蒋鹏，熊洪，张林，朱永川，周兴兵，刘茂，郭晓艺，徐富贤

（四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室，四川德阳 618000；国家水稻改良中心四川泸州分中心，四川泸州 646100）

不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻氮、磷、钾吸收积累的影响

蒋鹏，熊洪，张林，朱永川，周兴兵，刘茂，郭晓艺，徐富贤*

（四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室，四川德阳 618000；国家水稻改良中心四川泸州分中心，四川泸州 646100）

【目的】不同生态条件下水稻需要的施氮量和移栽密度不同，研究不同生态条件、施氮量和移栽密度下杂交稻产量及氮、磷、钾养分吸收利用规律，可为不同生态稻区肥料优化管理和合理密植提供依据。【方法】以杂交稻旌优 127 为材料，在四川德阳和泸州进行两因素列区田间试验。主区为中氮 (N 120 kg/hm2) 和高氮 (N 180 kg/hm2) 两种施氮量，副区为低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5 穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2) 3 种移栽密度。调查了杂交稻产量及氮、磷、钾的吸收利用规律。【结果】德阳土壤全氮、碱解氮、水稻全生育期平均太阳辐射、最高温度、最低温度、昼夜温差、积温均高于泸州点，在德阳点的杂交稻产量、氮、磷、钾吸收量分别较泸州点增加了 19.2%、24.0%、3.3%、9.5%，生产单位稻谷产量所需的磷、钾量较泸州分别减少了 15.2%、8.0%，氮需要量与泸州点相当，杂交稻氮、磷、钾收获指数分别增加了 9.2%、9.4%、5.6%。不同生态条件下杂交稻的氮磷钾吸收特点和利用特性不同。在德阳点，高氮处理较中氮处理杂交稻氮、磷、钾吸收量高但产量低；相同氮水平下杂交稻产量、氮磷钾吸收量随着移栽密度的增加而增加，以中氮高密组合产量较高，为 10.87～11.72 t/hm2，且该肥密组合下成熟期植株体内氮、磷、钾养分吸收量处于中等水平，氮、磷、钾收获指数最高，单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量相对较低。在泸州点，杂交稻产量和氮磷钾吸收量在高氮高密度处理最优，产量达到了9.25～9.85 t/hm2，成熟期植株体内氮、磷、钾吸收量也相对较高，但不同肥密组合之间生产单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量差异不显著。【结论】生态条件显著影响着杂交稻对氮、磷、钾的吸收利用能力，进而影响作物的生长状况，需要根据具体情况制定施氮量和移栽密度。本试验中，德阳稻区温光资源充足，土壤肥力也较高，最佳肥密组合为 N 120 kg/hm2和密度 22.5 穴/m2；泸州稻区温光资源略低，土壤肥力水平也不如德阳，其适宜的施氮量为 N 180 kg/hm2，密度为 22.5 穴/m2。

生态条件；杂交稻；施氮量；养分吸收；密度

氮、磷、钾是水稻正常生长需求量最多的三大营养元素，也是其获得高产的重要条件。前人在品种基因型[1-3]、施肥技术[4-6]、栽培管理[7]、土壤条件[8]、生态条件[9-10]对水稻植株氮、磷、钾吸收积累及其利用率的影响做了一系列的研究工作，获得了一些重要的结论。相同品种 (组合) 于不同生态稻区种植不仅产量差异大[10-12]，对肥料养分的吸收利用特点也截然不同[10,13-14]。敖和军等[10]发现施氮水平对超级杂交稻植株体内的氮、磷、钾养分吸收积累影响不显著 。 徐 富 贤 等[9]研 究 表 明 ， 生 态 条 件 对 杂 交 中 稻 产量、氮磷钾吸收量、每生产 1000 kg 稻谷氮磷钾需要量影响显著，且每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量和氮、磷、钾收获指数与地理位置、施氮水平及土壤特性呈极显著相关。殷春渊等[15]认为，水稻产量与氮素阶段吸氮量呈显著相关，高产水稻对氮、磷、钾养分吸收积累具有生育前期较低，中后期较高的特点[3,5,7,16]。李静[17]发现不同生态地点之间水稻氮、磷、钾积累量及其收获指数差异显著；随着移栽密度的增加，氮、磷、钾吸收量呈增加趋势，氮、磷、钾的收获指数呈下 降趋势。周江明等[18]认为，随着移栽密度的增加，水稻氮素积累量显著增加，但氮素收获指数显著下降。这些研究结果显示，在水稻实际生产中，必须根据不同稻区生态条件确定施肥方案和栽插密度，以实现高产高效，提高肥料利用率，减少环境污染。四川杂交稻多为重穗型 (大穗型) 品种，目前推广的栽培技术为低密度(密度 ＜ 13.5 穴/m2) 高氮量 (≥ 180 kg/hm2)[19]。本文选取川东南冬水田区和成都平原区，系统的研究了不同生态条件下施氮量 (中氮 120 kg/hm2、高氮 180 kg/hm2) 和移栽密度 (低密 12.0 穴/m2、中密 16.5 穴/m2、高密 22.5 穴/m2) 对杂交稻氮、磷、钾养分吸收积累及利用率的影响，以期为相似稻区杂交稻的肥料高效管理和最佳密度的确定提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为杂交中稻‘旌优 127’，种子由四川省农业科学院水稻高粱研究所提供。

1.2 试验设计

于 2014 和 2015 年分别在四川省泸州和德阳进行大田试验 (两年试验均是在肥力均匀的同一田块不同位置进行的)，泸州为冬水田 (中稻+再生稻)，德阳为两季田 (蔬菜+水稻)。试验田土壤肥力详见表 1，杂交稻全生育期气象条件详见表 2。设 2 种施氮 (N)量，分别为中氮 (N 120 kg/hm2)、高氮 (N 180 kg/hm2)；3 个移栽密度，分别为低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2)，每穴两苗。磷肥、钾肥全部做基肥，P2O5和 K2O 用量分别为 62.5 kg/hm2、135 kg/hm2。氮肥按基肥∶分蘖肥 = 7∶3 施用。试验采用裂区设计，施氮量为主区，移栽密度为副区，副区面积为 15 m2，3 次重复。主区间作田埂并覆膜，防止肥水串灌，副区间间隔 30 cm。其他管理按当地高产栽培管理进行。泸州于 3 月 5 日播种，4 月 5 日移栽，2014 年 7 月 5 日齐穗，8 月 5 日成熟，2015年 7 月 3 日齐穗，8 月 4 日成熟；德阳于 4 月 5 日播种，5 月 8 日移栽，2014 年 7 月 26 日齐穗，9 月 6日成熟，2015 年 7 月 25 日齐穗，9 月 5 日成熟。

表1 德阳和泸州试验田理化性状Table 1 Soil physical and chemical properties in Deyang and Luzhou sites

表2 德阳和泸州杂交稻全生育期的气象资料Table 2 Meteorological condition during whole growth duration of hybrid rice in Deyang and Luzhou

1.3 测定项目及取样方法

于成熟期按小区穗数平均数取 5 穴代表性植株，用水冲洗干净，剪去根系，人工脱粒，分成稻草、实粒、空秕粒三部分，于 105℃ 杀青 30 min，再经 75℃ 烘至恒重后称重。采用植物粉碎机将植株样品粉碎，用于测定植株 (稻草、实粒、空秕粒)氮、磷、钾含量。采用凯氏定氮法测氮；采用钼锑抗比色法测磷；采用火焰光度计法测钾。收割整个小区植株，每小区单收单晒，折算为 14% 含水量后，计为实收产量。

1.4 数据计算

气象数据 (最低温度、最高温度、降雨量) 来源于当地气象局，其中太阳辐射主要是利用已改进的Hargreaves-Samani 模型[20-21]进行估算，且其在不同的地理区域内其估算值与实测值之间吻合较好，无需进一步修正[22]。

植株氮素 (磷素、钾素) 总吸收量 = 稻草、实粒、空秕粒三部分的氮素 (磷素、钾素) 吸收量之和；

氮素 (磷素、钾素) 收获指数 = 成熟期实粒氮素(磷素、钾素) 吸收量 ÷ 植株氮素 (磷素、钾素) 总吸收量；

每生产 1000 kg 稻谷氮素 (磷素、钾素) 需要量 =植株氮素 (磷素、钾素) 总吸收量 ÷ 籽粒产量。

1.5 数据分析

采用 Microsoft Excel 2003 整理数据，Statistix 8.0软件进行方差分析，LSD0.05法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 杂交稻产量

由表 3 可知，不同生态地点之间杂交稻产量差异极显著，德阳点 2 年平均产量为 10.75 t/hm2，较泸州点高了 19.2%，经分析，同一地点不同年份之间产量差异不显著，故用两年的平均值进行分析。德阳点 N 120 kg/hm2与 N 180 kg/hm2处理的产量差异不显著，泸州点 N 180 kg/hm2处理的产量比 N 120 kg/hm2处理平均增加了 4.2%，也未达显著水平。不同移栽密度之间杂交稻产量差异极显著。随着移栽密度的增加，杂交稻产量显著增加。德阳点以中氮高密组合的产量最高，为 10.87～11.72 t/hm2，较其他 5 个肥密组合高了 0.4%～11.9%；而泸州点则是以高氮高密组合的产量最高，为 9.25～9.85 t/hm2，较其他 5 个肥密组合高了 0.4%～16.2%。可见，不同生态地点之间杂交稻获得最高产的最佳施氮量和移栽密度组合并不一致。

表3 不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻产量的影响 (t/hm2)Table 3 Effects of the N rate and the planting density on grain yield of hybrid rice grown under different ecological conditions

2.2 杂交稻氮素、磷素、钾素吸收量

由表 4 可知，德阳点杂交稻氮吸收量为 15.4～16.8 g/m2，与泸州点相比，平均增加了 24.0%。增加施氮量，杂交稻氮吸收量呈增加趋势。与 N 120 kg/hm2处理相比，N 180 kg/hm2处理氮吸收量增加了2.3% (德阳点)、8.0% (泸州点)。不同移栽密度之间杂交稻氮吸收量差异显著，随着移栽密度的增加，杂交稻氮吸收量显著增加。与泸州点相比，德阳点杂交稻磷、钾吸收量平均分别高了 3.3% 和 9.5%。与N 120 kg/hm2处理相比，N 180 kg/hm2处理磷吸收量平均增加了 2.2% (德阳点)、7.0% (泸州点)；钾吸收量平均增加了 3.7% (德阳点)、2.6% (泸州点)。随着移栽密度的增加，杂交稻磷、钾吸收量呈增加趋势。由表 4 还可以看出，不论是德阳点还是泸州点，均一致以高氮高密组合的氮、磷、钾吸收量最高。

表4 不同施氮量和移栽密度下杂交稻氮磷钾养分吸收量 (g/m2)Table 4 N, P and K uptakes of hybrid rice affected by different N rates and the planting densities

2.3 杂交稻氮素、磷素、钾素收获指数

由表 5 可以看出，德阳点杂交稻氮、磷、钾收获指数分别为 69.1%～71.8%、78.6%～85.3%、12.6%～14.1%，与泸州点相比，平均分别高了 9.2%、9.4%、 5.6%。增加施氮量，德阳点杂交稻氮、磷收获指数呈下降趋势，与 N 120 kg/hm2处理相比， N 180 kg/hm2处 理 氮 、 磷 收 获 指 数 分 别 下 降 了1.5% 、2.5%， N 120 kg/hm2处理钾收获指数与 N 180 kg/hm2处理相当；泸州点 N 180 kg/hm2处理氮、钾收获指数较 N 120 kg/hm2处理分别下降了 2.6%、3.6%；而磷收获指数则增加了 1.4%。除磷收获指数外，不同移栽密度对杂交稻氮、钾收获指数影响不显著。

表5 不同施氮量和移栽密度下杂交稻氮素、磷素、钾素收获指数 (%)Table 5 N, P and K harvest indices of hybrid rice affected by different N rates and the planting densities

2.4 每生产 1000 kg 稻谷杂交稻氮素、磷素、钾素的需要量

由表 6 可知，杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量分别为 13.7～15.9 kg、2.7～3.4 kg、15.2～18.5 kg。与泸州点相比，德阳点杂交稻每生产1000 kg 稻谷氮素需要量平均高了 4.2%，但其杂交稻每生产 1000 kg 稻谷磷素、钾素需要量平均分别减少了 15.2%、8.0%。增加施氮量，德阳点杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量呈增加趋势，与 N 120 kg/hm2处理相比，N 180 kg/hm2处理每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量分别增加了 4.1%、6.0%、5.5%。泸州点 N 180 kg/hm2处理每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素需要量较 N 120 kg/hm2处 理 高 了4.0%、2.0%， 钾 素 需 要 量 则 较 N 120 kg/hm2处理低了 1.5%。德阳点不同移栽密度之间杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮素需要量差异不显著，磷素、钾素需要量以移栽密度 12.0 穴/m2处理较小。泸州点随着移栽密度的增加，杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量呈增加趋势，但不同移栽密度之间杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量差异不显著。由表 5 还可以看出，德阳点和泸州点每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要 量 的 比 值 分 别 为1 ∶0.16 ～ 0.2 ∶1.03 ～ 1.12、1∶0.23～0.24∶1.17～1.29。不同施氮量和移栽密度之间每生产 1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量的比值差异较小。

表6 不同施氮量和移栽密度下杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量Table 6 N, P and K requirements for producing 1000 kg of hybrid rice grains under different N rates and planting densities

3 讨论

3.1 生态条件对杂交稻氮、磷、钾养分吸收量及其收获指数的影响

已有的研究表明，生态条件对水稻氮、磷、钾养分吸收积累量影响显著[9-10,17]，高产生态点 (≥ 9.0 t/hm2) 水稻成熟期氮、磷吸收量较中低产生态点 (大约 7.0 t/hm2) 低，钾吸收量略高于中低产生态点，高产点氮素、磷素、钾素收获指数均高于中低产点[17]。敖 和 军 等[10]研 究 表 明 ， 超 级 杂 交 稻 在 超 高 产 生 态 点(≥ 12.0 t/hm2) 种植，成熟期植株体内氮、磷、钾养分吸收量仅处于中等水平，氮素、磷素、钾素收获指数相对较高，且施肥水平对超杂交级稻植株体内氮、磷、钾养分吸收量及其收获指数影响不显著。前人的研究结果表明，温度对水稻成熟期氮素积累量影响较小[23]，光照才是影响水稻氮素特性的主要气象因子，温光资源充足稻区水稻植株含氮量、成熟期氮素积累量较高湿寡照稻区低，抽穗前茎鞘氮素的分配比例较高，抽穗后茎鞘氮素向穗部转运加快，氮素收获指数较高湿寡照稻区显著提高[24]，同时光照不足还会造成磷、钾收获指数下降[25]。本研究结果表明，杂交稻于德阳和泸州两种不同生态条件下种植产量差异显著，德阳点杂交稻产量较泸州点平均增加了 19.2%。杂交稻在不同生态条件下具有不同的氮、磷、钾吸收积累和利用特性。不同生态条件下杂交稻植株氮、磷、钾吸收量及其收获指数均存在差异。德阳点杂交稻植株氮、磷、钾吸收量及其收获指数均高于泸州点。德阳点杂交稻全生育期平均最高温度、平均最低温度、平均昼夜温差、积温 、 日 平 均 太 阳 辐 射 分 别 较 泸 州 点 高 了10.2% 、4.9%、23.6%、7.8%、14.2% (表 2)，相对较高的温度促进水稻生长，昼夜温差大有利于植株对氮、磷、钾养分吸收积累，充足的光照资源加速了水稻齐穗后氮素、磷素、钾素向穗部的转运，提高氮素、磷素、钾素收获指数，保证较高的干物质和稻谷生产效率。可见，温度和光照是德阳点杂交稻植株氮、磷、钾吸收量及其收获指数提高的主要原因。同时, 本研究结果还发现，德阳点土壤全氮、碱解氮较泸州点分别高了 50.0%、8.2% (表 1)，较高的土壤内源氮有利于水稻产量、氮素吸收积累及其利用率的提高[14]，也是德阳点在中氮水平就可获得最高产量的主要原因，而德阳点较高的土壤肥力可能与前茬蔬菜季较高的施肥量有关。随着产量水平的提高，杂交稻氮、磷、钾吸收量及其收获指数也随之增加与李静[17]的结果不一致，这可能与德阳点杂交稻产量相对较高 (≥ 10.0 t/hm2) 有关。也进一步说明了在高产条件下，养分向穗部转运能力增强。

3.2 生态条件对生产单位稻谷产量氮、磷、钾需要量的影响

敖和军等[10]对超级杂交稻的研究结果表明，每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量分别为 16.5～22.4 kg、2.6～3.56 kg、14.4～24.3 kg，且随着超级杂交稻产量水平的提高，氮、磷、钾需要量呈下降趋势，即产量水平越高，氮、磷、钾养分利用率也就越高。而 Witt 等[24]则认为，随着产量水平的提高，生产单位稻谷产量的氮、磷、钾吸收量也随之提高，即产量水平的提高，氮、磷、钾养分利用效率呈下降趋势。徐富贤等[9]以普通杂交中稻为材料，分析了西南稻区 7 个生态点水稻对氮、磷、钾养分吸收利用特点后，发现西南稻区每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量分别为 16.4～17.1 kg、2.9～3.1 kg、18.3～20.3 kg，且氮、磷、钾需要量与稻谷产量水平无相关性。本研究结果表明，杂交稻在不同生态条件下种植每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量具有不同特点。德阳点杂交稻每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量分别为 14.3～15.0 kg、2.7～3.0 kg、15.2～16.8 kg，泸州点氮、磷、钾需要量分别为 13.7～14.8 kg、3.2～3.4 kg、17.0～18.2 kg。该结果与徐富贤等[9]的研究结果较相似，较敖和军等[10]的氮、磷、钾需要量低，可能与其产量相对较低有关。德阳点每生产1000 kg 稻谷氮需要量与泸州点相当，但磷、钾需要量平均分别较泸州点减少了 15.2%、8.0%，即产量水平越高，肥料利用率也就越高。从植株氮、磷、钾养分吸收特点来看，德阳点较高的氮、磷、钾收获指数是其生产单位稻谷产量氮、磷、钾需要量较低的主要原因。与泸州点相比，德阳点氮、磷、钾收 获 指 数 分 别 高 了9.2%、9.4%、5.6%。 李 静[17]认为，光照强、温差大有利于氮、磷、钾养分向稻谷籽粒中运转，即有利于氮、磷、钾收获指数的提高。本研究中，德阳点太阳辐射 (18.5 MJ/m2) 和昼夜温差 (8.9℃) 较泸州点 (16.2 MJ/m2、7.2℃) 高，促进了氮、磷、钾养分向籽粒运转，进而提高了氮、磷、钾收获指数。徐富贤等[9]认为，土壤有机质含量越高，生产单位稻谷的磷素、钾素需要量越低。本研究中，德阳点土壤有机质含量与泸州点相当，但泸州点生产单位稻谷的磷素、钾素需要量却显著高于德阳点，这可能与泸州点土壤速效磷 (100.2 mg/kg)、有效钾 (135.1 mg/kg) 均较德阳点 (13.0 mg/kg、123.0 mg/kg) 高，造成成熟期植株奢侈吸磷、钾，且大部分未转运到籽粒中，磷、钾收获指数较低，导致生产单位稻谷磷素、钾素需要量显著增加有关。

3.3 施氮量和移栽密度对杂交稻氮磷钾养分吸收利用的影响

氮肥管理和种植密度作为水稻生产的两个关键栽培技术，它们影响水稻产量和氮、磷、钾养分吸收利用。已有研究表明，通过优化氮肥管理和合理密植可显著提高水稻产量和肥料利用率[18,27-28]。本研究结果表明，在移栽密度为 22.5 穴/m2时，德阳点(温光资源充足的稻区) 以施氮量为 120 kg/hm2的产量最高，且该肥密组合 (中氮高密) 下杂交稻每生产1000 kg 稻谷氮素、磷素、钾素需要量相对较低。中氮高密组合成熟期植株体内氮、磷、钾养分积累量处于中等水平，且其氮、磷、钾收获指数也处于相对较高的水平是生产单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量减少的重要原因。泸州点 (温光资源适中的稻区) 则以施氮量为 180 kg/hm2产量最高，同时高氮高密组合处理成熟期植株体内氮、磷、钾吸收量也是最高，说明适当的增加施氮量和密植能部分弥补外部逆境对杂交稻氮、磷、钾吸收积累及产量的不利影响；且该肥密组合与其他肥密组合之间杂交稻生产单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量差异不显著。此外，在移栽密度为 22.5 穴/m2时，德阳点施 120 kg/hm2就可获得最高的产量，而泸州点则施 180 kg/hm2才可获得最高产量，可能与其土壤全氮、碱解氮含量较高有关。因此，在当前着重考虑氮肥管理的同时，协调移栽密度，并考虑不同稻作区域基础地力及其生态条件是实现水稻高产和提高氮磷钾养分利用率的关键。如德阳等温光资源充足的稻区，采用中氮高密可显著提高杂交稻产量和氮磷钾养分利用效率；泸州等温光资源适中的稻区，在合理密植条件下，适当的增加施氮量也能实现产量和肥料利用率协同提高。

4 结论

不同生态地点之间杂交稻产量、氮磷钾吸收量、氮磷钾收获指数和每生产 1000 kg 稻谷氮、磷、钾需要量差异较大。德阳点 (温光资源充足的稻区)以中氮高密 (N 120 kg/hm2和 22.5 穴/m2) 组合产量最高，成熟期植株体内氮、磷、钾养分吸收量处于中等水平，氮、磷、钾收获指数显著提高，生产单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量较低；泸州点 (温光资源适中稻区) 以高氮高密 (N 180 kg/hm2和 22.5 穴/m2)组合杂交稻产量最高，成熟期植株体内氮、磷、钾吸收相对较高，生产单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量较其他肥密组合差异不显著。可见，不同生态条件下，通过与之相适应的施氮量和移栽密度的有机结合能实现产量和肥料利用率的协同提高。

[1]夏冰, 蒋鹏, 谢小兵, 等. 超级杂交稻与常规稻产量形成及养分吸收利用的比较研究[J]. 中国稻米, 2015, 21(4)： 38-43. Xia B, Jiang P, Xie X B, et al. Comparative study on yield formation and nutrient uptake and utilization between super hybrid rice and conventional rice [J]. China Rice, 2015, 21(4)： 38-43.

[2]刘 淑 军, 秦道珠, 梁海军, 等. 水稻不同基因型品种养分吸收特性[J]. 中国农学通报, 2015, 31(3)： 16-22. Liu S J, Qin D Z, Liang H J, et al. Nutrient absorption characteristics of different rice genotype varieties [J]. Chinese Agricultural Sciences Bulletin, 2015, 31(3)： 16-22.

[3]袁小乐, 潘晓华, 石庆华, 等. 超级早、晚稻的养分吸收和根系分布特性研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(1)： 27-32. Yuan X L, Pan X H, Shi Q H, et al. Characteristics of nutrient uptake and root system distribution in super early and super late rice [J].Journal of Plant Nutrition and fertilizer, 2010, 16(1)： 27-32.

[4]Huang J L, He F, Cui K H, et al. Determination of optimal nitrogen rate for rice varieties using a chlorophyll meter[J]. Field Crops Research, 2008, 105：70-80.

[5]刘立军, 徐伟, 吴长付, 杨建昌. 实地氮肥管理下的水稻生长发育和养分吸收特性[J]. 中国水稻科学, 2007, 21(2)： 167-173. Liu L J, Wei W, Wu C F, Yang J C. Characteristics of growth, development and nutrient uptake in rice under site-specific nitrogen management [J]. Chinese Journal of Rice Science, 2007, 21(2)：167-173.

[6]凌启鸿, 张洪程, 戴其根, 等. 水稻精确定 量施氮研究[J]. 中国 农业科学, 2005, 38(12)： 2457-2467. Ling Q H, Zhang H C, Dai Q G, et al. Study on precise and quantitative N application in rice [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2005, 38(12)： 2457-2467.

[7]蒋鹏, 黄敏, Md.Ibrahim, 等. “三定”栽培对双季超级稻养分吸 收积累及氮肥利用率的影响[J]. 作物学报, 2011, 37(12)： 2194-2207. Jiang P, Huang M, Ibrahim M, et al. Effects of “Sanding” cultivation method on nutrient uptake and nitrogen use efficiency in double cropping super rice [J]. Acta Agronomica Sinica, 2011, 37(12)：2194-2207.

[8]周江明, 余华波, 周海鹏, 等. 不同地力条件下不同养分水平对超级稻产量及养分利用率的影响[J]. 华北农学报, 2008, 23(增刊)：267-273. Zhou J M, Yu S B, Zhou H P, et al. Effects of different nutrient levels in different fertility soil on super rice yield and nutrient use efficiency [J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2008, 23 (Suppl.)： 267-273.

[9]徐富贤, 熊洪, 张林, 等. 西南稻区不同地域和施氮水平对杂交中稻氮、磷、钾吸收积累的影响[J]. 作物学报, 2011, 37(5)： 882-894. Xu F X, Xiong H, Zhang L, et al. Characteristics of nutrient uptake and utilization of mid-season hybrid rice under different nitrogen application rates in different locations of Southwest China [J]. Acta Agronomica Sinica, 2011, 37(5)： 882-894.

[10]敖和军, 王淑红, 邹应斌, 等. 不同施氮水平下超级杂交稻对氮、磷、钾的吸收积累[J]. 中国农业科学, 2008, 41(10)： 3123-3132. Ao H J, Wang S H, Zou Y B, et al. Characteristics of nutrient uptake and utilization of super hybrid rice under different fertilizer application rates [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2008, 41(10)：3123-3132.

[11]Zhang Y B, Tang Q Y, Zou Y B, et al. Yield potential and radiation use efficiency of “super”hybrid rice grown under subtropical conditions [J]. Filed Crops Research, 2009, 114： 91-98.

[12]Jiang P, Xie X B, Huang M, et al. Potential yield increase of hybrid rice at five locations in Southern China [J]. Rice, 2016, 9： 11. DOI：10.1186/s12284-016-0085-6.

[13]Ying J F, Peng S B, Yang G Q, et al. Comparison of high-yield rice in tropical and subtropical environmentsⅡ. Nitrogen accumulation and utilization efficiency [J]. Filed Crops Research, 1998, 57： 85-93.

[14]Jiang P, Xie X B, Huang M, et al. Characterizing N uptake and use efficiency in rice as influenced by environments [J]. Plant Production Science, 2016, 19(1)： 96-104.

[15]殷春渊, 魏海燕, 张庆, 等. 不同氮肥水平下中熟籼稻和粳稻产量、氮素吸收利用差异及相互关系[J]. 作物学报, 2009, 35(2)： 348-355. Yin C Y, Wei H Y, Zhang Q, et al. Differences and correlations in grain yield, N uptake and utilization between med-maturing Indica and Japonica rice under different N fertilizer levels [J]. Acta Agronomica Sinica, 2009, 35(2)： 348-355.

[16]杜永, 刘辉, 杨成, 等. 超高产栽培迟熟中粳稻养分吸收特点的研究[J]. 作物学报, 2007, 33(2)： 208-215. Du Y, Liu H, Yang C, et al. Characteristics of nutrient absorption in super-high-yielding mid-season and late-maturity Japonica rice [J]. Acta Agronomica Sinica, 2007, 33(2)： 208-215.

[17]李静. 不同生态条件和移栽密度对水稻氮磷钾吸收利用特性的影响[J]. 杂交水稻, 2015, (3)： 58-65. Li J. Effects of ecological condition and transplanting density on uptake characteristics of nitrogen, phosphorus and potassium in rice [J]. Hybrid Rice, 2015, (3)： 58-65.

[18]周江明, 赵琳, 董越勇, 等. 氮肥和栽植密度对水稻产量及氮肥利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(2)： 274-281. Zhou J M, Zhao L, Dong Y Y, et al. Nitrogen and transplanting density interactions on the yield and N use rate [J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2010, 16(2)： 274-281.

[19]周开达, 马玉清, 刘太清, 沈茂松. 杂交水稻亚种间重穗型组合选育-杂交水稻超高产育种的理论与实践[J]. 四川农业大学学报, 2016, 22(3)： 598-608. Zhou K D, Ma Y Q, Liu T Q, Shen M S. The breeding of subspecific heavy ear hybrid rice-Exploration about super-high yield breeding of hybrid rice[J]. Journal of Sichuan Agricultural university, 1995, 13(4)： 403-407.

[20]Abraha M G, Savage M J. Comparison of estimates of daily solar radiation from air temperature range for application in crop simulations [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2008, 148：401-416.

[21]Hargreaves G H, Samani Z A. Estimating potentialevapotranspiration [J]. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 1982, 108： 225-230.

[22]Ball R A, Purcell L C, Carey S K .Evaluation of solar radiation prediction models in North America [J]. Agronomy Journal, 2004, 96：391-397.

[23]孙诚. 白天增温和夜间增温对水稻氮素积累及利用效率的影响[D]. 武汉： 华中农业大学硕士论文, 2014. Sun C. The effects of daytime and nighttime warning on nitrogen accumulation and use efficiency in rice [D]. Wuhan： MS Thesis of Huazhong Agricultural University, 2014.

[24]邓飞, 王丽, 任万军, 等. 不同生态条件下栽植方式对中籼迟熟杂交稻组合Ⅱ优498氮素积累与分配的影响[J]. 中国农业科学, 2012, 45(20)： 4310-4325. Deng F, Wang L, Ren W J, et al. Effects of planting methods on nitrogen accumulation and distribution of mid-late indica hybrid rice combination Ⅱyou 498 under different ecological conditions [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(20)： 4310-4325.

[25]黄丽芬, 张蓉, 余俊, 等. 弱光下氮素配施对杂交水稻氮磷钾吸收量分配的效应研究[J]. 核农学报, 2014, 28(12)： 2261-2268. Huang L F, Zhang R, Yu J, et al. Effects of nitrogen application on NPK uptake and distribution in hybrid rice under weak light [J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2014, 28(12)： 2261-2268.

[26]Witt C, Dobermann A, Abdulrachman S, et al. Internal nutrient efficiencies of irrigated lowland rice in tropical and subtropical Asia [J]. Field Crops Research, 1999, 63： 113-138.

[27]谢小兵, 周雪峰, 蒋鹏, 等. 低氮密植栽培对超级稻产量和氮素利用率的影响[J]. 作物学报, 2015, 41(10)： 1591-1602 Xie X B, Zhou X F, Jiang P, et al. Effect of low nitrogen rate combined with high plant density on grain yield and nitrogen use efficiency in super rice [J]. Acta Agronomica Sinia, 2015, 41(10)：1591-1602

[28]陈海飞, 冯洋, 蔡红梅, 等. 氮肥与移栽密度互作对低产田水稻群体结 构 及 产 量 的 影 响[J]. 植 物 营 养 与 肥 料 学 报, 2014, 20(6)：1319-1328 Chen H F, Feng Y, Cai H M, et al. Effect of the interaction of nitrogen and transplanting density on the rice population structure and grain yield in low-yield paddy fields [J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(6)： 1319-1328

Effects of N rate and planting density on nutrient uptake and utilization of hybrid rice under different ecological conditions

JIANG Peng, XIONG Hong, ZHANG Lin, ZHU Yong-chuan, ZHOU Xing-bing, LIU Mao, GUO Xiao-yi, XU Fu-xian*
( Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding, Ministry of Agriculture, Deyang, Sichuan 618000, China; Luzhou Branch of the National Rice Improvement Center, Luzhou, Sichuan 646100, China )

【Objectives】The objective of this study is to explore the suitable N fertilizer rate and planting density of one cultivar under different ecological conditions.【Methods】Two-factor split-plot design field experiments with hybrid rice cultivar Jingyou 127 as tested crop were conducted in Deyang City and Luzhou City, Sichuan Province. The main plots were two N rates： medium (N 120 kg/hm2) and high (N 180 kg /hm2). The subplots were three planting densities： low density (12.0 hills/m2), medium density (16.5 hills/m2) and high density(22.5 hills/m2). The grain yield, the uptakes and use efficiency of N, P and K by hybrid rice were analyzed.【Results】The soil total N and available N contents in Deyang City is higher than in Luzhou City. Deyang City also has higher average solar radiation, maximum and minimum temperature, larger diurnal temperature difference and higher accumulated temperature during the whole rice growing season. With the same hybrid cultivar, the averaged rice yield, N, P and K uptakes in Deyang site were 19.2%, 24.0%, 3.3% and 9.5% higher than those in Luzhou site (P＜0.05), the requirements for P and K nutrients to produce 1000 kg grain yield in Deyang was 15.2% and 8.0% lower than those in Luzhou, and that for N was similar. The consequent N, P and K harvest indices in Deyang were 9.2%, 9.4% and 5.6% higher than in Luzhou. In Deyang. the rice yields were higher with medium N rate treatments, while the N, P and K uptakes were higher with the high N rate treatments. The rice yields, N, P and K uptakes were increased with the increase of the planting density, and the highest grain yield (10.87-11.72 t/hm2) was recorded in the treatment of medium N with high density, but the highest N, P and K uptake were in treatment of high N treatments. The relatively high N, P and K harvest indies in the medium N with high density treatment resulted in lower for N, P and K requirements for producing 1000 kg grain yield. In Luzhou. the rice yields and N, P and K uptakes were increased with the high N rate and increased planting density. The high N and high density combination produced the highest grain yield (9.25-9.85 t/hm2) and relatively high N, P and K uptakes, but similar N, P and K requirements for producing 1000 kg of grain among the six combinations.【Conclusions】There were significant differences in the characteristic of N, P and K uptakes and its use efficiency between the two different ecological conditions. The optimum light and temperature is helpful for N, P and K uptake and usage in grain formation, leading to high N, P and K harvest indices. For rice production in Deyang, the optimum combination is N 120 kg/hm2plus density of 22.5 hills/m2, and N 180 kg/ hm2plus density of 22.5 hills/m2in Luzhou.

ecological condition; hybrid rice; nitrogen application rate; nutrient uptake; planting density

2016-07-15 接受日期：2016-11-09

四川省农业科学院青年基金（2014CXSF-038）；国家现代农业产业技术体系建设水稻栽培与土壤岗位科学家项目（CARS-01-29）资助。

蒋鹏（1982—），男，广西桂平人，博士，助理研究员，主要从事水稻栽培、生理、生态研究。

E-mail:jiangyipeng137@163.com 。 * 通信作者 E-mail:xu6501@163.com