优质晚粳赣宁粳1号和赣宁粳3号养分吸收利用特征

2021-05-24李祖章张文学刘增兵唐先干袁福生

江西农业学报 2021年5期

李祖章，张文学，刘增兵，唐先干，袁福生

(江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所，江西南昌 330200)

在水稻高产栽培中，肥料对产量的贡献将达到50%以上，如何提高肥料的效率，是精确栽培技术中最关键的技术，精确定量施肥是水稻获得优质高产的技术保障。对于粳稻，因其耐肥、需肥量大，要对其进行高效栽培，必须明确相关品种的肥水需求规律，有的放矢地进行精确定量施肥，实现优质晚粳的高产高效栽培[1-6]。基于此目的，2017年以籼稻品种为对照，选用自主培育的优质粳稻品种赣宁粳1号和赣宁粳3号，研究其吸肥特征与需肥规律；2018年以粳稻品种甬优1538为对照，选用自主培育的优质粳稻品种赣宁粳1号和赣宁粳3号，研究其吸肥特征与需肥规律，为优质粳稻品种的丰产栽培提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

本试验于2017年、2018年在江西省崇仁县粮丰核心试验区进行。试验地土壤为潴育性水稻土，土壤理化性质：土壤pH值5.12、有机质34.5 g/kg、碱解氮181.4 mg/kg、有效磷50.3 mg/kg、速效钾100.1 mg/kg。土壤肥力属于中上水平。

供试品种：2017年，2个粳稻：赣宁粳1号和赣宁粳3号，1个籼稻：C两优396；2018年全为粳稻：甬优1538、赣宁粳1号和赣宁粳3号。

1.2 试验设计

2017年试验以生育期基本相当的籼稻C两优396为对照，选用赣宁粳1号和赣宁粳3号2个优质晚粳品种，共3个品种，3个施氮肥水平，采用完全随机区组设计，共9个处理。分别为：(1)籼稻C两优396，不施肥；(2)籼稻C两优396，N1PK；(3)籼稻C两优396，N2PK；(4)赣宁粳1号，不施肥；(5)赣宁粳1号，N1PK；(6)赣宁粳1号，N2PK；(7)赣宁粳3号，不施肥；(8)赣宁粳3号，N1PK；(9)赣宁粳3号，N2PK。试验设3次重复，小区面积32 m2。小区间用30 cm田埂分隔开，各小区单独排灌；籼稻品种施肥量：N1施氮肥(N)150 kg/hm2，N2施氮肥(N)195 kg/hm2，磷肥(P2O5)60 kg/hm2，钾肥(K2O)180 kg/hm2；粳稻品种施肥量：N1施氮肥(N)240 kg/hm2，N2施氮肥(N)300 kg/hm2，磷肥(P2O5)90 kg/hm2，钾肥(K2O)270 kg/hm2；氮肥用尿素，磷肥用钙镁磷肥，钾肥用氯化钾，施硫酸锌15 kg/hm2；钙镁磷肥、硫酸锌作基肥，N、K肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥∶粒肥=4∶3∶2∶1的比例施用，水分管理采用薄露灌溉技术进行管理，各处理的其他管理措施一致。

2018年试验以生育期基本相当的高产籼粳杂交晚稻甬优1538为对照，选用常规优质晚粳赣宁粳1号和赣宁粳3号2个品种，共3个品种，3个施氮肥水平，采用完全随机区组设计，共9个处理。分别为：(1)甬优1538，不施肥；(2)甬优1538，N1PK；(3)甬优1538，N2PK；(4)赣宁粳1号，不施肥；(5)赣宁粳1号，N1PK；(6)赣宁粳1号，N2PK；(7)赣宁粳3号，不施肥；(8)赣宁粳3号，N1PK；(9)赣宁粳3号，N2PK。试验设3次重复，小区面积30 m2。小区间用30 cm田埂分隔开，各小区单独排灌；施肥量，N1施氮肥(N)225 kg/hm2，N2施氮肥(N)300 kg/hm2，磷肥(P2O5)90 kg/hm2，钾肥(K2O)270 kg/hm2；氮肥用尿素，磷肥用钙镁磷肥，钾肥用氯化钾，施硫酸锌15 kg/hm2；钙镁磷肥、硫酸锌作基肥，N、K肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥∶粒肥=4∶2∶3∶1的比例施用，水分管理采用薄露灌溉技术进行管理，各处理其他管理措施一致。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 调查记载记载操作过程：育苗时间、育苗管理(施肥、打药、除草等)、移栽时间、田间管理(施肥、打药、除草、灌溉的时间和数量)等。

株高与分蘖动态：移栽后1～2 d调查基本苗和株高，每处理定10蔸，以后每隔5 d调查1次株高和茎蘖动态，直到齐穗期，成熟期再调查1次。

取样考种：成熟期每小区按5点法调查100蔸的穗数，然后根据每蔸平均穗数每小区取5蔸考种，包括株高、每蔸穗数、有效穗数、每穗粒数、结实度、千粒重、理论产量。

1.3.2 样品采集 (1)土壤样品的采集：试验前取基础土样；收获后按处理取土壤样品。土壤样品送江西省农科院土肥资环所分析。

(2)植株样品的采集：移栽前取秧苗样品100株，移栽后按分蘖末期、齐穗期、成熟期进行取样分析。收获期每个小区取考种样。

(3)分析项目：土壤pH值、有机质(OM)、有效N、有效P、有效K；植株水分、干物质重、全N、全P、全K。

试验收获时要求每个小区单打、单收、单计产，测定每个小区的稻草和稻谷实际产量，植株样品送江西省农科院土肥资环所分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种不同施肥水平的产量表现

2017年试验产量结果列于表1。由表1可知：产量以杂交籼稻品种施肥处理的最高，比其他处理增产达极显著差异；其次是2个优质晚粳品种施肥处理间，只有赣宁粳1号施肥处理间达到显著差异水平；3个品种不施肥处理间产量差异达到极显著水平，籼稻品种极显著高于粳稻品种，说明杂交籼稻品种吸肥能力强，对肥料的依赖程度较低，而粳稻品种对肥料的依赖程度较高。

表1 不同品种不同施肥水平的产量情况

2018年试验产量结果列于表2。由表2可知：产量以甬优1538施肥N2处理最高，比其他处理增产达极显著差异；其次是甬优1538N1处理和赣宁粳3号N2施肥处理；再次是赣宁粳1号N2、N1处理和赣宁粳3号N1处理；3个品种不施肥处理产量最低，差异不显著，说明杂交晚粳甬优1538在高肥条件下生产能力较强，产量最高，常规优质晚粳在高肥条件下生产能力比杂交晚粳差。

表2 2018年不同品种不同施肥水平的产量情况

2.2 不同品种不同施肥水平的生物学特征表现

由表3可知：(1)2个优质晚粳品种株高较矮，赣宁粳3号约80 cm、赣宁粳1号约87 cm，比籼稻C两优396要矮13～20 cm，所以粳稻的生物量要比籼稻小，应提高粳稻的种植密度来提高生物量，来保证粳稻的产量。(2)平均每蔸有效穗C两优396为11.1根、赣宁粳1号为7.1根、赣宁粳3号为7.7根，粳稻品种的分蘖力较弱，需要增加每蔸基本苗来保证有效穗数，从而保证粳稻的高产。(3)粳稻品种的千粒重比籼稻品种小，要以增加穗粒数来保证粳稻的高产。

表3 2017年不同品种不同施肥水平的生物学特征表现

2.3 不同品种不同时期不同施肥水平下的养分含量情况

由表4可知：(1)秧苗期籼稻C两优396的N含量与粳稻品种差不多，P含量要高出37%～39%，K含量要高出69%～77%，说明籼稻品种在秧苗期对P、K的吸收能力极显著强于粳稻品种。(2)分蘖期籼稻C两优396不施氮处理N含量极显著低于施氮处理，只有施氮处理的36%～43%，而赣宁粳1号、赣宁粳3号不施氮处理N含量达到24.7～25.6 g/kg，是籼稻C两优396不施氮处理N含量的168%～174%，说明粳稻品种在分蘖期吸收氮的能力比较强，施N肥后，粳稻品种N含量提高得不多，赣宁粳1号提高20%左右，赣宁粳3号只有提高10%左右，说明增施氮肥对优质晚粳提高对氮的吸收能力比籼稻差。P、K含量籼稻C两优396的N1处理比不施氮处理低，可能是生长快、生物量较大产生的稀释效应引起的；赣宁粳1号比不施氮处理P、K含量明显提高，而赣宁粳3号的N1处理比不施氮处理低，情况与籼稻品种差不多。(3)孕穗期籼稻C两优396的N含量与粳稻品种差异较小，粳稻品种略高籼稻品种，P含量粳稻品种要高出16.8%～42.4%，K含量粳稻品种与籼稻品种差不多。(4)成熟期茎秆含氮量施氮肥处理明显高于籼稻C两优396施氮肥处理的N含量，N2水平高9.9%～13.3%，N1水平高5.6%～8.1%，而不施氮处理茎秆氮含量即籼稻C两优396的高于粳稻品种，高1.0%～4.4%；茎秆含磷量施氮肥处理籼稻C两优396明显高于粳稻品种，N2水平高36.4%～48.6%，N1水平高25.2%～30.3%，而不施氮处理茎秆磷含量即粳稻品种的高于籼稻C两优396，高2.9%～13.5%；茎秆含钾量施氮肥处理和不施氮肥处理籼稻C两优396均明显高于粳稻品种，N0水平高48.0%～57.6%，N1水平高25.0%～27.8%，N2水平高49.0%～49.3%。成熟期稻谷含氮量施氮肥处理明显高于籼稻C两优396施氮肥处理的N含量，N0水平高22.2%～23.3%，N1水平高4.9%～17.7%，N2水平高11.4%～22.8%；稻谷含磷量赣宁粳1号明显高于籼稻C两优396，N0水平高28.9%，N1水平高10.8%，N2水平高7.3%，稻谷含磷量赣宁粳3号在低氮条件下高于籼稻C两优396，N0水平高17.1%，N1水平高1.7%，在高氮条件下低于籼稻C两优396，N2水平低6.4%；稻谷含钾量施氮肥处理和不施氮肥处理籼稻C两优396与优质晚粳赣宁粳1号和赣宁粳3号差异不大，施高氮处理略微高一些，但差异不明显。

由表5可知：(1)秧苗期甬优1538的N、P、K含量均比赣宁粳1号要低，甬优1538的N含量比赣宁粳3号要低，P、K含量差不多，说明赣宁粳1号、赣宁粳3号在秧苗期对N、P、K的吸收能力极显著强于甬优1538。(2)分蘖期甬优1538不施氮处理N含量显著低于施氮处理，为施氮处理的76.2%～93.5%，而赣宁粳1号、赣宁粳3号不施氮处理N含量达到21.582～22.441 g/kg，是甬优1538不施氮处理N含量的146.6%～152.4%，说明赣宁粳1号、赣宁粳3号在分蘖期吸收氮的能力比甬优1538强，施N肥后，甬优1538N含量提高得多，N1处理提高31.2%，而赣宁粳1号提高为19.9%、赣宁粳3号还略有降低，说明增施氮肥能提高甬优1538对氮的吸收能力。P、K含量甬优1538随着施氮量的增加而增加明显；而赣宁粳1号和赣宁粳3号P、K含量极显著低于甬优1538，说明甬优1538吸收P、K的能力极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号。(3)孕穗期甬优1538各处理N含量比赣宁粳1号和赣宁粳3号的低，P含量比赣宁粳1号和赣宁粳3号的高，K含量比赣宁粳3号的高，与赣宁粳1号的差不多。(4)成熟期茎秆甬优1538与赣宁粳1号和赣宁粳3号比，各相同施肥水平N、P、K含量差异较小，稻谷甬优1538、赣宁粳1号和赣宁粳3号的氮含量均随着施氮量的增加而增加，甬优1538各施肥水平含氮量、含磷量、含钾量均比赣宁粳1号和赣宁粳3号的低，可能是甬优1538生物量大且养分稀释的结果。

2.4 不同品种不同施肥水平下的养分吸收情况

由表6可知：(1)秧苗期籼稻品种C两优396吸N量比粳稻品种略高，高6.9%～11.0%，吸P量要高出45.6%，吸K量要高出77.4%～88%，说明籼稻品种在秧苗期对P、K的吸收能力极显著强于粳稻品种。

(2)分蘖期籼稻品种C两优396不施氮处理吸N量极显著低于施氮处理，只有施氮处理的38.1%～42.7%，而赣宁粳1号、赣宁粳3号不施氮处理吸N量为1.686～2.205 kg/667 m2，只有籼稻品种C两优396不施氮处理吸N量的68.8%～76.9%，说明粳稻品种在分蘖期吸收氮的能力相对较弱，施N肥后，粳稻品种吸N量比籼稻品种要弱，N1水平时粳稻品种只有籼稻品种的35.8%～53.6%，N2水平时粳稻品种只有籼稻品种的35.9%～67.1%，说明增施氮肥对晚粳提高氮的吸收能力比籼稻差。吸P、K量籼稻品种C两优396比粳稻品种均要高，N0水平时粳稻品种只有籼稻品种的65.5%～73.6%、65.9%～67.2%，N1水平时粳稻品种只有籼稻品种的51.7%～78.1%、51.9%～76.8%，N2水平时粳稻品种只有籼稻品种的38.4%～55.3%、37.7%～58.5%，说明增施氮肥有利于提高籼稻品种对P、K的吸收。

表4 2017年不同品种不同时期不同施肥水平的养分含量情况 g/kg

(3)孕穗期不施氮处理吸收N、P、K的量籼稻品种C两优396显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高23.9%～25.5%，吸P量高24.1%～34.0%，吸K量要高25.8%～50.7%；N1处理吸收N、P、K量籼稻品种C两优396要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高12.4%～39.4%，吸P量高0～17.3%，吸K量高37.6%～63.6%；N2处理吸收N、P、K量籼稻品种C两优396要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高17.2%～18.3%，吸P量高15.1%～19.2%，吸K量高54.0%～54.4%。(4)成熟期不施氮处理吸收N、P、K的量籼稻品种C两优396显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高34.0%～39.2%，吸P量高31.6%～43.6%，吸K量要高65.9%～91.7%；N1处理吸收N、P、K量籼稻品种C两优396要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高9.8%～18.6%，吸P量高24.8%～32.7%，吸K量高42.2%～42.8%；N2处理吸收N、P、K量籼稻品种C两优396要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高7.6%～9.4%，吸P量高38.7%～39.8%，吸K量高59.1%～59.3%；说明从秧苗期到成熟期籼稻品种C两优396吸收N、P、K养分能力均比赣宁粳1号和赣宁粳3号强，只是到后期吸收养分差异略有缩小。从各个时期吸收N、P、K养分来看，籼稻品种C两优396均要高于常规优质粳稻赣宁粳1号和赣宁粳3号，说明常规优质粳稻赣宁粳1号和赣宁粳3号吸收N、P、K养分能力比籼稻品种C两优396差。

表5 2018年不同品种不同时期不同施肥水平的养分含量情况 g/kg

吸收N、P、K养分比例：籼稻品种C两优396为N∶P2O5∶K2O=1∶0.174∶0.594；赣宁粳1号为N∶P2O5∶K2O=1∶0.130∶0.384；赣宁粳3号为N∶P2O5∶K2O=1∶0.146∶0.426。

从表7可知：(1)秧苗期甬优1538吸N量比赣宁粳1号和赣宁粳3号要低，低16.5%～26.9%，吸P量要低4.3%～26.0%，吸K量要低19.0%～52.7%，说明在秧苗期赣宁粳1号和赣宁粳3号对N、P、K的吸收能力极显著强于甬优1538品种。

表6 2017年不同品种不同施肥水平下的养分吸收情况 kg/667 m2

(2)分蘖期不施氮处理吸收N、P、K的量甬优1538极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高40.6%～51.5%，吸P量高50.0%～64.4%，吸K量要高50.9%～68.3%；N1处理吸收N量甬优1538极显著低于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量低21.5%～23.0%，吸P、K量甬优1538极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸P量高37.2%～111.9%，吸K量高47.9%～201.1%；N2处理吸收N量甬优1538极显著低于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量低34.8%～47.6%，吸P、K量甬优1538极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸P量高16.7%～49.8%，吸K量高40.3%～90.2%；说明甬优1538在分蘖期低氮水平下吸收养分能力较强，在中高氮水平下既以赣宁粳1号和赣宁粳3号的吸氮能力较强，而吸收P、K的能力在不同施氮水平下均表现甬优1538最强。

(3)孕穗期不施氮处理吸收N、P、K的量甬优1538显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高5.8%～14.9%，吸P量高77.4%～115.0%，吸K量要高46.0%～49.1%；N1处理吸收N量甬优1538要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高2.47%～9.57%，吸P、K量甬优1538极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸P量高49.5%～75.7%，吸K量高18.1%～64.3%；N2处理吸收N量甬优1538高于赣宁粳1号、低于赣宁粳3号，吸N量高8.2%、低7.2%，吸P、K量甬优1538极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸P量高59.6%～61.6%，吸K量高29.2%～64.5%；说明甬优1538在孕穗期中低氮水平下吸收养分能力较强，在高氮水平下赣宁粳3号的吸氮能力较强，赣宁粳1号的吸氮能力与甬优1538相当，而吸收P、K的能力在不同施氮水平下均表现甬优1538最强。

(4)成熟期不施氮处理吸收N、P、K的量甬优1538显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高13.3%～16.6%，吸P量高13.8%～39.4%，吸K量要高17.5%～24.5%；N1处理吸收N量甬优1538要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高16.4%～19.1%，吸P、K量甬优1538极显著高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸P量高12.5%～15.2%，吸K量高11.8%～15.5%；N2处理吸收N量甬优1538要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，吸N量高7.6%～26.5%，吸P量甬优1538低于赣宁粳1号、高于赣宁粳3号，低1.4%、高12.1%，吸K量甬优1538要高于赣宁粳1号和赣宁粳3号，高8.5%～17.7%；说明秧苗期到成熟期甬优1538吸收N、P、K养分能力均比赣宁粳1号和赣宁粳3号强，只是到后期吸收养分差异略有缩小。

表7 2018年不同品种不同施肥水平下的养分吸收情况 kg/667 m2

吸收N、P、K养分比例：甬优1538为N∶P2O5∶K2O=1∶0.117∶0.529；赣宁粳1号为N∶P2O5∶K2O=1∶0.121∶0.526；赣宁粳3号为N∶P2O5∶K2O=1∶0.117∶0.546。

2.5 不同品种不同施肥水平下的养分吸收利用率

由表8可知：籼稻品种的氮素吸收利用率较高，C两优396利用率最高，为57.4%～65.2%，粳稻品种要差，赣宁粳1号为41.7%～43.4%，赣宁粳3号为43.4%～46.9%，说明籼稻品种吸收利用氮素养分的能力比粳稻品种要强。籼稻品种的磷素吸收利用率也较高，为27.5%～39.6%，而2个粳稻品种的磷素吸收利用率只有13.8%～19.7%，要低近1倍；籼稻品种的钾素吸收利用率也较高，为33.7%～51.4%，而2个粳稻品种的钾素吸收利用率只有18.5%～24.5%，要低1倍多，说明粳稻品种吸收养分的能力比籼稻品种差，同时粳稻品种可以适当减少磷钾肥的投入，以提高磷钾肥的利用效率。

表8 2017年不同品种不同施肥水平下的养分吸收利用率 %

由表9可知：粳稻品种的氮素吸收利用率均较高，以甬优1538利用率最高，为56.5%～65.4%，其次是赣宁粳1号，为42.8%～64.6%，以赣宁粳3号较差，为46.3%～48.6%，说明粳稻品种吸收利用氮素养分的能力较强。粳稻品种的磷素吸收利用率均较低，以甬优1538利用率最低，为9.0%～9.1%，其次是赣宁粳1号，为8.4%～14.4%，以赣宁粳3号较好，为13.8%～14.9%；钾素吸收利用率也均较低，以赣宁粳3号利用率最低，为17.6%～23.1%，其次是甬优1538，为19.5%～27.3%，以赣宁粳1号较好，为22.3%～31.5%，说明粳稻品种可以适当减少磷钾肥的投入，以提高磷钾肥的利用效率。