不同水肥處理?xiàng)l件下水稻生理指標(biāo)及產(chǎn)量變化規(guī)律-

1、文章編號:1007 4929(200502 0001 04不同水肥處理?xiàng)l件下水稻生理指標(biāo)及產(chǎn)量變化規(guī)律龔少紅,崔遠(yuǎn)來,黃介生,李亞龍(武漢大學(xué)水利水電學(xué)院,湖北武漢430072摘 要:根據(jù)湖北省團(tuán)林灌溉試驗(yàn)站水稻水肥耦合試驗(yàn)資料,分析了不同水肥處理對水稻生長發(fā)育,水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成,水稻水分生產(chǎn)率等的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在適當(dāng)?shù)氖┓柿亢秃侠淼淖贩史绞较?與傳統(tǒng)的淹灌相比,節(jié)水灌溉有顯著的節(jié)水增產(chǎn)效果,提高了水分生產(chǎn)率。通過分析的數(shù)據(jù)提出了一種高效利用水肥的稻田管理模式,并將該管理模式在江西鷹潭進(jìn)行了示范。關(guān)鍵詞:水稻;水肥耦合;生理指標(biāo);水分生產(chǎn)率;水肥管理模式中圖分類號:S365 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:

2、AChange Law of Physiological Indices and Yield for Paddy Rice underDifferent Water and Nitrogen SupplyGONG Shao hong,CUI Yuan lai,HUANG Jie sheng,LI Ya long(Co llege of W ater R eso ur ces and H y dr opow er Eng ineering,W uhan U niver sity,Wuhan Cit y430072,China Abstract:A n ex periment w as car r

3、ied out in T uanlin Ir rigatio n Ex per iment Stat ion,H ubei prov ince,in o rder to investig ate the effects of different water and nit rog en management patter ns on the physio log ical indices,yield and its component s,as w ell as water pr oduc t ivit y in paddy rice.R esults sho wed t hat under

4、appr opriat e nitr og en supply quantity and to p dressing pattern,w ater sav ing ir rigation can impro ve r ice y ield and water pr oductivit y evident ly.Finally,an o pt imum management pat tern fo r hig h y ield,w ater saving,hig h water use efficiency is presented,and this pat tern had been test

5、ed effectiv ely in Ying tan City,Jiang x i prov ince.Key words:rice;co upling of w ater and fertilizer;phy siolog ical indices;w ater pro ductivity;water and nitr og en management patt ern0 引 言水、肥在水稻生長發(fā)育過程中是兩個(gè)相互影響、相互制約的因子。不同的水肥處理對于水稻的長勢形態(tài)和生理狀態(tài)的影響是不同的,最終將導(dǎo)致其產(chǎn)量及水肥利用率存在差異。隨著農(nóng)業(yè)水資源的日益緊缺,以減少水稻的灌溉用水和肥料高效利用

6、實(shí)現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的各項(xiàng)理論和技術(shù)研究受到廣泛重視。本文主要分析不同水肥模式在各生育期對水稻生長發(fā)育的影響效應(yīng),并探討其對水稻產(chǎn)量構(gòu)成和水分生產(chǎn)率的影響規(guī)律,為提出的水稻最優(yōu)管理模式提供理論依據(jù)。1 材料與方法1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)情況團(tuán)林試驗(yàn)站位于鄂中荊門市南18km團(tuán)林鎮(zhèn)(北緯30 50,東經(jīng)111 15,海拔高程在80100m之間,為典型的丘陵地帶。當(dāng)?shù)貧夂驕嘏?年無霜期260d,年平均氣溫16!,最高月平均氣溫27.7!,年降雨量7001000mm,年平均蒸發(fā)量(20cm蒸發(fā)皿13001800mm。年日照總時(shí)數(shù)13001600h。鷹潭試驗(yàn)區(qū)位于江西省余江縣境內(nèi)(北緯28 15,東經(jīng)116 55

7、,為典型的中亞熱帶低丘崗地區(qū),光熱資源條件優(yōu)越,年平均氣溫17.218.1!,大于10!積溫5627.6!,無霜期262.1d,年均日照1852.4h,日照時(shí)數(shù)百分率42%,年降雨量1752.1mm。水資源總量較為豐富,但降雨時(shí)空分布不均,季節(jié)性干旱嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)以水稻種植為主。1.2 試驗(yàn)材料團(tuán)林試驗(yàn)在大型鋼制蒸滲器中進(jìn)行。蒸滲器為圓柱體,直徑0.618m,高0.8m,內(nèi)填0.55m厚的當(dāng)?shù)厮就?下設(shè)15cm 厚濾層,底部設(shè)側(cè)向排水,平時(shí)關(guān)閉,定時(shí)排水,采用地埋式安收稿日期:2004 08 23基金項(xiàng)目:國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863#計(jì)劃項(xiàng)目(2002AA2Z4331部分研究內(nèi)容。作者簡介:

8、龔少紅(1978 ,男,碩士研究生。1節(jié)水灌溉2005年第2期裝在近田邊,上設(shè)活動防雨棚。中稻品種為當(dāng)?shù)卮竺娣e種植的%優(yōu)501。鷹潭試驗(yàn)在大田小區(qū)中針對晚稻進(jìn)行,小區(qū)面積150m 2,各小區(qū)間筑埂相隔。試驗(yàn)品種為晚稻4015。1.3 試驗(yàn)方法團(tuán)林試驗(yàn)安排長期淹灌(W 0和節(jié)水灌溉(間歇灌溉W 12種水分處理;3種施氮水平:N 0(不施肥,N 120(折合261kg/hm 2尿素,N180(折合391kg/hm 2尿素;4種施肥方式:F0(不施,F5050(基肥50%+分蘗肥50%,F5320(基肥50%+分蘗肥30%+拔節(jié)肥20%,F3331(基肥30%+分蘗肥30%+拔節(jié)肥30%+穗肥10%

9、;共計(jì)14個(gè)處理。每處理3次重復(fù)。取樣時(shí)間分布在返青期、分蘗期、抽穗開花期和黃熟期。 鷹潭試驗(yàn)安排了節(jié)水灌溉(W 1和施氮(N 180下的兩種不同施肥方式,即F 5050和F 3331兩個(gè)處理,每處理3次重復(fù)。2 結(jié)果與分析2.1 不同水肥處理對水稻生理指標(biāo)的影響2.1.1 根系生長發(fā)育從圖1(a可見:所有處理在抽穗開花左右根系最長;分蘗以后,除個(gè)別處理外節(jié)水灌溉的根長均大于淹灌,表明節(jié)灌有利于根系的下扎和生長,從而吸收更多的養(yǎng)分和水分;施肥水平N 180處理的根長最長,N 120其次,N 0處理的根長衰減最快。這說明施肥多有利于根系的下扎。從圖1(b可見:施肥方式下N 180下以F5050的

10、根系最長。 圖1 根系生長發(fā)育比較2.1.2 干物質(zhì)重從圖2(a可見:淹灌下干物質(zhì)重一般高于節(jié)灌,特別在分蘗期及抽穗開花期,這是因?yàn)檠凸嗵幚沓渥愕乃质顾敬罅糠痔Y,土壤養(yǎng)分促進(jìn)水稻生長。到黃熟期,由于淹灌處理土壤養(yǎng)分的減少(特別對追肥較少的處理及根系活力的減弱,其干物質(zhì)基本與節(jié)灌持平,有時(shí)甚至小于節(jié)灌處理。同一水處理下,施肥量越多稻株長勢越好,干物質(zhì)越重。從圖2(b可知:同一施肥水平下,適當(dāng)?shù)淖贩蚀螖?shù)有利于干物質(zhì)積累,F 5320及F3331處理水稻長勢平穩(wěn),為較好的追肥方式。圖2 干物質(zhì)積累比較2.1.3 分蘗與株高雖然總分蘗數(shù)淹灌多,但節(jié)灌的有效分蘗數(shù)在各種肥處理下均高于淹灌;同一水處理

11、下,有效分蘗數(shù)與施肥量正相關(guān),即N180>N 120>N 0;追肥對有效分蘗的影響則是F5050、F 5320好于F3331、F0。F 3331處理實(shí)際分蘗數(shù)雖有所降低,但是實(shí)際減少了水稻生長過程中由于底肥過足而產(chǎn)生的無效分蘗,且最終有效穗數(shù)增加。2.1.4 葉面積指數(shù)葉面積指數(shù)從返青到抽穗開花期(8月中旬逐漸上升,于抽穗開花期左右達(dá)到最大;施肥量越大,同期葉面積指數(shù)越大;施肥次數(shù)越多,同期葉面積指數(shù)越小;N 0和N120水平下,淹灌的葉面積指數(shù)高于節(jié)灌;N 180水平下,F 5050處理仍以淹灌高,而F 5320和F3331處理卻是節(jié)灌高于淹灌,這是因節(jié)灌的根系活力較強(qiáng),對拔節(jié)期

12、和孕穗期的追肥吸收強(qiáng)于淹灌,導(dǎo)致LA I 比淹灌的高。葉面積指數(shù)見圖3。圖3 葉面積指數(shù)施肥方式對株高的影響在各生育期都顯著。F5050處理自始至終都明顯高于其他處理,F0處理低于其他處理;F5320與F3331比較,區(qū)別不大。這說明前期氮肥越多,植株長得越高;F3331處理在生育期內(nèi)能適時(shí)為水稻提供生長所需的N,避免了某個(gè)生育期養(yǎng)分過剩,水稻徒長,平均降低水稻株高1.8cm,增強(qiáng)了抗倒伏能力,為達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)建立了良好的種群生態(tài)環(huán)境。在江西鷹潭試驗(yàn)站,與試驗(yàn)區(qū)相臨的其他試驗(yàn)田和農(nóng)民稻田中,水稻倒伏均比較嚴(yán)重。水分處理除返青期外,各生育期都是淹灌處理的株高高于節(jié)灌的,其差異以抽穗期和黃熟期表現(xiàn)明

13、顯。這說明節(jié)水灌溉在前期植株長勢并不算差,而在后期對營養(yǎng)生長能有效地控制,為以后的高產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。2.2 不同水肥處理對水稻水分生產(chǎn)率的影響2.2.1 騰發(fā)量不同處理水稻騰發(fā)量及水分生產(chǎn)率見表1?？梢?同一水肥處理下,節(jié)灌全生育期總騰發(fā)量低于淹灌,總體水平約低4%;同一水處理下,施肥量大,水稻根深葉茂,騰發(fā)量也較大;追肥次數(shù)增加,蒸發(fā)總量變化規(guī)律一般為F5320>F5050>F3331,F3331最小的原因是前期施肥量不足,影響稻株的生長和前期的騰發(fā)量。2.2.2 水分生產(chǎn)率用產(chǎn)量與總騰發(fā)量的比值表示水分生產(chǎn)率,從表1可以看出:相同肥水平下,節(jié)灌由于騰發(fā)量相對較低而產(chǎn)量卻有所增

14、加,其水分生產(chǎn)率比淹灌高9.5%14.9%;相同水處理下,隨施肥量增加,開始水分生產(chǎn)率增加很快,然后增加趨勢逐漸減慢。原因是氮肥的增加一方面提高了水稻產(chǎn)量,另一方面使騰表1 騰發(fā)量、產(chǎn)量、水分生產(chǎn)率及產(chǎn)量構(gòu)成(2003年站名處理穗長/cm穗數(shù)/個(gè)千粒重/g 平均每筒(區(qū)產(chǎn)量/kg全生育期騰發(fā)量/mm水分生產(chǎn)率/(k gm-3團(tuán)林W0N0F032.453.522.290.132633.330.697 W0N120F505033.575.521.750.214987.780.721 W0N120F532032.183.522.950.2551113.330.765 W0N120F333134.36

15、0.521.420.243846.670.956 N120均值33.373.222.040.237982.590.814 W0N180F505034.173.322.290.227925.560.817 W0N180F532033.486.022.290.282996.700.943 W0N180F333134.785.522.190.272976.670.928 N180均值34.181.622.260.260966.310.896 W0均值33.574.022.170.232925.720.832 W1N0F031.543.522.300.199770.000.861 W1N120F505

16、033.370.021.840.212850.000.831 W1N120F532033.966.023.160.2551007.300.844 W1N120F333133.074.721.410.252786.67 1.069 N120均值33.470.222.140.240881.320.915 W1N180F505033.084.022.330.276956.670.963 W1N180F532034.477.721.540.288920.00 1.045 W1N180F333134.572.022.380.312963.33 1.081 N180均值34.077.922.080.292

17、946.67 1.030 W1均值33.469.722.140.256893.420.957鷹潭W1N180F505030.7153.717.7267.780389.42 1.160 W1N180F333129.3145.018.0773.200393.17 1.241 發(fā)量相應(yīng)增加,當(dāng)施氮量達(dá)到一定值后,氮肥已不再是水稻生長的制約因素;N120水平下,W0和W1處理水分生產(chǎn)率從大到小均為F3331>F5320>F5050;N180水平下,W0處理為F5320>F3331>F5050,W1處理則為F3331>F5320>F5050。如采用節(jié)灌以F3331最佳

18、,即節(jié)灌時(shí)增加施肥次數(shù)有利于水分生產(chǎn)率的提高。因此,從水分生產(chǎn)率來講以W1N180F3331處理最優(yōu)。2.3 不同處理下水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成2.3.1 不同處理下產(chǎn)量不同水肥處理對水稻生理生態(tài)等的影響最終導(dǎo)致產(chǎn)量不同,從表1團(tuán)林試驗(yàn)站結(jié)果可知:與淹灌相比,節(jié)灌在N0、N120及N180水平下產(chǎn)量增加50.3%、1.1%及12.3%。N0水平下W1比W0產(chǎn)量高很多,證明節(jié)灌根系深,有活力,從而吸取更多養(yǎng)分使水稻增產(chǎn);施氮越多產(chǎn)量越高,W1下N120比N0及N180比N120產(chǎn)量分別高20.5%及21.9%,而W0下則分別高79.2%及9.7%,表明土壤氮素貧乏,增施氮肥有效;無論N120還是N180

19、水平,F5320、F3331間產(chǎn)量均無顯著差異,且均大于F5050。鷹潭站的試驗(yàn)表明F3331處理平均產(chǎn)量為4882.467kg/ hm2,比F5050增加了8.42%。因此,從產(chǎn)量角度出發(fā),認(rèn)為W1N180F3331處理相對較好。2.3.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素分析(1千粒重。總的來講,W0處理的千粒重比W1略高(高0.7%,但不明顯;N0水平的千粒重最大,N120、N180間無顯著差別,可見當(dāng)?shù)厮竭_(dá)一定量時(shí),增施氮肥對提高千粒重?zé)o效;施肥方式中,除W1N180F5320處理外,F5320的千粒重比F5050、F3331高1.4%7.2%。團(tuán)林站試驗(yàn)中的千粒重均高于鷹潭,且差異較顯著,這說明千粒

20、重不僅受水肥的影響,更主要的影響因素在于水稻品種本身。就鷹潭站的兩個(gè)處理比較,F3331處理千粒重比F5050處理提高了1.94%。(2有效穗。淹灌的有效穗數(shù)低于節(jié)灌,這是造成減產(chǎn)的主要原因。在團(tuán)林站,N0、N120、N180水平下,W1比W0有效穗數(shù)分別多7.5%、5.1%、2.8%;N180的有效穗數(shù)高于N120,說明增施氮肥可以提高有效穗數(shù);施肥方式對有效穗數(shù)的影響是F3331略高。鷹潭站試驗(yàn)結(jié)果表明,F3331有效穗數(shù)比F5050增加2.49%。(3穗長。N0、N120、N180水平下,W1比W0的穗長差值分別為2.8%、-0.3%、0.3%,但由于節(jié)灌的其他指標(biāo)高于淹灌,所以仍具有較

21、高的產(chǎn)量;施肥水平的影響,W0下N120、N180的穗長比N0長2.8%、5.2%,W1下則分別長6%、7.9%。團(tuán)林站試驗(yàn)處理下的穗長均長于鷹潭站,是因?yàn)橐环矫媾c氣候環(huán)境有關(guān),另一方面水稻品種存在差異造成的。不同施肥水平下,節(jié)灌比淹灌增產(chǎn)的機(jī)理是不同的。N0水平下,主要是千粒重較大;N120水平下,主要是有效穗數(shù)、千粒重較高;N180水平下,從產(chǎn)量構(gòu)成來講,主要是有較高的有效穗數(shù)。因此,有效穗數(shù)較多是促進(jìn)節(jié)灌增產(chǎn)的主要原因。3 結(jié) 語水和肥是制約水稻生長的重要因素,是形成水稻產(chǎn)量、提高質(zhì)量的重要因子。研究水肥間相互關(guān)系及其對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響,對如何在水分受限制的條件下合理使用水肥,提高水肥利用效率和水稻產(chǎn)量具有重要意義。本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在根據(jù)田間土壤肥力條件確定施肥量的基礎(chǔ)上,施基肥1次外加3次追肥(施肥比例為3&3&3&1,追肥