雷 濤，陶 醉，曹 威，田阿林，單雙呂，陳佳娜，曹放波，黃 敏*

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物與環(huán)境研究中心，長(zhǎng)沙 410128；2 瀏陽(yáng)市永安鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站，湖南瀏陽(yáng) 410323)

水稻是我國(guó)主要糧食作物之一，全國(guó)約有65%的人口以稻米為主食[1，2]。隨著人口的不斷增加和耕地面積的逐漸減少，提高水稻產(chǎn)量是解決我國(guó)糧食安全問(wèn)題的關(guān)鍵所在[3～5]。品種的改良對(duì)促進(jìn)我國(guó)水稻產(chǎn)量的提高做出了重要貢獻(xiàn)[6，7]。自20世紀(jì)50年代以來(lái)我國(guó)水稻品種的改良經(jīng)歷了高稈、矮稈、半矮稈(含半矮稈雜交稻)、超級(jí)稻等發(fā)展歷程[8，9]。除品種改良外，栽培技術(shù)的進(jìn)步，尤其是氮肥的施用對(duì)水稻產(chǎn)量也具有較大影響[10，11]。適量施用氮肥可以有效增加單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)和干物質(zhì)積累量等[12，13]，從而提高水稻產(chǎn)量；但過(guò)量施用氮肥不僅會(huì)降低氮肥利用效率，導(dǎo)致減產(chǎn)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染[14～16]。本研究選用20世紀(jì)70年代主栽品種廣陸矮4號(hào)和當(dāng)前大面積應(yīng)用的品種中嘉早17為試驗(yàn)材料，對(duì)其產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成、干物質(zhì)生產(chǎn)以及氮素利用率進(jìn)行比較，以期為高產(chǎn)育種和綠色栽培提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試品種

試驗(yàn)于2018年在湖南省瀏陽(yáng)市永安鎮(zhèn)進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤pH6.20，有機(jī)質(zhì)33.27 g/kg，堿解氮179.39 mg/kg，有效磷23.78 mg/kg，速效鉀112.87 mg/kg。

供試早稻品種2個(gè)：廣陸矮4號(hào)(GLA4)和中嘉早17(ZJZ17)。其中，廣陸矮4號(hào)為20世紀(jì)60年代選育的品種，親本為廣場(chǎng)矮3784(♀)和陸財(cái)號(hào)(♂)，歷史推廣面積達(dá)到423萬(wàn)公頃，為歷史上全國(guó)種植面積第二的早秈稻品種；中嘉早17為2000年代選育的品種，親本為中選181(♀)和嘉育253(♂)，歷史推廣面積超過(guò)363萬(wàn)公頃，為目前全國(guó)種植面積最大的早秈稻品種[17]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)為品種和氮肥兩因子試驗(yàn)，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，施氮水平為主區(qū)，主區(qū)面積40 m2，品種為副區(qū)，副區(qū)面積20 m2。設(shè)5個(gè)施氮水平，分別為：0(N0)、50(N50)、100(N100)、150(N150)和200(N200)kg/hm2。重復(fù)3次。采用濕潤(rùn)育秧，于3月25日播種，4月24日人工移栽，每穴3苗，移栽密度20 cm×16.7 cm。各氮肥均按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2施用。P2O560 kg/hm2全部做基肥施用；K2O 105 kg/hm2按基肥∶穗肥=5∶5施用。其他管理按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培習(xí)慣進(jìn)行。

1.3 測(cè)定內(nèi)容和方法

(1)產(chǎn)量構(gòu)成與干物質(zhì)生產(chǎn)。在成熟期，每小區(qū)取代表性植株10穴，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算出單位面積穗數(shù)。脫粒曬干后，用水選法區(qū)分實(shí)粒和秕粒并全部稱重，從實(shí)粒中稱取3份30 g樣品分別計(jì)數(shù)，空秕粒全部計(jì)數(shù)，高溫烘至恒重后稱重，計(jì)算每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重。植株地上部莖葉105 ℃殺青30 min后，70 ℃烘至恒重，測(cè)定干物質(zhì)量。

(2)氮素利用率。將烘干樣品粉碎，經(jīng)消化后用荷蘭Skalar分析儀器公司生產(chǎn)的連續(xù)流動(dòng)分析儀(SAN++)測(cè)定植株各部分含氮量。計(jì)算氮素積累量和利用效率指標(biāo)，包括氮素籽粒生產(chǎn)效率、氮素吸收利用效率、氮素生理利用效率、氮素農(nóng)學(xué)利用率。

(3)產(chǎn)量。成熟期每小區(qū)中心割5 m2測(cè)產(chǎn)，按14%含水量折算實(shí)收產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel整理數(shù)據(jù)，用Statistix 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩個(gè)不同年代水稻品種的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成

方差分析表明，兩個(gè)供試品種的產(chǎn)量無(wú)顯著差異，施氮量對(duì)產(chǎn)量的影響達(dá)到了顯著水平，品種與氮肥對(duì)產(chǎn)量的互作效應(yīng)不顯著(表1)。與N0處理相比較，N50、N100、N150和N200處理下兩個(gè)品種平均產(chǎn)量分別增加33.3%、45.9%、49.9%、53.1%。兩個(gè)品種各產(chǎn)量構(gòu)成因子均無(wú)顯著差異，施氮量對(duì)除千粒重外的其他產(chǎn)量因子均有顯著影響，品種與氮肥對(duì)各產(chǎn)量構(gòu)成因子的互作效應(yīng)均不顯著。與N0處理相比較，N50、N100、N150和N200處理下兩個(gè)品種的平均單位面積穗數(shù)分別增加15.4%、31.4%、38.3%、40.8%；平均每穗穎花數(shù)分別增加18.6%、20.0%、20.9%、22.6%。兩個(gè)品種的結(jié)實(shí)率則隨著氮肥施用量的增加呈降低趨勢(shì)。

表1 兩個(gè)不同年代水稻品種的產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成

2.2 兩個(gè)不同年代水稻品種的干物質(zhì)積累量和收獲指數(shù)

兩個(gè)供試水稻品種間干物質(zhì)積累量和收獲指數(shù)均無(wú)顯著差異，施氮量對(duì)干物質(zhì)積累量有顯著影響，但對(duì)收獲指數(shù)的影響未達(dá)顯著水平，品種與氮肥對(duì)干物質(zhì)積累量和收獲指數(shù)的互作效應(yīng)均不顯著(表2)。就干物質(zhì)積累來(lái)看，N200與N150處理間無(wú)顯著差異，但與其他處理的差異達(dá)到了顯著水平(p<0.05)，分別較N100、N50和N0處理高8.3%、25.2%和45.0%。

表2 兩個(gè)不同年代水稻品種成熟期干物質(zhì)積累量及收獲指數(shù)

2.3 兩個(gè)不同年代水稻品種的氮素利用率

由表3可知，兩個(gè)年代的水稻品種間的氮素積累量、氮肥籽粒生產(chǎn)效率、氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥生理利用率均無(wú)顯著差異，施氮量對(duì)除氮肥吸收利用率以外的氮素利用指標(biāo)均有顯著影響，品種與氮肥對(duì)各氮素利用指標(biāo)的互作效應(yīng)均未達(dá)到顯著水平。N100處理下兩個(gè)品種氮肥的籽粒生產(chǎn)效率最高，為61.51 g/g，顯著高于N150(55.09 g/g)和N200(51.44 g/g)處理。

表3 兩個(gè)不同年代水稻品種的氮素利用率

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，兩個(gè)不同年代的水稻品種廣陸矮4號(hào)(1960S)和中嘉早17(2000S)產(chǎn)量無(wú)顯著差異。該結(jié)果與朱廣龍[7]、李志杰等[18]、袁江等[19]、楊建昌等[20]對(duì)不同年代水稻品種研究得到的結(jié)果不同。上述前人的研究表明隨著品種演替，水稻產(chǎn)量呈線性增加，后期改良品種較早期品種增產(chǎn)幅度可達(dá)1～2 t/hm2。本研究的結(jié)果也與Peng等[21]的研究結(jié)果有所不同，Peng等[21]認(rèn)為60年代選育的高產(chǎn)水稻品種IR8的產(chǎn)量表現(xiàn)不如當(dāng)前的高產(chǎn)品種是因?yàn)樵撈贩N不適應(yīng)環(huán)境條件的變化。這可能是由于本試驗(yàn)采用的廣陸矮4號(hào)對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，但有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

氮素是水稻生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素，氮肥的施用能顯著影響水稻的群體質(zhì)量和產(chǎn)量[22]，合理的施用氮肥能有效提高水稻產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，產(chǎn)量逐步提高，但N200與N150處理間無(wú)顯著差異。從產(chǎn)量構(gòu)成因子來(lái)看，單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)的同時(shí)增加是增氮增產(chǎn)的主要原因，這與曾勇軍等[23]得出的隨著施氮量的增加，單位面積穗數(shù)呈增加趨勢(shì)，而每穗粒數(shù)呈先增后減趨勢(shì)的結(jié)果有所不同。從干物質(zhì)積累來(lái)看，增施氮肥能提高干物質(zhì)積累量，這也是增氮增產(chǎn)的重要原因。從氮肥利用來(lái)看，隨著氮肥的增施，氮素積累量表現(xiàn)為顯著增加，而氮肥籽粒生產(chǎn)效率、氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥生理利用率表現(xiàn)為顯著下降，這與前人研究結(jié)果相一致[17，24]。

綜合來(lái)看，增施氮肥能提高群體總穎花量，增加干物質(zhì)積累，但過(guò)高的施氮量會(huì)導(dǎo)致氮素利用率的下降。在本試驗(yàn)條件下，兩個(gè)不同年代水稻品種的適宜施氮量均為150 kg/hm2。由于施氮效果受土壤基礎(chǔ)地力、氣候環(huán)境等因素的影響[25]，今后還需開(kāi)展多年多點(diǎn)大田試驗(yàn)對(duì)本研究的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。