甬优中熟籼粳杂交稻栽后植株磷素积累特征与模型分析

2020-05-30孟天瑶葛佳琳张徐彬韦还和周桂生戴其根

中国水稻科学 2020年3期

孟天瑶葛佳琳张徐彬韦还和周桂生,* 戴其根,*

孟天瑶1葛佳琳2张徐彬2韦还和2周桂生1,*戴其根2,*

(1教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/ 扬州大学农业科技发展研究院，江苏扬州 225009;2江苏省作物遗传生理重点实验室/ 江苏省作物栽培生理重点实验室 / 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏扬州 225009；*通信联系人，E-mail: gszhou@yzu.edu.cn; qgdai@yzu.edu.cn)

【】基于模型定量描述中熟籼粳杂交稻栽后植株磷素积累动态特征。以甬优中熟籼粳杂交稻甬优2640和甬优1640为试材，常规粳稻扬粳4038和扬粳4227、杂交籼稻新两优6380和扬两优6号为对照，研究甬优中熟籼粳杂交稻移栽后植株磷素积累特征及比较不同类型品种栽后植株磷素吸收利用特征差异。籼粳杂交稻产量和成熟期植株磷素积累量均显著高于常规粳稻和杂交籼稻。与常规粳稻和杂交籼稻相比，籼粳杂交稻籽粒吸磷量较高，磷素籽粒生产率则较低。籼粳杂交稻花后叶片磷素转运量低于常规粳稻和杂交籼稻，花后茎鞘磷素转运则介于二者之间。籼粳杂交稻栽后植株磷素积累动态以Gompertz方程拟合较好，常规粳稻和杂交籼稻则以Logistic方程拟合较好。籼粳杂交稻最大磷素积累速率高于常规粳稻和杂交籼稻。籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交籼稻达到最大磷素积累速率的时间大致在栽后50~52、59~60和61~63 d。籼粳杂交稻在快增期和缓增期的磷素积累量显著高于常规粳稻和杂交籼稻，渐增期的磷素积累量则低于对照。籼粳杂交稻在快增期和缓增期的磷素积累速率和积累时间均高于常规粳稻和杂交籼稻。与常规粳稻和杂交籼稻相比，甬优中熟籼粳杂交稻在产量和成熟期植株磷素积累量上均具优势，其磷素积累优势主要体现在快增期和缓增期，这主要是由于在此两阶段较高的磷素积累速率和较长的积累时间。

籼粳杂交稻；中熟系列；磷素积累；模型方程

磷素是水稻生长发育不可缺少的营养元素之一，磷素既是水稻植株体内许多重要有机化合物的组分，同时又以多种方式参与植物体内多种代谢过程[1-2]。研明水稻磷素吸收规律一直是水稻高产高效栽培研究的重要内容。李莉等[3]研究表明，分蘖至拔节期以及拔节至抽穗期的磷素积累量对产量的贡献率较高，且此两个阶段也是水稻高产磷高效协调统一的关键时期。韦还和等[4]研究不同产量群体磷素积累差异的结果表明，随产量水平上升，播种至拔节期的磷素积累量和比例随之下降；拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期的磷素积累量和比例随之上升。就不同类型品种磷素吸收积累差异而言，Li等[5]研究表明，与低产氮低效型和高产氮中效型粳稻品种而言，高产氮高效型粳稻品种在拔节期磷素吸收量低、抽穗和成熟期磷素吸收量高；拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量亦较高。纪洪亭等[6]采用Gompertz方程拟合分析了超级杂交籼稻和对照品种的全生育期磷素吸收积累动态，发现超级杂交稻磷积累的最大速率出现在孕穗前8 d；磷素积累的快速增长期出现在拔节至抽穗前7 d，此期磷素积累量占积累总量的68.4%；与对照品种相比，超级杂交籼稻N、P、K养分的优势在于快速增长期持续时间较长，中后期养分积累速率较快。

以甬优2640为代表的甬优中熟籼粳杂交稻已在生产上表现出较高的产量潜力，并创造高产记录。与常规粳稻和杂交籼稻相比，甬优中熟籼粳杂交稻一般增产8%~15%。孟天瑶等[7-8]也从产量、干物质生产、生育期、株型等角度分析了其产量优势形成的生理形态特征，但从养分吸收利用的角度分析其产量优势形成的研究报道不多，且缺乏系统研究比较。此外，利用作物生长模型已在拟合分析作物籽粒灌浆[9-11]、干物质生产积累[12-13]等方面表现出较好的研究应用，在作物养分积累方面也有较多研究[6, 14-15]，但大多侧重于氮素，研究材料也多以常规粳稻和杂交籼稻为主，利用作物生长模型分析甬优籼粳杂交稻磷素吸收积累至今尚未报道。为此，本研究以甬优中熟籼粳杂交稻为试材，以常规粳稻和杂交籼稻为对照，就不同类型品种栽后直至成熟期植株磷素积累与吸收特点进行系统测定和比较，深入分析甬优中熟籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻磷素吸收、积累与利用差异，旨在从磷素营养层面阐明甬优中熟籼粳杂交稻高产形成机理，从而为中熟籼粳杂交稻高产形成机理和高产高效栽培提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与栽培管理

以甬优中熟籼粳杂交稻品种甬优2640和甬优1640为试材，常规粳稻扬粳4038和扬粳4227、杂交籼稻新两优6380和扬两优6号为对照。各参试材料的关键生育期信息列于表1。

试验于2015－2016年在扬州大学试验农场进行。土壤类型为砂壤土，全氮含量0.13%，碱解氮88.2 mg/kg，速效磷33.2 mg/kg，速效钾87.4 mg/kg。

采取完全随机区组设计，小区面积25 m2，2次重复。小区间筑埂隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证单独排灌。毯苗育秧，秧龄20 d，栽插株行距为30 cm × 13.2 cm。籼粳杂交稻和杂交籼稻每穴2苗栽插，常规粳稻每穴4苗栽插。籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交籼稻施尿素(以纯氮计)262.5 kg/hm2，按基蘖肥∶穗粒肥=5∶5施用。各小区磷、钾肥施用量一致，即施过磷酸钙(含12% P2O5) 1125 kg/hm2，全部基施。施氯化钾(含60% K2O) 450 kg/hm2，按基蘖肥∶穗粒肥=5∶5施用。移栽后采用湿润灌溉为主，建立浅水层；群体达到目标穗数的80%时进行搁田，控制无效分蘖发生；抽穗扬花期田间保持3 cm水层，灌浆结实期间歇灌溉，干湿交替，收割前7 d断水搁田。病虫害按常规高产栽培要求防治。

表1 供试水稻各品种关键生育期信息

MJIH, Medium-maturityhybrid rice; JC,conventional rice; IH,hybrid rice.

1.2 测定项目与方法

1.2.1 栽后叶片、茎鞘及穗部磷素含量变化动态

参试品种于栽后0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130 d按每小区的平均茎蘖数取样，每次取5穴植株。将样株分成叶、茎鞘、穗3个部分，105℃下杀青30 min，75℃下烘干至恒重，测定干物质量。采用钒钼黄比色法[16]测定植株中的磷素含量。

1.2.2 主要生育期植株及器官磷素含量

参试品种于拔节、抽穗和成熟期按每小区的平均茎蘖数取样，每次取5穴植株。将样株分成叶、茎鞘、穗3个部分，105℃下杀青30 min，75℃下烘干至恒重，测定干物质量。采用钒钼黄比色法[16]测定植株及各器官的磷素含量。

1.2.3 产量

成熟期每小区调查100穴，计算有效穗数，取20穴调查每穗粒数、结实率和测定千粒重；每小区实产收割面积8 m2，脱粒后晾晒，并称重。

1.3 模型建立

以Gurve Expert 1.3软件对栽后天数和群体磷素吸收量的关系进行拟合，发现籼粳杂交稻植株磷素积累以Gompertz方程拟合较好，常规粳稻和杂交籼稻植株磷素积累则以Logistic方程拟合较好。

1=/e；1为最大磷素积累速率(kg∙hm–2d–1)。

max=/；其中，max为到达最大磷素积累速率的时间(d)。

磷素积累的渐增期为(0-1)，快增期为(1-2)，缓增期为(2-m)。其中，1=(−0.9614)/，2=(+0.9614)/,m为成熟期。

2=[e−exp(0.9614)–tr]/1；其中，2为渐增期磷素平均积累速率(kg∙hm–2d–1),tr为群体移栽期磷素吸收量(kg∙hm–2)。

3=[e−exp(−0.9614)−e−exp(0.9614)]/（2−1）；其中，3为快增期磷素平均积累速率(kg∙hm–2d–1)。

4=[m−e−exp(−0.9614)]/ (m−2)；其中，m为群体成熟期磷素吸收量，4为缓增期磷素平均积累速率(kg∙hm–2d–1)，m为成熟期。

Logistic方程为=(1+e−kt)−1，其中，为各期群体磷素吸收量(kg∙hm–2)，为磷素终极积累量(kg∙hm–2)，为栽后天数(d)，、为方程参数。参照姜元华等[17]的方法推导出以下特征参数：

1=/4；其中，1为最大磷素积累速率(kg∙hm–2d–1)；max=ln/；其中，max为到达最大磷素积累速率的时间(d)。

2=[(1+e−kt1)−tr]/1；2为渐增期磷素平均积累速率(kg∙hm–2d–1)，tr为群体移栽期磷素吸收量(kg∙hm–2)。

3=[(1+e−kt2)−1−(1+e−kt1)−1]/（2−1）；其中，3为快增期磷素平均积累速率(kg∙hm–2d–1)。

4=[m−(1+e−kt2)−1]/（m−2）；其中，m为群体成熟期磷素吸收量，4为缓增期磷素平均积累速率(kg∙hm–2d–1)，m为成熟期。

1.4 计算方法与数据处理

磷素籽粒生产率(kg/kg)=籽粒产量/ 成熟期植株磷素吸收量。

籽粒吸磷量(kg/kg)=成熟期植株磷素吸收量/ 籽粒产量。

运用Microsoft Excel软件录入数据、计算，用DPS软件作统计分析。由于2015和2016年两年试验趋势一致，若无特殊说明，数据主要以2016年数据进行整理分析。

2 结果与分析

2.1 不同类型品种产量、成熟期磷素吸收量及磷素利用率

两年中，籼粳杂交稻平均产量达11.7 t/hm2，显著高于常规粳稻和杂交籼稻。籼粳杂交稻成熟期干物质量显著高于常规粳稻和杂交籼稻；植株含磷率也以籼粳杂交稻最高，常规粳稻其次，杂交籼稻最低，但品种类型之间差异不显著。籼粳杂交稻成熟期植株磷素吸收量平均为75.4 kg/hm2，显著高于常规粳稻(62.2 kg/hm2)和杂交籼稻(57.7 kg/hm2)。两年中，不同类型品种磷素籽粒生产率均表现为杂交籼稻＞常规粳稻＞籼粳杂交稻。甬优中熟籼粳杂交稻籽粒吸磷量平均为0.0065 kg/kg，显著高于常规粳稻和杂交籼稻（表2）。

2.2 不同类型品种主要生育期各器官磷素吸收量及花后磷素转运量

不同类型品种主要生育期各器官磷素吸收量见表3。籼粳杂交稻在拔节和成熟期植株磷素积累总量均显著高于常规粳稻和杂交籼稻；抽穗期则低于杂交籼稻，而高于常规粳稻。拔节期，不同类型品种茎鞘磷素吸收量均高于叶片磷素吸收量；籼粳杂交稻在拔节期叶片和茎鞘磷素吸收量均高于常规粳稻和杂交籼稻。抽穗期，各类型品种植株器官间磷素吸收量呈茎鞘＞叶片＞穗部；籼粳杂交稻穗部磷素吸收量高于常规粳稻和杂交籼稻，叶片磷素积累量则低于对照。成熟期，各类型品种植株器官间磷素吸收量呈穗部＞茎鞘＞叶片；各类型品种叶片磷素吸收量差异较小，茎鞘磷素吸收量以常规粳稻和杂交籼稻显著高于籼粳杂交稻，穗部磷素吸收量以籼粳杂交稻显著高于常规粳稻和杂交籼稻。

表2 供试品种产量、成熟期干物质量、磷素吸收量及利用率

标以不同小写字母的值在同一年份同一栏内5%水平上差异显著（LSD检验）。

Values followed by different small letters are significantly different at 5% level within the same column in the same year based on the LSD test. MJIH, Medium-maturityhybrid rice; JC,conventional rice; IH,hybrid rice.

表3 供试品种主要生育期各器官磷素吸收量(2016)

标以不同小写字母的值在同一栏内5%水平上差异显著（LSD检验）。

各类型品种中，花后叶片磷素转运量呈杂交籼稻＞常规粳稻＞籼粳杂交稻，花后茎鞘磷素转运量呈杂交籼稻＞籼粳杂交稻＞常规粳稻（表4）。

2.3 植株磷素积累动态及方程参数

籼粳杂交稻自栽后40 d起植株磷素吸收量均高于常规粳稻和杂交籼稻。不同类型水稻品种全生育期磷素积累动态呈渐增、快增、缓增的趋势（图1）。本研究以Curve Expert 1.3软件对各品种栽后天数和群体磷素吸收量之间的关系进行拟合, 发现籼粳杂交稻栽后植株磷素积累以Gompertz方程拟合的效果较好，常规粳稻和杂交籼稻栽后植株磷素积累则以Logistic方程拟合较好，拟合系数一般都在0.990以上。磷素积累拟合方程见表5。

2.4 不同类型品种磷素积累特征

各类型品种栽后植株磷素积累速率变化动态见图2。各类型品种磷素积累速率均呈先上升后下降趋势。籼粳杂交稻达到最大磷素积累速率的时间大致在栽后50~52 d，常规粳稻则在59~60 d，杂交籼稻则在61~63 d。籼粳杂交稻最大磷素积累速率高于常规粳稻和杂交籼稻（表6）。

表4 供试品种花后叶片和茎鞘磷素转运量(2016)

标以不同小写字母的值在同一栏内5%水平上差异显著（LSD检验）。

图1 水稻生长期间磷素积累动态(2016)

Fig. 1. Dynamics in phosphorus accumulation during growing season of the tested varieties (2016).

图2 供试品种生长期间磷素积累速率变化动态(2016)

Fig. 2. Dynamics in phosphorus accumulation rate during the rice growing season of the tested varieties (2016).

表5 供试品种全生育期磷素积累的拟合方程(2016)

MJIH, Medium-maturityhybrid rice; JC,conventional rice; IH,hybrid rice.

正如图1所示，不同类型水稻品种全生育期磷素积累呈明显的3阶段增长趋势，即前期为磷素积累渐增期，中期为磷素积累快增期，后期为磷素积累缓增期。为对不同品种类型磷素积累动态变化特征进行定量分析，将水稻栽后磷素积累过程划分为渐增、快增和缓增期3个阶段。

表6 供试品种栽后植株磷素积累参数(2016)

标以不同小写字母的值在同一年份5%水平上差异显著（LSD检验）。

表7 供试品种栽后磷素积累渐增、快增、缓增3个阶段的特征(2016)

标以不同小写字母的值在同一年份5%水平上差异显著（LSD检验）。

如表7所示，籼粳杂交稻和杂交籼稻在3个磷素积累阶段的磷素积累量呈快增期＞缓增期＞渐增期，常规粳稻则呈快增期＞渐增期＞缓增期（表7）。籼粳杂交稻在快增期的磷素积累量分别较常规粳稻和杂交籼稻高35.6%和110.4%，差异显著；籼粳杂交稻在缓增期的磷素积累量亦显著高于常规粳稻和杂交籼稻。渐增期的磷素积累量以常规粳稻最高，杂交籼稻其次，籼粳杂交稻最低。籼粳杂交稻在快增期和缓增期的磷素积累速率均显著高于常规粳稻和杂交籼稻；此外，籼粳杂交稻在快增期的持续天数分别较常规粳稻和杂交籼稻多8.6和9.5 d，缓增期分别多4.6和6.4 d。渐增期阶段的磷素积累时间以杂交籼稻最高，籼粳杂交稻最低；磷素积累速率以常规粳稻最高，籼粳杂交稻最低。

3 讨论

3.1 甬优中熟类型籼粳杂交稻磷素积累、利用与转运特征

当前，水稻生产上已出现常规粳稻、籼粳杂交稻、杂交籼稻、杂交粳稻四种类型并存局面[17]，就各类型磷素积累总量差异而言，潘圣刚等[18]发现，杂交籼稻磷素积累总量为21~24 kg/hm2。纪洪亭等[6]发现，超级杂交籼稻成熟期磷素积累总量为30~35 kg/hm2。陈进红等[19]研究表明，杂交粳稻磷素积累总量为105~120 kg/hm2。杨雄等[20]研究表明，长江下游地区50个早熟晚粳品种磷素积累总量变幅48.9~95.9 kg/hm2。目前，就籼粳杂交稻磷素积累总量的报道较少。本研究中，籼粳杂交稻成熟期植株磷素吸收量平均为75.4 kg/hm2，显著高于常规粳稻(62.2 kg/hm2)和杂交籼稻(57.7 kg/hm2)。此外，常规粳稻的磷素积累总量在杨雄等[20]的报道范围之内；杂交籼稻的磷素积累总量则明显高于潘圣刚等[17]和纪洪亭等[6]的数值，这可能与试验材料差异有关。

我国传统的水稻生产注重磷肥的施用，磷肥也常作基肥被农民大量施用，但水稻磷肥当季利用效率较低(10%~20%)，使得农田生产上磷素盈余现象较严重，对环境造成不利影响[21-23]，因此，在水稻生产上兼顾高产和磷素高效利用一直是研究者们关注的热点。李鸿伟等[24]采用实地氮肥管理及水稻轻干湿交替灌溉协同提高了稻谷产量以及氮磷钾养分吸收利用效率。李莉等[25]研究表明，中稻组和晚稻组的高产类型品种的磷籽粒生产效率均高于中产和低产类型。韦还和等[4]研究甬优12超高产群体磷素吸收积累特征发现，与高产和更高产群体，甬优12超高产群体磷素吸收总量大，但其超高产群体磷素利用效率较低。本研究中，甬优中熟籼粳杂交稻的磷素籽粒生产效率低于常规粳稻和杂交籼稻，这表明如何协同提高甬优籼粳杂交稻产量和磷素吸收利用率仍面临较大挑战。就其磷肥高效施用方法而言，在肥料类型上，可选择高效磷肥（≥18% P2O5，可维持较高的水溶性磷浓度，较强的连续供磷能力）；在磷肥运筹上，磷肥施用量可参照凌启鸿等[26]提出的公式计算：磷肥施用量=（土壤速效磷最佳浓度−土壤速效磷含量）/ 磷肥系数；磷肥施用时期上，结合本研究中籼粳杂交稻磷素积累的快增期阶段（大致栽后30~70 d），此阶段植株正经历营养生育与生殖生长并进阶段，因此，磷肥施用应摒弃过去传统的全部作基肥施用，可适当分基肥和穗粒肥施用。

当前，就不同类型品种各器官磷素吸收量差异已有相关研究报道[5, 17]。Li等[5]研究表明，与低产粳稻品种而言，高产品种在成熟期叶片、茎鞘和穗部的磷素积累量均较高。潘圣刚等[17]研究表明，与对照相比，超高产杂交中籼稻齐穗期茎和叶的磷素吸收量较高，穗部磷素吸收量则互有高低；成熟期稻草磷素吸收量互有高低，籽粒磷素吸收量高于对照。就籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻关键生育期各器官磷素吸收积累差异比较的报道较少。本研究中，与常规粳稻和杂交籼稻相比，籼粳杂交稻在拔节期叶片和茎鞘磷素吸收量均较高；籼粳杂交稻抽穗期叶片磷素吸收量低于对照，茎鞘磷素吸收量介于二者之间，穗部磷素吸收量较高；成熟期籼粳杂交稻茎鞘磷素吸收量较低，籼粳杂交稻穗部磷素吸收量较高。此外，不同类型品种花后叶片磷素转运量方面，杂交籼稻花后叶片磷素转运量最多、籼粳杂交稻则最低，这与产量趋势相反。这也表明，花后叶片磷素转运过多或许不利于水稻产量的提高。磷素在水稻叶片中直接参与光合磷酸化过程，花后叶片磷素转运过多会影响植株光合作用，从而造成光合物质积累和产量的下降。因此，花后叶片向籽粒的磷素转运量应适量，既保证籽粒碳水化合物的积累，又不影响植株光合作用和稻谷产量[4]。

3.2 甬优中熟类型籼粳杂交稻植株磷素积累模型的建立及特征参数

目前，较多研究者采用Richards、Logistic、Gompertz方程拟合分析作物养分吸收积累，但多侧重于氮素[6, 15, 27-29]。韦还和等[15]和徐寿军等[27-28]采用Richards方程分别拟合分析了水稻和冬大麦穗部花后氮素积累特征。罗新宁等[29]和任万军等[30]采用Logistic方程对不同质地土壤棉花和水稻栽后植株氮素积累动态进行了拟合分析。纪洪亭等[6]采用Gompertz方程拟合分析了超级杂交籼稻N、P、K养分积累动态。目前，对生产上大面积种植的常规粳稻、杂交籼稻和籼粳杂交稻的磷素吸收积累的拟合方程的研究报道较少。本研究中，籼粳杂交稻磷素积累动态以Gompertz方程拟合的效果较好；常规粳稻和杂交籼稻磷素积累动态则均以Logistic方程拟合较好。该结果表明，Gompertz方程可在里下河地区籼粳杂交稻栽后植株磷素积累特征上具有较好的研究应用，Logistic方程可在常规粳稻和杂交籼稻栽后植株磷素积累上具有较好的研究应用。

纪洪亭等[6]研究表明，超级杂交籼稻磷积累的最大速率在孕穗期前8 d。本研究中，籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交籼稻达到最大磷素积累速率的时间大致在栽后50~52、59~60和61~63 d。籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交籼稻孕穗期大致在栽后54~56、66~67、65~66 d，即籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻磷积累的最大速率大致出现在孕穗期前2~6 d、6~8 d和3~5 d，常规粳稻磷积累的最大速率时间与纪洪亭等[6]结果较一致，籼粳杂交稻和杂交籼稻磷积累的最大速率时间晚于纪洪亭等[6]的结果。纪洪亭等[6]研究表明，超级杂交籼稻快速增长期磷积累量占总积累的比例为68.3%左右，高于对照(63.3%)。本研究中，与常规粳稻和杂交籼稻相比，籼粳杂交稻在快增期和缓增期的磷素积累量较高，渐增期的磷素积累量较低。籼粳杂交稻磷积累量占总积累的比例为64.4%，高于常规粳稻(58.3%)和杂交籼稻(56.5%)。籼粳杂交稻在快增期和缓增期的磷素积累速率和积累时间均高于常规粳稻和杂交籼稻，该结果表明，籼粳杂交稻在快增期和缓增期较高的磷积累量是由于其在此两阶段较高的磷积累速率和较长的积累时间。

4 结论

与常规粳稻和杂交籼稻相比，甬优中熟籼粳杂交稻产量和磷素吸收总量大。甬优中熟籼粳杂交稻在快增期和缓增期的磷素积累均具有优势，其在快增期和缓增期较高的磷素积累量主要是由于其较高的磷素积累速率和积累时间。

[1] Rose T J， Pariasca-Tanaka J, Rose M T, Fukuta Y, Wissuwa M. Genotypic variation in grain phosphorus concentration, and opportunities to improve P-use efficiency in rice[J]., 2010, 119: 154-160.

[2] Wang E L, Mike B, Luo Z K, Moody P, Probert M E. Modelling crop response to phosphorus inputs and phosphorus use efficiency in a crop rotation[J]., 2014, 155: 120-132.

[3] 李莉, 张锡洲, 李廷轩, 余海英, 戢林, 陈光登. 高产磷高效水稻磷素吸收利用特征[J]. 应用生态学报, 2014, 25(7): 1963-1970.

Li L, Zhang X Z, Li T X, Yu H Y, Ji L, Chen G D. Characteristics of phosphorus uptake and use efficiency of rice with high yield and high phosphorus use efficiency[J]., 2014, 25(7): 1963-1970. (in Chinese with English abstract)

[4] 韦还和, 孟天瑶, 李超, 张洪程, 戴其根, 马荣荣, 王晓燕, 杨筠文. 水稻甬优12产量13.5 t hm-2以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征[J]. 作物学报, 2016, 42(6): 886-897.

Wei H H, Meng T Y, Li C, Zhang H C, Dai Q G, Ma R R, Wang X Y, Yang J W. Accumulation, distribution, and utilization characteristics of phosphorus in Yongyou 12 yielding over 13.5 t ha–1[J]., 2016, 42(6): 886-897. (in Chinese with English abstract)

[5] Li M, Zhang H C, Yang X, Ge M J, Ma Q, Wei H Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Luo D Q. Accumulation and utilization of nitrogen, phosphorus and potassium of irrigated rice cultivars with high productivities and high N use efficiencies [J]., 2014, 161: 55-63.

[6] 纪洪亭, 冯跃华, 何腾兵, 潘剑, 范乐乐, 李云, 武彪, 肖铭, 梁显林. 超级杂交稻群体干物质和养分积累动态模型与特征分析[J]. 中国农业科学, 2012, 45(18): 3709-3720.

Ji H T, Feng Y H, He T B, Pan J, Fan L L, Li Y, Wu B, Xiao M, Liang X L. A dynamic model of dry matter and nutrient accumulation in suoer hybrid rice and analysis of its characteristics[J]., 2012, 45(18): 3709-3720. (in Chinese with English abstract)

[7] 孟天瑶, 李晓芸, 李超, 韦还和, 史天宇, 马荣荣, 王晓燕, 杨筠文, 戴其根, 张洪程. 甬优系列籼粳杂交稻中熟高产品系的株型特征[J]. 中国水稻科学, 2016, 30(2): 170-180.

Meng T Y, Li X Y, Li C, Wei H H, Shi T Y, Ma R R, Wang X Y, Yang J W, Dai Q G, Zhang H C. Plant-type characteristics of high-yielding lines of Yongyouhybrid rice with medium maturity[J]., 2016, 30(2): 170-180. (in Chinese with English abstract)

[8] 孟天瑶, 许俊伟, 邵子彬, 葛梦婕, 张洪程, 魏海燕, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 郭保卫, 荆培培. 甬优系列籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力的产量优势及形成特征[J]. 作物学报, 2015, 41(11): 1711-1725.

Meng T Y, Xu J W, Shao Z B, Ge M J, Zhang H C, Wei H Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Guo B W, Jing P P. Advantages and their formation characteristics of the highest population productivity of nitrogen fertilization inhybrid rice of Yongyou Series[J]., 2015, 41(11): 1711-1725. (in Chinese with English abstract)

[9] 朱庆森, 曹显祖, 骆亦其. 水稻籽粒灌浆的生长分析[J]. 作物学报, 1988, 14(3): 182-193.

Zhu Q S, Cao X Z, Luo Y Q. Growth analysis on the process of grain filling in rice[J]., 1988, 14(3): 182-193. (in Chinese with English abstract)

[10] 杨沈斌, 江晓东, 王应平, 申双和, 石春林, 王萌萌, 陈雯. 基于Richards扩展方程提取水稻灌浆结实温光特性参数[J]. 作物学报, 2014, 40(10): 1776-1786

Yang S B, Jiang X D, Wang Y P, Shen S H, Shi C L, Wang M M, Chen W. Charactering light and temperature effects on rice grain filling using extended Richards’ equation[J]., 2014, 40(10): 1776-1786. (in Chinese with English abstract)

[11] 顾世梁, 朱庆森, 杨建昌, 彭少兵. 不同水稻材料籽粒灌浆特性的分析[J]. 作物学报, 2001, 27(1): 7-14.

Gu S L, Zhu Q S, Yang J C, Peng S B. Analysis on grain filling characteristics for different rice types[J]., 2001, 27(1): 7-14. (in Chinese with English abstract)

[12] 纪洪亭, 冯跃华, 何腾兵, 李云, 武彪, 王小燕. 两个超级杂交水稻品种物质生产的特性[J]. 作物学报, 2013, 39(12): 2238-2246.

Ji H T, Feng Y H, He T B, Li Y, Wu B, Wang X Y. Dynamic characteristics of matter production in two super hybrid rice cultivars[J]., 2013, 39(12): 2238-2246. (in Chinese with English abstract)

[13] 张俊平, 陈常铭. 水稻群体生产过程和产量的动态模拟[J]. 生态学报, 1990, 10(4): 311-316.

Zhang J P, Chen C M. Simulation of the dynamics of growth process and yield of rice population[J]., 1990, 10(4): 311-316. (in Chinese with English abstract)

[14] 陈洁, 汤亮, 刘小军, 曹卫星, 朱艳. 水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累模型[J]. 中国农业科学, 2011, 44(10): 1997-2004.

Chen J, Tang L, Liu X J, Cao W X, Zhu Y. Modeling plant nitrogen uptake and grain protein accumulation in rice[J]., 2011, 44(10): 1997-2004. (in Chinese with English abstract)

[15] 韦还和, 孟天瑶, 李超, 张洪程, 史天宇, 马荣荣, 王晓燕, 杨筠文, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 郭保卫. 籼粳交超级稻甬优538花后氮素积累模型与特征分析[J]. 作物学报, 2016, 42(4): 540-550.

Wei H H, Meng T Y, Li C, Zhang H C, Shi T Y, Ma R R, Wang X Y, Yang J W, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Dynamic model and its characteristics analysis for nitrogen accumulation after heading in Yongyou 538[J]., 2016, 42(4): 540-550. (in Chinese with English abstract)

[16] Murphy J, Riley J P. A modified single solition method for determination of phosphate in natural waters[J]., 1962, 27: 31-36.

[17] 姜元华, 张洪程, 赵可, 许俊伟, 韦还和, 龙厚元, 王文婷, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 郭保卫. 长江下游地区不同类型水稻品种产量及其构成因素特征的研究[J]. 中国水稻科学, 2014, 28(6): 621-631.

Jiang Y H, Zhang H C, Zhao K, Xu J W, Wei H H, Long H Y, Wang W T, Dai Q G, Xu K, Wei H Y, Guo B W. Differences in yield and its components characteristics of different type rice cultivars in the lower reaches of the Yangtze River[J]., 2014, 28(6): 621-631. (in Chinese with English abstract)

[18] 潘圣刚, 黄胜奇, 张帆, 汪金平, 蔡明历, 曹凑贵, 唐湘如, 黎国喜. 超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性[J]. 作物学报, 2011, 37(3): 537-544.

Pan S G, Huang S Q, Zhang F, Wang J P, Cai M L, Cao C G, Tang X R, Li G X. Growth and development characteristics of super-high-yielding mid-seasonhybrid rice[J]., 2011, 37(3): 537-544. (in Chinese with English abstract)

[19] 陈进红, 郭恒德, 毛国娟, 陶稚彪, 张国平, 赵伟明. 杂交粳稻超高产群体干物质生产及养分吸收利用特点[J]. 中国水稻科学, 2001, 15(4): 271-275.

Chen J H, Guo H D, Mao G J, Tao Z B, Zhang G P, Zhao W M. Characteristics of dry matter production and nutrient uptake and utilization of super high yieldinghybrid rice[J]., 2001, 15(4): 271-275. (in Chinese with English abstract)

[20] 杨雄, 马群, 张洪程, 魏海燕, 李国业, 李敏, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 张庆, 郭保卫, 葛梦婕. 不同氮肥水平下早熟晚粳氮和磷的吸收利用特性及相互关系[J]. 作物学报, 2012, 38(1): 174-180.

Yang X, Ma Q, Zhang H C, Wei H Y, Li G Y, Li M, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Zhang Q, Guo B W, Ge M J. Characteristics and correlation analysis of N and P uptake and utilization of early maturing lateunder different N fertilizer levels[J]., 2012, 38(1): 174-180. (in Chinese with English abstract)

[21] 黄丽芬, 陶晓婷, 高威, 王远玲, 庄恒扬. 江苏沿海地区减磷对机插常规粳稻产量形成及品质的影响[J]. 中国水稻科学, 2014, 28(6): 632-638.

Huang L F, Tao X T, Gao W, Wang Y L, Zhuang H Y. Effect of reduced phosphorus fertilizer application on yield formation and quality ofrice in Jiangsu coastal region[J]., 2014, 28(6): 632-638. (in Chinese with English abstract)

[22] 龚金龙, 张洪程, 李杰, 常勇, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 李德剑, 李炳维, 沙安勤, 周有炎, 罗学超, 朱镇. 施磷量对超级稻南粳44产量和品质的影响[J]. 中国水稻科学, 2011, 25(4): 447-451.

Gong J L, Zhang H C, Li J, Chang Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Li D J, Li B W, Sha A Q, Zhou Y Y, Luo X C, Zhu Z. Effects of phosphorus levels on grain yield and quality of super rice Nanjing 44[J]., 2011, 25(4): 447-451. (in Chinese with English abstract)

[23] Lundy M E, Spencer D F, Van Kessel C, Hill J E, Linquist B A. Managing phosphorus fertilizer to reduce algae, maintain water quality, and sustain yields in water-seeded rice[J]., 2012, 131: 81-87.

[24] 李鸿伟, 杨凯鹏, 曹转勤, 王志琴, 杨建昌. 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征[J]. 作物学报, 2013, 39(3): 464-477.

Li H W, Yang K P, Cao Z Q, Wang Z Q, Yang J C. Characteristics of nutrient uptake and accumulation in wheat and rice with continuous cropping under super-high-yielding cultivation[J]., 2013, 39(3): 464-477. (in Chinese with English abstract)

[25] 李莉, 张锡洲, 李廷轩, 余海英, 戢林. 不同产量类型水稻基因型干物质积累与磷素吸收利用[J]. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(3): 588-597.

Li L, Zhang X Z, Li T X, Yu H Y, Ji L. Genotypic differences in dry matter accumulation and phosphorus absorption and use efficiency in rice[J]., 2014, 20(2): 259-270. (in Chinese with English abstract)

[26] 凌启鸿. 作物群体质量[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2000: 154-197.

Ling Q H. Quality of Crop Population[M]. Shanghai: Shanghai Scientific and Technical Publishers, 2000. 154-197. (in Chinese)

[27] 徐寿军, 顾小莉, 卜义霞, 张宝生, 许如根, 庄恒扬. 冬大麦花后穗部氮素积累的特征分析及动态模拟[J]. 生物数学学报, 2007, 22(4): 740-744.

Xu S J, Gu X L, Bu Y X, Zhang B S, Xu R G, Zhuang H Y. Simulation on the nitrogen assimilation during grain filling for winter barley[J]., 2007, 22(4): 740-744. (in Chinese with English abstract)

[28] 徐寿军, 顾小莉, 卜义霞, 田舜, 张宝生, 许如根, 庄恒扬. 冬大麦花后穗部氮素积累及转移的研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(2): 200-207.

Xu S J, Gu X L, Bu Y X, Tian S, Zhang B S, Xu R G, Zhuang H Y. Study on the nitrogen accumulation and translocation during grain filling in winter barley[J]., 2007, 13(2): 200-207. (in Chinese with English abstract)

[29] 罗新宁, 陈冰, 张巨松, 蒋平安, 娄善伟, 彭小峰, 何嘉林. 氮肥对不同质地土壤棉花生物量与氮素积累的影响[J]. 西北农业学报, 2009, 18(4): 160-166.

Luo X N, Chen B, Zhang J S, Jiang P A, Lou S W, Peng X F, He J L. Effect of nitrogen applied levels on the dynamics of biomass, nitrogen accumulation of cotton plant on different soil textures[J]., 2009, 18(4): 160-166. (in Chinese with English abstract)

[30] 任万军, 杨文钰, 伍菊仙, 梵高琼, 杨振华. 水稻栽后植株氮素积累特征及其与根系生长的关系[J]. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(5): 765-771.

Ren W J, Yang W Y, Wu J X, Fan G Q, Yang Z H. Characteristics of nitrogen accumulation and its relationship with root growth of rice after transplanting[J]., 2007, 13(5): 765-771. (in Chinese with English abstract)

Phosphorus Accumulation Characteristics of Medium-maturity YongyouHybrid Rice After Transplanting and Its Modeling

MENG Tianyao1, GE Jialin2, ZHANG Xubin2, WEI Huanhe2, ZHOU Guisheng1,*, DAI Qigen2,*

(Joint International Research Laboratory of Agriculture and Agro-product Safety,,,,; Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Jiangsu Key Laboratory of Crop Cultivation and Physiology / Jiangsu Co-innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops,,;Corresponding author,:;)

【】This study was conducted to quantitatively describe the dynamic changes of phosphorus accumulation of medium-maturityhybrids (MJIH) after transplanting based on simulation equations. 【】Yongyou 2640 and Yongyou 1640 were used as the test materials, and theconventional rice (JC) cultivar Yangjing 4038 and Yangjing 4227, andhybrid rice (IH) Xinliangyou 6380 and Yangliangyou 6 were used as controls to study phosphorus accumulation characteristics after transplanting, and the differences in phosphorus uptake and utilization characteristics after transplanting among different rice types were compared. 【】Grain yield and total phosphorus accumulation at maturity of MJIH were both significantly higher than JC and IH. Compared with JC and IH, MJIH had higher grain phosphorus accumulation, while lower phosphorus grain productivity. MJIH showed lower phosphorus translocation from leaf after heading compared with JC and IH, and its phosphorus translocation from stem after heading fell in between. Gompertz equation was used to simulate phosphorus accumulation after transplanting of MJIH, while logistic equations for JC and IH. MJIH showed higher maximum nitrogen accumulation rate than JC and IH. The maximum phosphorus accumulation rate of MJIH was observed at 50－52 d after transplanting, 59－60 d after transplanting for JC, and 61－63 d for IH, respectively. Compared with JC and IH, MJIH had higher phosphorus accumulation at the middle and late stages, while lower phosphorus accumulation at the early stage. The higher phosphorus accumulation at the middle and late stages of MJIH was attributed to its longer duration and higher accumulation rate, relative to JC and IH. 【】Our results indicated that compared with JC and IH, MJIH had superior grain yield and total phosphorus accumulation. The advantage in phosphorus accumulation of MIJH over JC and IH was seen at the middle and late stages, mainly owing to its longer duration and higher accumulation rate.

hybrids; medium-maturity types; phosphorus accumulation; simulation equation

S143.2; S511.01

1001-7216(2020)03-0256-10

10.16819/j.1001-7216.2020.9098

2019-09-02；

2019-12-18。

国家自然科学基金资助项目(31901448); 江苏省高等学校自然科学研究面上项目(19KJB210004)；江苏高校优势学科建设工程资助项目。