全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(1): 8698 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30971732), 农业部超级稻专项(02318802013231)和国家“十二五”科技支撑计划重大项目(2011BAD016B03)
资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 张洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn, Tel: 0514-87979220
Received(收稿日期): 2011-02-28; Accepted(接受日期): 2011-07-25; Published online(网络出版日期): 2011-11-07.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20111107.1046.003.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00086
水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律
张洪程* 马 群 杨 雄 李 敏 葛梦婕 李国业 戴其根 霍中洋
许 轲 魏海燕 高 辉 刘艳阳
扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009
摘 要: 在提出氮肥群体最高生产力概念的前提下, 以长江中下游地区有代表性的 50 个早熟晚粳品种(系)为供试材
料, 比较研究品种间氮肥群体最高生产力的差异及其与产量构成因素、株型和氮肥农学利用率的关系。结果表明: (1)
在基础地力产量为 6 t hm2的沙壤土上, 50个早熟晚粳品种氮肥群体最高生产力对应的施氮量主要集中在 225~300 kg
hm2, 各品种的氮肥群体最高生产力因种而异, 变动在 7.42~11.02 t hm2, 差异显著。(2)氮肥群体最高生产力与群体
颖花量呈显著正相关(r = 0.865), 生产力处于顶层与高层水平品种的颖花量极显著高于中层、低层品种, 而颖花量的
增加主要体现在每穗粒数的极显著增加。(3)氮肥群体最高生产力随高效叶面积与单穗重增加而增长, 顶层和高层水
平品种的基本株型性状均显著优于中层和低层水平品种, 主要表现为株高 105~110 cm, 基部节间粗 0.65 cm左右, 高
效叶面积大(高效 LAI大于 5), 穗型较大。(4)品种间理论氮肥群体最高生产力随对应施氮量增加而增长, 但相同对应
施氮量下, 品种生产力亦有一定差异。(5)筛选出 6个氮肥群体最高生产力(≥10.5 t hm2)与氮肥农学利用率均较高且
协调统一的品种。
关键词: 水稻; 生产力; 氮肥水平
The Highest Population Productivity of Nitrogen Fertilization and Its Variation
Rules in Rice Cultivars
ZHANG Hong-Cheng*, MA Qun, YANG Xiong, LI Min, GE Meng-Jie, LI Guo-Ye, DAI Qi-Gen, HUO
Zhong-Yang, XU Ke, WEI Hai-Yan, GAO Hui, and LIU Yan-Yang
Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Rive Valley, Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physio-
logy of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China
Abstract: Based on the concept of the highest population productivity of nitrogen (N) fertilization, we carried out a field experi-
ments with 50 early-maturing late japonica rice varieties which were the representative in the region of Yangtze River, using
seven nitrogen applying levels (0, 1500, 187.5, 225.0, 262.5, 3000, 337.5 kg ha1), to investigate the difference of the most popu-
lation productivity of N fertilization in varieties. Its relationships with yield components, plant-type characteristics and nitrogen
agronomic efficiency were also analyzed. The main results were as follows: (1) With the basic yield capacity of sandy loam being
6 t ha1, optimum N levels of 50 tested varieties which were corresponding to their highest population yield converged in the
range of 225–300 kg ha1, while the highest grain yield showed significant differences, varying from 7.42 to 11.02 t ha1. (2)
There was significantly positive correlation between the highest productivity of N fertilization and the total spikelet number, with
the correlation coefficient of 0.865. The top- and high-level yielding varieties had extremely significantly larger amount of popu-
lation spikelets than the middle- and low-level yielding varieties, and this superiority of total spikelets was mainly due to the ex-
tremely remarkable increase of spikelets per panicle. (3) The highest productivity of N fertilizer rose as the high-efficiency leaf
area and the weight per panicle increased. Compared with middle- and low-level yielding cultivars, top- and high-level yielding
cultivars performed superior plant type characteristics: the plant height ranged from 105–110 cm, the width of basal internodes
was circa 0.65 cm, the high-efficiency leaf area index was higher than 5, and panicles were big. (4) Generally speaking, the theo-
retical highest population productivity of N fertilization increased with the increasing of corresponding applied N amount. But
第 1期 张洪程等: 水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律 87


within each group of similar optimum N level, various rice cultivars produced significantly different grain yields. (5) Taking into
consideration of the production capacity and the nitrogen agronomic efficiency of all 50 rice varieties, six varieties with high yield
and high efficiency were selected and recommended.
Keywords: Rice; Productivity; Nitrogen application
水稻是我国最重要的粮食作物, 全国 65%的人
口以稻米为主食, 消费需求量大。但近年来, 随着人
口的增长、经济社会的快速发展以及农业结构的调
整, 我国耕地面积出现连年减少的态势。面对这种
人多地少的局面, 无论是育种界还是栽培界, 追求
高产是永恒的主题, 这也是保障我国粮食安全的基
本途径。而在有限的耕地上持续提高水稻产量势必
适当增加氮肥的投入, 这使得我国的氮肥用量一直
居高不下, 因此在高产中如何有效提高氮肥利用效
率, 即水稻高产与氮高效利用协调统一, 是亟待解
决的重要问题。在正常土壤肥力及移栽期适宜、播
种密度适当、配方施肥且前后运筹合理与灌溉得当
条件下, 氮肥用量极显著影响着水稻生育与产量高
低, 制约着品种生产潜力的发挥。为了合理的施用
氮肥, 前人在氮素对水稻生长发育[1-2]、群体结构[3]、
器官建成[4]和产量形成[5-7]等方面已进行了大量研究,
并对氮肥施用后水稻的生理和生化反应进行了一些
深入探讨[8-9], 取得了较为丰硕的成果, 为氮肥增产
潜力研究作出了重要贡献。但施氮量对产量影响及
最适施氮量等研究结果, 因水稻品种类型、环境条
件以及施氮种类、方法不同而有很大差异[10-13]。马
国辉等 [12]研究认为, 在一定施氮水平内, 超级杂交
中稻 Y 两优 1 号产量随氮用量增加而提高, 施氮
189.5 kg hm2时产量最高, 超出一定用量范围反而
减产。李华等[13]研究表明, 施氮量 270~330 kg hm2范
围内, 以 300 kg hm2最佳, 再增加施氮量, 产量不
能获得提高, 反而略降。可见, 任何水稻品种都有一
个相应的最适施氮量才能发挥其最高产量。本课题
组多年前已开始研究产量与施氮量的关系, 选用长
江中下游稻区选育和引进的常见 5 种生育类型中有
代表性的 120个品种, 设置 4个氮肥水平, 以其结果
结合别人的研究发现[14-15], 相同生态区统一在正常
栽培管理条件下, 水稻产量随施氮量的持续增加先
增加后下降, 即水稻产量与氮肥施用量之间呈开口
向下的抛物线关系, 氮对于最大限度发挥水稻产量
潜力具有一个临界点。为了研究的方便, 笔者将在统
一的最佳栽培管理体系中, 通过氮肥施用水平(等级)
的合理设置, 各水稻品种在某一氮肥水平下最大限
度地发挥其增产潜力, 达到的最高产量定义为该品
种的氮肥群体最高生产力。在以往的研究中, 大多
注重增施氮肥来提高单产, 而忽视了这个氮肥群体
最高生产力存在的意义和价值, 也忽视了品种高产
与氮高效的协同效应。本研究在已有基础上, 细化
施氮水平, 比较研究品种间氮肥群体最高生产力的
差异及其与产量构成因素、株型和氮肥农学利用率
的关系, 明确水稻品种氮肥群体最高生产力及其增
长规律和最适施氮量, 以期为品种改良及因种合理
施氮提供新的重要理论支撑。
1 材料与方法
1.1 供试材料
选用长江中下游地区选育和引进的有代表性的
50 个早熟晚粳品种(系), 其籽粒均为椭圆形, 千粒
重多为 25~28 g, 全生育期为 155~160 d。其名称为武
粳 15、武香粳 14、扬粳 4038、镇稻 413、粳 3号、泰
粳 394、粳 1号、武 2645、扬粳 027、常粳 09-5、常
粳 09-6、常粳 09-7、常粳 09-8、常粳 09-10、南粳 44、
镇稻 10号、镇稻 661、粳 19、农粳 4号、农粳 5号、
武粳 13、南粳 5055、银玉 2084、晚粳 97、通粳 981、
武 28106、苏粳 8号、镇稻 210、武运粳 7号、武 2817、
武 28181、武 28105、T711、T712、粳 42、粳 46、香
粳 2号、T1-56、香粳 9号、香粳 1号、镇稻 158、M1148、
香粳 T31、香粳 20-18、甬优 8号、常优 1号、常优 2
号、常优 3号、常优 5号和苏粳优 3号。
1.2 试验设计
试验于 2009 年和 2010 年在扬州大学农学院实
验农场进行, 2年试验相同。土质为沙壤土, 基础地
力产量为 6 t hm2, 前茬小麦。土壤全氮含量为
0.14%, 碱解氮含量为 90.34 mg kg1, 速效磷含量为
35.1 mg kg1, 速效钾含量为 88.3 mg kg1。
采用裂区设计, 以施氮(纯氮)为主区, 设 0N (0
kg hm2)、10N (150.0 kg hm2)、12.5N (187.5 kg
hm2)、15N (225.0 kg hm2)、17.5N (262.5 kg hm2)、
20N (300.0 kg hm2)、22.5N (337.5 kg hm2) 7个水平,
以品种为裂区, 裂区面积为 6 m2, 重复 3次。主区间
做埂隔离, 并用塑料薄膜覆盖埂体, 保证各主区单
独排灌。用机插软盘育秧, 于 5月 23日播种, 6月 6
日移栽, 栽插密度为 28.5 万穴 hm2 (11.7 cm×30.0
cm), 杂交稻双本栽插, 常规稻三本栽插。基蘖肥∶
穗肥=6∶4, 穗肥分别于倒四、倒二叶各施 50%; P、
K 肥同常规栽培, 每公顷施 P2O5和 K2O 各 150 kg,
88 作 物 学 报 第 38卷

全部用作基肥。其他管理措施统一按照常规栽培要
求实施。
1.3 测定内容与方法
氮肥农学利用率 = (施氮区作物产量–无氮区作
物产量)/氮肥施用量。
于抽穗期, 每小区分别随机选取 20个有代表性
的单茎, 保持不失水, 分别测定株高、基部节间粗
度、叶长、叶宽。
成熟期每小区收割 100 穴, 测定实际产量; 每
小区分别随机选取 20个有代表性的成熟稻株, 用于
产量构成因素、穗长及单穗重的测定。
1.4 数据处理
使用 Microsoft Excel 2003处理数据, 唐启义的
DPS软件进行其他统计分析。
2 结果与分析
2.1 水稻品种氮肥群体最高生产力及其差异
2.1.1 氮肥群体最高生产力及其差异 在所设置
的 7 个氮肥水平下, 50 个水稻品种均在某一氮肥水
平下出现了其最高生产力。尽管供试品种在年际间
的氮肥群体最高生产力互有高低, 但差异不显著(表
1)。由于自身遗传特性的影响, 品种间氮肥群体最高
生产力差异较大(表 2), 2 年间最大值比最小值分别
高出 48.45%和 45.55%, 品种间的变异系数分别为
7.34%和 7.49%。其中, 2年中均以甬优 8号的最高生
产力最大, 分别为 11.02 t hm2和 10.95 t hm2; 其次
为武粳 15, 分别达到 10.68 t hm2和 10.61 t hm2; 最
高生产力最小品种为香粳 20-18, 分别为 7.42 t hm2
和 7.52 t hm2。其他品种间最高生产力高低排序 2
年间基本一致, 只有个别品种互换了位置, 如 2009
年武香粳 14处于第 3位, 常粳 09-5处于第 4位, 而
2010年常粳 09-5最高生产力略高于武香粳 14, 处于
第 3位, 但这种变化并不影响品种间的整体变化趋势。
当氮肥施用量适当时, 水稻品种的产量潜力可
以得到充分发挥。供试 50 个品种 2 年间分别有 34
个和 36个品种的氮肥群体最高生产力达到了 9.75 t
hm2以上, 其中, 2009年有 16个品种最高生产力高
于 10.5 t hm2, 而 2010 年有 10 个品种高于 10.5 t
hm2。尽管如此, 2010 年品种最高生产力平均值与
2009年较为接近, 分别为 9.91 t hm2和 9.93 t hm2。
另外, 各品种对氮肥的响应因种而异, 2 年间甬优 8
号等 21个品种的实际最适施氮量均出现在 20N水平,
表 1 各品种 2009 和 2010 年度间水稻产量的方差分析
Table 1 Analysis of variance for grain yield of varieties in
2009 and 2010
变异来源
Source
平方和
SS
自由度
df
均方
MS
F 值
F-value
年度间 Year 0.01 1 0.01 3.46
品种间 Varieties 53.35 49 1.09 574.39**
误差 Error 0.09 49 0.00
总变异 Total 53.45 99

常粳 09-5等 21个品种出现在 17.5N水平, 常优 2号
等 8个品种出现在 15N水平。这说明不同品种充分
发挥其产量潜力的需氮量不一致。
2.1.2 顶层水平品种氮肥群体最高生产力与施氮量
的关系 由于 2 年间氮肥群体最高生产力差异未
达到显著水平, 以 2009年数据为例作进一步分析。
为研究方便, 将其分为 4 个生产力等级, 即低层水
平(氮肥群体最高生产力≤9 t hm2)、中层水平(9 t
hm2<氮肥群体最高生产力≤9.75 t hm2)、高层水平
(9.75 t hm2<氮肥群体最高生产力≤10.50 t hm2)和
顶层水平(氮肥群体最高生产力＞10.50 t hm2)。最高
生产力处于低层水平的品种有 8个, 平均产量为 8.53
t hm2; 处于中层水平的品种有 8个, 平均产量为 9.59
t hm2; 处于高层水平的品种有 18 个, 平均产量为
10.10 t hm2; 处于顶层水平的品种有 16个, 平均产
量为 10.60 t hm2。顶层水平的品种中, 氮肥群体最
高生产力对应施氮量最小者(225.0 kg hm2)有 2个杂
交粳稻品种; 对应施氮量其次者(262.5 kg hm2)有 2
个杂交粳稻品种和 4 个常规粳稻品种; 对应施氮量
最大者(300.0 kg hm2)有 1个杂交粳稻品种和 7个常
规粳稻品种。常规粳稻的氮肥群体最高生产力达到
顶层水平时所需的氮肥主要集中在 262.5~300.0 kg
hm2, 而杂交粳稻平均比常规粳稻少 37.5 kg hm2。
2.1.3 理论氮肥群体最高生产力及其最适施氮量
在本试验条件下, 50个品种的产量与氮肥水平均
呈抛物线关系, 并由方程得出了各品种的理论氮肥
群体最高生产力及其对应的施氮量(表 2)。各品种的
理论氮肥群体最高生产力均略低于实际值, 但品种
间的高低变化总体规律与实际值基本一致。理论最
高生产力中只有甬优 8号高于 10.50 t hm2, 为 10.73
t hm2; 其次是常粳 09-5, 理论最高生产力为 10.47 t
hm2; 香粳 20-18 的理论最高生产力仍是最低, 为
7.27 t hm2, 最大值比最小值高出 47.59%。各个品种
的理论最适施氮量均在实际施氮量的左右。由此可
见, 水稻在不同氮肥条件下均存在最高生产力及其
表 2 水稻品种氮肥群体最高生产力及其最适施氮量
Table 2 The highest population productivity of N fertilization of varieties and their optimum nitrogen levels
2010年品种
Cultivar in 2010
实际最高生产力
The highest yield
(t hm2)
2009年品种
Cultivar in 2009
实际最高生产力
The highest yield
(t hm2)
2009年实际施氮量
Actual nitrogen level
in 2009 (kg hm2)
2009年产量方程
Equation of yield
in 2009
根据方程得出的理论
最适施氮量
Theoretical best-fit
nitrogen level (kg hm–2)
根据方程得出的理论
最高生产力
Theoretical highest
yield (t hm–2)
甬优 8号
Yongyou 8
10.95±0.03 甬优 8号
Yongyou 8
11.02±0.04 300.0 y = –53.179x
2 +
31.520x + 6.0607 296.35 10.73
武粳 15
Wujing 15
10.61±0.04 武粳 15
Wujing 15
10.68±0.04 300.0 y = –52.534x
2 +
31.399x + 5.7529 298.85 10.44
常粳 09-5
Changjing 09-5
10.60±0.02 武香粳 14
Wuxiangjing 14
10.67±0.03 300.0 y = –50.333x
2 +
30.508x + 5.7259 303.06 10.35
武香粳 14
Wuxiangjing 14
10.60±0.02 常粳 09-5
Changjing 09-5
10.65±0.03 262.5 y = –61.258x
2 +
34.313x + 5.6725 280.06 10.47
扬粳 4038
Yangjing 4038
10.57±0.04 扬粳 4038
Yangjing 4038
10.60±0.04 300.0 y = –53.759x
2 +
31.833x + 5.6433 296.07 10.36
常优 1号
Changyou 1
10.57±0.03 常优 1号
Changyou 1
10.59±0.03 262.5 y = –58.680x
2 +
32.334x + 5.9296 275.51 10.38
常粳 09-6
Changjing 09-6
10.56±0.02 常粳 09-6
Changjing 09-6
10.59±0.03 262.5 y = –62.471x
2 +
34.354x + 5.6395 274.95 10.36
镇稻 413
Zhendao 413
10.54±0.03 镇稻 413
Zhendao 413
10.57±0.03 300.0 y = –53.686x
2 +
31.438x + 5.7202 292.79 10.32
常优 3号
Changyou 3
10.51±0.02 常优 2号
Changyou 2
10.56±0.03 225.0 y = –75.946x
2 +
37.180x + 5.8277 244.78 10.38
泰粳 394
Taijing 394
10.51±0.02 粳 3号
Jing 3
10.55±0.04 300.0 y = –53.769x
2 +
31.323x + 5.7635 291.29 10.33
常粳 09-8
Changjing 09-8
10.48±0.02 泰粳 394
Taijing 394
10.55±0.03 262.5 y = –55.954x
2 +
31.652x + 5.8598 282.84 10.34
粳 3号
Jing 3
10.48±0.03 常优 3号
Changyou 3
10.55±0.02 262.5 y = –58.846x
2 +
32.056x + 6.0085 272.37 10.37
常优 2号
Changyou 2
10.48±0.03 常粳 09-8
Changjing 09-8
10.52±0.03 262.5 y = –61.581x
2 +
34.117x + 5.5930 277.01 10.32
常优 5号
Changyou 5
10.45±0.03 常优 5号
Changyou 5
10.52±0.04 225.0 y = –80.129x
2 +
38.750x + 5.6971 241.80 10.38
粳 1号
Jing 1
10.45±0.02 粳 1号
Jing 1
10.52±0.02 300.0 y = –54.969x
2 +
32.157x + 5.5728 292.51 10.28
扬粳 027
Yangjing 027
10.45±0.02 武 2645
Wu 2645
10.50±0.03 300.0 y = –51.745x
2 +
30.976x + 5.5806 299.30 10.22
武 2645
Wu 2645
10.41±0.02 扬粳 027
Yangjing 027
10.48±0.02 300.0 y = –55.321x
2 +
32.212x + 5.5545 291.14 10.24







(续表 2)
2010年品种
Cultivar in 2010
实际最高生产力
The highest yield
(t hm2)
2009年品种
Cultivar in 2009
实际最高生产力
The highest yield
(t hm2)
2009年实际施氮量
Actual nitrogen level
in 2009 (kg hm2)
2009年产量方程
Equation of yield in
2009
根据方程得出的理论
最适施氮量
Theoretical best-fit
nitrogen level (kg hm2)
根据方程得出的理论
最高生产力
Theoretical highest
yield (t hm2)
常粳 09-10
Changjing 09-10
10.41±0.03 常粳 09-10
Changjing 09-10
10.46±0.03 262.5 y = –63.751x
2 +
34.247x + 5.5800 264.66 10.20
常粳 09-7
Changjing 09-7
10.40±0.02 常粳 09-7
Changjing 09-7
10.37±0.03 262.5 y = –67.333x
2 +
35.158x + 5.5534 261.07 10.14
南粳 44
Nanjing 44
10.38±0.03 南粳 44
Nanjing 44
10.33±0.04 300.0 y = –53.483x
2 +
30.873x + 5.6075 288.64 10.06
镇稻 661
Zhendao 661
10.36±0.04 镇稻 10号
Zhendao 10
10.31±0.04 300.0 y = –55.154x
2 +
31.470x + 5.5279 285.30 10.02
镇稻 10号
Zhendao 10
10.26±0.02 镇稻 661
Zhendao 661
10.30±0.02 262.5 y = –67.562x
2 +
35.658x + 5.2997 263.90 10.00
粳 19
Jing 19
10.14±0.02 粳 19
Jing 19
10.22±0.02 300.0 y = –57.870x
2 +
33.396x + 5.2099 288.56 10.03
农粳 5号
Nongjing 5
10.14±0.03 农粳 4号
Nongjing 4
10.14±0.04 225.0 y = –76.623x
2 +
37.516x + 5.2970 244.82 9.89
农粳 4号
Nongjing 4
10.10±0.02 农粳 5号
Nongjing 5
10.07±0.03 262.5 y = –64.861x
2 +
34.098x + 5.3358 262.86 9.82
武粳 13
Wujing 13
10.10±0.03 武粳 13
Wujing 13
10.05±0.03 300.0 y = –54.636x
2 +
31.614x + 5.2199 289.33 9.79
南粳 5055
Nanjing 5055
9.97±0.03 南粳 5055
Nanjing 5055
10.04±0.03 262.5 y = –67.505x
2 +
35.447x + 5.1581 262.54 9.81
通粳 981
Tongjing 981
9.96±0.04 晚粳 97
Wangjing 97
9.92±0.02 262.5 y = –63.434x
2 +
33.034x + 5.4508 260.38 9.75
镇稻 210
Zhendao 210
9.94±0.02 通粳 981
Tongjing 981
9.88±0.02 262.5 y = –65.429x
2 +
34.419x + 5.1573 263.03 9.68
苏粳 8号
Sujing 8
9.91±0.03 武 28106
Wu 28106
9.86±0.03 262.5 y = –64.025x
2 +
34.059x + 5.1622 265.98 9.69
晚粳 97
Wangjing 97
9.84±0.02 苏粳优 3号
Sujingyou 3
9.85±0.03 225.0 y = –79.066x
2 +
37.913x + 5.1602 239.75 9.71
武 2817
Wu 2817
9.80±0.03 苏粳 8号
Sujing 8
9.85±0.04 300.0 y = –56.594x
2 +
32.786x + 4.9069 289.66 9.66
武 28106
Wu 28106
9.80±0.03 镇稻 210
Zhendao 210
9.85±0.02 300.0 y = –51.576x
2 +
29.571x + 5.4104 286.69 9.65
苏粳优 3号
Sujingyou 3
9.78±0.02 武运粳 7号
Wuyunjing 7
9.82±0.03 300.0 y = –54.638x
2 +
31.482x + 5.1392 288.09 9.67






(续表 2)
2010年品种
Cultivar in 2010
实际最高生产力
The highest yield
(t hm2)
2009年品种
Cultivar in 2009
实际最高生产力
The highest yield
(t hm2)
2009年实际施氮量
Actual nitrogen level
in 2009 (kg hm2)
2009年产量方程
Equation of yield
in 2009
根据方程得出的理论
最适施氮量
Theoretical best-fit
nitrogen level (kg hm2)
根据方程得出的理论
最高生产力
Theoretical highest
yield (t hm2)
武运粳 7号
Wuyunjing 7
9.77±0.03 武 2817
Wu 2817
9.75±0.02 225.0 y = –79.235x
2 +
38.517x + 4.8570 243.06 9.54
武 28181
Wu 28181
9.76±0.03 银玉 2084
Yinyu 2084
9.73±0.03 300.0 y = –50.543x
2 +
30.016x + 5.0788 296.95 9.54
银玉 2084
Yinyu 2084
9.68±0.03 武 28181
Wu 28181
9.69±0.03 262.5 y = –68.764x
2 +
36.232x + 4.7875 263.44 9.56
武 28105
Wu 28105
9.70±0.02 武 28105
Wu 28105
9.64±0.03 300.0 y = –54.110x
2 +
31.538x + 4.8146 291.44 9.41
T711 9.67±0.02 T711 9.58±0.04 300.0 y = –53.288x
2 +
30.892x + 4.8383 289.87 9.32
粳 42
Jing 42
9.51±0.02 粳 42
Jing 42
9.56±0.04 262.5 y = –56.449x
2 +
29.803x + 5.4246 263.99 9.36
粳 46
Jing 46
9.46±0.02 粳 46
Jing 46
9.51±0.02 262.5 y = –57.786x
2 +
30.271x + 5.3189 261.92 9.28
T712 9.32±0.02 T712 9.24±0.04 262.5 y = –62.144x
2 +
32.675x + 4.7674 262.89 9.06
香粳 2号
Xiangjing 2
8.99±0.04 香粳 2号
Xiangjing 2
8.92±0.03 262.5 y = –51.205x
2 +
26.487x + 5.2770 258.63 8.70
T1-56 8.86±0.03 T1-56 8.92±0.02 262.5 y = –62.694x
2 +
32.859x + 4.3946 262.06 8.70
香粳 9号
Xiangjing 9
8.83±0.04 香粳 9号
Xiangjing 9
8.89±0.04 225.0 y = –70.641x
2 +
32.775x + 4.9273 231.99 8.73
镇稻 158
Zhendao 158
8.61±0.02 香粳 1号
Xiangjing 1
8.59±0.02 300.0 y = –41.214x
2 +
23.052x + 5.1130 279.67 8.34
香粳 1号
Xiangjing 1
8.56±0.04 镇稻 158
Zhendao 158
8.55±0.04 262.5 y = –43.879x
2 +
22.544x + 5.4168 256.88 8.31
香粳 T31
Xiangjing T31
8.41±0.02 M1148 8.48±0.02 300.0 y = –51.356x
2 +
28.879x + 4.1787 281.18 8.24
M1148 8.39±0.03 香粳 T31
Xiangjing T31
8.47±0.03 225.0 y = –61.214x
2 +
29.767x + 4.6656 243.14 8.28
香粳 20-18
Xingjing 20-18
7.52±0.03 香粳 20-18
Xiangjing 20-18
7.42±0.04 225.0 y = –52.993x
2 +
25.197x + 4.2758 237.74 7.27

92 作 物 学 报 第 38卷

对应的最佳施 N 量, 且这个最高生产力及其对应的
最佳施氮量在水稻品种之间不一致。对理论最高生
产力和其对应施氮量的关系分析可知, 两者之间存在
着极显著的正相关, 直线方程为 y = 17.507x + 329.4
(r=0.454), 由此可见, 在一定范围内, 生产力的提升
需依赖于施氮量的增加。
2.2 氮肥群体最高生产力增长与产量构成因素
的关系
2.2.1 氮肥群体最高生产力及其构成因素的相关性
分析 对 50 个品种氮肥群体最高生产力与其构
成因素的相关分析表明 (表 3), 单位面积的总颖花
量与氮肥群体最高生产力极显著正相关, 直线方程
为 y=0.2184x+37.905 (图 1), 相关系数为 r=0.865
(n=50); 从构成颖花量的 2 个因素来看, 每穗粒数与
氮肥群体最高生产力呈极显著正相关(r=0.475), 而
单位面积有效穗数与氮肥群体最高生产力不相关 ;
千粒重与氮肥群体最高生产力也呈极显著正相关
(r=0.488), 而结实率与氮肥群体最高生产力不相关。
在构成颖花量的 2个因素中, 有效穗数与总颖花量不
相关 , 而每穗粒数与总颖花数呈极显著正相关
(r=0.587)。综上可见, 群体颖花量的增加是氮肥群体
最高生产力增加的最直接原因, 而颖花量的增加则
主要依靠穗粒数的增加。
2.2.2 氮肥群体最高生产力增长与产量构成因素的
关系 分析 4 个生产力等级间的产量构成因素的
差异及其变化可知(表 4), 4 个生产力等级品种群体
颖花量每公顷分别为 39 387.03、41 868.05、43 048.37
和 45 559.89万, 中层品种较低层品种、高层品种较
中层品种、顶层品种较高层品种分别增加 6.30%、
2.82%和 5.83%, 差异达到极显著水平; 再从构成颖
花量的 2 个因素来看, 随着生产力等级的递增, 穗数
呈现出先增加后下降的趋势, 中层品种较低层品种
增加 5.23%,高层品种较中层品种减少 0.96%, 顶层
品种较高层品种下降 4.99%; 而穗粒数则表现为逐
级增加的趋势, 且增加幅度越来越大, 中层品种较
低层品种增加 1.70%, 高层品种较中层品种增加
4.04%, 顶层品种较高层品种增加 12.97%。结实率方
面, 4 个生产力等级间差异较小, 均在 90%左右, 规
律不明显。千粒重方面, 低层品种较小, 为 24.78 g,
与其他 3 个等级品种间差异达到极显著, 其他 3 个
等级品种间差异较小, 但存在着逐级增加的趋势。
2.3 氮肥群体最高生产力增长与基本株型性状
的关系
2.3.1 氮肥群体最高生产力与株型的关系 对
50个供试品种氮肥群体最高生产力与其基本株型性
状的相关分析(表 5)表明, 基部节间粗、上三叶宽、
单茎高效叶面积和单穗重与氮肥群体最高生产力均
达到极显著相关, 相关系数分别为 r=0.714、0.479、
0.510、0.574、0.473和 0.536; 株高与氮肥群体最高
生产力显著相关, 相关系数为 r=0.319。上三叶长和
穗长与氮肥群体最高生产力也呈正相关, 相关系数
分别为 r=0.249、0.254、0.108和 0.260。同时, 单穗
重与其他各株型性状间均呈极显著正相关, 这表明
强壮的茎秆及较大的上三叶叶面积可以促进大穗的
形成, 扩大库容, 从而有利于水稻氮肥群体最高生
产力的提高。
2.3.2 氮肥最高生产力增长与株型的关系 表 6
表明, 株高在 4个等级间的差异达到显著水平, 最高
生产力处于顶层水平的品种比高层、中层、低层水
平品种分别高 2.89%、5.06%和 6.38%; 基部节间粗
在 4个等级间的差异相对较小, 顶层水平品种比高层、
中层、低层水平品种分别高 3.16%、5.12%和 8.86%;
上三叶叶长均表现为随着生产力等级的增加而增加,
其中中层、高层及顶层水平品种均以倒二叶最长
(均值为 43.33~46.52 cm), 其次为倒三叶(均值为
42.22~44.32 cm), 低层水平品种的倒二和倒三叶相
差较小, 倒三叶略长(均值分别为 41.68 cm 和 41.85
cm), 4 个等级品种的倒一叶均较短(均值为 33.56~

表 3 产量构成因素的相关性分析
Table 3 Correlation coefficients between yield components
有效穗数
Effective panicle
穗粒数
Grains per panicle
总颖花量
Total amount of
spikelet
结实率
Seed setting rate
千粒重
1000-grain weight
穗粒数 Grains per panicle –0.812**
总颖花量 Total amount of spikelet –0.034 0.587**
结实率 Seed setting rate 0.684** –0.806** –0.368**
千粒重 1000-grain weight –0.387** 0.416** 0.116 –0.389**
氮肥群体最高生产力 HPPNF 0.015 0.475** 0.865** –0.188 0.488**
*表示差异达显著水平(P<0.05); **表示差异达极显著水平(P<0.01)。
*, ** indicate significant difference at P=0.05 and P=0.01, respectively. HPPNF: the highest population productivity of N fertilization.
第 1期 张洪程等: 水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律 93





图 1 总颖花数与氮肥群体最高生产力的关系
Fig. 1 Relationship between total amount of spikelets and the
highest population productivity of N fertilization

37.78 cm); 由单茎高效叶面积和高效 LAI值可以看
出, 氮肥群体最高生产力越高, 其单茎高效叶面积
和高效 LAI 越大, 顶层品种的单茎高效叶面积均值
为 182.37 cm2, 比其他 3个等级品种分别高出 6.54%、
13.29%和 23.46%, 其高效 LAI为 5.36, 说明品种高效
叶面积越大, 越有利于后期的光合作用, 进而提高
氮肥群体最高生产力; 穗长方面, 低层水平品种较
小, 为 18.83 cm, 等级间的差异较小, 但存在着逐级
增加的趋势; 单穗重则随着生产力等级的增加而极
显著增加, 顶层水平品种比高层、中层、低层水平
品种分别高 14.63%、19.94%和 29.47%。由此可见,
株型的优劣显著影响着水稻品种氮肥群体最高生产
力的高低。
2.4 氮肥群体最高生产力增长与对应施氮量及
施氮效率的关系
2.4.1 不同氮肥水平下水稻品种氮肥群体最高生产
力的差异 对不同氮肥水平下出现的水稻品种氮
肥群体最高生产力的平均值分析可知(表 7), 随着氮
肥水平的增加, 品种最高生产力也增长, 在 15N、
17.5N 和 20N 水平下获得其最高生产力的品种的平
均值分别为 9.45、9.94和 10.10 t hm2。多重比较可
知, 3个氮肥水平间的氮肥群体最高生产力差异极显
著。虽然 3 个氮肥水平下的生产力最大值均达到了
10.50 t hm2以上, 但 20N水平下的最大值比 17.5N
和 15N 水平下的最大值分别高了 3.44%和 4.34%。
这表明在高氮肥水平下的氮肥群体最高生产力显著
高于低氮水平下的氮肥群体最高生产力。同时, 随
着氮肥水平的增加, 出现最高生产力的品种数也增
加, 在 15N 水平下只出现了 8 个品种, 而在 17.5N 和
20N水平下均有 21个, 且氮肥群体最高生产力最高的
品种(甬优 8号)出现在 20N水平, 这进一步说明在适
当的范围内, 品种间氮肥群体最高生产力随对应的
施氮量增加而增长。另外, 在相同对应氮肥水平下,
品种间生产力亦有差异, 极差最大值出现在对应施氮
量较少的 15N水平下, 达到 3.14 t hm2。由变异系数
(6.34%~11.65%)可知, 随着施氮量的增加, 同一对应
氮肥水平下品种间产量的差异有减小的趋势。
2.4.2 氮肥群体最高生产力出现时的各品种的氮肥
农学利用率聚类分析 以出现氮肥群体最高生产
力的 3 个氮肥水平(15N、17.5N 和 20N)下氮肥农学
利用率的平均值为基础, 采用欧氏距离和离差平方
和法对 50 个水稻品种进行聚类分析(图 2), 将供试品
种分为: 氮肥农学利用率低、中、较高、高 4 类(表
8)。其中, 低氮效率型包括香粳 2号等 6个品种, 占
供试品种的 12.0%, 该类型平均氮肥农学利用率为
12.75 kg kg1, 变异系数为 9.79%; 中氮效率型包括
3.74%; 较高氮效率型包括武香粳 14等 17个品种, 占
供试品种的 34.0%, 该类型平均氮肥农学利用率为
17.36 kg kg1, 变异系数为 0.96%; 高氮效率型包

表 4 不同等级水稻品种氮肥群体最高生产力及其构成因素
Table 4 The highest population productivity of N fertilization and its components at different productivity levels
生产力等级
Productivity
level
全生育期
Growth
period (d)
品种数
No. of
cultivars
平均生产力
Productivity
(t hm2)
穗数
Panicles
(×104 hm2)
每穗粒数
Grains per
panicle
颖花量
Glumous
flowers
(×104 hm2)
结实率
Filled grain
percentage
(%)
千粒重
1000-grain
weight
(g)
≤600 kg (LL) 156 8 8.53 Dd 297.65 Cc 132.05 Cd 39387.03 Dd 90.87 ABa 24.78 Cc
600–650 kg (ML) 156 8 9.59 Cc 312.98 Aa 134.30 Cc 41868.05 Cc 90.10 BCb 26.14 Bb
650–700 kg (HL) 157 18 10.10 Bb 310.07 Bb 139.72 Bb 43048.37 Bb 91.07 Aa 26.39 ABb
>700 kg (TL) 158 16 10.60 Aa 294.53 Dd 157.85 Aa 45559.89 Aa 89.57 Cc 26.73 Aa
CV (%) 9.13 3.00 8.30 6.04 0.77 3.30
不同大、小写字母分别表示差异达 1%和 5%显著水平。LL: 低层水平; ML: 中层水平; HL: 高层水平; TL: 顶层水平。
Values followed by different letters are significantly different at 1% (capital letter) and 5% (small letter) levels, respectively. LL:
low-level; ML: middle-level; HL: high-level; TL: top-level.
表5 水稻氮肥群体最高生产力与株型性状的相关性分析
Table 5 Correlation coefficients between the highest population productivity of N fertilization and plant-type characteristics

株高
Plant
height
基部节间粗
Width of basal
internodes
倒一叶长
FLL
倒二叶长
SLL
倒三叶长
TLL
倒一叶宽
FLW
倒二叶宽
SLW
倒三叶宽
TLW
单茎高效叶面积
High valid LA
per stem
穗长
Panicle
length
单穗重
Panicle
weight
基部节间粗 BIW 0.213
倒一叶长 FLL 0.663** 0.247
倒二叶长 SLL 0.784** 0.216 0.877**
倒三叶长 TLL 0.667** 0.129 0.787** 0.853**
倒一叶宽 FLW 0.275 0.429** 0.305* 0.303* 0.170
倒二叶宽 SLW 0.363* 0.506** 0.329* 0.298* 0.213 0.857**
倒三叶宽 TLW 0.437** 0.506** 0.286 0.268 0.209 0.726** 0.824**
单茎高效叶面积 HVLAS 0.729** 0.435** 0.799** 0.807** 0.729** 0.722** 0.755** 0.711**
穗长 Panicle length 0.756** 0.220 0.555** 0.603** 0.559** 0.197 0.269 0.356* 0.581**
单穗重 Panicle weight 0.770** 0.486** 0.577** 0.607** 0.558** 0.549** 0.576** 0.627** 0.803** 0.714**
氮肥群体最高生产力 HPPNF 0.319* 0.714** 0.249 0.254 0.108 0.479** 0.510** 0.574** 0.473** 0.260 0.536**
*表示差异达显著水平(P<0.05); **表示差异达极显著水平(P<0.01)。
*, ** indicate significant difference at P=0.05 and P=0.01, respectively. HPPNF: the highest population productivity of N fertilization. BIW: width of basal internodes; FLL: length of first leaf
from top; SLL: length of second leaf from top; TLL: length of third leaf from top; FLW: width of first leaf from top; SLW: width of second leaf from top; TLW: width of third leaf from top; HVLAS:
high valid LA per stem.
表6 不同氮肥群体最高生产力等级间品种的株型性状差异
Table 6 Plant-type characteristics of varieties at different productivity levels
生产力等级
Productivity level
株高
Plant height
(cm)
基部节间粗
Width of basal
internodes
(cm)
倒一叶长
FLL
(cm)
倒二叶长
SLL
(cm)
倒三叶长
TLL
(cm)
单茎高效叶面积
High valid LA
per culm (cm2)
高效叶面积指数
High valid LAI
穗长
Panicle length
(cm)
单穗重
Panicle weight
(g)
≤600 kg (LL) 102.33 Cd 0.60 Bc 33.56 Cc 41.68 Dd 41.85 Cc 145.21 Dd 4.34 Dd 18.83 Bc 3.33 Dd
600–650 kg (ML) 103.61 Cc 0.62 ABb 35.16 Bb 43.33 Cc 42.22 BCc 150.79 Cc 4.73 Cc 19.23 Bbc 3.59 Cc
650–700 kg (HL) 105.79 Bb 0.63 ABb 35.60 Bb 44.12 Bb 42.86 Bb 161.96 Bb 5.03 Bb 19.64 ABab 3.76 Bb
>700 kg (TL) 108.85 Aa 0.65 Aa 37.78 Aa 46.52 Aa 44.32 Aa 182.37 Aa 5.36 Aa 20.16 Aa 4.31 Aa
CV (%) 2.72 3.55 4.90 4.58 2.54 10.25 8.91 2.91 11.06
不同大、小写字母分别表示差异达1%和5%显著水平。LL: 低层水平; ML: 中层水平; HL: 高层水平; TL: 顶层水平。
Values followed by different letters are significantly different at 1% (capital letter) and 5% (small letter) levels, respectively. LL: low-level; ML: middle-level; HL: high-level; TL:
top-level; FLL: length of first leaf from top; SLL: length of second leaf from top; TLL: length of third leaf from top.
第 1期 张洪程等: 水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律 95




表 7 不同氮肥水平下不同水稻品种的氮肥群体最高生产力的差异
Table 7 Variation of the highest population productivity of N fertilization of varieties under different nitrogen levels
氮肥水平
N level
品种数
No. of cultivars
平均值
Mean (t hm2)
标准差
SD
最小值
Min (t hm2)
最大值
Max (t hm2)
极差
Range (t hm2)
变异系数
CV (%)
15N 8 9.45 Cc 1.10 7.42 10.56 3.14 11.65
17.5N 21 9.94 Bb 0.63 8.56 10.65 2.09 6.34
20N 21 10.10 Aa 0.65 8.48 11.02 2.54 6.46
不同大、小写字母分别表示差异达 1%和 5%显著水平。
Values followed by different letters are significantly different at 1% (capital letter) and 5% (small letter) levels, respectively.

表 8 氮肥农学利用率分类
Table 8 Types of nitrogen agronomic efficiency
类型
Type
平均值
Mean
(kg kg1)
范围
Range
(kg kg1)
变异系数
CV (%)
品种
Variety
低氮效率
LAE
12.75 11.27–14.24 9.79 香粳 2号、香粳 1号、香粳 9号、香粳 T31、镇稻 158、香粳 20-18
中氮效率
MAE
16.08 15.22–16.73 3.74 银玉 2084、晚粳 97、T1-56、镇稻 210、T712、粳 42、粳 46、M1148
较高氮效率
CHAE
17.36 17.12–17.60 0.96 武香粳 14、粳 3号、农粳 5号、通粳 981、武 28106、镇稻 413、武粳 13、
农粳 4 号、常优 1 号、常优 3 号、南粳 44、常优 2 号、武运粳 7 号、苏粳
优 3号、T711、泰粳 394、镇稻 10号
高氮效率
HAE
18.02 17.68–18.39 1.31 甬优 8号、常粳 09-7、武 28105、武 2645、常优 5号、常粳 09-10、武 2817、
扬粳 4038、扬粳 027、武粳 15、常粳 09-6、粳 1号、南粳 5055、苏粳 8号、
常粳 09-5、镇稻 661、粳 19、武 28181、常粳 09-8
LAE: low nitrogen agronomic efficiency; MAE: middle nitrogen agronomic efficiency; CHAE: comparative high nitrogen agronomic
efficiency; HAE: high nitrogen agronomic efficiency.

括甬优 8号等 19个品种, 占供试品种的 38.0%, 该类
型平均氮肥农学利用率为 18.02 kg kg1, 变异系数
为 1.31%。
2.4.3 高产高效水稻品种的筛选 结合表 2 和表
8 中品种 2 年平均氮肥群体最高生产力和氮效率分
类筛选出生产力与氮肥农学利用率均较高且协调统
一的品种。供试 50个品种中氮肥群体最高生产力处
于顶层水平(≥10.50 t hm2)且氮肥农学利用率较高
(高氮效率)的有 6个, 分别为甬优 8号、武粳 15、扬
粳 4038、常粳 09-6、常粳 09-8和常粳 09-5, 此类品
种的株高适中、茎秆粗壮、高效 LAI和穗型较大。
3 讨论
已有研究表明[16-17], 随着生育期的延长, 水稻
的产量和氮素吸收利用效率均呈增加趋势。因此 ,
本研究精心挑选了同一生育类型品种(系)为供试材
料, 以便更客观地比较和评价各水稻品种的氮肥群
体最高生产力和氮素利用效率。
3.1 关于氮肥群体最高生产力的科学概念及其
意义
氮素是影响水稻产量最大的一种肥料元素, 它
在增产过程中作用最显著, 因此要科学地提高水稻
产量, 还得通过增加氮肥施用量与提高氮效率来获
得。近年来, 由于人们对于高产、更高产的过度追
求, 使得生产上经常出现忽视水稻生长发育规律、
超量投入氮素的现象, 引发了水稻氮肥利用率降低
和生态环境污染等一系列问题[18]。同时农学家们发
现, 过量氮肥的施用并不能起到增产效果, 产量反
而有所下降[14-15,19]。结合本研究可知, 氮对于最大限
度发挥水稻产量潜力具有一个临界点。不同水稻品
种的氮肥群体最高生产力存在显著差异, 最小值为
7.42 t hm2, 最大值可达 11.02 t hm2, 两者极差为
3.60 t hm2。由于品种本身的遗传特性, 不同水稻品
种对氮肥的吸收利用能力存在着较大差异, 最高生
产力对应的施氮量因种而异。氮肥群体最高生产力
对应的施氮量主要出现在 225.0~300.0 kg hm2, 其
中最高生产力处于顶层的品种中常规粳稻主要集中在
262.5~300.0 kg hm2, 而杂交粳稻由于自身遗传特性
的影响, 表现出较强的增产潜力, 达到顶层水平所需
的施氮量比常规粳稻少一个氮肥等级(37.5 kg hm2),
这说明杂交粳稻比常规粳稻更能实现人们追求高产、
氮高效的目标。另外, 最高生产力与其对应施氮量
极显著正相关, 说明在一定范围内, 生产力的提升
96 作 物 学 报 第 38卷



图 2 不同水稻品种氮肥农学利用率聚类分析图
Fig. 2 Dendrogram of varieties of japonica rice based on
nitrogen agronomic efficiency

需依赖于施氮量的增加。氮肥群体最高生产力的提
出, 能更客观地揭示水稻品种生产力与氮肥的关系,
亦可以更客观地探讨与评价品种的最大生产潜力、
耐肥性与施氮效率, 以科学方法筛选既安全高产又氮
高效的优良品种与种质资源, 这将是水稻品种合理利
用与品种改良的方向性工作。当然, 对于不同生态
区、不同种植制度(栽培方式)、不同生育期类型品种
应分别试验与评价, 从中客观地筛选出氮肥群体生
产力最高与氮肥利用率高二者协同的品种类型, 并
寻求出最具典型代表性品种作为引种与新品种品比
的标准对照。
3.2 关于氮肥群体最高生产力与株型及群体颖
花量的关系
高产和超高产水稻研究已成为当前水稻科学领
域的热门课题, 而株型是其重要影响因子。理想的
水稻株型结构可以最大限度地提高水稻群体的光能
利用率, 从而增加水稻产量[20]。前人研究认为[21-22], 较
高的生物产量是水稻取得高产的关键性因素, 而生
物产量通常与株高正相关, 尤其是在高产条件下关
系更为密切, 株高低于一定限度后, 难以获得高产。
但同时 , 株高也是影响作物耐肥抗倒的因素之一 ,
一般认为株高与抗倒伏能力成反比, 而基部节间的
特性对抗倒伏性有重要的作用。万宜珍等[23-25]研究
表明, 水稻茎粗与倒伏指数极显著相关, 通过适当
加强茎秆基部的强度, 降低穗位, 增加穗长和穗颈
长度等, 可以提高水稻的抗倒性, 使倒伏与株高和
生物产量的矛盾在更高产水平上得到统一。在本研
究中, 随着产量等级的增加, 水稻的株高呈显著增
加趋势, 同时茎粗也呈增加趋势, 因而高产品种在
后期没有发生倒伏现象。上三叶作为水稻生殖生长
阶段的主要功能叶片, 其叶宽和叶长直接关系到叶
的受光面积 , 进而影响光合作用 , 光合作用加强 ,
光合产物即增多, 穗部发育所需要的营养物质得到
保证, 单株产量自然就提高了, 因此水稻上三叶面
积对高产的获得至关重要。李强等[26]研究表明, 产
量与倒二叶长、剑叶长呈极显著或显著正相关。李
红宇等[27]研究东北地区水稻株型性状时表明, 上三
叶长且宽有利于高产的获得。本试验结果与前人的
研究结果较为一致, 生产力处于顶层与高层品种的
上三叶长和宽均显著大于低层和中层水稻品种, 高
效叶面积指数大于 5, 穗型较大。
在以前研究粳型超级稻产量构成因素协同规律
时, 我们已经得出, 群体颖花量与产量极显著正相
关 [28], 在本研究中再一次得到验证, 随着产量等级
的上升, 颖花量呈极显著增加趋势。而颖花量之间
的差异主要是因为每穗粒数间的较大差异而产生。
因此, 氮肥群体最高生产力的提高, 需要通过改良
株型来提高群体颖花量, 并保持正常株体机能, 维
持正常的结实率和粒重。
第 1期 张洪程等: 水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律 97


3.3 关于氮肥群体最高生产力与施氮效率的关系
随着水稻栽培技术的发展, 人们在追求高产的
同时还希望能够提高氮肥利用效率。用来评价氮肥
利用效率的指标较多[29]。吴文革等[30]研究认为, 氮
肥农学利用率与产量显著相关, 可作为氮高效品种
筛选的主要参考指标。故本文以氮肥农学利用率作
为施氮效率的评价指标。由本试验可知, 有些品种
在低氮水平时产量即已较高, 此时的施氮效率也较
高, 甚至比那些在此氮肥水平下获得最高生产力的
品种还高, 但随着氮肥水平的增加其增产效率下降,
使其在氮肥群体最高生产力对应施氮量下的施氮效
率反而下降。例如, 武粳 15在 17.5N水平下产量为
10.52 t hm2, 施氮效率为 18.00 kg kg1, 而在其最高
生产力对应施氮量水平(20N)下的产量为 10.68 t hm2,
施氮效率为 16.28 kg kg2。为了更客观、准确地评价
各品种的施氮效率, 本文采用所有品种在获得氮肥
群体最高生产力对应的 3个氮肥水平(15N、17.5N和
20N)下氮肥农学利用率的平均值作为评价指标进行
聚类分析, 筛选出一些不仅氮肥群体最高生产力较
高, 且施氮效率也相对较高的品种, 这类品种正是
目前人们在生产实践中力图追求的目标。本试验筛
选出 6个生产力(氮肥群体最高生产力≥10.50 t hm2)
与施氮效率(氮肥农学利用率≥17.68 kg kg1)均较高
且协调统一的品种, 可为长江中下游地区适宜品种
的选择提供理论依据, 同时可作为该地区引种与新
品种品比的标准对照。
4 结论
(1) 通过氮肥施用水平(等级)的合理设置, 不同
水稻品种分别在某一氮肥水平下最大限度地发挥其
增产潜力, 把此时达到的最高产量定义为该品种的
氮肥群体最高生产力。
(2) 供试 50个早熟晚粳品种的氮肥群体最高生
产力对应的施氮量集中在 225~300 kg hm2, 品种间
氮肥群体最高生产力差异显著, 且在一定范围内, 氮
肥群体最高生产力的增加仍需依赖于施氮量的增加。
(3) 水稻氮肥群体最高生产力的上升主要依靠
颖花量的增加, 而这主要依靠足穗基础上每穗颖花
的增加。
(4) 生产力处于顶层与高层品种的基本株型为
株高 105~110 cm, 基部节间粗 0.65 cm左右, 高效叶
面积指数大于 5, 穗型较大。
(5) 品种间理论氮肥群体最高生产力随对应施
氮量增加而增长, 但相同对应施氮水平下, 品种生
产力亦有明显差异, 达到相同的顶层水平所需施氮
量也有一定差异。
(6) 尝试性筛选出生产力与施氮效率均较高的
6个品种(系): 甬优 8号、武粳 15、扬粳 4038、常粳
09-6、常粳 09-8和常粳 09-5, 待进一步研究确证。
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