韋還和孟天瑤李 超張洪程，*戴其根，*馬榮榮王曉燕楊筠文

水稻甬優(yōu)12產(chǎn)量13.5 t hm-2以上超高產(chǎn)群體的氮素積累、分配與利用特征

韋還和1孟天瑤1李 超1張洪程1，*戴其根1，*馬榮榮2王曉燕3楊筠文4

1揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心 / 江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江蘇揚(yáng)州 225009；2浙江省寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所， 浙江寧波 315101；3浙江省寧波市種子公司， 浙江寧波315101；4浙江省寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站， 浙江寧波 315100

為探明甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的氮素吸收與積累特征， 2013—2014年， 對高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm-2）、更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm-2）、超高產(chǎn)（＞13.5 t hm-2） 3個產(chǎn)量群體的氮素吸收與積累特征等進(jìn)行了系統(tǒng)比較研究。結(jié)果表明， 與高產(chǎn)和更高產(chǎn)群體相比： （1）超高產(chǎn)群體拔節(jié)期植株含氮率較低， 抽穗期和成熟期植株含氮率高于對照。超高產(chǎn)群體拔節(jié)期氮素吸收量較低， 抽穗和成熟期氮素吸收量較高。（2）超高產(chǎn)群體播種至拔節(jié)期氮素積累量和積累比例低于對照；拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素積累量和積累比例高于對照。播種至拔節(jié)期氮素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性負(fù)相關(guān)， 拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素積累量與產(chǎn)量呈極顯著線性正相關(guān)。（3）超高產(chǎn)群體抽穗期和成熟期莖鞘、葉片和穗部氮素吸收量較高， 且花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和穗部氮素積累量也較高?；ê笄o鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與實(shí)產(chǎn)呈顯著線性正相關(guān)； 穗部氮素積累量與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)。（4）甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體氮素吸收利用參數(shù)為， 籽粒生產(chǎn)率50.8 kg grain kg-1、百千克籽粒吸氮量1.97 kg、氮肥偏生產(chǎn)力42.1 kg kg-1、氮收獲指數(shù)0.552。本研究表明， 與一般高產(chǎn)群體相比， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體氮素吸收具有拔節(jié)前較低、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期高的特點(diǎn)； 促進(jìn)花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量有利于提高水稻產(chǎn)量。甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體百千克籽粒吸氮量2.0 kg左右， 其氮素利用效率較低， 在其超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視氮素的高效利用。

甬優(yōu)12； 超高產(chǎn)群體； 氮素積累、分配與利用

水稻超高產(chǎn)研究一直是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)［1-2］。近些年， 利用具有超高產(chǎn)潛力品種及其配套關(guān)鍵栽培技術(shù)， 全國范圍內(nèi)的產(chǎn)量記錄不斷刷新， 多個生態(tài)區(qū)創(chuàng)造了13.5 t hm-2及以上的產(chǎn)量記錄［3-5］。當(dāng)前，從產(chǎn)量及其構(gòu)成因素［6-7］、光合物質(zhì)生產(chǎn)［8-9］、冠層結(jié)構(gòu)［10-11］等方面已基本明確了水稻超高產(chǎn)群體的產(chǎn)量形成機(jī)理， 但就超高產(chǎn)條件下水稻養(yǎng)分， 尤其是氮素的吸收利用特征的報道相對較少。李鴻偉等［12］研究表明， 與對照相比， 超高產(chǎn)（ ＞12.0 t hm-2）水稻氮素吸收具有生育前期較低、生育中后期較高的特點(diǎn)，且氮素吸收效率高。潘圣剛等［13］研究表明， 與高產(chǎn)（≥9.0 t hm-2）水稻相比， 超高產(chǎn)（≥12.0 t hm-2）水稻在分蘗盛期對氮素養(yǎng)分吸收利用優(yōu)勢不明顯， 幼穗分化期、齊穗期和成熟期氮素養(yǎng)分吸收利用高且積累速度快。吳文革等［14］研究表明， 與對照汕優(yōu)63相比， 超級中秈雜交水稻（產(chǎn)量在10.5 t hm-2左右）的氮素吸收量在拔節(jié)期并無優(yōu)勢， 拔節(jié)期以后則顯著高于對照； 在生育前期和中期， 超級稻品種氮素吸收速率與對照相當(dāng)， 在抽穗后尤其是灌漿結(jié)實(shí)后期表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。前人多以產(chǎn)量水平10.5～12.0 t hm-2的群體為研究對象， 未涉及到產(chǎn)量13.5 t hm-2以上群體的氮素吸收利用特征。甬優(yōu)12已在生產(chǎn)上表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量潛力， 連續(xù)多年在長江中下游地區(qū)創(chuàng)造13.5 t hm-2以上高產(chǎn)記錄［5，15］。目前對甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體氮素利用效率、氮素吸收利用特征及產(chǎn)量差異群體氮素吸收利用特征差異， 尚缺乏系統(tǒng)研究報道。為此， 本研究在連續(xù)多年以甬優(yōu) 12單產(chǎn)超13.5 t hm-2的豐產(chǎn)方上進(jìn)行大田追蹤測定， 以更高產(chǎn)（12.0～13.5 t hm-2）群體和高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm-2）群體為對照， 分析不同產(chǎn)量水平群體氮素吸收、積累特征及其與稻谷產(chǎn)量的關(guān)系， 探究甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體氮素吸收、積累與分配特征， 以期為水稻超高產(chǎn)和氮素高效利用栽培管理提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與栽培管理

2013—2014年， 在浙江省寧波市鄞州區(qū)洞橋鎮(zhèn)百梁橋村種糧大戶許躍進(jìn)田中進(jìn)行甬優(yōu)12 （N = 17，n = 7）超高產(chǎn)攻關(guān)試驗(yàn)。連片豐產(chǎn)方面積為6.67 hm2，土壤為黃化青紫泥， pH 5.51， 含有機(jī)質(zhì)38.37 g kg-1、全氮0.16%、堿解氮82.45 mg kg-1、速效磷20.14 mg kg-1、速效鉀78.45 mg kg-1。主要生育階段的平均溫度、日照時數(shù)、降雨量見表1。

2年的播種期均在 5月中上旬， 塑料軟盤育秧，秧齡20 d左右， 移栽葉齡4.1葉左右， 栽插行株距為30.0 cm × 26.7 cm， 每穴2～3個種子苗。甬優(yōu)12超高產(chǎn)、更高產(chǎn)、高產(chǎn)群體關(guān)鍵栽培措施見表2。

甬優(yōu)12超高產(chǎn)攻關(guān)關(guān)鍵栽培管理設(shè)計(jì)的基本原則： （1）適宜的穗數(shù)是甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體形成的重要基礎(chǔ)［16］； 在群體大庫容形成基礎(chǔ)上， 生育后期較強(qiáng)的光合物質(zhì)生產(chǎn)以滿足群體庫容的有效充實(shí)是甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體形成的前提［6］。因此， 在N、P、K肥料施用量和運(yùn)籌比例上要兼顧協(xié)調(diào)水稻營養(yǎng)生長和生殖生長。（2）本試驗(yàn)地區(qū)土壤缺硅現(xiàn)象較普遍［17］，水稻生育后期易遭受臺風(fēng)引起倒伏； 該地區(qū)高溫高濕的氣候條件， 也易導(dǎo)致紋枯病、稻瘟病、二化螟等病蟲害的發(fā)生。此前的研究已表明［18-19］， 施用硅肥可提高稻株抗倒伏能力、提高水稻對紋枯病、二化螟等抗性。因此， 在甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視硅肥的施用。（3）本區(qū)域地處長江以南， 每年 6月中旬至 7月中上旬迎來梅雨季節(jié)， 而此時期正是甬優(yōu)12群體分蘗盛期至拔節(jié)期階段， 應(yīng)及時擱田、控制無效分蘗發(fā)生， 優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)［20］。

表1　水稻主要生育階段的平均溫度、日照時數(shù)和降雨量Table 1 Mean temperature， sunshine hours， and precipitation during rice main growing periods

1.2測定項(xiàng)目與方法

于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期， 從不同生長水平群體田塊取6穴為1個樣本， 將樣本分成葉、莖鞘、穗（抽穗期和成熟期）， 于105℃殺青30 min， 75℃烘干至恒重， 測定干物質(zhì)量。用半微量凱氏定氮法測定植株中的氮素含量。

于成熟期， 調(diào)查不同產(chǎn)量水平群體田塊有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率； 在各代表性田塊中采用五點(diǎn)法， 每方20 m2， 收割稻種晾曬， 并抓取5組1000粒干種子求千粒重。由專家組驗(yàn)收實(shí)產(chǎn)。

1.3計(jì)算方法與數(shù)據(jù)處理

某生育時期的干物重與該時期植株氮素含量乘積為該時期氮素吸收量。某時期的氮素吸收量減去前一個生育期的氮素吸收量為這2個生育期之間的氮素積累量；

花后葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg hm-2） = 抽穗期葉片氮素吸收量-成熟期葉片氮素吸收量；

花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量（kg hm-2） = 抽穗期莖鞘氮素吸收量-成熟期莖鞘氮素吸收量；

籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg-1） = 籽粒產(chǎn)量/成熟期植株氮素吸收量；

每噸籽粒氮素吸收量（kg t-1grain） = 成熟期植株氮素吸收量/籽粒產(chǎn)量；

氮素偏生產(chǎn)力（kg kg-1） = 籽粒產(chǎn)量/氮肥施用量；

氮素收獲指數(shù)=成熟期籽粒氮素吸收量/成熟期植株氮素吸收量。

運(yùn)用Microsoft Excel軟件錄入數(shù)據(jù)， SigmaPlot軟件制作圖形， SPSS軟件作統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

2013年甬優(yōu) 12各產(chǎn)量水平群體的產(chǎn)量及其構(gòu)成的結(jié)果摘自王曉燕等［5］的研究。兩年中， 甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體平均產(chǎn)量為 13.9 t hm-2， 顯著高于更高產(chǎn)（12.6 t hm-2）和高產(chǎn)群體（10.9 t hm-2）。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素， 兩年中超高產(chǎn)群體的穗數(shù)（×104hm-2）、每穗粒數(shù)分別為 226.8和 328.4， 顯著高于更高產(chǎn)（211.8 和304.3）和高產(chǎn)群體（196.3和277.7）； 2014年甬優(yōu)12每穗粒數(shù)較2013年明顯降低。結(jié)實(shí)率和千粒重有高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞超高產(chǎn)群體趨勢， 但差異不顯著（表3）。

2.2不同產(chǎn)量群體主要生育期含氮率及氮素吸收量

由圖1可知， 超高產(chǎn)群體在拔節(jié)期的植株含氮率顯著低于高產(chǎn)群體； 超高產(chǎn)群體在抽穗期和成熟期的植株含氮率分別為1.62%和1.11%， 高于對應(yīng)時期的更高產(chǎn)群體（1.58%和1.09%）和高產(chǎn)群體（1.52% 和1.06%）； 兩年試驗(yàn)結(jié)果的趨勢一致， 但差異幅度略有不同。

兩年中， 超高產(chǎn)群體拔節(jié)期植株氮素吸收量為109.9 kg hm-2， 低于更高產(chǎn)群體（125.8 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（136.6 kg hm-2）。抽穗期和成熟期植株氮素吸收量則以超高產(chǎn)群體顯著高于更高產(chǎn)和高產(chǎn)群體（圖2）。

2.3不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵生育階段氮素積累量及其與產(chǎn)量的關(guān)系

兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體植株氮素吸收總量（kg hm-2）為275.6， 顯著高于更高產(chǎn)群體（242.9）和高產(chǎn)群體（201.6）。高產(chǎn)群體在播種至拔節(jié)期氮素積累量和積累率顯著高于超高產(chǎn)群體； 超高產(chǎn)群體在拔節(jié)至抽穗期氮素積累量為123.3 kg hm-2， 顯著高于更高產(chǎn)（85.3 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（40.3 kg hm-2）； 隨產(chǎn)量水平上升， 拔節(jié)至抽穗期階段氮素積累量占總吸收量的比例上升， 超高產(chǎn)群體為44.7%、更高產(chǎn)群體為35.1%、高產(chǎn)群體為20.0%。隨產(chǎn)量水平上升， 抽穗至成熟期氮素積累量和積累比例上升， 超高產(chǎn)群體在此階段氮素積累量和積累比例分別為 41.1 kg hm-2和14.9% （表4）。

對兩年中甬優(yōu)12各產(chǎn)量群體播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期氮素積累量與實(shí)產(chǎn)進(jìn)行線性相關(guān)分析（圖3）。播種至拔節(jié)期氮素積累量與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性負(fù)相關(guān)（y = -0.0398x+17.457， R2= 0.3149**）； 拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期植株氮素積累量與實(shí)產(chǎn)均呈極顯著線性正相關(guān)， 線性方程分別為y = 0.0275x+10.167， R2= 0.6953**、y = 0.0315x+ 11.461， R2= 0.1623**。

表3　兩年中甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體實(shí)產(chǎn)及其構(gòu)成因素Table 3 Grain yield and yield components of different yield groups of Yongyou 12 during 2013 and 2014

圖1　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期含氮率Fig. 1 N content at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014相同年份同一生育期誤差線上標(biāo)以不同小寫字母的值在5%水平差異顯著。SHY： 超高產(chǎn)群體； HRY： 更高產(chǎn)群體； HY： 高產(chǎn)群體。Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% （small） probability level at the same stage. SHY： super high yield；HRY： higher yield； HY： high yield.

圖2　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體主要生育期氮素吸收量Fig. 2 N uptake at main growth stages of Yongyou 12 in 2013 and 2014相同年份同一生育期誤差線上標(biāo)以不同小寫字母的值在5%水平差異顯著。SHY： 超高產(chǎn)群體； HRY： 更高產(chǎn)群體； HY： 高產(chǎn)群體。Bars superscripted by different letters are significantly different at the 5% （small） probability level at the same stage. SHY： super high yield；HRY： higher yield； HY： high yield.

表4　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體關(guān)鍵生育階段氮素積累量及積累率Table 4 N uptake and N uptake rate during main growth periods in different yield groups of Yongyou 12

2.4不同產(chǎn)量群體抽穗期和成熟期各器官氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)及其與產(chǎn)量的關(guān)系

兩年中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體抽穗期莖鞘、葉片和穗部氮素吸收量分別為82.7、123.9和28.0 kg hm-2， 高于更高產(chǎn)群體（72.0、112.9和26.0 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（58.4、99.4和21.1 kg hm-2）。成熟期葉片、莖鞘和穗部氮素吸收量亦呈超高產(chǎn)群體＞更高產(chǎn)群體＞高產(chǎn)群體（表5）。兩年中， 甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體花后葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量為59.7 kg hm-2， 低于更高產(chǎn)群體（60.8 kg hm-2），而高于高產(chǎn)群體（57.5 kg hm-2）； 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量為 23.5 kg hm-2， 高于更高產(chǎn)群體（17.1 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（13.0 kg hm-2）； 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體花后穗部氮素積累量為124.3 kg hm-2， 高于更高產(chǎn)群體（110.1 kg hm-2）和高產(chǎn)群體（93.3 kg hm-2）。

花后葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量及穗部氮素積累量與實(shí)產(chǎn)關(guān)系分別見圖4-A、B和C。花后葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與實(shí)產(chǎn)未呈顯著或極顯著線性正相關(guān)， 線性方程為y = 0.0026x+12.31， R2= 0.0012； 莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與實(shí)產(chǎn)呈顯著線性正相關(guān)， 線性方程為y = 0.0448x+11.66， R2= 0.1552*； 穗部氮素積累量與實(shí)產(chǎn)呈極顯著線性正相關(guān)， 線性方程為 y = 0.0347x+8.6579， R2= 0.3146**（圖4）。

圖3　甬優(yōu)12關(guān)鍵生育階段氮素積累量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 3 Relationships between N uptake during main growth periods and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

圖4　花后葉片、莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量及穗部氮素積累量與產(chǎn)量關(guān)系Fig. 4 Relationships between N translocation in the leaf and stem and sheath and N increase in the panicle after heading and grain yield of Yongyou 12 in 2013 and 2014

2.5不同產(chǎn)量群體氮素利用效率

兩年中， 籽粒生產(chǎn)率（kg grain kg-1）以高產(chǎn)群體（53.9）最高、超高產(chǎn)群體（50.8）最低； 百千克籽粒氮素吸收量（kg t-1grain）以超高產(chǎn)群體（1.97）顯著高于更高產(chǎn)（1.92）群體和高產(chǎn)（1.86）群體； 不同產(chǎn)量群體之間氮肥偏生產(chǎn)力（kg kg-1）呈超高產(chǎn)群體（42.1）＞更高產(chǎn)群體（41.8）＞高產(chǎn)群體（40.2）； 2013年， 氮收獲指數(shù)以高產(chǎn)群體最高、更高產(chǎn)群體最低， 2014年， 則以更高產(chǎn)群體最高、超高產(chǎn)群體最低。

表5　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體抽穗期和成熟期各器官氮素積累量Table 5 N uptake in each organ at heading and maturity in different yield groups of Yongyou 12

表6　甬優(yōu)12不同產(chǎn)量群體氮素利用效率Table 6 N use efficiency index in different yield groups of Yongyou 12

3　討論

3.1甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體氮素吸收、積累與轉(zhuǎn)運(yùn)特征及其與產(chǎn)量的關(guān)系

李鴻偉等［12］研究表明， 與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培措施相比， 超高產(chǎn)栽培（采用實(shí)地氮肥管理和輕干濕交替灌溉關(guān)鍵栽培技術(shù)）水稻養(yǎng)分吸收與積累具有生育前期（拔節(jié)前）較低、中（拔節(jié)至抽穗）后期（抽穗至成熟）較高的特點(diǎn)?；糁醒蟮龋?1］以50個早熟晚粳品種為試材， 設(shè)置7個氮肥水平， 借鑒氮肥群體最高生產(chǎn)力概念， 結(jié)果表明， 隨生產(chǎn)力水平增加， 拔節(jié)、抽穗和成熟期植株氮素吸收量均隨之增加。本試驗(yàn)條件下，超高產(chǎn)群體在拔節(jié)期氮素吸收量低于更高產(chǎn)和高產(chǎn)群體， 抽穗和成熟期氮素吸收量則高于對照。與對照相比， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體拔節(jié)前氮素積累量較低，拔節(jié)至抽穗、抽穗至成熟氮素積累量高的特征， 這與李鴻偉等［12］的結(jié)論基本一致， 而與霍中洋等［21］的產(chǎn)量更高群體其拔節(jié)期氮素吸收量也高的結(jié)論不同。差異原因可能與試驗(yàn)設(shè)計(jì)有關(guān)， 霍中洋等［21］的研究是通過氮肥使50個早熟晚粳品種發(fā)揮最高產(chǎn)量基礎(chǔ)上， 根據(jù)產(chǎn)量等級分析產(chǎn)量差異品種的氮素吸收利用特征， 其結(jié)果表明， 最高生產(chǎn)力處于頂層水平的品種在生育各時期均具有更強(qiáng)的氮素吸收能力，即產(chǎn)量差異群體氮素吸收利用特征差異主要來自于品種； 李鴻偉等［12］的研究和本研究產(chǎn)量差異群體氮素吸收利用特征差異主要來自于栽培調(diào)控措施。

關(guān)于水稻氮素吸收的關(guān)鍵生育階段及其與產(chǎn)量的關(guān)系， 前人已有大量文獻(xiàn)報道?；糁醒蟮龋?1］研究表明水稻主要生育階段植株氮素積累量和積累速率隨產(chǎn)量水平的增加而顯著增加。李鴻偉等［12］研究表明， 隨產(chǎn)量水平上升， 植株拔節(jié)前氮素積累量隨之降低， 拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期氮素積累量隨之增加。吳文革等［14］研究表明， 超級中秈雜交稻在拔節(jié)前、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期氮素積累量均高于對照。本試驗(yàn)條件下， 當(dāng)產(chǎn)量水平上升時， 播種至拔節(jié)期氮素積累量隨之下降； 拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期氮素積累量則隨之上升， 這與前人結(jié)果基本一致。主要生育階段的氮素積累量與產(chǎn)量的線性相關(guān)性結(jié)果說明， 播種至拔節(jié)期氮素積累量與產(chǎn)量呈線性負(fù)相關(guān)， 拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期氮素積累與產(chǎn)量呈線性正相關(guān)， 因此， 在甬優(yōu)12超高產(chǎn)栽培中應(yīng)適當(dāng)控制群體前期氮素積累， 促進(jìn)中后期氮素積累。本研究中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)（≥13.5 t hm-2）群體播種至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至成熟期氮素積累量和積累比例適宜值分別為 109～112 kg hm-2、38%～42%、115～130 kg hm-2、42%～46%、40～41 kg hm-2、14%～15%， 僅供參考。

甬優(yōu)12超高產(chǎn)N、P、K肥料施用量高于對照，且生育前期（播種至拔節(jié)期）的栽培管理基本一致，為何超高產(chǎn)群體拔節(jié)期植株含氮率低于高產(chǎn)群體？在實(shí)際栽培管理中， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)田塊周圍挖了豐產(chǎn)溝（寬35 cm， 深35～40 cm）， 由于人工成本較高等因素影響， 對更高產(chǎn)田塊的豐產(chǎn)溝要求相對較低，而對高產(chǎn)田塊并未挖豐產(chǎn)溝。本區(qū)地處長江以南，每年6月中旬至7月中上旬為梅雨季節(jié)， 分蘗盛期至拔節(jié)期時高產(chǎn)田塊由于四周沒有豐產(chǎn)溝又連續(xù)降雨， 擱田效果較差， 群體生產(chǎn)旺盛、植株含氮率較高；而甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體正值分蘗盛期至拔節(jié)期時， 擱田效果較好， 控制無效分蘗生長， 植株含氮率較低，這也符合凌啟鴻等［22］提出的超高產(chǎn)栽培中群體葉色應(yīng)在無效分蘗期和拔節(jié)始期“落黃”的觀點(diǎn)。

較多的研究表明， 提高水稻生育后期的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)、促進(jìn)氮素及非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，有利于進(jìn)一步提高稻谷產(chǎn)量和氮肥利用效率［23-24］。許軻等［25］研究表明， 抽穗期和成熟期植株莖鞘、葉片氮素吸收量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)； 拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期莖鞘和葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量亦與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。吳文革等［14］研究表明， 與對照汕優(yōu)63相比， 超級中秈雜交稻花后葉片、莖鞘氮素輸出量高， 氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率較低。于林惠等［26］研究機(jī)插稻產(chǎn)量梯度群體花后氮素轉(zhuǎn)運(yùn)差異發(fā)現(xiàn)， 隨產(chǎn)量水平上升， 花后葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率降低； 而莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率增加。本試驗(yàn)條件下， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體花后葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量低于更高產(chǎn)群體， 而高于高產(chǎn)群體； 花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量高于更高產(chǎn)和高產(chǎn)群體； 且花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與實(shí)產(chǎn)呈顯著線性正相關(guān)， 因此， 促進(jìn)花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量，有利于提高水稻產(chǎn)量。

3.2甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的氮素利用效率

于林惠等［26］研究表明， 高產(chǎn)（10.5～12.0 t hm-2）機(jī)插粳稻百千克籽粒吸氮量為2.0～2.1 kg、成熟期氮收獲指數(shù)0.51～0.61。吳文革等［14］研究表明， 超級中秈雜交稻產(chǎn)量10.5 t hm-2水平下的氮肥偏生產(chǎn)力和百千克籽粒吸氮量分別為46.6 kg kg-1和1.83 kg左右。杜永等［27］研究表明， 超高產(chǎn)（ ＞11.0 t hm-2）栽培遲熟中粳稻氮素籽粒生產(chǎn)率45～46 kg grain kg-1、百千克籽粒吸氮量2.1 kg左右。這些研究對象的產(chǎn)量水平大多在10.5～12.0 t hm-2， 就超高產(chǎn)（≥13.5 t hm-2）條件下水稻氮素利用效率參數(shù)的報道較少。本試驗(yàn)條件下， 甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體籽粒生產(chǎn)率、百千克籽粒吸氮量、氮肥偏生產(chǎn)力和氮收獲指數(shù)分別為 50.8 kg grain kg-1、1.97 kg t-1grain、42.1 kg kg-1和0.552。

近些年， 全國各地開展了水稻超高產(chǎn)栽培攻關(guān)研究， 創(chuàng)造了一些超高產(chǎn)記錄［3-5］， 我們也應(yīng)看到這些產(chǎn)量記錄大多以高額的資源（肥、水等）投入為代價，水稻高產(chǎn)與資源高效利用能否協(xié)同， 仍是人們關(guān)注的熱點(diǎn)［28-29］。本研究條件下， 超高產(chǎn)群體籽粒生產(chǎn)率為 50.8， 顯著低于高產(chǎn)和更高產(chǎn)群體； 盡管甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體成熟期植株氮素吸收量顯著高于高產(chǎn)和更高產(chǎn)群體， 但其氮素籽粒生產(chǎn)率低于對照， 說明超高產(chǎn)群體氮素吸收量增多， 氮素籽粒生產(chǎn)率反而降低， 即隨著氮肥用量的增加， 至一定程度后，同樣吸收1 kg 氮， 生產(chǎn)出的稻谷產(chǎn)量反而減少， 這表明甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體氮肥利用效率較低， 如何協(xié)同提高甬優(yōu) 12超高產(chǎn)群體產(chǎn)量及氮素利用效率仍面臨較大挑戰(zhàn)。

4　結(jié)論

與一般高產(chǎn)群體相比， 甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體的氮素吸收具有拔節(jié)前低、拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期高的特點(diǎn)。促進(jìn)花后莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量有利于提高水稻產(chǎn)量。甬優(yōu)12超高產(chǎn)群體百千克籽粒吸氮量2.0 kg左右， 其氮肥利用效率較低， 今后在其超高產(chǎn)栽培管理中應(yīng)重視氮肥的高效利用。

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Accumulation， Translocation and Utilization Characteristics of Nitrogen in Yongyou 12 Yielding over 13.5 t ha-1

WEI Huan-He1， MENG Tian-Yao1， LI Chao1， ZHANG Hong-Cheng1，*， DAI Qi-Gen1，*， MA Rong-Rong2，WANG Xiao-Yan3， and YANG Yun-Wen4

1Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley， Ministry of Agriculture / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China；2Crop Research Institute， Ningbo Academy of Agricultural Sciences of Zhejiang Province， Ningbo 315101， China；3Ningbo Seed Company of Zhejiang Province， Ningbo 315101， China；4Ningbo City Yinzhou District Agricultural Technology Extension and Service， Ningbo 315100， China

In order to determine the absorption and accumulation of nitrogen （N） in super high yielding rice population of Yongyou 12， the field experiments were conducted with these populations of high yield （HY， 10.5-12.0 t ha-1）， higher yield （HRY，12.0-13.5 t ha-1）， and super high yield （SHY， ＞13.5 t ha-1） in 2013 and 2014. Results indicated that compared with HRY and HY. SHY showed lower N content at jointing while higher N content at heading and maturity. SHY showed lower N accumulation at jointing while higher N accumulation at heading and maturity. N accumulation and accumulation rate from sowing to jointing of SHY was lower， while opposite trends were observed from jointing to heading and from heading to maturity for SHY. There existed a very significantly negative correlation between N accumulation from sowing to jointing and grain yield， while very significantly positive correlations were observed between N accumulation from sowing to jointing and from heading to maturity and grain yield. SHY showed higher N accumulation in leaf， stem， and panicle at heading and maturity， as well as N translocation from stem and N increase in panicle after heading. There existed a significantly positive correlation between N translocation from stem after heading and grain yield， while a very significantly positive correlation was observed between N increase in panicle after heading and grain yield. When values were averaged across two years， internal nutrient efficiency， N uptake in the panicle per hundred， partial factor productivity， and N harvest index of SHY were 50.8 kg grain kg-1， 1.97 kg， 42.1 kg kg-1， and 0.552， respectively. Our study indicated that SHY showed lower N accumulation before jointing， while higher N accumulation from jointing to heading， and from heading to maturity， when compared with check. Increasing N translocation from stem after heading was beneficial to improve grain yield. N uptake in the panicle per hundred of SHY was 2.0 kg， relatively low P use efficiency was observed in SHY， a great attention should be paid to improving P use efficiency.

Yongyou 12； Super high yielding population； Nitrogen accumulation， distribution， and utilization

10.3724/SP.J.1006.2016.01363

本研究由國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303102）， 農(nóng)業(yè)部超級稻專項(xiàng)（02318802013231）， 寧波市重大科技項(xiàng)目（2013C11001）， 江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（BE2015340）， 揚(yáng)州大學(xué)研究生創(chuàng)新培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（KYLX15_1371）， 揚(yáng)州大學(xué)科技創(chuàng)新培育基金（2015CXJ042）和基于模型與GIS的高郵市小麥精確管理和診斷調(diào)控技術(shù)的開發(fā)與示范推廣（SXGC［2013］248）資助。

This study was supported by the China Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest （201303102）， Special Program of Super Rice of the Ministry of Agriculture （02318802013231）， the Great Technology Project of Ningbo City （2013C11001）， the Key Projects of Jiangsu Province （BE2015340）， Innovative Training Program of Yangzhou University （KYLX15_1371）， Science and Technology Innovation Fund of Yangzhou University （2015CXJ042）， and Precise Diagnosis and Management of Control Technology Based On Modeling and GIS of Gaoyou City （SXGC［2013］248）.

（Corresponding authors）： 戴其根， E-mail： qgdai@yzu.edu.cn； 張洪程， E-mail： hczhang@yzu.edu.cn

聯(lián)系方式： E-mail： 920964110@qq.com

Received（）： 2015-11-24； Accepted（接受日期）： 2016-04-26； Published online（網(wǎng)絡(luò)出版日期）： 2016-05-23.

URL： http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160523.0853.014.html