏｕｌｄｂｅａｐｐｌｉｅｄｂａｓｅｄｏｎ
ｗｈｅｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｔｒｉｃｅｇｒａｉｎ ｆｉｌｉｎｇ
ｓｔａｇｅ．
磷肥施用（次数和比例）
Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
（ｔｉｍｅａｎｄｒａｔｉｏ）
１００％作基肥
１００％ ａｓｂａｓａｌｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
钾肥施用（次数和比例）
Ｐｏｔａｓｓｉｕｍｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
（ｔｉｍｅａｎｄｒａｔｉｏ）
１００％作为基肥
１００％ ａｓｂａｓａｌｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
１００％作为基肥或５０％作为基肥，５０％作
为穗肥。
１００％ ａｓｂａｓａｌｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｒ５０％ ａｓｂａｓａｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄ５０％ ａｓｐａｎｉｃｌｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
密度 （ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２）
Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙ
２２２±５８ ２６６±６５
水分管理
Ｗａｔｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
淹水—中期晒田—淹水
Ｆｌｏｏｄｉｎｇ－ｍｉｄｓｅａｓｏｎｄｒａｉｎａｇｅ－ｒｅｆｌｏｏｄｉｎｇ
淹水—中期晒田—干湿交替
Ｆｌｏｏｄｉｎｇ－ｍｉｄｓｅａｓｏｎｄｒａｉｎａｇｅ－ｄｒｙｉｎｇｗｅｔｉｎｇ
ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ
病虫害控制
Ｐｅｓｔａｎｄｄｉｓｅａｓｅｃｏｎｔｒｏｌ
常规控制方法
Ｎｏｒｍａｌｐｅｓｔａｎｄｄｉｓｅａｓｅｃｏｎｔｒｏｌ
８４８
４期 安宁，等：水稻最佳作物管理技术的增产增效作用
１２ 测定项目与方法
１２１产量和产量构成 在成熟期，在每个地块里
选择 ５ｍ２的收获面积，脱粒，晒干，测定产量，最终
产量以籽粒１４％的含水量计［２２］；同时在成熟期取８
１２穴水稻进行考种，测定单位面积穗数、每穗粒
数和千粒重。
１２２水稻吸氮量和干物质积累量 在１２个试验
点（其中包括南方双季早稻、双季晚稻和单季稻），
分别于分蘖期、穗分化期、抽穗期和成熟期取植株样
品。每个点在各地块取 ０５ｍ２的植株样，于１０５℃
烘箱杀青３０ｍｉｎ，８０℃烘７２ｈ后称重，并折算成每
公顷干重。样品经粉碎过筛，采用 Ｈ２Ｓ０４－Ｈ２０２消
化，以半微量凯氏定氮法测定植株氮含量。
１３ 计算方法和数据处理
氮肥利用率的计算公式为［２３］：
氮肥偏生产力 （ＰＦＰ，ｋｇ／ｋｇ）＝施氮小区水稻
籽粒产量（ｋｇ／ｈｍ２）／施氮量（Ｎｋｇ／ｈｍ２）
氮肥农学利用率 （ＡＥ，ｋｇ／ｋｇ）＝［施氮小区水
稻籽粒产量（ｋｇ／ｈｍ２）－空白小区水稻籽粒产量
（ｋｇ／ｈｍ２）］／施氮量（Ｎｋｇ／ｈｍ２）
氮肥回收利用率 （ＲＥ，％）＝［施氮小区水稻吸
氮量（Ｎ ｋｇ／ｈｍ２）－空白小区水稻吸氮量 （Ｎ
ｋｇ／ｈｍ２）］／施氮量（Ｎｋｇ／ｈｍ２）×１００
试验数据采用ＥＸＣＥＬ、ＳＰＳＳ软件进行处理与分
析。
２ 结果与分析
２１ 施氮量、产量和氮肥利用率
表２显示，最佳作物管理技术表现出良好的减
氮、增产和增效潜力。农民传统处理的平均施氮量
为２０４１ｋｇ／ｈｍ２，最佳作物管理技术处理氮肥用量
减少了２０３％；氮肥的减少并没有使水稻的产量下
降，反而表现出较大的增产效应。农民传统处理的
平均产量为７２２６４ｋｇ／ｈｍ２，最佳作物管理技术处理
的平均产量为７９１７０ｋｇ／ｈｍ２，增长率为９６％；由
于氮肥施用量的减少和产量的增加，最佳作物管理
技术处理的氮肥利用率大幅度增加，显著高于农民
传统处理，农民传统处理和最佳作物管理技术处理
的氮肥偏生产力（ＰＦＰ）、农学利用率（ＡＥ）和氮肥回
收率（ＲＥ）分别为 ３７３ｋｇ／ｋｇ和 ５０８ｋｇ／ｋｇ，８５
ｋｇ／ｋｇ和１４９ｋｇ／ｋｇ，２８７％和４２３％，增长率分别
为３６２％、７５３％和 １３６个百分点，ＡＥ的增长幅
度最大，其次为ＰＦＰ和ＲＥ。
表２ 农民传统处理和最佳作物管理技术处理的施氮量、产量、氮肥效率和减氮、增产、增效的百分比
Ｔａｂｌｅ２ Ｎｒａｔｅ，ｙｉｅｌｄ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｕｎｄｅｒｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＦＰｓ）ａｎｄ
ｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＢＣＭＰｓ）
管理模式
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｍｏｄｅｌ
施氮量
Ｎｒａｔｅ
（ｋｇ／ｈｍ２）
产量
Ｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
氮肥偏生产力
ＰＦＰ
（ｋｇ／ｋｇ）
氮肥农学利用率
ＡＥ
（ｋｇ／ｋｇ）
氮肥回收率
ＲＥ
（％）
农民传统ＦＰｓ ２０４１±６２９ａ ７２２６４±１３７１４ｂ ３７３±１０８ｂ ８５±５４ｂ ２８７±４５ｂ
最佳作物管理技术
ＢＣＭＰｓ
１６２７±４１３ｂ ７９１７０±１３９９７ａ ５０８±１０５ａ １４９±６３ａ ４２３±４１ａ
注（Ｎｏｔｅ）：ＦＰｓ—Ｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓ；ＢＣＭＰｓ—Ｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ；ＰＦＰ—Ｐａｒｔｉａｌｆａｃｔｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＡＥ—Ａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；
ＲＥ—Ｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．同列数据后不同字母表示处理间差异达５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２２ 水稻的氮素吸收动态
农民传统和最佳作物管理技术处理的氮素吸收
在水稻整个生长期表现出相似的规律，齐穗期之前
氮素迅速累积，到齐穗期之后氮素的吸收速率下降，
但具体在各个时期的累积吸氮量和阶段吸氮量不
同，从图１可以看出，农民传统和最佳作物管理技术
处理的累积吸氮量，在分蘖期分别为３９８ｋｇ／ｈｍ２
和４０２ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期吸氮量的２６２％和
２４２％；在穗分化期分别为 ８８２ｋｇ／ｈｍ２和 ８１６
ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期吸氮量的５８１％和４９２％；
在齐穗期分别为１３４９ｋｇ／ｈｍ２和１４７７ｋｇ／ｈｍ２，占
作物收获期吸氮量的８８９％和８９０％；在成熟期分
别为１５１７ｋｇ／ｈｍ２和１６５９ｋｇ／ｈｍ２。两种管理措
施下，水稻的阶段氮素吸收量也存在差异：从分蘖期
到穗分化期，农民传统和最佳作物管理技术处理的
阶段吸氮量分别为４８４ｋｇ／ｈｍ２和４１４ｋｇ／ｈｍ２，占
作物收获期吸氮量的３１９％和２４９％；穗分化期到
齐穗期，阶段吸氮量分别为 ４６７ｋｇ／ｈｍ２和 ６６１
９４８
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期吸氮量的３０８％和３９８％；
齐穗期到成熟期，阶段吸氮量分别为１６８ｋｇ／ｈｍ２
和１８２ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期吸氮量的１１１％和
１１０％。农民传统处理在生育前期表现出较大的氮
吸收能力，但从齐穗期开始，最佳作物管理技术处理
的氮吸收能力要大于农民传统处理。由于试验点分
布在不同的水稻种植地区，土壤供氮能力不同，不同
地区的水稻累积吸氮量和阶段吸氮量也有一定差
异，虽然没有达到差异显著水平，但总体趋势明显。
图１ 农民传统处理（ＦＰｓ）和最佳作物管理技术
处理（ＢＣＭＰｓ）水稻不同生育期的吸氮量
Ｆｉｇ．１ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅｏｆｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＦＰｓ）
ａｎｄｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＢＣＭＰｓ）
ａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｒｉｃｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ
２３ 水稻的干物质累积动态
农民传统和最佳作物管理技术处理水稻的干物
质累积与氮素吸收的趋势类似。穗分化期之前干物
质累积相对缓慢，到穗分化期之后干物质的积累开
始迅速上升，但在各个时期的干物质积累的绝对值
不同。图２显示，农民传统和最佳作物管理技术处
理的干物质累积量，在分蘖期分别为１３９９９ｋｇ／ｈｍ２
和１５２４０ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期干物质累积量的
１０８％和 １１０％；在穗分化期分别为 ３８７５０
ｋｇ／ｈｍ２和 ３８５６４ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期干物质累
积量的 ３００％和 ２８０％；在齐穗期分别为 ８８６９０
ｋｇ／ｈｍ２和 ９１４１６ｋｇ／ｈｍ２，占作物收获期干物质累
积量的 ６８７％和 ６６３％；成熟期时别为 １２９１４２
ｋｇ／ｈｍ２和１３７９６１ｋｇ／ｈｍ２，在收获期，干物质的累
积量表现出显著差异 （Ｐ＜００５）。同时，农民传统
和最佳作物管理技术处理的花后干物质积累量分别
为４０４５２ｋｇ／ｈｍ２和４６５４５ｋｇ／ｈｍ２，二者差异显著
（Ｐ＜００５）。
图２ 农民传统处理（ＦＰｓ）和最佳作物管理技术处理
（ＢＣＭＰｓ）水稻不同生育期干物质累积量
Ｆｉｇ．２ Ｄｒｙｍａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＦＰｓ）
ａｎｄｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＢＣＭＰｓ）
ａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｒｉｃｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ
２４ 产量构成
不同管理措施对水稻的产量构成因素有明显影
响，从表３可以看出，最佳作物管理技术处理的每平
方米平均穗数为２４３２，显著大于农民传统处理的
２３１７（Ｐ＜００５）；最佳作物管理技术处理的平均穗
粒数为１５４２，显著大于农民传统处理的１５００（Ｐ＜
００５）；同时，最佳作物管理技术处理的平均千粒重为
２６９ｇ，显著大于农民传统处理的２６６ｇ（Ｐ＜００５）。
表３ 农民传统处理和最佳作物管理技术处理的产量构成
Ｔａｂｌｅ３ Ｙｉｅｌｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｆａｒｍｅｒ’ｓｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＦＰｓ）ａｎｄｂｅｓｔｃｒｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ（ＢＣＭＰｓ）
管理模式
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ
平方米穗数（Ｎｏ．／ｍ２）
Ｐａｎｉｃｌｅｓｎｕｍｂｅｒｐｅｒｍ２
每穗粒数（Ｎｏ．／ｐａｎｉｃｌｅ）
Ｓｐｉｋｅｌｅｔｎｕｍｂｅｒｐｅｒｐａｎｉｃｌｅ
千粒重（ｇ）
１０００ｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔ
农民传统
ＦＰｓ
２３１７±９２ｂ １５００±５０ｂ ２６６±０３ｂ
最佳作物管理技术
ＢＣＭＰｓ
２４３２±８０ａ １５４２±４９ａ ２６９±０３ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔ
ａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
０５８
４期 安宁，等：水稻最佳作物管理技术的增产增效作用
３ 讨论与结论
尽管我国水稻种植历史悠久，种植技术相对成
熟，农民的水稻平均产量达到可实现产量的７０％以
上［１７］，但是，不合理的水肥以及作物管理仍然是水
稻高产高效的限制因子。目前的研究表明，我国的
水稻仍然能够通过优化水肥以及作物管理技术实现
增产１０％，增产的原因可能是：１）氮肥施用量和时
期匹配高产水稻的生理需求，减少早衰，促进干物质
累积，尤其是后期干物质的累积，促进了氮素吸收和
千粒重的增加［１８，２４－２５］。增加生物产量是获得高产
的物质基础，且经济产量主要决定于齐穗后群体的
光合生产量，即花后期的干物质积累量［２６－２７］。在本
研究条件下，最佳作物管理技术的水稻花后干物质
积累量为 ４６５５ｋｇ／ｈｍ２，占总干物质积累的 ３４％；
２）增加钾肥的施用，尤其是增加抽穗期钾肥的施
用，这可能增加水稻根系的活力，促进对养分的吸
收，有利于形成高产群体［２８－２９］；３）个别点（ｎ＝４３）
施用硅肥或微量元素，可能也有一定的增产效果；
４）增加栽插密度，保障了合理的群体数量和穗数；
５）后期的干湿交替灌溉，促进了弱势粒灌浆，增加
每穗粒数［３０］。同时，本研究也表明，最佳作物管理
技术可以实现在增产的基础上同时减少氮肥施用
量，即与农民传统的管理方式相比，氮肥用量节省
２０％，氮肥偏生产力、农学利用率和氮肥回收利用率
分别增加３６２％、７５％和１３６个百分点。由此可
见，我国的水稻生产系统有更大的节氮和增效的
潜力。
本研究的最佳作物管理技术具有现实的可行
性。如：１）增加插播密度，可以通过机插秧技术来
实现［３１］；２）我国在水稻养分管理技术方面的研究
已取得显著进展［８，３２］；３）由于水资源短缺以及水稻
生产技术的发展，水稻生育后期的干湿交替灌溉在
生产上也越来越普遍［３３－３４］。然而，需要进一步研究
明确的是：１）目前这些最佳养分管理技术的净温室
气体排放，因为节水灌溉会减少甲烷的排放，但是会
增加氧化亚氮的排放［３５］；２）不同稻作系统在增产
增效方面的表现。此外，由于我国粮食生产的长期
目标需要增产３０％ ５０％，因此，目前１０％的增产
量，仍不能满足未来对水稻生产的需求［１６］，水稻生
产的更大增加量仍需要管理技术进一步的重大突
破、品种的改良以及土壤生产力的改善等［３，３６］。
参 考 文 献：
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植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
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