實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和氮效率影響的研究.pdf

1、氮肥利用率低是我國(guó)水稻生產(chǎn)中的突出問(wèn)題。水稻實(shí)時(shí)(RTNM)、實(shí)地(SSNM)氮肥管理是中國(guó)科學(xué)家根據(jù)國(guó)際水稻研究所的實(shí)時(shí)實(shí)地養(yǎng)分管理原理，結(jié)合中國(guó)水稻生產(chǎn)的特點(diǎn)，研創(chuàng)的以氮肥管理為中心的一項(xiàng)新型水稻高產(chǎn)高效氮肥管理技術(shù)。本項(xiàng)研究在2004和2005年于湖北省孝南區(qū)新鋪鎮(zhèn)徐山村的大田條件下進(jìn)行。采用葉綠素速測(cè)儀(SPAD-502)監(jiān)測(cè)水稻氮素營(yíng)養(yǎng)狀況，RTNM根據(jù)移栽后每周一次SPAD測(cè)定值確定是否施氮；SSNM則根據(jù)關(guān)鍵生育期SPAD

2、測(cè)定值確定施氮量。研究了不同施氮模式對(duì)兩系雜交稻兩優(yōu)培九和三系雜交稻汕優(yōu)63的生長(zhǎng)發(fā)育、稻谷產(chǎn)量、氮肥利用率、冠層小氣候和稻米品質(zhì)的影響。旨在評(píng)價(jià)RTNM和SSNM對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量、品質(zhì)、氮肥利用率的影響，為生產(chǎn)上推廣應(yīng)用實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理，選擇適宜的SPAD閾值。主要的研究結(jié)果如下： (1)在實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理模式下， SPAD閾值設(shè)置越高施氮量越多，一兩供試品種的施氮量與SPAD閾值均呈極顯著的正相關(guān)；但施氮量與SPAD閾值的

3、相關(guān)回歸方程的斜率年度之間相差較大，這說(shuō)明實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理能根據(jù)不同氣候條件實(shí)行氮肥用量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。在RTNM模式下，隨著SPAD閾值的提高，施肥次數(shù)和施肥量隨之增加；在相同的SPAD閾值下，汕優(yōu)63比兩優(yōu)培九多增加一次施肥次數(shù)，施氮量增加30kg N.hm<'-2>-45kg N.hm<'-2>。在SSNM模式下，采用相同的SPAD閾值時(shí)汕優(yōu)63比兩優(yōu)培九施氮量增加10kg N.hm<'-2>-20kg N.hm<'-2>。

4、(2)在實(shí)時(shí)氮肥管理模式下，水稻干物質(zhì)積累量隨SAPD閾值的升高而增加，但當(dāng)SPAD閾值提高到一定值后，再提高SPAD閾值對(duì)增加干物質(zhì)的效果不明顯。施肥時(shí)期和施氮量相同的情況下，兩優(yōu)培九成熟期的干物質(zhì)積累總量比汕優(yōu)63高；在抽穗期以前，汕優(yōu)63和兩優(yōu)培九干物質(zhì)積累量接近；抽穗后，兩優(yōu)培九干物質(zhì)生產(chǎn)能力高于汕優(yōu)63，最終干物質(zhì)積累量增加10％左右；這是兩優(yōu)培九最終產(chǎn)量較高的主要生物學(xué)基礎(chǔ)。 (3)在實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理模式下，稻谷產(chǎn)量

5、與SPAD閾值及施氮量均呈二項(xiàng)式相關(guān)，存在一個(gè)最適SPAD閾值(最適施氮量值)。不同水稻品種在達(dá)到最高產(chǎn)量時(shí)的最適施氮量不同，汕優(yōu)63達(dá)到其最高產(chǎn)量時(shí)的需氮量比兩優(yōu)培九少，且汕優(yōu)63達(dá)到最高產(chǎn)量時(shí)的最適SPAD閾值比兩優(yōu)培九小。這表明在應(yīng)用實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理時(shí)，對(duì)于與汕優(yōu)63品種特性相類(lèi)似的品種或組合，在生產(chǎn)中應(yīng)采用較小的SPAD閾值：而對(duì)與兩優(yōu)培九品種特性相類(lèi)似的品種或組合，在生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)調(diào)高SPAD閾值。 不同SPAD閾值處理

6、對(duì)水稻的產(chǎn)量及產(chǎn)量形成的影響各不相同。兩優(yōu)培九在RTNM模式下，以SPAD閾值39-41(氮肥用量：155kg N.hm<'-2>-165kg N.hm<'-2>)時(shí)施氮量中等，產(chǎn)量較高；相應(yīng)地汕優(yōu)63以SPAD閾值在36-37(氮肥用量：120kgN.hm<'-2>-165kg N.hm<'-2>)為適。 (4)在實(shí)時(shí)氮肥管理模式下，隨SPAD閾值的提高，施氮量增加，兩優(yōu)培九和汕優(yōu)63兩個(gè)品種的氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮素稻谷生產(chǎn)

7、效率、氮收獲指數(shù)、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生產(chǎn)力總體趨勢(shì)是下降的。兩優(yōu)培九和汕優(yōu)63的SPAD閾值分別為35-39、34-36時(shí)能獲得較高的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生產(chǎn)力。兩個(gè)品種基于實(shí)地氮肥管理模式處理的氮肥利用率各項(xiàng)指標(biāo)相比其在實(shí)時(shí)氮肥管理模式下的最優(yōu)值，兩品種的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率均較佳。 在RTNM模式下，具有相同的施氮量和施氮時(shí)期，對(duì)兩品種比較分析發(fā)

8、現(xiàn)，當(dāng)施氮量為90kgN.hm<'-2>時(shí)，汕優(yōu)63的氮肥吸收利用率比兩優(yōu)培九高70.7％，但生理利用率卻比兩優(yōu)培九低16.6％；當(dāng)施氮量為120.kgN.hm<'-2>以上時(shí)，兩優(yōu)培九比汕優(yōu)63具有更高的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率；這表明汕優(yōu)63具有更高的利用低氮能力，而兩優(yōu)培九利用高氮的能力強(qiáng)。 (5)在RTNM模式下，SPAD閾值設(shè)置越高施氮量增加相應(yīng)地影響稻米品質(zhì)。整精米率隨SFAD閾值的增加而升高，

9、當(dāng)SPAD閾值過(guò)大時(shí)，整精米率下降，兩品種表現(xiàn)的趨勢(shì)基本一致；不同品種整精米率的最高值所對(duì)應(yīng)的SPAD閾值不一致，對(duì)兩優(yōu)培九，以SPAD為39的處理整精米率最高，而對(duì)汕優(yōu)63則宜選擇SPAD38左右。在適宜的SPAD閾值下稻米堊白率和堊白度較低，過(guò)高時(shí)堊白率和堊白度增加。兩優(yōu)培九的整精米率顯著高于汕優(yōu)63，粒型優(yōu)于汕優(yōu)63，而堊白率和堊白度則比汕優(yōu)63的低，差異均達(dá)顯著水平。 綜合分析RTNM對(duì)稻米各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響，可知，兩優(yōu)

10、培九以SPAD閾值38-41(氮肥用量120kg N.hm<'-2>～165kg N.hm<'-2>)有利于改善稻米外觀品質(zhì)和加工品質(zhì)；而對(duì)汕優(yōu)63 SPAD閾值為36-39(氮肥用量：120kg N.hm<'-2>-165kg N hm2)。而在采用SSNM時(shí)，對(duì)于兩優(yōu)培九及其類(lèi)似品種應(yīng)選用38-39作為SPAD閡值；而對(duì)于汕優(yōu)63及其類(lèi)似品種應(yīng)選用36左右作為SPAD閾值。 (6)以微型溫濕度自動(dòng)記錄儀記錄和冠層取樣測(cè)定相結(jié)

11、合，研究了不同施氮處理水稻冠層內(nèi)的溫度與相對(duì)濕度變化，結(jié)果表明：a)水稻冠層內(nèi)的溫、濕度受冠層外大氣的影響，但晝夜變化趨勢(shì)與冠層外大氣一致。溫度在夜間(19：00-7：00)低且穩(wěn)定，白天(7：00-19：00)高且變化幅度大，至13：00左右達(dá)最高值。冠內(nèi)最高溫度與冠外大氣最高溫度之間呈顯著線性相關(guān)關(guān)系，群體越大，冠內(nèi)的溫度變幅越小。冠層相對(duì)濕度在夜間高且穩(wěn)定(達(dá)90％-100％)，在白天小但變幅大，至13：00左右達(dá)最低值。b)水稻

12、冠層內(nèi)溫度、濕度的晝夜變化幅度受群體大小的影響顯著，處理組合之間溫度變化的差異，主要表現(xiàn)為晝溫的差異，以日最高溫度的變異最大，處理間可達(dá)2℃一5℃。冠內(nèi)晝溫在處理間的變化規(guī)律表現(xiàn)為：隨施氮量的增加晝溫依次的差異，以日最低相對(duì)濕度的差異最大，處理之間相差可達(dá)25％。冠內(nèi)濕度在處理之間的變化規(guī)律表現(xiàn)為：隨施氮量的增加晝濕依次增大，與群體大小相對(duì)應(yīng)；冠內(nèi)日相對(duì)濕度總體表現(xiàn)是大于冠外大氣。c)冠內(nèi)溫、濕度大小受生長(zhǎng)期的影響。從分蘗期至蠟熟期，處

13、理之間以在分蘗期差異最小，齊穗前后差異最大。d)水稻株高、莖蘗數(shù)、LAI與冠內(nèi)日最高溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，與冠內(nèi)日最低相對(duì)濕度顯著呈正相關(guān)，冠層晝溫、冠層晝濕與LAI和莖蘗數(shù)的多元線性回歸關(guān)系達(dá)極顯著水平，齊穗期單位株高的冠層降溫效應(yīng)為0.216℃，增濕效應(yīng)為0.53％。 (7)本研究證明，在實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理中，SPAD閾值設(shè)置越高，所有品種在全生育期中葉片的氮濃度較高，需要施用更多的氮肥。設(shè)置為同樣的SPAD閾值時(shí)，葉色偏淡、葉片

14、較薄的水稻品種或組合相比葉色較深、葉片較厚的需要施用更多的氮肥。因此，在生產(chǎn)上如果根據(jù)實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理模式設(shè)定SPAD閾值時(shí)，需要考慮品種的葉色深淺和葉片厚薄(比葉重的大小)作適當(dāng)調(diào)整。葉色較深、葉片較厚的品種或組合，采用的SPAD施肥閾值應(yīng)適當(dāng)提高。對(duì)于與汕優(yōu)63品種特性相類(lèi)似品種或組合，適宜SPAD閾值為36左右，而與兩優(yōu)培九品種特性相類(lèi)似品種或組合則為39左右。而且，在采用實(shí)時(shí)實(shí)地氮肥管理選擇SPAD閾值時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮品種的差異作出

15、相應(yīng)調(diào)整，對(duì)于同一品種在不同年度之間可保持不變。 綜合考慮不同水稻品種特性，產(chǎn)量，施氮量，氮肥利用率及氮肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響；在生產(chǎn)上應(yīng)用實(shí)地氮肥管理模式時(shí)，對(duì)于與汕優(yōu)63品種特性相類(lèi)似的品種或組合，SPAD閾值以36為宜；如果采用實(shí)時(shí)氮肥管理模式，SPAD閾值為36-38時(shí)進(jìn)行氮肥運(yùn)籌能獲得較高的產(chǎn)量和農(nóng)學(xué)利用率。對(duì)于與兩優(yōu)培九品種特性相類(lèi)似的水稻品種或組合，應(yīng)適當(dāng)提高SPAD施肥閾值(如SPAD=38-39)，以采用實(shí)地氮肥管