不同穗型水稻品種氮素利用特性研究

不同穗型水稻品種氮素利用特性研究

水稻是我國的主要糧食。全國水稻種植面積占糧食種植面積的27.90%，種植面積占糧食種植面積的39.82%。在全國有60%的人口以稻米為食,因此,水稻生產(chǎn)在我國糧食生產(chǎn)中具有舉足重要的戰(zhàn)略地位。近年來,北方稻區(qū)育成許多直立穗型品種,已在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用,種植面積不斷擴大。直立穗型品種在群體結(jié)構(gòu)、干物質(zhì)生產(chǎn)能力、葉片生理、籽粒灌漿等已有一些報道,但肥力對不同穗型水稻品種的產(chǎn)量性狀的研究甚少,進一步深入研究肥力對不同穗型水稻品種產(chǎn)量性狀的影響,為水稻高產(chǎn)、高效栽培提供科學依據(jù)。1材料和方法1.1高氮與低氮作準備試驗選用典型直立穗型水稻品種沈農(nóng)265和彎穗型品種鐵粳4為試材,于1998—1999年在沈陽農(nóng)業(yè)大學稻作室進行。試驗田地力較好,0～20cm土層全氮含量為0.11%,全磷含量為0.28%,全鉀含量為3.4%,有機質(zhì)含量為2.98%。試驗設(shè)高氮與低氮兩個處理,高氮處理為全生育期共施無機氮肥(含硫酸銨)210kg/hm2,分基肥、蘗肥、穗肥、粒肥施入;過磷酸鈣750kg/hm2。小區(qū)面積為14.04m2(5.2m×2.7m),行穴距為30cm×16.5cm,3次重復。試驗采取營養(yǎng)土保溫育苗,4月15日播種,5月20日移栽,每穴2苗。試驗田為井水灌溉,其他栽培管理同生產(chǎn)田。1.2對干物質(zhì)的積累和分配從抽穗期開始每隔7d取代表性植株5穴,將葉、莖、鞘分開置于烘箱中,經(jīng)105℃殺青半小時后,再80℃烘干至恒重稱重,測定干物質(zhì)的積累與分配。成熟后測定各處理稻株的穗長、每穗粒數(shù),及一次枝梗、二次枝梗數(shù)和粒數(shù)、重量、結(jié)實率、千粒重、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量等。為統(tǒng)一標準,空癟粒以清水選擇為準。2結(jié)果與分析2.1施氮對穗型品種生長和指標的影響從表1可見,直立穗型品種的1次枝梗數(shù)和1次枝梗的穎花數(shù)均高于彎穗型品種,而2次枝梗數(shù)和2次枝梗的穎花數(shù)前者低于后者,品種間差異明顯,所以1次枝梗數(shù)與1次枝梗數(shù)之比和1次枝梗的穎花數(shù)與2次枝梗的穎花數(shù)之比,直立穗型品種均高于彎曲穗型品種,一次枝梗的穎花數(shù)在總穎花數(shù)的比例前者也高于后者,這可能是直立穗型品種籽粒灌漿強于彎曲穗型品種的重要原因。從每個1,2次枝梗上穎花的著生情況來看,品種間差異不明顯,兩品種每個1次枝梗上大致都著生5～6粒,每個2次枝梗上為3粒左右,這與以往的研究結(jié)果一致。從表1中還可發(fā)現(xiàn),兩穗型品種的1次枝梗數(shù)和1次枝梗的穎花數(shù)的變異系數(shù)較小,大致在11%～20%和16%～23%之間,而2次枝梗數(shù)和2次枝梗的穎花數(shù)的變異系數(shù)較大,約在30%～53%和32%～58%之間,表明兩穗型品種每穗穎花數(shù)的差異主要由2次枝梗數(shù)和2次枝梗穎花數(shù)引起的。分析不同肥力下上述各指標變化發(fā)現(xiàn),高氮處理均使得兩穗型品種的1次枝梗數(shù)、2次枝梗數(shù)、1次枝梗的穎花數(shù)、2次枝梗的穎花數(shù)、總穎花數(shù)減少,表明這幾項指標受氮肥的影響較大。比較穗長和著粒密度發(fā)現(xiàn),直立穗型品種穗長較短,著粒密度大,彎曲穗型品種則相反。穗長品種內(nèi)比較穩(wěn)定,基本不受氮肥的影響,而兩品種著粒密度則隨施氮量的增多而下降,直立穗型品種下降比較明顯。分析結(jié)實率可看出,低氮處理下,兩品種1,2次枝梗結(jié)實率及整穗結(jié)實率均高于高氮處理,在同一施氮處理下彎曲穗型品種的結(jié)實率均高于直立穗型品種。低氮處理下,雖然兩品種的著粒密度大,但結(jié)實率卻提高,說明結(jié)實率并非完全受著粒密度影響,還隨外界條件改變而改變。同時還發(fā)現(xiàn),直立穗型品種在穗粒數(shù)達153粒時,結(jié)實率仍能達86.3%,再次證實直立穗型品種本身與結(jié)實率無必然聯(lián)系,通過改變栽培條件完全可以使直立穗型品種形成的穗大且結(jié)實率提高,為進一步奠定直立穗型品種在高產(chǎn)栽培中地位提供了理論依據(jù)。2.2氮素水平對不同穗型品種的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響2.2.1對蝌蚪穗數(shù)的影響從表2可以看出,不同穗型品種的經(jīng)濟產(chǎn)量是高氮處理高于低氮處理,直立穗型品種高40.5%,彎曲穗型高34.0%,且高氮處理下直立穗型品種的經(jīng)濟產(chǎn)量明顯高于彎曲穗型品種,而低氮處理彎曲穗型品種的經(jīng)濟產(chǎn)量略高于直立穗型品種,說明直立穗型品種比彎穗型品種更適合高肥條件。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析,低氮處理使得直、彎兩品種穗數(shù)比高氮處理低32.04%和20.62%,差異達極顯著水平,說明氮肥對分蘗的影響是極顯著的,與以往的研究結(jié)果一致,同時說明直立穗型品種分蘗對氮肥的反應(yīng)更敏感。在相同肥力下,直立穗型品種每穴穗數(shù)明顯低于彎曲穗型品種。由于穗數(shù)是影響產(chǎn)量的重要因素之一,所以要想使分蘗力差的直立穗型品種獲得高產(chǎn),就要增加密度或增施氮肥,以獲得較高的穗數(shù)水平。比較穗粒數(shù)和結(jié)實率這兩項指標發(fā)現(xiàn),低氮處理下這兩項指標均大于高氮處理,說明低氮處理下兩品種的穗數(shù)雖然明顯減少,但穗大、結(jié)實率高,這與低氮處理下兩品種的群體內(nèi)通風透光條件好有關(guān)。同時發(fā)現(xiàn),與高氮處理相比,直立穗型的穗粒數(shù)增加了23.54%,而彎曲穗型只增加了4.54%,也表明直立穗型對氮肥反應(yīng)更敏感。從千粒重的變化來看,低氮處理下直彎兩品種千粒重分別為26.2g和23.4g,大于高氮處理下的24.5g和21.6g,直立穗型品種在兩種條件下相差1.7g,而彎穗型品種相差2.7g,飽粒千粒重的變化趨勢一致,說明千粒重品種內(nèi)并不穩(wěn)定,明顯受栽培條件的影響,這與前人的研究結(jié)果一致。2.2.2增施化肥對提高直系穗型品種生物產(chǎn)量的影響圖1、圖2是供試兩品種在不同肥力下生物產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的平均值,顯然,不同穗型品種的生物產(chǎn)量均是高氮處理明顯高于低氮處理,直立穗型品種高43.20%,彎曲穗型品種高36.81%,說明增施氮肥對提高直立穗型品種的生物產(chǎn)量的潛力大于彎曲穗型品種。在同一施氮處理下,均是直立穗型品種的生物產(chǎn)量高于彎曲穗型品種,高氮處理下高7.40%,低氮處理下高2.61%,說明在高肥條件下更有利于發(fā)揮直立穗型品種本身的優(yōu)勢。而經(jīng)濟系數(shù)則相反,彎曲穗型品種的經(jīng)濟系數(shù)大于直立穗型品種,高氮處理的經(jīng)濟系數(shù)低于低氮處理,直立穗型品種低2.08%,彎曲穗型品種低2.00%。說明低氮處理下,群體密度降低,群體內(nèi)部通風透光條件改善,有利于光和產(chǎn)物的積累,也有利于光和產(chǎn)物向穗部轉(zhuǎn)移。2.3不同性能穗型抽穗型品種間的物質(zhì)生產(chǎn)差異有研究結(jié)果認為,抽穗前物質(zhì)生產(chǎn)能力品種間差異不大,產(chǎn)量差異主要來自抽穗后物質(zhì)生產(chǎn)能力的差異,從表3可以看出,抽穗前積累量為高氮處理明顯高于低氮處理,直立穗型品種高56.75%,彎曲穗型品種高53.68%,說明氮肥對兩品種抽穗前積累影響很大,對直立穗型品種的影響大于彎曲穗型品種。在同一肥力水平下兩品種抽穗前積累相差不大,彎曲穗型品種略高于直立穗型。抽穗后生產(chǎn)量也表現(xiàn)為高氮處理高于低氮處理,二者差異變小,但不同穗型品種間差異增大,彎曲穗型品種高15.69%,而直立穗型品種高28.70%。在同一肥力水平下品種間表現(xiàn)出明顯的差異,直立穗型品種明顯高于彎曲穗型品種,因而在生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量中所占的比例也高于彎曲穗型品種,這可能是直立穗型品種物質(zhì)生產(chǎn)上的一個顯著特點。低氮處理下,兩品種抽穗后物質(zhì)生產(chǎn)量在經(jīng)濟產(chǎn)量和生物產(chǎn)量中所占的比例高于高氮處理,這可能是導致低氮處理下兩品種灌漿速度快的一個原因。比較物質(zhì)轉(zhuǎn)移量發(fā)現(xiàn),品種和肥力間差異很大,高氮處理高于低氮處理,同時,彎曲穗型品種的物質(zhì)轉(zhuǎn)移量明顯高于直立穗型品種,這是彎曲穗型品種的一個顯著特點,可能與結(jié)實率高有一定關(guān)系。表4是兩品種在不同肥力下抽穗后群體生產(chǎn)率的比較,在測定的各個不同時期,高氮處理兩品種的群體生長率均是高氮處理高于低氮處理,這是導致表2中高(下轉(zhuǎn)第43頁)(上接第35頁)氮處理兩品種的生物產(chǎn)量和抽穗后生產(chǎn)量高于低氮處理的原因。在同樣肥力水平下,抽穗后0～15d,彎穗型品種的群體生長率略高于直穗型品種,以后兩品種的群體生長率均下降,而以彎穗型品種的群體生長率下降的快,所以在灌漿15～30d之后,直穗型品種的群體生長率一直高于直穗型品種,因此抽穗后直穗型品種的物質(zhì)生產(chǎn)量高于彎穗型品種(表3),這可能是直立穗型品種生物產(chǎn)量高、經(jīng)濟產(chǎn)量高的根本原因。3選用立穗型品種研究表明,在低肥條件下栽培時,彎穗型品種顯示出本身的優(yōu)勢,體現(xiàn)在分蘗力強,抽穗前葉面積擴展快,667m2穗數(shù)較多,抽穗后物質(zhì)生產(chǎn)量較直立穗型品種低。但由于其轉(zhuǎn)移量大,所以經(jīng)濟產(chǎn)量高于直立穗型品種。而在高肥條件下栽培時,直立穗型品種能顯示出本身的優(yōu)勢,體現(xiàn)在667m2穗數(shù)適宜,單葉質(zhì)量好,群體光和速率高,抽穗后葉片衰老慢,抽穗后物質(zhì)生產(chǎn)能力強,經(jīng)濟產(chǎn)量高,所以在土壤肥力低、