全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(4): 655−664 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家粮食丰产科技工程项目(2006BAD02A05)和四川省育种攻关专项(2006yzgg-28)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 马均, E-mail: majunp2002@163.com
第一作者联系方式: E-mail: ljt_79513@sohu.com
Received(收稿日期): 2009-11-13; Accepted(接受日期): 2009-11-19.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00655
水氮互作对水稻氮磷钾吸收、转运及分配的影响
孙永健 孙园园 李旭毅 张荣萍 郭 翔 马 均*
四川农业大学水稻研究所, 四川温江 611130
摘 要: 以杂交稻冈优 527 为材料, 设“淹水灌溉”(W1)、“前期湿润灌溉+孕穗期浅水灌溉+抽穗至成熟期干湿交替灌
溉”(W2)和“旱种”(W3) 3 种灌水及不同的施氮量处理, 研究对水稻氮、磷、钾吸收、转运及分配的影响, 并探讨各养
分间及其与产量间的关系。结果表明, 水与氮对水稻主要生育期氮、磷、钾的累积、转运、分配及产量均存在显著
的互作作用, 水氮互作下各生育期氮、磷、钾吸收、转运及其与产量间均有显著或极显著的正相关, 且抽穗前期氮、
磷的累积以及分蘖盛期对钾的吸收状况与产量呈极显著正相关。结合产量与稻株氮、磷、钾吸收及转运关系间的表
现, W2灌溉方式与施氮量为 180 kg hm−2组合是本试验最佳的水氮耦合运筹方式, 淹灌条件下, 施氮量以 180 kg hm−2
为宜, 旱种条件下, 施氮量可适当降至 90~180 kg hm−2。
关键词: 水稻; 水氮互作; 养分; 吸收; 转运及分配
Effects of Water-Nitrogen Interaction on Absorption, Translocation and Dis-
tribution of Nitrogen, Phosphorus, and Potassium in Rice
SUN Yong-Jian, SUN Yuan-Yuan, LI Xu-Yi, ZHANG Rong-Ping, GUO Xiang, and MA Jun*
Rice Research Institute, Sichuan Agricultural University, Wenjiang 611130, China
Abstract: Hybrid rice Gangyou 527 was used to investigate the effects of three irrigation regimes (submerged irrigation, W1; dry
cultivation, W3; and damp irrigation before booting stage plus shallow irrigation at booting stage plus wetting-drying alternation
irrigation from heading stage to mature stage, W2) and different amounts of nitrogen (N) application on absorption, transport and
distribution of N, phosphorus (P), and potassium (K) in rice, and study on correlations of N, P, and K absorption characteristics
and its relationship with grain yield. The results showed that there was an obvious interaction between irrigation regime and
among of N application. Correlation analysis indicated that there existed significantly or highly significantly positive correlations
between the amounts of N, P, and K absorption, transfer, distribution, and between each of them and yield under water-nitrogen
interaction at the mainly growth stages, and there existed highly significantly positive correlations between yield and the accumu-
lations of N, P before heading stage and the amount of K absorption at tillering stage. Combining N, P, and K absorption charac-
teristics and its relationship with grain yield performance, W2 with suitable N application amount (N180) was the best model in this
paper referred as the water-nitrogen coupling management model, optimum N application amount was 180 kg ha−1 for submerged
irrigation, and 90–180 kg ha−1 for dry cultivation conditions.
Keywords: Rice; Water-nitrogen interaction; Nutrient; Absorption; Transfer and distribution
氮、磷、钾是水稻正常生长发育过程中必不可
少的三大营养元素。许多研究已明确水稻对氮、磷、
钾的吸收及利用能力受品种特性[1-2]、水分条件[3-4]、
施肥条件[5-7]及栽培措施[8]等因素的影响, 然而以上
研究多偏重于单因子效应方面。水、肥在水稻生长
发育过程中是相互影响和制约的两个因子。随着水
资源的日益紧缺和不合理施肥造成面源污染范围扩
大, 以减少水稻灌溉用水、高效利用肥料来实现水
稻稳产高产的理论和技术研究受到广泛重视。王绍
华等 [9]研究认为, 水氮对水稻氮吸收利用及产量的
影响有显著的互作效应, 并结合产量表现, 提出采
用适度的水分胁迫, 提高水稻氮素利用率, 减少稻
田氮损失, 但未见水氮互作条件下水稻对磷、钾的
吸收利用的报道。陈新红等[10-11]在盆栽和大田条件
656 作 物 学 报 第 36卷

下研究了水、氮调控对水稻结实期养分的吸收及稻
米品质的影响, 而水氮互作的条件下对杂交水稻主
要生育期氮、磷、钾的吸收利用、转运及分配特征
并与产量间关系的研究鲜见报道。本研究以期明确
水氮互作下水稻对氮、磷、钾吸收利用的特点, 并
探讨各养分吸收、转运间及其与产量间的关系, 从
而丰富水稻水肥调控机理, 达到既节水节肥又高产
高效的目的, 为发展节水丰产型水稻生产提供理论
基础和实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
2007 年和 2008 年在四川成都温江四川农业大
学水稻研究所试验农场种植冈优 527 (中籼迟熟型杂
交稻品种, 生育期 145~152 d)。试验田耕层土壤质地
为沙壤土, 含有效氮 116.6 mg kg−1、速效磷 30.7 mg
kg−1、速效钾 91.2 mg kg−1、有机质 2.01%, pH 6.45。
4月 12日播种, 地膜育秧, 5月 12日移栽, 叶龄为五
叶一心, 行株距为 33.3 cm×16.7 cm, 单株插秧。采
用灌水方式×氮肥水平 2因素试验, 设 3种灌水处理。
1.1.1 淹灌(W1) 水稻移栽后田面一直保持 1~3
cm水层, 收获前 1周自然落干。
1.1.2 “湿、晒、浅、间”灌溉(W2) 湿润灌溉(移
栽至孕穗前) + “够苗”晒田(无效分蘖期) + 浅水灌
溉(孕穗期) + 干湿交替灌溉(抽穗至成熟期)。浅水(1
cm左右)栽秧, 移栽后 5~7 d田间保持 2 cm水层确
保秧苗返青成活 , 之后至孕穗前田面不保持水层 ,
土壤含水量为饱和含水量的 70%~80% (处理前期用
烘干法多次测定各处理小区土壤含水量来校准美国
生产的 TDR300 土壤水分速测仪, 便于灌水控制期
用 TDR300 及时测定土壤含水量), 无效分蘖期“够
苗”晒田, 晒至田中开小裂口(2~3 mm); 孕穗期土表
保持 1~3 cm水层; 抽穗至成熟期采用灌透水、自然
落干至土壤水势为−25 kPa时灌水的干湿交替灌溉。
用中国科学院南京土壤研究所生产的真空表式土壤
负压计测定土壤水势。
1.1.3 旱种 (W3) 移栽前浇透底墒水 , 移栽后
5~7 d浇水确保秧苗返青成活, 以后全生育期旱管理,
仅在分蘖盛期、孕穗期、开花期和灌浆盛期各灌一
次透水 , 灌水量分别为 340.0 m3 hm−2、327.0 m3
hm−2、351.0 m3 hm−2和 342.0 m3 hm−2, 以田间不积
水为准。
用水表准确记载每次灌水量, 确保相同灌溉方
式的小区每次灌水量一致, 除去泡田用水, W1、W2
和 W3各处理灌溉用水量分别为 8 450.0 m3 hm−2、
4 480.0 m3 hm−2和 1 360.0 m3 hm−2。
4种施氮(尿素)水平为纯氮 0、90、180、270 kg
hm−2, 分别记为 N0、N90、N180、N270。按基肥:分蘖
肥:孕穗肥=5∶3∶2施用; 分蘖肥在移栽后 7 d施用,
孕穗肥在穗分化期(枝梗分化期)施用 , P2O5 90 kg
hm−2, K2O 180 kg hm−2, 全部作基肥施用。采用裂区
设计, 灌水方式为主区, 施氮量为副区, 3次重复, 小
区面积 15.0 m2, 小区间筑埂(宽 40 cm)并用塑料薄
膜包裹, 以防串水串肥, 其他田间管理按大面积生
产田进行。水稻生长期(4~9月上旬)降水量及降雨分
布数据由成都市温江气象站提供(图 1), 2007 年和
2008年分别为 489.2 mm和 514.9 mm; 因两年气候
因素相差较小, 且试验结果趋势基本一致, 在无特
殊说明情况下, 本文着重分析 2008年试验结果。
1.2 测定项目及方法
分别于水稻分蘖盛期、拔节期、抽穗及成熟期,
按各小区的平均茎蘖数各取代表性稻株 5株, 剪去根
后, 分茎鞘、叶和穗 3 部分烘干并粉碎, 分别测定
地上部各器官的养分含量, 用 H2SO4-H2O2 消煮,
并用 BÜCHI 全自动凯氏定氮仪测定含氮量; 钒钼
黄比色法测全磷; 火焰光度法测钾[12]; 成熟期各小
区单收, 按实收株数计产。
积累量(Accumulation) = 某生育期单位面积植
株氮(磷、钾)的积累量。
收获指数(Harvest index) = 成熟期单位面积植
株籽粒元素氮(磷、钾)积累量/植株该元素总积累量。
氮肥农艺效率(N agronomy efficiency) = (施氮
肥区–不施氮肥区产量)/施氮水平。
氮肥回收效率(N recovery efficiency) = (施氮肥
区–不施氮肥区植株 N积累量)/施氮量×100%。
转运量(Translocation) = 抽穗时某器官元素氮
(磷、钾)积累量–成熟时该器官该元素的滞留量。
转运率(Transportation efficiency) = 单位面积植
株抽穗后叶、茎鞘元素氮(磷、钾)的表观输出量/抽
穗期叶、茎鞘该元素总积累量×100%。
转运贡献率 (Translocation conversion rate of
vegetative organ) = 氮(磷、钾)转运量/抽穗至成熟期
穗部氮(磷、钾)素积累总量×100%。
1.3 数据分析
用 SPSS10.0和 SigmaPlot2001处理系统分析数
据及绘图。
第 4期 孙永健等: 水氮互作对水稻氮磷钾吸收、转运及分配的影响 657




图 1 水稻生育期间降水量
Fig. 1 Rainfall during rice growth stages

2 结果与分析
2.1 水氮互作对氮素吸收利用、转运及分配的影响
2.1.1 氮素的积累 各水、氮处理对不同生育期
水稻氮积累量及产量的影响均达极显著水平, 且存
在显著或极显著的互作效应(表 1)。随生育进程, 稻
株氮积累量呈逐渐增加趋势, 且随施氮量的提高而
增加。各氮肥水平下, 不同灌溉方式各生育期氮积
累量趋势有异, 分蘖盛期 W1、W2、W3处理间均值
(21.1~22.7 kg hm−2)差异较小, 拔节期为 W1>W2>W3,
抽穗及成熟期氮为 W2>W1>W3。从氮积累的增幅来
看, 分蘖盛期至拔节期、抽穗至成熟期吸氮量及吸
氮比例增幅均为 W1>W2>W3, 拔节至抽穗期为
W2>W1>W3, 且各施氮水平下, 随施氮量的增加, 稻
株氮累积量的增幅呈先大后小的变化趋势。氮肥回
收率和农艺效率随施氮量的增加表现出先增后降的
趋势, 施氮量为 N180 时达到最大值, 在此基础上再
增加施氮量会导致氮肥回收率和农艺效率的下降 ,
从水氮处理对水稻产量的影响来看, 产量以 W2N180
处理最高, 施氮过多(N270)和 W3 处理均会导致产量
的下降, 两年的数据差异不显著(配对 t 检验, t =
0.516, Sig=0.616), 趋势一致。
2.1.2 氮素的转运及分配 由表 2可见, 水稻抽穗
至成熟期叶片氮转运率最高, 随施氮量的增加各营
养器官氮素转移量增加, 转运率降低, 但过量施氮
的叶片、茎鞘中氮素转移量及穗部氮素增加量均无
显著提高。在 0~180 kg hm−2施氮量范围内, 穗部来
源于叶片及茎鞘氮素转运的贡献率随施氮量的增加
而降低, 但 N270 处理会导致抽穗至成熟期叶及茎鞘
氮素转运的贡献率均较 N180 处理显著降低, 表明过
量施氮不利于水稻结实期氮素向籽粒的转运。各灌
溉方式对叶片及茎鞘氮转运的影响, 均以 W2 处理
氮转运量最高, 而氮转运率则以 W3处理最高, 且随
水分胁迫的增强而提高, 表明水分胁迫可促进抽穗
前营养器官贮存氮的转运与再次利用, 提高氮素转
运贡献率。由图 2 可见, 随施氮量的增加氮素在叶
片、茎鞘中分配的比例显著提高, 而在籽粒中分配的
比例显著降低, 使氮收获指数降低(表 1); 而水分胁迫
调动了各器官贮藏氮转运到穗部, 使水稻成熟期叶及
茎鞘中的氮滞留量在氮积累总量中所占比例下降, 稻
穗中的氮积累量在氮积累总量中所占比例增加, 使
氮收获指数提高(表 1), 这也进一步表明氮肥与水分
管理之间有互作效应, 存在最佳的水氮运筹方式。
2.2 水氮互作对磷素吸收利用、转运及分配的影响
2.2.1 磷素的积累 由表 3 可知, 相同灌水方式
下, 植株磷积累量在各生育期均随施氮量的提高而
增加, 但过高施氮(N270)处理与 N180处理的差异不显
著。同一施氮量下, 拔节前期不同灌溉方式对磷吸
收的影响显著低于抽穗至成熟期, 且不同生育期水
稻磷积累量均以W2处理最高, W3处理最低, 由此说
明, 旱种会使稻株的磷素积累量显著下降。灌水方
式与施氮量除对分蘖盛期及拔节期外, 对其他各生
育期磷积累量均存在显著或极显著的交互效应。
2.2.2 磷素的转运及分配 由表 4 可知, 随施氮
量的增加各营养器官磷素转移量增加, 转运率降低,
但过量施氮处理的叶片、茎鞘中磷素转移量及穗部
磷素增加量无显著提高, 甚至有所降低。各灌水方
式下, 不同施氮量对抽穗至成熟期叶及茎鞘磷素转
运的贡献率趋势不太一致 , W 1 处理下施氮量在
N90~N270 范围内差异不显著, W2 处理下施氮量为
N180时最优, W3处理下施氮量为 N90时贡献率最高。
各灌溉方式对叶片及茎鞘磷转运的影响, 与氮素的
658 作 物 学 报 第 36卷

表 1 水氮互作对各生育期氮吸收利用、氮收获指数及产量的影响
Table 1 N uptake and utilization efficiency, N harvest index and yield under water-nitrogen interaction at different growth stages
各生育期氮累积量
N accumulation at different stages (kg hm−2)
产量
Grain yield (kg hm−2)
灌水方式
Irrigation
method
施氮量
Nitrogen rate 分蘖盛期
Tillering
拔节期
Elongation
抽穗期
Heading
成熟期
Ripening
氮收获指数
N harvest
index
(%) 2007 2008
氮肥农艺
效率
NAE
(kg kg−1)
氮肥回收
效率
NRE (%)
W1 N0 16.9 df 35.5 f 76.4 fg 90.0 ef 69.9 bc 6015.9 e 6278.1 de — —
N90 19.4 cd 52.5 e 110.6 de 127.5 cd 67.4 cd 7414.8 cd 7229.2 c 10.57 b 41.65 bc
N180 23.9 ab 73.4 bc 145.9 bc 176.6 b 66.5 cd 9012.5 ab 9143.2 ab 15.92 a 48.08 a
N270 25.4 ab 84.0 a 160.2 a 196.1 a 60.6 e 8464.3 bc 8681.7 b 8.90 bc 39.29 cd

Average 21.4 61.4 123.3 147.5 66.1 7726.9 7833.1 11.08 43.01

W2 N0 17.6 df 33.5 f 81.7 fg 94.2 e 71.0 ab 6790.1 de 6803.9 cd — —
N90 19.2 cd 50.4 e 111.4 d 133.9 c 69.5 bc 8082.5 c 7811.5 c 11.20 b 44.09 b
N180 22.9 b 70.1 cd 158.1 ab 184.3 ab 69.1 bcd 9622.9 a 9757.1 a 16.41 a 50.08 a
N270 24.4 ab 80.9 a 171.0 a 200.7 a 64.4 de 9369.3 ab 9268.0 ab 9.13 bc 39.46 c

Average 21.1 58.7 130.5 153.3 68.5 8466.2 8410.1 12.24 44.54

W3 N0 16.2 f 33.9 f 66.3 g 75.0 f 76.0 a 4699.7 f 4852.3 f — —
N90 22.2 bc 47.1 e 93.8 ef 107.4 de 72.7 ab 5761.5 ef 5572.5 ef 8.00 c 36.04 cd
N180 26.1 a 65.5 d 128.2 cd 146.0 c 70.6 bc 6836.6 de 6749.4 cd 10.54 b 39.47 c
N270 26.4 a 77.2 ab 149.5 b 170.9 b 67.1 cd 6023.5 e 6285.5 de 5.31 d 35.51 d

Average 22.7 55.9 109.5 124.8 71.6 5830.3 5864.9 7.95 37.01

W 7.81** 7.86** 54.72** 28.40** 7.70** 103.12** 139.53** 65.62** 33.82**F值
F-value N 112.85
** 399.70** 336.75** 351.58** 9.14** 31.86** 50.07** 180.19** 39.63**
W×N 3.18* 6.71** 10.27** 5.14** 2.91* 3.64* 4.11* 10.15** 7.49**
部分数据引用自参考文献[13]。同栏标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著; *, ** 分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
W1: 淹灌; W2: “湿、晒、浅、间” 灌溉; W3: 旱种; N0: 不施氮肥; N90: 施氮量为 90 kg hm−2; N180: 施氮量为 180 kg hm−2 ; N270: 施氮量
为 270 kg hm−2 . W: 灌水方式; N: 施氮量; W×N: 水氮互作。
The partial data were cited from the reference [13]. Values followed by a different letter are significantly different at P< 0.05. *, ** Sig-
nificantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. W1: submerged irrigation; W2: damp irrigation before booting stage
plus shallow irrigation at booting stage plus wetting-drying alternation irrigation from heading stage to mature stage; W3: dry cultivation. N0:
no nitrogen applied; N90: 90 kg hm-2 nitrogen applied; N180: 180 kg hm−2 nitrogen applied; N270: 270 kg hm-2 nitrogen applied. W: irrigation
method; N: nitrogen rate; W×N: water-nitrogen interaction; NAE: N agronomy efficiency; NRE: N recovery efficiency.

转运略有不同, 均值均以 W2 处理磷转运量及转运
率最高, 表明适宜的水分胁迫能提高水稻抽穗前营
养器官贮存磷的转运量及转运贡献率。由图 3可见,
成熟期各器官磷素分配表现为穗>茎鞘>叶。灌水方
式与施氮量对稻株磷素在各营养器官分配及磷收获
指数(表 3)的影响与对氮分配的影响趋势是相同的。
2.3 水氮互作对钾素吸收利用、转运及分配的影响
2.3.1 钾素的积累 由表 5 可知, 相同灌溉方式
下, 稻株钾累积量在各生育期均随施氮量的提高而
增加, 但过高施氮(N270)处理较 N180处理, 增幅在拔
节期前未达显著水平, 而在抽穗至成熟期显著增加,
这主要是稻株总生物量的增加造成的, 而各生育期
单位重量钾含量与施氮量差异不显著(数据未列出)。
同一施氮量下, 3种灌水方式对各时期稻株钾累积量
影响趋势相同, W2高于W1处理, 但差异不显著, W3
处理显著低于其他处理。灌水方式与施氮量除分蘖
盛期外, 对其他各生育期钾积累量均存在显著或极
显著的交互效应。
2.3.2 钾素的转运及分配 由表 6 可知, 相同灌
水方式下, 同一施氮量对水稻抽穗至成熟期叶及茎
鞘钾的转运量无明显变化, 且随施氮量的增加各营
养器官钾素转移量增加, 钾转运率以叶片最高, 但
过量施氮的叶片、茎鞘中钾素转移量及穗部钾素增
加量呈不同程度的下降趋势。各灌溉方式的叶片及
茎鞘钾转运量, 均以W2处理最高, 而叶片钾转运率
以 W3 处理最高, 茎鞘钾转运率仍以 W2 处理最高,
表明结实期适当的水分胁迫能促进各营养器官钾素
的转运及转运率 , 并显著提高对籽粒钾素的贡献
第 4期 孙永健等: 水氮互作对水稻氮磷钾吸收、转运及分配的影响 659


率。由图 4 可见, 不同水氮处理下成熟期各器官钾
的分配不同于氮、磷, 表现为茎鞘>穗>叶。相同灌
溉方式下, 各器官钾含量均随施氮量的增加而提高,
但籽粒中的分配比例显著降低。与 W1处理相比, W2
和 W3 处理由于提高了结实期叶片、茎鞘钾素的转
运量、转运率, 进而降低了成熟期叶片及茎鞘中钾
的含量, 提升籽粒中钾素所占稻株总钾累积量的比
例, 使钾素收获指数增加(表 5)。

表 2 水氮互作下抽穗至成熟期叶片及茎鞘氮的转运
Table 2 N translocation in leaves and stem-sheathes from heading to maturity under water-nitrogen interaction
叶片 Leaf 茎鞘 Stem-sheath 灌水方式
Irrigation
method
施氮量
Nitrogen rate 氮转运量
NT (kg hm−2)
氮转运率
NTE (%)
氮转运量
NT (kg hm−2)
氮转运率
NTE (%)
穗部氮增加量
N increase in
panicle (kg hm−2)
抽穗至成熟期
氮转运贡献率
NTCRV (%)
N0 21.1 f 72.3 bc 15.4 fg 49.0 bcd 53.5 f 68.3 de
N90 34.4 e 63.6 de 21.7 de 44.7 ef 82.6 d 67.9 de
N180 44.7 ab 58.0 f 26.3 abc 39.1 gh 106.9 b 66.5 ef
N270 43.0 bc 49.7 g 25.5 bc 36.3 h 107.4 b 63.8 g
W1
平均 Average 35.8 60.9 22.2 42.3 87.6 66.6

N0 21.6 f 75.4 ab 17.2 fg 51.9 ab 56.1 f 69.2 cd
N90 35.5 e 66.5 cd 23.1 cd 47.1 cde 85.7 cd 68.4 d
N180 46.6 a 62.1 e 27.5 ab 42.6 fg 110.5 ab 67.1 de
N270 47.7 a 59.3 ef 29.4 a 41.7 fg 117.6 a 65.6 f
W2
平均 Average 37.9 65.8 24.3 45.8 92.5 67.6

N0 20.4 f 78.1 a 14.8 g 55.5 a 47.3 f 74.5 a
N90 33.7 e 70.2 bc 18.9 ef 49.8 bc 72.6 e 72.4 ab
N180 41.1 cd 60.3 e 24.2 bcd 45.3 def 92.7 c 70.4 bc
N270 39.9 d 55.1 f 24.9 bcd 43.7 ef 102.9 b 63.0 g
W3
平均 Average 33.8 65.9 20.7 48.6 78.9 70.1

W 44.45** 29.42** 39.63** 22.51** 28.65** 23.32**
N 303.82** 67.33** 171.31** 46.04** 303.57** 76.32**
F值
F-value
W×N 6.78** 3.93* 4.17* 3.31* 3.42* 5.79**
同栏标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著; *, ** 分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。NT: 氮转运量; NTE: 氮转运率;
NTCRV: 氮转运贡献率。其他缩写同表 1。
Values followed by a different letter are significantly different at P< 0.05. *, ** Significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels,
respectively. W: irrigation method; N: nitrogen rate; W×N: water-nitrogen interaction. NT: N translocation; NTE: N transportation efficiency;
NTCRV: N translocation conversion rate of vegetative organ. Other abbreviations as in Table 1.



图 2 水稻成熟期植株各器官氮素分配
Fig. 2 Proportion of nitrogen accumulation in leaves, stems, and grains at maturity stage
缩写同表 1。Abbreviations as in Table 1.

660 作 物 学 报 第 36卷

表 3 水氮互作对各生育期磷积累量、磷收获指数的影响
Table 3 P accumulation and P harvest index under water-nitrogen interaction at different growth stages
各生育期磷累积量 P uptake at different stages (kg hm−2) 灌水方式
Irrigation
method
施氮量
Nitrogen rate 分蘖盛期 Tillering 拔节期 Elongation 抽穗期 Heading 成熟期 Ripening
磷收获指数
P harvest index
(%)
W1 N0 3.8 fg 10.4 gh 23.3 g 30.1 ef 73.7 cde
N90 6.0 cd 13.6 de 30.9 de 40.6 cd 70.0 fg
N180 6.8 bc 16.2 bc 35.7 bc 50.4 ab 70.9 ef
N270 7.3 ab 17.5 ab 39.2 ab 54.2 a 64.8 h
平均 Average 6.0 14.4 32.3 43.8 69.9

W2 N0 4.6 ef 11.5 fg 25.6 fg 31.3 e 77.4 ab
N90 6.5 bc 14.0 de 33.5 cd 40.9 cd 74.4 bcd
N180 7.4 ab 16.8 ab 38.9 ab 52.2 a 72.9 def
N270 7.9 a 18.3 a 42.2 a 55.7 a 69.0 fg
平均 Average 6.6 15.1 35.0 45.0 73.4

W3 N0 3.4 g 9.3 h 17.1 h 22.8 f 80.0 a
N90 5.5 de 12.4 ef 24.2 fg 32.0 de 76.6 bc
N180 6.3 cd 14.5 cd 28.5 ef 41.4 bc 72.8 def
N270 6.8 bc 16.4 bc 32.0 cde 45.4 bc 67.6 gh
平均 Average 5.5 13.2 25.5 35.4 74.3

F值 W 36.82** 22.67** 115.02** 72.79** 38.75**
F-value N 145.65** 121.12** 166.63** 225.93** 70.00**
W×N 1.45 1.78 5.20** 3.49* 3.75*
同栏标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著; *, ** 分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 1。
Values followed by a different letter are significantly different at P< 0.05. *, ** Significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels,
respectively. Abbreviations as in Table 1.

表 4 水氮互作下抽穗至成熟期叶片及茎鞘磷的转运
Table 4 P translocation in leaves and stem-sheathes from heading to maturity under water-nitrogen interaction
叶片 Leaf 茎鞘 Stem-sheath
灌水方式
Irrigation method
施氮量
Nitrogen rate 磷转运量
PT (kg hm−2)
磷转运率
PTE (%)
磷转运量
PT (kg hm−2)
磷转运率
PTE (%)
穗部磷增加量
P increase in
panicle (kg hm−2)
抽穗至成熟期
磷转运贡献率
PTCRV (%)
W1 N0 2.4 fg 71.0 ab 11.0 ef 62.0 bcd 22.0 d 61.0 ef
N90 2.9 cd 67.8 de 15.8 cd 59.5 de 27.9 c 67.5 bc
N180 3.3 ab 67.0 e 20.5 b 61.1 cd 35.2 ab 67.6 bc
N270 3.0 bc 62.7 f 21.0 ab 54.9 ef 34.7 b 69.2 abc
平均 Average 2.9 67.1 17.1 59.4 30.0 66.3

W2 N0 2.2 g 73.1 a 12.3 de 66.2 ab 23.9 d 60.6 f
N90 2.8 de 69.7 bcd 17.1 c 64.8 bc 29.9 c 66.3 cd
N180 3.4 a 70.2 bc 23.3 a 64.7 bc 37.3 a 71.3 a
N270 3.1 bc 64.4 f 23.1 a 59.8 d 37.7 a 69.6 ab
平均 Average 2.9 69.3 19.0 63.9 32.2 67.0

W3 N0 1.8 h 71.4 ab 9.7 f 71.6 a 18.0 e 64.0 de
N90 2.6 ef 69.5 bcd 14.8 de 70.0 a 24.0 d 72.6 a
N180 2.7 de 68.6 cde 14.9 de 59.8 d 29.2 c 60.2 f
N270 2.3 g 62.4 f 14.7 de 52.4 f 30.1 c 56.4 g
平均 Average 2.4 69.0 13.5 63.5 25.3 63.3

F值 W 10.24** 1.28 124.14** 7.61** 65.62** 4.23*
F-value N 84.66** 10.15** 202.40** 21.04** 150.76** 6.92**
W×N 2.48 0.86 13.70** 4.79** 5.57** 8.10**
同栏标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著; *, ** 分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。PT: 磷转运量; PTE: 磷转运率;
PTCRV: 磷转运贡献率。其他缩写同表 1。
Values followed by a different letter are significantly different at P< 0.05. *, ** Significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels,
respectively. PT: P translocation; PTE: P transportation efficiency; PTCRV: P translocation conversion rate of vegetative organ. Other abbre-
viations as in Table 1.
第 4期 孙永健等: 水氮互作对水稻氮磷钾吸收、转运及分配的影响 661




图 3 水稻成熟期植株各器官磷素分配
Fig. 3 Proportion of phosphorus accumulation in leaves, stems and grains at maturity
缩写同表 1。Abbreviations as in Table 1.

表 5 水氮互作对各生育期钾积累量、钾收获指数的影响
Table 5 K accumulation and K harvest index under water-nitrogen interaction at different growth stages
各生育期钾累积量 K uptake at different stages (kg hm−2) 灌水方式
Irrigation method
施氮量
Nitrogen rate 分蘖盛期
Tillering
拔节期
Elongation
抽穗期
Heading
成熟期
Ripening
钾收获指数
K harvest index (%)
W1 N0 28.3 cd 88.4 ef 140.3 e 150.6 g 18.2 bc
N90 29.7 abc 102.9 cd 171.8 d 186.5 f 16.6 c
N180 29.1 bcd 111.9 bc 209.7 b 247.9 cd 17.0 c
N270 30.7 ab 115.6 b 234.2 a 271.2 ab 11.3 e
平均 Average 29.5 104.7 189.0 214.1 15.8

W2 N0 27.2 def 82.0 fg 138.7 ef 157.9 g 19.5 b
N90 27.9 cde 101.5 d 176.1 cd 188.5 f 17.1 c
N180 30.8 ab 114.8 ab 217.3 b 259.3 bc 17.2 c
N270 32.0 a 127.4 a 238.9 a 279.0 a 13.5 d
平均 Average 29.5 106.4 192.8 221.2 16.8

W3 N0 23.2 h 78.3 g 116.1 f 127.1 h 21.3 a
N90 24.3 gh 89.4 ef 142.5 e 166.2 g 19.3 bc
N180 25.5 fgh 94.5 de 177.2 cd 210.4 e 18.0 c
N270 25.9 efg 103.4 cd 198.9 bc 234.0 d 16.7 c
平均 Average 24.7 91.4 158.7 184.4 18.8

F值 W 45.46** 31.28** 49.44** 40.44** 36.99**
F-value N 9.31** 67.44** 177.02** 126.82** 68.37**
W×N 1.26 2.91* 6.22** 4.18* 3.31*
同栏标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著; *, ** 分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。缩写同表 1。
Values followed by a different letter are significantly different at P< 0.05. *, ** Significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels,
respectively. Abbreviations as in Table 1.

3 讨论
3.1 水氮互作下水稻氮、磷、钾吸收及转运的相
互关系
陈新红等[10]研究认为氮肥能促进稻株对磷、钾
的吸收, 田秀英等[14]研究也证实养分间存在相互作
用, 如磷、钾间, 氮、钾间表现出正交互作用。本研
究表明, 水氮互作条件下, 除水稻分蘖盛期氮与钾
的吸收外, 对其他各生育期氮、磷、钾的吸收与累
积均有显著或极显著的相关性(r = 0.650*~ 0.987**),
且随生育进程氮、磷、钾吸收间的相关性加强, 表
明水氮互作也能促进水稻对养分的协同吸收, 进一
步证实和补充了陈新红等 [10]和田秀英等 [14]的研究
结果。此外, 抽穗期氮、磷、钾的累积与各养分在
662 作 物 学 报 第 36卷

表 6 水氮互作下抽穗至成熟期叶片及茎鞘钾的转运
Table 6 K translocation in leaves and stem-sheathes from heading to maturity under water-nitrogen interaction
叶片 Leaf 茎鞘 Stem-sheath
灌水方式
Irrigation method
施氮量
Nitrogen rate 钾转运量
KT (kg hm−2)
钾转运率
KTE (%)
钾转运量
KT (kg hm−2)
钾转运率
KTE (%)
穗部钾增加量
K increase in
panicle (kg hm−2)
抽穗至成熟期
钾转运贡献率
KTCRV (%)
W1 N0 8.8 f 54.6 bc 12.8 g 11.4 b 28.7 f 75.3 fg
N90 12.3 e 51.5 cd 13.9 f 9.3 cd 32.1 e 81.4 ef
N180 17.6 c 48.7 de 20.6 b 10.9 b 43.9 ab 87.1 cd
N270 17.0 c 45.4 e 17.3 c 8.5 de 39.6 cd 86.5 cde
平均 Average 13.9 50.1 16.2 10.0 36.1 82.6

W2 N0 12.0 e 57.9 ab 14.7 ef 12.5 a 31.9 e 83.9 de
N90 15.6 d 51.6 cd 16.2 cd 10.8 b 33.5 e 95.1 ab
N180 20.6 a 51.5 cd 25.0 a 12.5 a 46.4 a 98.5 a
N270 19.2 b 48.0 de 20.1 b 9.9 c 42.5 bc 92.5 bc
平均 Average 16.7 52.3 19.0 11.4 38.6 92.5

W3 N0 7.9 f 61.1 a 13.0 g 12.7 a 27.5 f 76.0 fg
N90 13.0 e 60.8 a 15.4 de 12.6 a 33.0 e 86.2 de
N180 16.8 cd 52.4 cd 15.7 de 9.5 c 38.8 d 83.7 de
N270 16.5 cd 45.9 e 13.3 fg 8.0 e 40.5 cd 73.7 g
平均 Average 13.6 55.1 14.4 10.7 35.0 79.9

F值 W 38.97** 10.84** 92.68** 20.95** 32.10** 28.90**
F-value N 146.77** 31.42** 111.33** 63.77** 110.95** 92.06**
W×N 1.24 2.41 19.53** 15.96** 2.70* 2.58*
同栏标以不同字母的值在 0.05水平上差异显著; *, ** 分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。KT：钾转运量; KTE：钾转运率;
KTCRV：钾转运贡献率。其他缩写同表 1。
Values followed by a different letter are significantly different at P< 0.05. *, ** Significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels,
respectively. KT: K translocation; KTE: K transportation efficiency; KTCRV: K translocation conversion rate of vegetative organ. Other
abbreviations as in Table 1.



图 4 水稻成熟期植株各器官钾素分配
Fig. 4 Proportion of potassium accumulation in leaves, stems and panicles at maturity
缩写同表 1。Abbreviations as in Table 1.

结实期转运总量间、以及各养分转运间均有极显著
正相关性(r = 0.859**~ 0.966**), 而抽穗前期氮累积
量与结实期氮、磷、钾转运贡献率间极显著负相关
性(r = −0.775**~ −0.811**), 表明本试验水、氮互作条
件下, 抽穗前期各养分累积量与结实期各养分向籽
粒转运量呈正比, 但施氮过多(N270)和 W3 处理会造
成抽穗前期氮累积量过高或过低, 均显著加重转运
贡献率的负效应, 由此可进一步看出, 发挥水、氮互
第 4期 孙永健等: 水氮互作对水稻氮磷钾吸收、转运及分配的影响 663


作优势是高产栽培的基础。
3.2 水氮互作下水稻产量与植株氮、磷、钾吸收
及转运的关系
有研究认为[15-16]不同类型间及同种类型、不同
水稻品种间氮素积累总量不同, 进而影响产量, 本
研究表明, 各处理稻株氮、磷、钾总累积量与产量
间呈极显著相关(r = 0.779**~ 0.888**), 但不同生育
期的相关性不同, 氮、磷、钾累积量与产量的相关
性最大时期分别在抽穗期(r = 0.897**)、抽穗期(r =
0.924**)、分蘖盛期(r = 0.889**), 且抽穗期氮、磷吸
收间相关性也达极显著水平(r = 0.933**), 可见, 水
氮互作调控能否保证抽穗前期氮、磷养分的累积以
及分蘖盛期钾肥的运筹, 对产量影响也显著。此外,
产量与结实期各器官氮、磷、钾转运间均呈极显著
相关性(r = 0.770**~ 0.934**), 且产量与茎鞘转运量
的相关性(r = 0.822**~ 0.934**)高于与叶片转运量(r =
0.770**~ 0.904**)的相关性。W2处理不仅促进了水稻
各生育期对氮、磷、钾养分的吸收、积累及转运, 提
高了籽粒中各养分的含量, 而且与施氮量为 N180 耦
合能达到增产、提高各养分利用效率的目的, 为本
试验最佳的水氮耦合运筹方式; 淹灌条件下, 施氮
量以 180 kg hm−2为宜, 旱种条件下, 为了缓解水氮
互作的负效应, 以及保证合理的产投比和提高经济
效益, 施氮量可适当降至 90~180 kg hm−2。
4 结论
水氮互作条件下, 水稻各生育期对氮、磷、钾
的吸收及结实期各养分转运间均存在协同性, 且与
产量呈显著正相关。适当的水氮管理措施可以促进
水稻各器官对氮、磷、钾的有效积累, 促进水稻结
实期各养分的运转比例, 提高对籽粒的转运贡献率,
最终到达促产的目的。“湿、晒、浅、间”灌溉方
式与施氮量为 180 kg hm−2组合是最佳的水氮耦合运
筹方式, 淹灌条件下, 施氮量以 180 kg hm−2 为宜,
旱种条件下, 施氮量降至 90~180 kg hm−2为宜。
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