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热区不同栽培模式超级稻-再生稻的养分积累及分配特性

2016-04-17陈健晓林尤珍林朝上胡春花

贵州农业科学 2016年2期
关键词:超级稻再生稻养分

陈健晓,林 力,林尤珍,林朝上,胡春花,符 研

(海南省农业科学院粮食作物研究所,海南海口571100)

热区不同栽培模式超级稻-再生稻的养分积累及分配特性

陈健晓,林 力*,林尤珍,林朝上,胡春花,符 研

(海南省农业科学院粮食作物研究所,海南海口571100)

为了解超级稻-再生稻养分积累及分配特性,筛选合适热区种植的超级稻品种及其栽培模式,以超级稻组合两优1128、天优3301及Ⅱ优3301为材料,研究高产栽培与常规栽培模式下超级稻-再生稻不同时期叶、茎及穗部N、P、K的含量。结果表明:在成熟期高产栽培模式下,两优1128的N和P积累量最大,分别比常规栽培模式高32.39%和32.91%;成熟Ⅱ期高产栽培模式下,两优1128的N、P和K积累量最大,分别比常规栽培模式高22.34%、26.61%和46.85%。高产栽培模式每生产100kg籽粒所需的N、P和K需求量高于常规栽培模式,N、P和K生产效率低于常规栽培模式。结论:从养分累积和分配看,高产栽培优于常规栽培模式,品种选择上以两优1128表现最好。

栽培模式;超级稻-再生稻;养分积累;海南

近年来,海南冬季瓜菜种植面积逐年扩大,产生了与晚稻争时争地的矛盾(冬季瓜菜一般9月上中旬育苗),造成了晚稻种植面积逐年减小,粮食安全问题日益严峻[1]。由于再生稻生育期短,能充分利用光、温等自然资源,具有省种、省工、节水、生产成本低和效益高等优点[2]。因此,筛选适合海南种植的超级稻-再生稻品种及制定其相应的高产栽培措施尤其重要,这样将能解决稻作与冬季瓜菜争时争地的矛盾,确保海南粮食安全。前人提出了超级稻-再生稻-冬季瓜菜种植模式,引进和筛选适合海南种植的超级稻-再生稻品种,并在超级稻-再生稻高产栽培技术、肥料施用量方面进行大量研究[3-5],但在超级稻-再生稻吸肥特性和高产机理方面研究较少,特别是超级稻-再生稻养分积累与分配特征研究鲜见报道。为此,笔者参考前人关于超级稻-再生稻高产栽培模式和高产生理特性[3,6-13],以超级稻组合两优1128、天优3301及Ⅱ优3301为材料,探讨高产栽培模式下超级稻-再生稻生长过程中氮、磷、钾素的积累与分配特征,旨在了解水稻各生育期的需肥特性,科学制定施肥方案,为海南推广超级稻-再生稻栽培模式提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2013年3—9月在海南省农业科学院永发基地进行。试验地处E109.69°,N18.32°,海拔高度26.6m。供试土壤为砂壤土,前茬作物为水稻。土壤理化性状:pH 5.23,有机质1.79%,碱解氮72.83mg/kg,速效磷25.12mg/kg,速效钾134.83mg/kg。供试超级稻组合两优1128由湖南省杂交水稻研究中心提供,天优3301、Ⅱ优3301由福建省农业科学院生物技术研究所提供。

1.2试验设计

试验采用二因素裂区设计,3次重复。小区面积40m2(5.0m×8.0m)。品种设3个水平:两优1128、天优3301和Ⅱ优3301;栽培模式设2个水平:常规栽培模式(CCM,对照)和高产栽培模式(HCM),具体栽培措施见表1。3月中旬播种,4月上旬移栽。田埂高×宽为0.3m×0.3m,用黑色薄膜覆盖,水稻留桩高度30cm,其他管理同一般大田。

1.3测定项目

水稻各器官N、P、K的测定:在关键生育期分蘖盛期(FTS)、孕穗期(HS)、齐穗期(FHS)、灌浆中期(FMS)、成熟期(MS),再生稻萌发期(GS)、齐穗Ⅱ期(FHSⅡ)和成熟Ⅱ期(MSⅡ),每小区取5穴稻株,清洗后分叶、茎、穗装袋,在80oC下烘至恒重,称重后粉碎过筛贮存于密闭容器中。样品用H2SO4-H2O2消煮,N测定采用半微量凯氏定氮法,P测定采用钼锑抗比色法,K测定采用火焰光度计法。

表1 不同栽培模式的主要农艺措施Table 1 Main agronomic measure of different cultivation models

水稻的养分生产效率(kg/kg)=水稻籽粒产量/稻株积累养分总量;氮素累积量(g/m2)=氮含量×每m2干物重;磷素累积量(g/m2)=氮含量× 每m2干物重;钾素累积量(g/m2)=氮含量×每m2干物重;籽粒养分需求量(kg)=每生产100kg籽粒需要的养分总量;养分收获指数(%)=籽粒养分积累量/植株养分累积量。

2结果与分析

2.1不同栽培模式下超级稻-再生稻的N、P、K含量

从表2看出,2种栽培模式下,不同品种茎和叶的N素含量总体随生育期的推进均表现为降-升-降趋势,而穗N素含量表现为升-降-升的趋势。高产栽培模式不同品种各器官(叶、茎和穗)N素含量均高于常规栽培模式。N素含量在同一时期均表现为叶>穗>茎。再生稻萌发期(GS)叶片N含量最高,以常规栽培模式的(CCM)的Ⅱ优3301最高,为4.56%,比其相应高产栽培模式(HCM)的高0.3%;在成熟Ⅱ期(MSⅡ),叶片中N素含量最低,以常规栽培模式(CCM)的天优3301最低,为1.46%,比其相应高产栽培模式(HCM)的低0.26%。茎中N素含量最高在分蘖盛期(FTS),以高产栽培模式(HCM)的两优1128最高,为1.59%,是相应常规栽培模式(CCM)的1.2倍;而成熟Ⅱ期(MSⅡ)N素含量最低,以常规栽培模式(CCM)的两优1128最低,为0.51%。穗中N素含量最高在成熟期(MS),以高产栽培模式(HCM)的两优1128最高,为1.64%。

2种栽培模式下不同品种茎和叶中P素含量均随生育期推进表现为升-降-升-降趋势,而穗中P素含量表现为升-降-升趋势,并且高产栽培模式不同品种各器官(叶、茎和穗)P素含量均高于常规栽培模式。P素含量在齐穗期(FHS),均表现为茎>叶>穗,随生育期推进,在成熟Ⅱ期(MSⅡ)表现为穗>茎>叶。P素含量最高在再生稻萌发期(GS),说明水稻生育初期叶片中P素含量最高,随生育进程推进,逐渐向茎和穗转移。

2种栽培模式下不同品种K素含量在各器官(叶、茎和穗)均表现为降-升-降趋势,总体表现为茎>穗>叶。高产栽培模式下不同品种叶片中K素含量均小于常规栽培模式,而在茎中高于常规栽培模式,在穗中K素含量的高低与品种有关。

2.2不同栽培模式超级稻-再生稻群体N、P、K的积累与分配

2.2.1N素 从图1看出,2种栽培模式下,不同品种的N素积累均表现为升-降-升-降趋势,高产栽培模式N素积累量在整个生育期内明显高于常规栽培模式。高产栽培模式下,从分蘖盛期(FTS)N素积累量迅速增加,灌浆中期(FMS)达最大,其中以高产栽培模式(HCM)的两优1 1 2 8最大,为

20.03g/m2,比其相应常规栽培模式(CCM)的高3.61g/m2。

表2 不同栽培模式各生育时期超级稻-再生稻叶、茎、穗的N、P、K含量Table 2 N,P and K content in leaf,stem and spike of super rice-ratoon rice at different growth stage under different cultivation models %

图1 不同栽培模式超级稻-再生稻各生育时期的N素累积量Fig.1 Nitrogen accumulation of super ratoon rice at different growth stage under different cultivation models

从各器官N素积累动态看,2种栽培模式不同品种茎和叶前期的N素积累量后期转移到穗中,在成熟期(MS)和成熟Ⅱ期(MSⅡ),穗中N素积累量均大于叶和茎。成熟期(MS)高产栽培模式(HCM)N素积累量分配到穗的比例,两优1128为59.76%,天优3301为60.67%。成熟Ⅱ期(MSⅡ)高产栽培模式(HCM)Ⅱ优3301的N素积累量分配到穗的比例为57.24%。

2.2.2P素 从图2看出,2种栽培模式下,不同品种P素积累动态表现为升-降-升-降趋势,高产栽培模式P素积累量在整个生育期内明显高于常规栽培模式。再生稻萌发期(GS)P素积累量最低。两种模式下均在分蘖盛期到齐穗期P积累量迅速增大,灌浆中期(FMS)到成熟期(MS)P积累量增速减慢,齐穗Ⅱ期(FHSⅡ)到成熟Ⅱ期(MSⅡ)P的积累量有所降低。高产栽培模式下,P最大积累量两优1128和天优3301均在成熟期(MS),Ⅱ优3301则在齐穗期(FHS)。

2种栽培模式下超级稻积累在叶和茎中的P素比再生稻的高,叶和茎中P素积累量呈先升后降趋势,以齐穗期(FHS)最高。齐穗期(FHS)到成熟期(MS)P素在穗中的积累量呈上升趋势,成熟期(MS)达最大。

2.2.3K素 从图3看出,2种栽培模式下,不同品种的K素积累动态均表现为升-降-升-降趋势。从整个生育期看,高产栽培模式K素积累量总体高于常规栽培模式。其中以灌浆中期(FMS)K素积累量最大,再生稻萌发期(GS)最低。

图2 不同栽培模式超级稻-再生稻各生育时期的P素累积量Fig.2 Phosphorus accumulation of super ratoon rice at different growth stage under different cultivation models

图3 不同栽培模式超级稻-再生稻各生育时期的K素累积量Fig.3 Potassium accumulation of super ratoon rice at different growth stage under different cultivation models

表3 不同的栽培模式下超级稻-再生稻籽粒养分需求与养分生产效率Table 3 Grain nutrient requirement and production efficiency of super ratoon rice under different cultivation models

2种栽培模式下不同品种叶片中K素积累量最大均在孕穗期(HS)。茎中K素积累量最大在灌浆中期(FMS),且高产栽培明显高于常规栽培模式。K素在穗中的积累量成熟期(MS)达最大。

2.3不同栽培模式超级稻-再生稻籽粒养分需求与养分生产效率

从表3看出,相同品种超级稻每生产100kg的籽粒需要N、P和K量高产栽培高于常规栽培模式。N、P和K养分生产效率常规栽培模式高于高产栽培模式。

3小结与讨论

研究结果表明,在海南热区种植不同品种的超级稻-再生稻,从养分累积和分配角度看,高产栽培模式优于常规栽培模式,且在3个不同品种中,以两优1128表现最好。其主要原因是:成熟期高产栽培模式下,两优1128的N和P积累量最大,比常规栽培模式高32.39%和32.91%;成熟Ⅱ期高产栽培模式两优1128的N、P和K积累量也最大,分别比常规栽培模式高22.34%、26.61%和46.85%,而分配到穗中的N、P和K比例分别为62.86%、50.96% 和44.32%。说明,高产栽培模式下,两优1128的N、P和K素向穗中运转顺畅,有利于稻米产量和品质的提高。

从养分生产效率看,常规栽培模式优于高产栽培模式。主要原因是:高产栽培模式下,超级稻-再生稻每生产100kg籽粒,所需的N、P和K需求量高于常规栽培模式,从而导致了N、P和K生产效率低于常规栽培模式。表明,高产栽培模式下,超级稻-再生稻具有较高的N、P、K需求量和较低的生产效率,且该模式下水稻利用较多的N、P和K维持其生长发育,有利于高产群体的形成,提高产量,但导致了肥料利用率降低。为此,如何优化高产栽培模式,实现高产的同时,提高肥料利用率,有待进一步研究。

[1]胡春花,张吉贞,孟卫东,等.海南稻菜用地的现状、存在问题与改革对策[J].杂交水稻,2011,26(4):1-4.[2]林瑞余,陈鸿飞,邓家耀,等.不同栽培模式下早稻-再生稻的养分积累与分配特性[J].中国农学通报,2008,26(8):123-125.

[3]胡春花,孟卫东,陈健晓,等.超级杂交稻Ⅱ优航2号再生稻配套技术研究[J].杂交水稻,2013,28(4):48-51.

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[5]胡春花,罗革彬,曾建华,等.不同类型缓释氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J].中国农学通报,2011,27(15):174-177.

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[9]彭春瑞,涂田华,邱才飞,等.“超级稻-再生稻”模式在江西的应用效益及关键技术初步研究[J].杂交水稻,2006,21(6):56-58.

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[11]杨 东,董瑞霞,张水金,等.再生稻生产效益与栽培技术研究[J].江西农业学报,2007,19(4):28-30.

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[13]罗玉水,林玉琪.“Ⅱ优航1号”再生稻超高产栽培技术[J].江西农业学报,2006,18(4):51.

(责任编辑:姜 萍)

Nutrient Accumulation and Distribution Characteristics of Super Ratoon Rice under Different Cultivation Models in Hainan

CHEN Jianxiao,LIN Li*,LIN Youzhen,LIN Chaoshang,HU Chunhua,FU Yan
(Institute of Cereal Crops,Hainan Academy of Agricultural Sciences,Haikou,Hainan571100,China)

The N,P and K content in leaf,stem and spike of Liangyou 1128,Tian you 3301andⅡYou 3301(super ratoon rice combination)was determined at different growth stages under high-yield and traditional cultivation patterns to discuss the nutrient accumulation and distribution characteristics of super ratoon rice and screen suitable super ratoon rice varieties and cultivation pattern in Hainan.Results:The N and P accumulation of Liangyou 1128at the maturity stage under the high-yield cultivation pattern is the maximum,32.39%and 32.91%higher than those under the traditional cultivation pattern respectively.The N,P and K accumulation of Liangyou 1128at the maturityⅡstage under the high-yield cultivation pattern is the maximum,22.34%、26.61%and 46.85%higher than those under the traditional cultivation pattern respectively.The N,P and K demand of producing 100kg grains under the high-yield cultivation pattern is higher than that under the traditional cultivation pattern but the N,P and K production efficiency under the high-yield cultivation pattern is lower than under the traditional cultivation pattern.In conclusion,the high-yield cultivation pattern is better than the traditional cultivation pattern in nutrient accumulation and distribution of super ratoon rice and Liangyou 1128with a good production performance should be planted in Hainan.

cultivation pattern;super ratoon rice;nutrient accumulation;Hainan

S511

A

1001-3601(2016)02-0060-0038-05

2015-04-30;2016-01-10修回

海南省自然科学基金项目“不同栽培模式下超级再生稻养分累积与分配特性的研究”(312086);海南省技术研究与开发专项“水稻机插育秧关键配套技术研究”(ZDXM20130032);海南省重大科技专项“南繁主要农作物优良品种选育及筛选与示范”(ZDZX2013010);现代农业产业技术体系建设专项“水稻合理密植下肥水高效利用技术研究与示范”(CARS-01-73)

陈健晓(1983-),男,助理研究员,在读博士,从事作物高产与生理生化研究。E-mail:chenjianxiao2003@163.com

*通讯作者:林 力(1969-),男,高级农艺师,从事作物高产栽培及育种研究。E-mail:1736422751@qq.com

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