全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(10): 1837−1851 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家“十一五”科技支撑计划重大项目(2006BAD02A03), 农业综合开发农业部专项(超级稻配套栽培技术开发与技术集成),
国家自然科学基金项目(30971732)和江苏高校优势学科建设工程项目资助。
第一作者联系方式: E-mail: hczhang@yzu.edu.cn, Tel: 0514-87979220
Received(收稿日期): 2011-02-09; Accepted(接受日期): 2011-06-25; Published online(网络出版日期): 2011-07-28.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20110728.1004.023.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.01837
水稻氮肥精确后移及其机制
张洪程 1,2 吴桂成 3 戴其根 1,2 霍中洋 1,2 许 轲 1,2 高 辉 1,2 魏海燕 1,2
吕修涛 2 万靓军 2 黄银忠 2
1扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心, 江苏扬州 225009; 2扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 3昆山
市农业技术推广中心, 江苏昆山 215300
摘 要: 以早熟晚粳品种武运粳 7 号、武香粳 14、常优 1 号为供试材料, 通过搁田后一次性追肥试验来精确确定高
产高效的氮肥后移施用叶龄期; 在此基础之上, 对氮肥精确后移施用模式进行了研究, 并探讨了其高产高效机制。结
果表明: (1)倒四、倒三叶是早熟晚粳稻最利于高产高效的追肥叶龄期。从产量构成因素看, 倒四、倒三叶追肥群体穗
数足、穗型大, 群体颖花量高, 且结实率与千粒重均可稳定在正常水平; 从群体生长发育来看, 倒四、倒三叶追肥群
体茎蘖消长平缓, 高峰苗适中, 成穗率高(80%左右), 生育中、后期氮肥累积量大, 适宜叶面积指数高, 群体光合势强,
干物质积累多, 最终产量高, 氮素当季利用率亦高。(2)较之常规施氮模式, 氮肥精确后移模式产量显著高, 氮素当季
利用率、生理利用率、施氮增产力以及表观生产力均显著高, 百公斤籽粒需氮量则略低, 在大面积生产上应用表现显
著增产增效。其高产高效机制为, 既能巩固穗数, 又能有效控制无效(低效)分蘖, 获取高成穗率, 形成足量的群体有
效穗数; 既能攻取大穗, 又能防止群体叶面积过度增长, 于生育中期形成较高且适宜的叶面积指数与配置良好的冠
层结构, 具有较高粒叶比, 使抽穗期群体干物质数量足且质量优; 既能提高抽穗后群体干物质积累量, 又能协调群
体茎鞘物质输出与运转, 以强源畅流促进群体库容的有效充实。
关键词: 水稻; 氮肥精确后移; 高产高效机制
Precise Postponing Nitrogen Application and Its Mechanism in Rice
ZHANG Hong-Cheng1,2, WU Gui-Cheng3, DAI Qi-Gen1,2, HUO Zhong-Yang1,2, XU Ke1,2, GAO Hui1,2, WEI
Hai-Yan1,2, LÜ Xiu-Tao2, WAN Liang-Jun2, and HUANG Yin-Zhong2
1 Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 2 Innovation Center of Rice
Cultivation Technology in Yangtze River Valley, Ministry of Agriculture, Yangzhou 225009, China; 3 Bureau of Agriculture of Kunshan County, Kun-
shan 225300, China
Abstract: Leaf ages of nitrogen application for high yield and apparent nitrogen recovery efficiency were specified through ap-
plying nitrogen fertilizer once in middle stage of growth and development using early-maturing and late japonica
rice—Wuyunjing 7, Wuxiangjing 14, Changyou 1 as materials. Based on this, we studied precise postponing nitrogen application
and its mechanism. Results showed that leaf ages of nitrogen application to high yield and apparent nitrogen recovery efficiency
were 3rd leaf and fourth leaf from the top in early-maturing and late japonica rice. Using nitrogen in 3rd and 4th leaf from the top,
made more panicles and spikelets per panicle, larger total spikelets and stable filled-grain percentage and 1000-grain weight, and
lower max number of stems and tillers, higher ratio of productive tillers to total tillers, higher nitrogen accumulation, max LAI,
LAD and dry matter weight in population growth and development. Yield with “PPM” (precise promoting in the middle phase) of
nitrogen was significantly more than that of CK. Compared to CK, there were more significantly apparent nitrogen recovery effi-
ciency, physiological nitrogen use efficiency, agronomic nitrogen use efficiency and yield of ear nitrogen, but lower nitrogen re-
quirement for 100 kg grain in “PPM” of nitrogen. Mechanism of high yield and apparent nitrogen recovery efficiency in “PPM” of
nitrogne was that high ratio of productive tillers to total tillers and enough population panicles were formed through consolidating
1838 作 物 学 报 第 37卷

population panicles and controlling non productive tillering and low effective tillering; high grain-leaf ratio (filled grains per cm2
leaf area, grain weight per cm2 leaf area), enough quantity and good quality of dry matter in heading were obtained through form-
ing large population spikeletes, high and appropriate LAI and fine canopy structure; intense source and smooth translocation, ef-
fective sink-filling ability were enlarged through enriching dry matter accumulation after heading and coordinating producton and
translocation of dry matter from population stems and sheaths.
Keywords: Rice; Precise postponing nitrogen application; Mechanism of high yield and apparent nitrogen recovery efficiency
在生产上, 氮肥投入是保障水稻高产的重要措
施之一, 但是氮肥的不恰当施用又会制约水稻的高
产 , 还会造成浪费 , 破坏生态环境 , 威胁人们的健
康[1-4]。因此, 氮肥合理施用的研究对水稻可持续高
产、提高氮肥利用率、保障我国粮食安全与生态环
境良好均具有重要意义。
在生产上因施肥时期的不同, 氮肥可被分为基
肥(底肥)、返青肥(活棵肥)、分蘖肥(促蘖肥或壮蘖
肥)、长粗肥、促花肥、保花肥、破口肥与粒肥等[5]。
对此, 国内外学者已做了大量研究, 明确了基、追肥
对水稻产量形成的作用, 并据此形成了诸多重前期
的施氮模式, 如日本学者松岛省三的“V”字施肥法[6];
我国双季稻地区的“一轰头”施肥法(全部肥料于整
田时一次性施用或再少施分蘖肥)[7]; 单季稻地区的
“前促施肥法”(70%~80%作基面肥, 20%~30%作返青
肥)[5]、“前促、中控、后保”施肥法(70%~80%作基蘖
肥, 中期不施氮, 20%~30%作保花肥或粒肥)[8]等。上
述诸模式曾经为水稻单产的提高做出过重大贡献 ,
但难以实现水稻生产的“高产、优质、高效、生态、
安全”的综合目标。
随着水稻氮肥施用研究的不断深入, 水稻生育
中、后期施氮可有效提高水稻产量与氮肥利用率的
观点已逐步为人们所认识。例如有些学者针对籼型
杂交稻易早衰的特点提出的“稳头、顾中、顾尾”施
肥法(基蘖肥 55%、穗肥 30%、粒肥 15%)[9], 已经关
注到中、后期氮肥的施用; 再如日本学者桥川潮针
对长期培肥稻田沃土提出的“基肥无氮”施肥法 [10],
也从根本上动摇了“V”字型施肥法在日本水稻生产
上的长期主导地位, 但这种施肥法并不适用于我国
水稻大面积生产。本课题组在综合分析与参考前人
研究的基础上, 从大量高产实践中凝练出水稻一生
氮肥总体运筹必须最利于提高抽穗后群体干物质积
累量的根本规律, 并通过十多年的研究提出了水稻
氮营养与高产形成相协调的精确定量施肥技术[11-14],
把水稻一生不同生育时期名目繁多的施肥简化为基
肥、分蘖肥与穗肥, 同时还阐明了基蘖肥与穗肥的
施用比例, 实施了氮肥后移, 改革了传统重前期施
肥法。然而, 氮肥后移到集中作穗肥具体在何时期
施用最为高产、最为高效还待进一步研究明确。同时,
氮肥精确后移模式的高产、高效机制也更须阐明。
因此, 本研究在已明确长江中下游稻区旱育稀
植栽培条件下, 最适施氮量及最佳基蘖肥与穗肥运
筹比例的基础之上 [15-20], 以早熟晚粳稻为材料, 设
计生育中期不同叶龄期追肥试验, 来阐明其高产高
效追肥叶龄期, 同时开展由此形成的施氮新模式的
增产增效机制分析, 为系统构建高产高效的氮肥后
移精确施氮模式提供理论与实践支撑。
1 材料与方法
1.1 试验设计
1.1.1 水稻穗肥高产高效追施叶龄期的研究(试验
I) 通过本课题组近十多年来对水稻氮肥精确定
量施用的研究 , 明确了长江中下游地区 , 中苗(6.5
叶期左右)旱育稀植手栽方式下, 中、上等地力水平
(前茬小麦 5 250 kg hm−2以上、不施氮区稻谷产量
6 000 kg hm−2以上)上的最适宜施氮量(用斯坦福方
程精确确定 )与最佳氮肥运筹 (基蘖肥∶穗肥比例
5 5)∶ 的基础之上, 2005—2006 年, 以常规早熟晚粳
稻武运粳 7号、武香粳 14和杂交晚粳稻常优 1号[主
茎总叶片数(N)均为 19叶, 伸长节间数(n)为 6个, 全
生育期 165 d左右]为材料, 设置总施氮量 225.0 kg
hm−2, 基蘖肥各占 25%, 穗肥分别于 15.0、16.0、
17.0、18.0、19.0 叶期一次性追施(穗肥占总施氮量
的比例为 50%), 各处理分别以 D5、D4、D3、D2、
D1 表示, 并以仅施基蘖肥(112.5 kg hm−2)的处理为
CK (表 1), 同时还设置一生不施氮肥的空白区处理
来测定基础地力。采用小区试验(小区面积 20 m2),
重复 3次, 随机区组排列, 区间筑埂、包膜、挖沟, 独
立排灌。
试验在扬州大学农学院实验农场进行, 土壤类
型为沙壤土, 地力中等偏上, 含有机质 24.3 g kg−1、
速效氮 100.4 mg kg−1、速效磷 36.3 mg kg−1、速效钾
223.6 mg kg−1。5月 10日播种, 旱育秧, 6月 14日移
栽, 行株距为 30 cm×15 cm, 常规粳稻每穴 2本(单
本带蘖 1.8个左右), 杂交粳稻每穴 1本(单本带蘖 2.2
个左右)。施过磷酸钙(含 13% P2O5) 495 kg hm−2, KCl
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1839


(含 52% K) 210 kg hm−2。移栽至有效分蘖阶段, 田面
保持 3 cm水层; 群体 80%够苗, 自然断水搁田; 搁田
至土壤沉实后, 每次灌入3 cm水层, 待田间丰产沟(沟
深 15 cm)不见水时复灌, 周而复始直至成熟前 1周。
1.1.2 水稻氮肥精确后移施用模式及其机制的研究
(试验 II) 2007—2008 年, 以武香粳 14 和常优 1
号为材料, 在总施氮量 225.0 kg hm−2的基础上, 就
氮肥运筹与穗肥施用时期 2 因素设计 3 种施用模式
(表 2), 精确后移模式(基蘖肥∶穗肥=5︰5, 穗肥于
倒四、倒三叶 2 次施用)、平衡模式( ︰基蘖肥 穗肥
=4︰6, 穗肥于倒四、倒三、倒二、倒一叶 4次施用),
前促模式( ︰基蘖肥 穗肥=7︰3, 穗肥于倒五叶期一
次性施用), 并以常规模式( ︰基蘖肥 穗肥=6︰4, 穗
肥于倒二、倒一叶 2 次施用)为 CK, 同时还设置一
生不施氮肥的空白区处理来测定基础地力。试验地
点与栽培措施同上。

表 1 穗肥不同叶龄期一次性追施试验设计
Table 1 Experimental design of dressing panicle fertilizer only once in different leaf ages
占总施氮量的比例 Ratio to total nitrogen application (%)
穗肥追施叶龄期 Leaf ages of using panicle fertilizer 处理
Treatment
总施氮量
Total nitrogen
(kg hm−2)
基肥
Basal fertilizer
蘖肥
Tilling fertilizer 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0
D5 225.0 25 25 50
D4 225.0 25 25 50
D3 225.0 25 25 50
D2 225.0 25 25 50
D1 225.0 25 25 50
D0 0
CK 112.5 50 50

表 2 不同施氮模式试验设计
Table 2 Experimental design of different nitrogen application patterns
占总用氮量的比例 Ratio to total nitrogen application (%)
穗肥追施叶龄期 Leaf ages of using panicle fertilizer处理 Treatment
基蘖肥∶穗肥
Basal tillering fertili-
zer : panicle fertilizer
基肥
Basal fertilizer
蘖肥
Tillering fertilizer 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0
精确后移模式 PPM 5.0:5.0 25 25 25 25
平衡模式 BP 4.0:6.0 25 15 15 15 15 15
前促模式 PE 7.0:3.0 50 20
常规模式 CK 6.0:4.0 40 20 20 20
无氮处理 N0
PPM: 精确后移模式; BP: 平衡模式; PE: 前促模式; CK: 对照; N0: 无氮处理。
PPM: Precise promoting in the middle phase, applying basal-tillering and panicle initiating fertilizers with the ratio of 70:30 at leaf age
with remaining leaf primordium number of 4, 2; BP: Balance promoting during all phase, applying basal-tillering and panicle initiating fer-
tilizers with the ratio of 40:60 at leaf age with remaining leaf primordium number of 4, 3, 2, 1; PE: Promoting in the early phase, applying
basal-tillering and panicle initiating fertilizers with the ratio of 70:30 at leaf age with remaining leaf primordium number of 5; CK: Control
applying basal-tillering and panicle initiating fertilizers with the ratio of 70:30 at leaf age with remaining leaf primordium number of 4,2; N0:
without nitrogen application.

另外, 在江苏兴化(年均日照 2 305.6 h, 年均温
15.0℃)、高邮(年均日照 2 207.9 h, 年均温 15.0℃)、
姜堰(年均日照 2 205.9 h, 年均温 14.5℃)、常熟(年
均日照 2 130.2 h, 年均温 15.4℃) 66.67 hm2连片试
验田上进行生产性验证。各地前茬均为小麦, 多数
田块产量为 5 250~6 750 kg hm−2, 栽培措施同上。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 茎蘖动态 各处理, 每个小区定点 10穴作
为一个观察点, 选取 3个观察点做为重复。分别在
移栽期、有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、
乳熟期(抽穗后 20 d)和成熟期观察茎蘖消长动态。
1.2.2 叶面积指数测定 分别于移栽期、有效分
蘖临界叶龄期、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期(抽
穗后 20 d)、腊熟期(抽穗后 35 d)和成熟期, 每处理
取 3穴为 1个样本, 剪下所有叶片, 用直尺量取长与
宽, 然后以长×宽×0.75 计算 3 穴样本的总叶面积,
1840 作 物 学 报 第 37卷

再折算成相应的叶面积指数。每次测定重复 3次。
另外, 在抽穗期, 将叶面积分为总叶面积(所有
茎蘖的叶面积)、有效叶面积(有效茎蘖的叶面积)和
高效叶面积(有效茎蘖顶三叶的叶面积)。具体方法
同上。
1.2.3 干物质与氮素 分别于有效分蘖临界叶龄
期、拔节期、抽穗期、乳熟期(抽穗后 20 d)、腊熟
期(抽穗后 35 d)和成熟期, 每处理取 3穴为 1个样本,
每样本分叶、茎、鞘和穗(抽穗后), 烘干称取干重,
并粉碎用于氮素测定。
1.2.4 叶色 分别于有效分蘖临界叶龄期(N−n)、
无效分蘖期(N−n+1)、倒二叶期(18叶)、抽穗后 20 d,
用日本产 SPAD-502 型叶绿素计测定主茎顶三、顶
四叶上部 1/3处, 获得每张叶片的 SPAD读数, 每处
理测定 10 株水稻植株, 取平均值, 计算顶三叶叶色
和顶四叶叶色的相对差值, 即 RSPAD(顶三叶叶色
和顶四叶叶色的相对色差)＝ [顶三叶叶色(SPAD)−
顶四叶叶色(SPAD)]/顶三叶叶色(SPAD)×100。
1.2.5 株型 于抽穗期, 在不同处理群体中选取
生长一致的植株 50 穴, 选定主茎, 测定顶三叶的
长、叶基角(叶片基部与茎秆的夹角)、叶开角(叶尖
与叶枕连成的直线与茎秆之间的夹角)、披垂度(叶
开角与叶基角的差值)。
1.2.6 根干重和伤流液 于乳熟期(抽穗后 20 d),
每处理以 3 穴为 1 个样本, 重复 3 次, 剪去地上部,
挖取根土(长 30 cm、宽 10 cm、高 20 cm), 于 40目
的尼龙网袋中, 用流水洗净后烘干称重。
分别在抽穗期和乳熟期(抽穗后 20 d)各处理以
3穴为 1个样本, 重复 3次, 于下午 18:00在各茎约
离地面 12 cm 处(在取样前排干田间水)剪去地上部
分植株, 将预先称重的脱脂棉放在剪口处, 包上塑
料薄膜, 于第 2 天早上 8:00 取回带有伤流液的脱脂
棉并称重, 计算伤流量。
1.2.7 产量 在收获前每个处理各小区 5 点取样
20 穴测定单位面积穗数; 并将全部稻穗装进塑料窗
纱口袋内, 风干后, 脱粒、去杂质(不去空瘪粒), 求
出 20 穴的总粒数, 进而求得每穗粒数; 用水漂法去
除空瘪粒, 求取结实率; 以 1 000实粒样本(干种子)
称重, 重复 3次(误差不超过 0.05 g)求取千粒重。成
熟期每个小区全部收获计实产。
1.3 计算与统计方法
光合势(m2 d hm−2)=1/2(L1+L2)(t2−t1), 式中 L1和
L2为前后两次测定的叶面积(m2 hm−2), t1和 t2为前后
测定的时间(d)。
有效叶面积率(%)＝有效 LAI/最大 LAI×100;
高效叶面积率(%)＝高效 LAI/最大 LAI×100
颖花/叶(cm2)=总颖花数/抽穗期叶面积; 实粒/
叶 (cm2)=总实粒数 /抽穗期叶面积 ; 粒重 (mg)/叶
(cm2)=籽粒产量/抽穗期叶面积
群体库充实量(kg hm−2)＝群体颖花量×实际结
实率×实际千粒糙米重/1000
叶面积衰减率(LAI/d)＝(LAI2−LAI1)/(t2−t1)
净同化率 (g m−2 d−1)＝ [ln(LAI2)−ln(LAI1)]/
(LAI2−LAI1)×(W2−W1)/(t2−t1)
表观输出率(%)＝(抽穗期单茎茎鞘重−成熟期
单茎茎鞘重)/抽穗期单茎茎鞘重×100
最大输出率(%)＝(抽穗期单茎茎鞘重−乳熟期
单茎茎鞘重)/抽穗期单茎茎鞘重×100
转运率(%)=(抽穗期单茎茎鞘重−成熟期单茎茎
鞘重)或(抽穗期单茎茎鞘重−乳熟期单茎茎鞘重)/成
熟期单茎籽粒干重×100
氮素当季利用率(%)＝(施氮区植株总吸氮量−
空白区植株总吸氮量)/施氮量×100
氮素生理利用率(%)＝(施氮区产量−空白区产
量)/(施氮区植株总吸氮量−空白区植株总吸氮量)
施氮增产力＝(施氮区产量−空白区产量)/总施
氮量
氮表观生产力＝籽粒产量/总施氮量
运用 Microsoft Excel软件进行数据的录入、计
算与作图; 运用 DPS等软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同叶龄期追施氮肥效应及其高产高效施
肥叶龄期的确定
2.1.1 产量及其构成 由表 3 可见, 连续 2 年 3
个品种的实收产量表现为 D4>D3>D5>D2>D1>CK。如
2005 年 , 武运粳 7 号 D4、D3的实收产量分别为
10 672.5、10 317.0 kg hm−2, 较 CK 分别增加了
25.9%、21.7%, 差异显著, 而 D5、D2和 D1仅分别
较 CK增加 8.8%、6.9%和 2.6%, 差异不显著; 从产
量构成因素来看, 3个品种各处理的结实率和千粒重
较 CK略有增减, 差异不显著; D4、D3群体颖花量最
高, D5次之, 均显著高于 CK, 而 D2、D1则与 CK相
当, 如 2005年, 武运粳 7号 D4、D3、D5的总颖花量
分别为 45 760.5 ×104 hm−2、44 362.5 ×104 hm−2、
37 948.5 ×104 hm−2, 较 CK增加了 26.8%、22.9%、
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1841


13.8%, 差异显著, 而 D2、D1仅分别比 CK高 5.2%、
0.8%, 差异不显著 ; 再从构成群体颖花量的 2个因
素来看, 3个品种 D5的穗数显著高于 CK, 每穗粒数
与 CK 相当; D4、D3的穗数与每穗粒数均显著高于

表 3 不同品种不同处理产量及其构成
Table 3 Grain yield and its components in different cultivars with different treatments
品种
Cultivar
处理
Treatment
穗数
Panicle
(×104 hm−2)
每穗粒数
Spikelets per
panicle
颖花量
Spikelets
(×104 hm−2)
结实率
Filled-grain
percentage (%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
实产
Harvested yield
(kg hm−2)
2005
D5 286.5 Aa 143.3 Bb 41 055.0 Bb 84.4 Aa 27.0 Aa 9 219.0 1) Bb
D4 276.0 Bb 165.8 Aa 45 760.5 Aa 85.7 Aa 27.7 Aa 10 672.5 Aa
D3 273.0 Bb 162.5 Aa 44 362.5 Aa 86.0 Aa 27.9 Aa 10 317.0 Aa
D2 253.5 Cc 149.7 Bb 37 948.5 Cc 86.7 Aa 28.1 Aa 9 058.5 Bb
D1 247.5 Cc 146.9 Bb 36 358.5 Cc 87.1 Aa 28.2 Aa 8 697.0 Bb
武运粳 7号
Wuyunjing 7
CK 247.5 Cc 145.8 Bb 36 085.5 Cc 86.5 Aa 28.0 Aa 8 476.5 Bb
D5 322.5 Aa 138.0 Bb 44 505.0 Bb 83.8 Aa 25.4 Aa 9 307.5 Bb
D4 307.5 Bb 167.1 Aa 51 459.0 Aa 84.7 Aa 25.8 Aa 10 834.5 Aa
D3 304.5 Bb 162.3 Aa 49 444.5 Aa 84.5 Aa 26.0 Aa 10 641.0 Aa
D2 289.5 Cc 145.0 Bb 41 977.5 Cc 84.8 Aa 26.3 Aa 9 261.0 Bb
D1 286.5 Cc 143.5 Bb 41 113.5 Cc 85.4 Aa 26.4 Aa 9 135.0 Bb
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 283.5 Cc 141.5 Bb 40 116.0 Cc 85.2 Aa 26.2 Aa 8 688.0 Bb
D5 255.0 Aa 200.3 Bb 51 076.5 Bb 81.1 Aa 24.7 Aa 9 883.5 Bb
D4 243.0 Bb 235.2 Aa 57 082.5 Aa 81.9 Aa 25.1 Aa 11 443.5 Aa
D3 238.5 Bb 230.4 Aa 54 811.5 Aa 82.0 Aa 25.9 Aa 11 238.0 Aa
D2 226.5 Cc 205.1 Bb 46 455.0 Cc 82.5 Aa 26.4 Aa 9 813.0 Bb
D1 223.5 Cc 201.6 Bb 45 057.0 Cc 82.7 Aa 26.5 Aa 9 703.5 Bb
常优 1号
Changyou 1
CK 219.0 Cc 198.5 Bb 43 323.0 Cc 82.0 Aa 26.3 Aa 9 274.5 Bb
2006
D5 283.5 Aa 144.7 Bb 41 022.0 Bb 84.9 Aa 27.1 Aa 9 262.0 Bb
D4 270.0 Bb 169.7 Aa 45 819.0 Aa 85.9 Aa 27.5 Aa 10 629.0 Aa
D3 268.5 Bb 163.8 Aa 43 980.0 Aa 86.2 Aa 27.8 Aa 10 242.0 Aa
D2 250.5 Cc 148.2 Bb 37 123.5 Cc 86.7 Aa 28.1 Aa 8 968.5 Bb
D1 244.5 Cc 144.6 Bb 35 355.0 Cc 87.0 Aa 28.2 Aa 8 455.5 Bb
武运粳 7号
Wuyunjing 7
CK 243.0 Cc 143.1 Bb 34 773.0 Cc 86.1 Aa 28.1 Aa 8 331.0 Bb
D5 325.5 Aa 136.6 Bb 44 463.0 Bb 83.7 Aa 25.3 Aa 9 229.5 Bb
D4 304.5 Bb 170.1 Aa 51 871.5 Aa 84.6 Aa 25.9 Aa 11 005.5 Aa
D3 300.0 Bb 165.3 Aa 49 615.5 Aa 84.3 Aa 26.1 Aa 10 752.0 Aa
D2 291.0 Cc 144.5 Bb 42 049.5 Cc 84.9 Aa 26.2 Aa 9 196.5 Bb
D1 288.0 Cc 142.7 Bb 41 092.5 Cc 85.6 Aa 26.4 Aa 9 088.5 Bb
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 285.0 Cc 141.3 Bb 40 270.5 Cc 85.3 Aa 26.1 Aa 8 704.5 Bb
D5 262.5 Aa 198.2 Bb 52 027.5 Bb 80.7 Aa 24.8 Aa 10 084.5 Bb
D4 244.5 Bb 236.2 Aa 57 751.5 Aa 81.7 Aa 25.3 Aa 11 683.5 Aa
D3 240.0 Bb 230.4 Aa 55 296.0 Aa 81.9 Aa 25.8 Aa 11 260.5 Aa
D2 231.0 Cc 206.3 Bb 47 655.0 Cc 82.4 Aa 26.3 Aa 9 949.5 Bb
D1 228.0 Cc 203.2 Bb 46 329.0 Cc 82.6 Aa 26.4 Aa 9 880.5 Bb
常优 1号
Changyou 1
CK 226.5 Cc 197.7 Bb 44 779.5 Cc 82.1 Aa 26.2 Aa 9 436.5 Bb
1) 部分田块倒伏; 不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
1) Lodged in part of field. Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probabi-
lity levels.

1842 作 物 学 报 第 37卷

CK, 而 D2、D1则与 CK相当, 如 2005年, 武运粳 7
号 D4、D3的穗数分别较 CK高 11.5%、10.3%, 每穗
粒数较 CK 多 13.7%、11.5%, 差异显著; D5的穗数
较 CK 高 15.8%, 差异显著, 每穗粒数与 CK 相当;
而 D2、D1则均与 CK相当。
由于 2 年规律基本一致, 为了便于分析, 下文
仅就 2005年的数据进行说明。
2.1.2 茎蘖动态 由图 1可见, 3个品种在生育前
期(移栽期、有效分蘖临界叶龄期), 各处理的群体茎
蘖数均与 CK相当; 拔节期, 均达高峰苗, D5显著高
于 CK, 其他处理均与 CK 相当; 抽穗后, D5、D2、
D1群体茎蘖消亡较快, D4、D3则较为平缓; 成熟期,
D5、D4、D3 的穗数(D5 最高)显著高于 CK, D2、D1
与 CK 相当 ; 最终成穗率表现为 D4>D3>D2>D5>
D1>CK, 其中 D4、D3显著高于 CK, 其他与 CK相当,
如武运粳 7号, D4、D3的成穗率分别为 79.7%、79.5%,
显著高于 CK (72.7%), D5、D2、D1分别为 74.6%、
73.7%、72.8%, 略高于 CK, 差异不显著。

图 1 不同品种不同处理各生育时期群体茎蘖数
Fig. 1 Number of stems and tillers at each growth and development stage in different treatments and cultivars
T: 移栽期; N−n: 有效分蘖临界叶龄期; J: 拔节期; H: 抽穗期; MK: 乳熟期; M: 成熟期。
T: transplanting stage; N−n: critical leaf-age for productive tillers; J: jointing; H: heading; MK: milky stage; M: maturity.

2.1.3 群体叶面积与光合势 由图 2可见, 3个品
种群体 LAI 在有效分蘖临界叶龄期, 各处理相当;
在拔节期, D5显著高, 其他处理相当; 在抽穗期, 各
处理均达最大值, 且显著高于 CK; 此后, 各处理均
开始下降, 至成熟期 D4、D3显著高于其他处理, D2、
D1显著高于 CK, D5则与 CK相当。
相应的光合势(图 2), 在有效分蘖临界叶龄期至
拔节期, D5 显著高, 其他处理相当; 拔节至抽穗期,
各处理均显著高于 CK, 其中 D5、D4、D3相当, 显
著高于 D2、D1; 抽穗至乳熟期, 各处理亦显著高于
CK, 其中 D5略低于 D4、D3, 3个处理均显著高于
D2、D1 (D2、D1相当); 乳熟至蜡熟期、蜡熟至成熟
期, D4、D3显著高于其他处理, D5、D2、D1显著高于
CK。
2.1.4 群体干物质积累动态 由图 3可见, 3个品
种在有效分蘖临界叶龄期(N−n), 各处理群体干物
质积累量相当, 此后, D5 干物质积累较快, 至拔节
期群体干物质量显著高, 而其他处理则相当; 在抽
穗期, D5积累的干物质量仍最多, 其次为 D4、D3、
D2, 均显著高于 CK, 而 D1则与 CK 相当; 抽穗后,
D4、D3 干物质生产力仍较强, 在乳熟期、蜡熟期和
成熟期, D4、D3干物质积累量均最高, 其次为 D5、
D2、D1, 均显著高于 CK。
2.1.5 氮素吸收与利用 由表 4可见, 3个品种在
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1843


拔节前, 以 D5的氮素累积量显著高, 其他处理均与
CK 相当, 占总吸氮量的比例亦以 D5最高(与 CK 相
当), 其他处理则显著小于 CK; 拔节至抽穗期, 氮
素累积量及与占总吸氮量的比例均以 D4、D3 最高,
D5、D2次之, 均显著高于 CK, 而 D1则与 CK 相当;
抽穗至成熟期, D4、D3 的氮素累积量最高, D2、D1
次之, 均显著高于 CK, 而 D5则与 CK相当, 占总吸
氮量的比例 D5 与 CK 相当, 其他处理均显著高于
CK。
由图 4可见, 3个品种的氮素当季利用率均与追
肥叶龄期呈抛物线关系, 各品种均有一个最佳的追
肥叶龄期, 据曲线方程得其最佳追肥叶龄期分别为
16.0 (武运粳 7号)、15.8 (武香粳 14)、15.7 (常优 1
号)。倒四叶(16.0)是一个高效追肥叶龄期。

图 2 不同品种不同处理各生育时期群体叶面积指数与光合势
Fig. 2 Leaf area index and photosynthetic potential at each growth and development stage in different treatments and cultivars
缩写同图 1。Abbreviations are the same as given in Fig. 1.

2.2 氮肥精确后移的绩效及其机制
2.2.1 产量及其构成 由表 5 可见, 连续 2 年 2
个品种均以精确后移模式产量最高, 平衡模式次之,
均显著高于 CK, 而前促模式由于部分倒伏, 产量显
著低于 CK; 从产量构成来看, 精确后移模式产量高
源于群体颖花量高(结实率和千粒重与 CK相当), 其
高颖花量又得益于穗型大(穗数与 CK相当), 前促模
式穗数多, 穗型小, 总颖花量与 CK相当, 但后期倒
伏, 结实率和千粒重显著下降。
2.2.2 氮素绩效分析 由表 6可见, 2007年 2个
品种各处理的百千克籽粒需氮量相当; 其中精确后
移模式的氮素当季利用率、生理利用率、施氮增产
力与氮表观生产力均最高(武香粳 14分别为 41.98%、
44.1%、18.5和 48.7, 常优 1号分别为 42.08%、48.4%、
20.4和 50.6), 平衡模式次之, 显著高于 CK; 前促模
式的氮素当季利用率与施氮增产力显著低于 CK,
生理利用率与氮表观生产力与 CK 相当。2008 年 2
个品种的规律与之基本一致。
1844 作 物 学 报 第 37卷


图 3 不同品种不同处理群体干物质积累动态
Fig. 3 Dynamic changes of population dry matter accumulation in different treatments and cultivars
缩写同图 1。Abbreviations are the same as given in Fig. 1.

表 4 不同品种不同处理不同生育阶段氮素吸收
Table 4 Nitrogen absorbing at different growth and developing stages in different treatments and cultivars
拔节前 Before jointing 拔节–抽穗期 Jointing–heading 抽穗–成熟期 Heading–maturity
品种
Cultivar
处理
Treatment
累积量
AAAN
(kg hm−2)
占总吸氮量的比例
Ratio to total absorbed
nitrogen (%)
累积量
AAAN
(kg hm−2)
占总吸氮量的比例
Ratio to total ab-
sorbed nitrogen (%)
累积量
AAAN
(kg hm−2)
占总吸氮量的比例
Ratio to total ab-
sorbed nitrogen (%)
D5 85.8 Aa 48.95 Aa 68.9 Bb 39.35 Bb 20.6 Cc 11.70 Bb
D4 69.9Bb 36.41 Cc 81.3 Aa 42.35 Aa 40.8 Aa 21.24 Aa
D3 69.8 Bb 37.59 Cc 77.9 Aa 41.89 Aa 38.1 Aa 20.53 Aa
D2 70.2 Bb 41.24 Bb 66.6 Bb 39.09 Bb 33.5 Bb 19.67 Aa
D1 69.9 Bb 43.45 Bb 59.9 Cc 37.18 Cc 31.2 Bb 19.37 Aa
武运粳 7号
Wuyunjing 7
CK 69.8 Bb 48.38 Aa 54.5 Cc 37.78 Cc 20.0 Cc 13.84 Bb


D5 84.2 Aa 47.58 Aa 69.0 Bb 39.01 Bb 23.7 Cc 13.40 Bb
D4 68.1 Bb 34.92 Cc 85.4 Aa 43.78 Aa 41.6 Aa 21.31 Aa
D3 68.0 Bb 35.48 Cc 83.3 Aa 43.46 Aa 40.4 Aa 21.07 Aa
D2 68.3 Bb 39.84 Bb 68.1 Bb 39.76 Bb 35.0 Bb 20.40 Aa
D1 68.4 Bb 41.60 Bb 62.1 Cc 37.79 Cc 33.9 Bb 20.62 Aa
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 68.6 Bb 46.41 Aa 56.9 Cc 38.45 Cc 22.4 Cc 15.13 Bb


D5 81.2 Aa 45.61 Aa 71.7 Bb 40.30 Bb 25.1 Cc 14.08 Bb
D4 67.7 Bb 33.78 Cc 87.5 Aa 43.67 Aa 45.2 Aa 22.55 Aa
D3 68.1 Bb 34.63 Cc 85.8 Aa 43.64 Aa 42.8 Aa 21.74 Aa
D2 68.7 Bb 38.89 Bb 71.1 Bb 40.22 Bb 36.9 Bb 20.88 Aa
D1 68.9 Bb 41.27 Bb 63.3 Cc 37.95 Cc 34.7 Bb 20.77 Aa
常优 1号
Changyou 1
CK 68.6 Bb 45.62 Aa 57.8 Cc 38.40 Cc 24.0 Cc 15.97 Bb
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels. AAAN: accumu-
lated amount of the absorbed nitrogen.
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1845



图 4 不同品种不同处理氮素当季利用率
Fig. 4 Apparent nitrogen recovery efficiency in different treatments and cultivars
空白区产量为 6 010.5 kg hm−2, 土壤供氮量为 91.5 kg hm−2。
Yield without nitrogen application is 6 010.5 kg hm−2, nitrogen supplied in soil is 91.5 kg hm−2.

表 5 不同品种不同处理产量及其构成
Table 5 Grain yield and its components in different cultivars with different treatments
品种
Culivar
处理
Treatment
穗数
Panicles
(×104 hm−2)
每穗粒数
Spikelets per
panicle
颖花量
Spikelets
(×104 hm−2)
结实率
Filled-grain
percentage (%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
实产
Harvested yield
(kg hm−2)
2007
PPM 301.5 Bb 168.1 Aa 50 656.5 Aa 85.4 Aa 26.1 Aa 10 962.0 Aa
BP 300.0 Bb 155.5 Bb 46 650.0 Bb 85.6 Aa 26.2 Aa 10 161.0 Bb
PE 333.0 Aa 134.7 Dd 44 754.0 Cc 82.2 Bb 25.3 Bb 9 228.0 Dd
武香粳 14
Wuxiangjing 14
CK 298.5 Bb 146.8 Cc 43 819.5 Cc 85.6 Aa 26.1 Aa 9 537.0 Cc
PPM 261.0 Bb 220.7 Aa 57 436.5 Aa 80.5 Aa 25.1 Aa 11 377.5 Aa
BP 258.0 Bb 206.1 Bb 53 112.0 Bb 80.2 Aa 25.2 Aa 10 471.5 Bb
PE 291.0 Aa 177.5 Dd 51 679.5 Cc 77.1 Bb 24.4 Bb 9 357.0 Dd
常优 1号
Changyou 1
CK 255.0 Bb 196.5 Cc 50 107.5 Cc 80.4 Aa 25.2 Aa 9 799.5 Cc
2008
PPM 303.0 Bb 169.1 Aa 51 211.5 Aa 85.2 Aa 26.1 Aa 10 999.5 Aa
BP 303.0 Bb 152.5 Bb 46 162.5 Bb 85.3 Aa 26.3 Aa 10 183.5 Bb
PE 336.0 Aa 133.9 Dd 44 890.5 Cc 81.8 Bb 25.1 Bb 9 085.5 Dd
武香粳 14
Wuxiangjing 14
CK 301.5 Bb 147.8 Cc 44 539.5 Cc 85.4 Aa 25.9 Aa 9 468.0 Cc
PPM 262.5 Bb 219.9 Aa 57 562.5 Aa 80.3 Aa 25.2 Aa 11 341.5 Aa
BP 261.0 Bb 206.3 Bb 53 782.5 Bb 80.2 Aa 25.0 Aa 10 504.5 Bb
PE 295.5 Aa 175.1 Dd 51 768.0 Cc 76.8 Bb 24.3 Bb 9 339.0 Dd
常优 1号
Changyou 1
CK 256.5 Bb 193.7 Cc 49 684.5 Cc 80.2 Aa 25.1 Aa 9 747.0 Cc
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 2。
Abbreviations are the same as given in Table 2. Values within a column followed by different letters are significantly different at the
0.05 and 0.01 probability levels.

2.2.3 生产性验证 2007—2008 年, 氮肥精确后
移模式分别在江苏兴化、高邮、姜堰、常熟等地 66.67
hm2 连片试验田上生产性验证表明, 较当地常规施
肥, 氮肥精确后移模式的实收产量平均增加 11.9%~
14.6%, 氮素当季利用率平均增加 18.3%~20.7%, 差
异均达显著水平 , 表现出了良好的高产性与高效
性。
2.2.4 精确后移模式及其增产增效机制
2.2.4.1 既能巩固穗数 , 又能有效控制无(低)效分
蘖, 获取高成穗率, 形成足量的群体有效穗数。在培
育壮秧、合理栽插基本苗的基础上, 精确后移模式
于有效分蘖临界叶龄期(N−n)准时够苗 , 较之成熟
期群体有效穗数, 武香粳 14 仅减少 0.99%, 常优 1
号仅减少 1.14%, 差异均不显著。可见, 精确后移模
式具备较强的巩固穗数的能力。同时, 精确后移模
式于有效分蘖临界叶龄期群体叶色开始褪淡
(RSPAD为 0, 武香粳 14的叶片含氮率在 2.7%左右,
常优 1 号在 2.6%左右); 于无效分蘖期(N−n+1), 群
体叶色“落黄”(RSPAD 为正值, 武香粳 14 的叶片含
氮率为 2.3%左右, 常优 1号为 2.2%左右), 据精确定
1846 作 物 学 报 第 37卷

量栽培理论[16], 精确后移模式能够较为有效地控制
无(低)效分蘖的发生和生长, 至拔节期群体高峰苗
适中, 最终成穗率高(武香粳 14为 84.8%, 常优 1号
为 86.6%)(表 8)。

表 6 不同施氮模式氮素利用与绩效分析
Table 6 Nitrogen use and performance analysis in different nitrogen-application patterns
品种
Cultivar
模式
Pattern
当季利用率
RE (%)
生理利用率
PE (%)
施氮增产力
AE
氮表观生产力
Yield of ear nitrogen
100 kg籽粒需氮量
Nitrogen requirement
for 100 kg grains (kg)
2007
PPM 42.0 Aa 44.1 Aa 18.5 Aa 48.7 Aa 1.97 Aa
BP 39.9 Bb 37.5 Bb 15.0 Bb 45.2 Bb 2.08 Aa
PE 32.2 Dd 33.6 Cc 10.8 Dd 41.0 Cc 2.10 Aa
武香粳 14
Wuxiangjing 14
CK 35.4 Cc 34.4 Cc 12.2 Cc 42.4 Cc 2.11 Aa
PPM 42.1 Aa 48.4 Aa 20.4 Aa 50.6 Aa 1.90 Aa
BP 40.0 Bb 40.8 Bb 16.3 Bb 46.5 Bb 2.02 Aa
PE 33.3 Dd 34.2 Cc 11.4 Dd 41.6 Cc 2.10 Aa
常优 1号
Changyou 1
CK 37.9 Cc 35.2 Cc 13.4 Cc 43.6 Cc 2.11 Aa
2008
PPM 41.8 Aa 44.7 Aa 18.5 Aa 48.9 Aa 1.96 Aa
BP 37.9 Bb 39.8 Bb 14.9 Bb 45.3 Bb 2.03 Aa
PE 32.0 Dd 31.8 Cc 10.0 Dd 40.4 Cd 2.13 Aa
武香粳 14
Wuxiangjing 14
CK 36.5 Cc 32.6 Cc 11.7 Cc 42.1 Cc 2.15 Aa
PPM 42.3 Aa 47.8 Aa 20.0 Aa 50.4 Aa 1.91 Aa
BP 40.8 Bb 40.4 Bb 16.3 Bb 46.7 Bb 2.03 Aa
PE 31.9 Dd 35.4 Cc 11.1 Dd 41.5 Cd 2.07 Aa
常优 1号
Changyou 1
CK 36.5 Cc 35.9 Cc 12.9 Cc 43.3 Cc 2.09 Aa
2007年对照区产量为 6 795 kg hm−2, 土壤供氮量为 121.5 kg hm−2; 2008年对照区产量为 6 840 kg hm−2, 土壤供氮量为 121.5 kg
hm−2; RE: 当季利用率; PE: 生理利用率; AE: 施氮增产率; 不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 2。
Yield without nitrogen application is 6 795 kg hm−2, nitrogen supplied in soil is 121.5 kg hm−2 in 2007. Yield without nitrogen applica-
tion is 6 840 kg hm−2, and nitrogen supplied in soil is 121.5 kg hm−2 in 2008. RE: apparent nitrogen recovery efficiency; PE: physiological
nitrogen use efficiency; AE: agronomic nitrogen use efficiency. Values within a column followed by different letters are significantly different
at the 0.05 and 0.01 probability levels. Other abbreviations are the same as given in Table 2.

表 7 不同地点不同品种产量及其氮素利用率
Table 7 Yield and nitrogen use efficiency in different cultivars at different locations
地点
Location
品种
Cultivar
田块数
n
实产
Harvested yield
(kg hm−2)
当季氮素
利用率
RE (%)
增产
Increase of yield
compared to CK
(%)
增效
Increase of nitrogen
use efficiency com-
pared to CK (%)
2007
兴化 Xinghua 陵香优 18 Lingxiangyou 18 7 11 302.5 40.9 13.7** 20.3**
高邮 Gaoyou 武粳 15 Wujing 15 6 11 001.0 40.1 12.1** 19.1**
姜堰 Jiangyan 甬优 8号 Yongyou 8 9 773.7 42.3 14.2** 18.5**
常熟 Changshu 常优 1号 Changyou 1 11 11 605.5 41.7 11.9** 18.3**
2008
兴化 Xinghua 陵香优 18 Lingxiangyou 18 13 11 425.5 41.3 14.6** 20.7**
高邮 Gaoyou 南粳 44 Nanjing 44 10 11 143.5 40.8 13.9** 20.3**
姜堰 Jiangyan 甬优 8号 Yongyou 8 15 11 641.5 42.6 14.0** 19.7**
常熟 Changshu 常优 1号 Changyou 1 12 11 554.5 41.9 12.8** 18.6**
**表示在 0.01水平上差异显著。
** Significantly different at the 0.01 probability level. RE: apparent nitrogeh recovery officiency.
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1847


表 8 不同品种不同处理群体茎蘖
Table 8 Population stems and tillers in different cultivars with different treatments
有效分蘖临界叶龄期 N−n 无效分蘖期 N−n+1
品种
Cultivar
处理
Treat.
茎蘖数
Number of stems
and tillers
(×104 hm−2)
RSPAD
叶片含氮率
Contents of
nitrogen in
leaves (%)
RSPAD
叶片含氮率
Contents of
nitrogen in
leaves (%)
高峰苗
Max number
of stems and
tillers
(×104 hm−2)
成穗率
Ratio of produc-
tive tillers to total
tillers
(%)
PPM 304.5 Bb 0.02 Aa 2.68 Bb 2.51 Aa 2.31 Bb 355.5 Bb 84.9 Aa
BP 303.0 Bb 0.01 Aa 2.66 Bb 2.63 Aa 2.27 Bb 352.5 Bb 85.1 Aa
PE 316.5 Aa −1.97 Bb 3.56 Aa 0.04 Bb 2.63 Aa 439.5 Aa 75.5 Cc
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 310.5 Bb −0.03 Aa 2.71 Bb 2.46 Aa 2.39 Bb 373.5 Bb 79.9 Bb


PPM 264.5 Bb 0.01 Aa 2.57 Bb 2.46 Aa 2.24 Bb 301.5 Bb 86.1 Aa
BP 259.5 Bb 0.00 Aa 2.54 Bb 2.52 Aa 2.16 Bb 298.5 Bb 86.4 Aa
PE 282.5 Aa −1.84 Bb 3.51 Aa 0.03 Bb 2.60 Aa 384.0 Aa 75.8 Cc
常优 1号
Changyou 1
CK 271.5 Bb −0.01 Aa 2.65 Bb 2.39 Aa 2.31 Bb 316.5 Bb 80.7 Bb
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。RSPAD: 顶三叶叶色与顶四叶叶色的相对色差; 其他缩写同表 2。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels. RSPAD: relative
SPAD value. Other abbreviations are the same as given in Table 2.

2.2.4.2 既能攻取大穗, 又能防止群体叶面积的过
度增长, 于生育中期形成较高且适宜的叶面积指数
与配置良好的冠层结构, 保障了抽穗期群体干物质
量的优化增长, 使群体具有较高的粒叶比。精确后
移模式在倒二叶期的顶三、顶四叶相对叶色差为 0
左右(叶片的含氮率武香粳 14为 2.93%、常优 1号为
2.87%), 群体叶色显“黑”(表 9), 利于群体大穗的形
成[13]; 抽穗期的 LAI 略高于 CK (武香粳 14 为 7.5,
常优 1 号为 7.9), 其有效叶面积率与高效叶面积率
显著高于 CK (武香粳 14分别为 95.32%、77.38%, 常
优 1号分别为 94.14%、76.01%), 抽穗期群体上三叶
均较长, 但其叶基角、叶开角与披垂度均小(表 10),
故株型更挺拔, 冠层结构配置更好; 从而使单位叶
面积上承载的颖花量[颖化 /叶(cm)]显著高(武香粳
14为 0.675, 常优 1号为 0.727), 保障了抽穗期群体
干物质积累量的显著增加(武香粳 14为 727.5 kg 667
m−2, 常优 1号为 753.7 kg 667 m−2), 同时又未影响
群体的安全生长(表 9)。
2.2.4.3 既能增加抽穗后群体干物质积累, 又能协
调群体茎鞘物质输出与运转, 以强源畅流促进群体
库容有效充实。精确后移模式通过穗肥的后续作用,
使群体于抽穗后 20 d叶色仍保持显“黑”(顶三、顶四
叶相对叶色差维持在 0 左右 , 叶片含氮率维持在
2.70%左右, 表 11), 较好地起到养根[抽穗后 20 d群

表 9 不同品种不同处理生育中期群体特征
Table 9 Characteristics of population with different treatments and different cultivars in middle stage
倒二叶 2nd leaf 抽穗期 Heading
品种
Cultivar
处理
Treatment RSPAD
叶片含氮率
Content of
nitrogen in
leaves (%)
LAI
有效叶面积率
Ratio of leaf area
of productive
tillers (%)
高效叶面积率
Ratio of leaf area of flag
leaf to 3rd leaf from top
of productive tillers (%)
干物质量
Weight of
dry matter
(kg hm−2)
颖花/叶
Spikelets
per cm2
PPM −0.01 2.93 7.5 Bb 95.32 Aa 77.38 Aa 10 912.5 Bb 0.675 Aa
BP 0.05 2.68 7.3 Bb 92.67 Bb 75.11 Bb 10 395.0 Cc 0.639 Bb
PE 1.97 2.03 8.1 Aa 87.34 Dd 63.74 Dd 11 026.5 Aa 0.552 Dd
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 1.03 2.26 7.1 Bb 90.05 Cc 67.08 Cc 10 173.0 Dd 0.617 Cc


PPM 0.00 2.87 7.9 Bb 94.14 Aa 76.01 Aa 11 305.5 Bb 0.727 Aa
BP 0.04 2.61 7.6 Bb 92.09 Bb 74.29 Bb 10 824.0 Cc 0.698 Bb
PE 2.07 2.01 8.6 Aa 85.57 Dd 60.12 Dd 11 440.5 Aa 0.601 Dd
常优 1号
Changyou 1
CK 1.36 2.19 7.3 Bb 89.06 Cc 65.27 Cc 10 591.5 Dd 0.686 Cc
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 2和表 8。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels. Abbreviations are
the same as given in Tables 2 and 8.

1848 作 物 学 报 第 37卷

表 10 不同品种不同处理抽穗期群体上三叶特征
Table 10 Characteristics of flag leaf, 2nd leaf, and 3rd leaf from top of productive tillers in different cultivars with different
treatments
剑叶 Flag leaf 倒二叶 2nd leaf 倒三叶 3rd leaf 品种
Cultivar
处理
Treatment 长 L
(cm)
叶基角
BA(°)
叶开角
SLA(°)
披垂度
DA(°)
长 L
(cm)
叶基角
BA(°)
叶开角
SLA(°)
披垂度
DA(°)
长 L
(cm)
叶基角
BA(°)
叶开角
SLA(°)
披垂度
DA(°)
PPM 35.1 11.3 14.1 2.8 44.5 13.2 19.9 6.7 39.1 15.7 25.1 9.4
BP 33.4 12.6 15.9 3.3 41.1 15.3 22.7 7.4 38.9 17.9 28.5 10.6
PE 32.7 13.9 18.7 4.8 40.3 17.6 25.9 8.3 37.0 18.8 29.9 11.1
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 31.7 14.2 19.4 5.2 39.6 19.4 28.3 8.9 36.2 20.1 32.3 12.2


PPM 38.7 14.8 19.4 4.6 49.2 15.0 21.1 6.1 41.1 17.2 28.5 11.4
BP 36.9 15.3 21.0 5.7 47.7 15.6 24.9 9.4 40.3 18.1 29.7 11.6
PE 35.2 15.8 22.7 6.9 45.3 15.6 26.1 10.5 38.7 19.0 31.6 12.6
常优 1号
Changyou 1
CK 34.3 16.3 23.7 7.4 44.1 16.3 27.2 10.9 37.2 20.7 33.7 13.1
L: 叶长; BA: 叶基角; SLA: 叶开角; DA: 披垂度; 缩写同表 2。
L: leaf length; BA: leaf base angle; SLA: angle between stem and leaf; DA: drooping angle. Abbreviations are the same as given in
Table 2.

表 11 不同品种不同处理抽穗后 20 d 群体叶色与根系
Table 11 Characteristics of population structure in different cultivars with different treatments
品种
Culivar
处理
Treatment
RSPAD
叶片含氮率
Content of nitrogen
in leaves (%)
根系干重
Weight of dry matter in
root (g hill−1)
根冠比
Root-shoot
ratio
抽穗至抽穗后 20 d平均伤流量
Root exudates from heading to
waxy stage
PPM 0.03 2.71 13.77 Aa 0.261 Aa 4.893 Aa
BP 0.11 2.56 12.83 Bb 0.243 Bb 4.635 Bb
PE 2.55 1.87 7.62 Dd 0.146 Dd 3.871 Dd
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 1.27 2.13 10.91 Cc 0.208 Cc 4.054 Cc


PPM 0.05 2.73 14.63 Aa 0.276 Aa 5.010 Aa
BP 0.12 2.53 13.89 Bb 0.251 Bb 4.866 Bb
PE 2.61 1.92 8.98 Dd 0.158 Dd 4.014 Dd
常优 1号
Changyou 1
CK 1.41 2.16 11.71 Cc 0.211 Cc 4.136 Cc
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 2和表 8。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels. Abbreviations are
the same as given in Tables 2 and 8.

体根系干重、根冠比、根系活力(抽穗至抽穗后 20 d
平均伤流量)均显著高]保叶(抽穗至成熟期群体叶面
积衰减率明显低)的作用(表 11和表 12), 使群体维持
较为旺盛的光合能力(抽穗至成熟期的群体光合势
与净同化率显著高), 积累较多的光合产物(抽穗至
成熟期干物质积累量显著高), 保源强(表 12)。同时,
精确后移模式在抽穗至乳熟期的单茎茎鞘物质输出
率与运转率均显著高 (武香粳 14 分别为 20.07%、
19.33%, 常优 1号分别为 19.33%、16.42%), 利于籽
粒的灌浆结实; 在乳熟至成熟期, 各模式单茎茎鞘
均表现出物质回运现象 , 精确后移模式最为显著 ,
这不仅有利于籽粒的进一步灌浆结实, 而且在一定
程度上还能满足茎鞘物质的再充实之需; 故抽穗至
成熟期, 精确后移模式单茎茎鞘物质输出率与运转
率均显著低(表 13)。最终 , 后移模式以较高的粒叶
比[实粒/叶(cm)、粒重(mg)/叶(cm)], 保流畅, 促充实
(表 12)。
3 讨论
3.1 氮肥精确后移的概念
本研究提出的氮肥精确后移有两层含义: 其一,
在确定适宜施氮总量的基础之上, 减少基蘖肥用量,
增加穗肥用量, 这在本课题组以往有关研究报道中
已有较明确的结果[15-20]; 其二, 加大用量的穗肥的
施用时期是拔节至抽穗期, 即水稻生长发育的中期,
而其具体的施用叶龄期是倒四、倒三叶龄期, 即比
以往大面积穗肥以保花肥为主的技术在施用叶龄期
上(倒二、倒一叶龄期)提前了。这样, 在正常苗情下,
既免除了倒二、倒一叶的保花肥, 又免除了抽穗扬
花期或此后施用的粒肥。总之, (1)本研究提出的氮
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1849


表 12 不同品种不同处理抽穗后群体干物质生产
Table 12 Production of dry matters after heading in cultivars with different treatments
品种
Cultivar
处理
Treatment
累积量
Biomass
(kg hm−2)
叶面积衰减率
Leaf area de-
creasing per
day
光合势
Leaf area
duration
(×104 m2 d hm−2)
净同化率
Net assimila-
tion rate
(g m−2 d−1)
实粒/叶
Filled grains per
square centimeter
leaf area (cm2)
粒重(mg)/叶
Grain weight (mg) per
square centimeter leaf
area (cm2)
PPM 8 013.0 Aa 0.088 Bb 265.38 Aa 2.142 Aa 0.581 Aa 14.659 Aa
BP 6 835.5 Bb 0.087 Bb 256.13 Bb 1.901 Bb 0.539 Bb 13.943 Bb
PE 4 600.5 Dd 0.132 Aa 240.12 Dd 1.567 Dd 0.453 Dd 11.211 Dd
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 6 007.5 Cc 0.085 Bb 248.37 Cc 1.725 Cc 0.535 Cc 13.329 Cc


PPM 8 193.0 Aa 0.087 Bb 286.14 Aa 2.011 Aa 0.585 Aa 14.349 Aa
BP 7 201.5 Bb 0.085 Bb 273.39 Bb 1.856 Bb 0.568 Bb 13.815 Bb
PE 4 626.0 Dd 0.140 Aa 255.14 Dd 1.482 Dd 0.462 Dd 10.854 Dd
常优 1号
Changyou 1
CK 6 060.0 Cc 0.083 Bb 261.63 Cc 1.634 Cc 0.545 Cc 13.345 Cc
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 2。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels. Abbreviations are
the same as given in Table 2.

表 13 不同品种不同处理抽穗后单茎茎鞘物质的输出与转运
Table 13 Production and translocation of dry matters per stem and sheath after heading cultivars with different treatments
单茎茎鞘重
Weight per stem and
sheath (g)
抽穗–乳熟期
Heading–milky stage
抽穗–成熟期
Heading–maturity 品种
Cultivar
处理
Treat.
总充实量
Total filling
(kg hm−2) 抽穗期
Heading
成熟期
Maturity
输出率
Output
ratio (%)
转运率
Translocation
ratio (%)
乳熟–成熟
期的输出量
Outputting
from MS to
M (g)
输出率
Output
ratio (%)
转运率
Translocation
ratio (%)
PPM 10 009.5Aa 3.014 Aa 2.698 Aa 20.07 Aa 19.33 Aa −0.289 Dd 10.47 Dd 10.08 Dd
BP 9 177.0 Bb 2.867 Bb 2.539 Bb 19.39 Bb 19.08 Bb −0.228 Cc 11.42 Cc 11.24 Cc
PE 8 388.0 Dd 2.523 Dd 2.190 Dd 13.40 Dd 14.16 Dd −0.005 Aa 13.21 Aa 13.95 Aa
武香粳 14
Wuxiangjing
14
CK 8 568.0 Cc 2.615 Cc 2.295 Cc 15.91 Cc 15.15 Cc −0.096 Bb 12.24 Bb 11.65 Bb


PPM 10 390.5 Aa 3.219 Aa 2.881 Aa 19.42 Aa 16.63 Aa −0.287 Dd 10.51 Dd 9.00 Dd
BP 9 346.5 Bb 2.939 Bb 2.591 Bb 19.39 Bb 16.31 Bb −0.222 Cc 11.85 Cc 9.97 Cc
PE 8 226.0 Dd 2.651 Dd 2.299 Dd 13.42 Dd 12.87 Dd −0.004 Aa 13.26 Aa 12.71 Aa
常优 1号
Changyou 1
CK 8 745.0 Cc 2.735 Cc 2.402 Cc 15.73 Cc 13.02 Cc −0.097 Bb 12.18 Bb 10.08 Bb
不同字母表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 2。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels. Abbreviations are
the same as given in Table 2.

肥精确后移打破了倒四叶不能追肥的传统; (2)氮肥
精确后移的提出是建立在高产、高效追肥叶龄期精
确确定的基础之上的 , 也是以前期精确施用基蘖
肥、及早精确搁田、群体高峰苗控制在适宜穗数的
1.3~1.4 倍, 叶色明显落黄等为前提的。倒四、倒三
叶龄期的精确确定, 为大面积穗肥高效施用提供了
精准的时间指标。
3.2 氮肥精确后移模式的因地制宜
本研究提出的氮肥精确后移模式经大面积生产
验证表现出良好的高产性、稳产性、高效性。然而,
氮肥的后移施用还与品种类型、种植方式等关系密
切[21-22], 因此在实际生产应用上还应因地制宜。
3.2.1 不同品种类型 本课题组研究表明, 4 个
节间的双季早稻或晚稻品种, 其适宜的氮肥基蘖肥
与穗肥运筹为 7︰3, 穗肥高效施用叶龄期为倒三、
倒二叶; 5个伸长节间的中稻与晚稻品种, 其适宜的
氮肥运筹为 6︰4, 穗肥高效施用叶龄期为倒四叶后
半叶期与倒三叶后半叶期; 6个(少数 7个)伸长节间
的晚稻品种, 其适宜的氮肥运筹比例为 5︰5, 穗肥
高效施用叶龄期为倒四叶初与倒三叶初。
3.2.2 不同栽培方式 同类品种如早熟晚粳种植
方式不同, 其氮肥的合理运筹亦不同。一般旱育大
苗(9叶左右)为 4︰6; 旱育中苗(6.5叶左右)为 5︰5;
小苗机插或抛秧(3~4.5叶)为 6︰4; 直播稻 5~6个伸
1850 作 物 学 报 第 37卷

长节间的品种为 6︰4, 4个伸长节间的品种则为 7︰
3[21], 其高产高效的穗肥施用时期前者为倒四、倒三
叶, 后者为倒三、倒二叶。
(3) 秸秆全量还田 在前茬秸秆全量还田条
件下, 由于秸秆腐烂过程需要消耗一定的土壤速效
氮, 故一般水稻前期(基蘖肥)施氮比例应提高 10%
左右。
3.3 穗肥的微调
除了上述几点, 运用该模式在施用穗肥时, 还
应据群体的具体苗情合理调节。例如早熟晚粳稻群
体高峰苗控制在适宜穗数的 1.3~1.4倍, 叶色于无效
分蘖期正常落黄, 穗肥分别于倒四叶、倒三叶期正
常施用; 若群体茎蘖数不足 , 群体叶色落黄早 , 穗
肥在倒四叶初与倒三叶初分 2 次施肥, 早施、重施
穗肥; 若中期群体大 , 茎蘖数过多 , 叶色迟迟不褪
淡落黄, 穗肥一般待群体叶色明显落黄后于倒二或
倒一叶期因苗减量施用, 若剑叶抽出期仍未明显褪
淡落黄, 则不必施用穗肥。
4 结论
长江中下游地区早熟晚粳稻生育中期最利于高
产、高效的施肥叶龄期为倒四叶、倒三叶期。
水稻氮肥精确后移施用模式, 即在长江中下游
单季稻地区, 中上等地力上(前茬小麦 5 250 kg hm−2
以上或不施氮空白区稻谷产量 6 000 kg hm−2以上),
早熟晚粳稻(19张叶片, 6个伸长节间)旱育壮秧栽培
条件下, 以斯坦福方程确定目标产量总施氮量, 基
蘖 ︰肥 穗肥＝5︰5, 穗肥于倒四(16叶露尖)、倒三
叶(17 叶露尖) 2 次施用(在群体发展动态正常条件
下)。
水稻氮肥精确后移施用模式高产高效的机制是,
巩固有效分蘖 , 以高成穗率争足穗; 攻取大穗 , 优
化中期群体结构 , 至抽穗期既有足量干物质积累 ,
又具有较高粒叶比; 强化抽穗后光合物质生产与积
累, 协调物质运转, 以强源畅流促充实。

致谢: 本研究得到凌启鸿教授的指导, 值此表示谢
忱。
References
[1] Peng S-B(彭少兵), Huang J-L(黄见良), Zhong X-H(钟旭华),
Yang J-C(杨建昌), Wang G-H(王光火), Zou Y-B(邹应斌),
Zhang F-S(张福锁), Zhu Q-S(朱庆森), Buresh R, Witt C.
Research strategy in improving fertilizer-nitrogen use efficiency
of irrigated rice in China. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2002,
35 (9): 1095−1103 (in Chinese with English abstract)
[2] Cassman K G, Harwood R R. The nature of agricultural systems:
food security and environmental balance. Food Policy, 1995, 20:
439−454
[3] Ramasamy S, Ten Berge H F M, Purushothaman S. Yield forma-
tion in rice in response to drainage and nitrogen application.
Field Crops Res, 1997, 51: 65−82
[4] Jing Q, Bouman B A M, Hengsdijk H, Van Keulen H, Gao W.
Exploring options to combine high yield with high nitrogen use
efficiencies in irrigated rice in China. Eur J Agron, 2007, 26:
166−177
[5] Yang W-Y(杨文钰), Tu N-M(屠乃美). Special Crop Cultivation
(作物栽培学各论). Beijing: China Agriculture Press, 2003. pp
46−49 (in Chinese)
[6] Matsushima S( 島松 省三) ed. Qin Y-T(秦玉田), Miao S-C(缪世
才), trans. Practical Science of Rice Cultivation (实用水稻栽培
学). Beijing: Agriculture Press, 1984. pp 101−134 (in Chinese)
[7] Zou M-W(鄹木五). Research on the normalization of fertilizer
application for high and stable yield in double-cropping rice. Sci
Agric Sin (中国农业科学), 1983, (5): 33−38 (in Chinese with
English abstract)
[8] Yao C-X(姚长溪), Jiang P-Y(蒋彭炎), Feng L-D(冯来定). Re-
search on technologie of fertilizer-using in early of double- crop-
ping rice. Zhejiang Agric Sci (浙江农业科学), 1983, (2): 55−60
(in Chinese with English abstract)
[9] Chen J-J(陈家驹), Li Y-Z(李义诊), Liu Z-Z(刘中柱). Research
on “W” of fertilizer-using in order to increase yield of rice. Chin
J Soil Sci (土壤通报), 1981, (4): 33−34 (in Chinese with English
abstract)
[10] はしかゎ しぉ(桥川潮) ed. Zhao L(赵理), trans. Basic Tech-
nologies of Rice Cultivation (稻作基本技术). Beijing: China
Agricultural Science and Technology Press, 2009. pp 1−159 (in
Chinese)
[11] Ling Q-H(凌启鸿), Zhang H-C(张洪程), Su Z-F(苏祖芳), Ling
L(凌励). New Theory of Rice Cultivation—the Leaf-age-model
of Rice (稻作新理论——水稻叶龄模式). Beijing: Science Press,
1994. pp 295−305 (in Chinese)
[12] Ling Q-H(凌启鸿). The Quality of Crop Population (作物群体
质量). Shanghai: Shanghai Scientific and Technical Publishers,
2000. pp 154−197 (in Chinese)
[13] Ling Q-H(凌启鸿). Theory and Technology of Precise and Quan-
titative Cultivation in Rice (水稻精确定量栽培理论与技术).
Beijinig: China Agriculture Press, 2007. pp 99−125 (in Chinese)
[14] Ling Q-H(凌启鸿), Zhang H-C(张洪程), Dai Q-G(戴其根),
第 10期 张洪程等: 水稻氮肥精确后移及其机制 1851


Ding Y-F(丁艳锋), Ling L(凌励), Su Z-F(苏祖芳), Xu M(徐茂),
Que J-H(阙金华), Wang S-H(王绍华). Study on precise and
quantitative N application in rice. Sci Agric Sin (中国农业科学),
2005, 38 (12): 2457−2467 (in Chinese with English abstract)
[15] Zhang H-C(张洪程), Wang X-Q(王秀芹), Dai Q-G(戴其根),
Huo Z-Y(霍中洋), Xu K(许轲). Effects of N-application rate on
yield, quality and characters of nitrogen uptake of hybrid rice va-
riety Liangyoupeijiu. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2003, 36(7):
800−806 (in Chinese with English abstract)
[16] Wang X-Q(王秀芹), Zhang H-C(张洪程), Huang Y-Z(黄银忠),
Dai Q-G(戴其根), Huo Z-Y(霍中洋), Xu K(许轲), Shao S-Z(邵
世志), Xu X-J(徐巡军). Effects of N-application rate on the
characters of uptake nitrogen and nitrogen recovery of different
rice varieties. J Shanghai Jiaotong Univ (Agric Sci)(上海交通大
学学报⋅农业科学版), 2003, 21(4): 325−330 (in Chinese with
English abstract)
[17] Wan L-J(万靓军), Zhang H-C(张洪程), Huo Z-Y(霍中洋), Lin
Z-C(林忠成), Dai Q-G(戴其根), Xu K(许轲), Zhang J(张军).
Effects of nitrogen application regimes on yield, quality, and ni-
trogen use efficiency of super japonica hybrid rice. Acta Agron
Sin (作物学报), 2007, 33(2): 175−182 (in Chinese with English
abstract)
[18] Wan L-J(万靓军), Huo Z-Y(霍中洋), Gong Z-K(龚振恺), Zhang
H-C(张洪程), Lin Z-C(林忠成), Dai Q-G(戴其根), Xu K(许轲).
Effect of nitrogen application on main quality and RVA profile
characters of hybrid rice. Acta Agron Sin (作物学报), 2006,
32(10): 1491−1497 (in Chinese with English abstract)
[19] Liu Y-Y(刘艳阳), Zhang H-C(张洪程), Dai Q-G(戴其根), Huo
Z-Y(霍中洋), Xu K(许轲). Effects of nitrogen application on
RVA profile chatacters under different soil fertility levels. Chin J
Rice Sci (中国水稻科学), 2006, 20(5): 529−534 (in Chinese with
English abstract)
[20] Wu W-G(吴文革), Zhang H-C(张洪程), Chen Y(陈烨), Li J(李
杰), Qian Y-F(钱银飞), Wu G-C(吴桂成), Zhai C-Q(翟超群).
Dry-matter accumulation and nitrogen absorption and utilization
in middle-season indica super hybrid rice. Acta Agron Sin (作物
学报), 2008, 34(6): 1060−1068 (in Chinese with English ab-
stract)
[21] Lin Z-C(林忠成). Effects of Nitrogen Application on Yield,
Quality and Nitrogen Absorption and Utilization in Dou-
ble-Cropping Rice. MS Dissertation of Yangzhou University,
2007. pp 1−2 (in Chinese with English abstract)
[22] Luo M(罗明). Study on N-application of the Three Kinds of Cul-
tivating System of Rice for Small, Middle and Big Shoot. MS
Dissertation of Yangzhou University, 2003. pp 1−2 (in Chinese
with English abstract)