氮肥运筹对机械栽植早稻两优287根系特征和产量的影响

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1、氮肥运筹对机械栽植早稻两优287根系特征和产量的影响：为了明确氮肥运筹对早稻两优287机械栽植产量形成的作用机制，在总施氮量（纯氮）为150kg/hm2条件下，设置基肥、分蘖肥、穗肥比例分别为7∶3∶0（N1）、6∶3∶1（N2）、5∶3∶2（N3）、4∶3∶3（N4）和3∶3∶4（N5）5个氮肥运筹模式，分析水稻根系形态与伤流量、叶绿素、茎鞘干物质转运和产量构成因素等状况。结果表明，①各处理间产量及氮肥农学利用率均以N3最高，与其他处理间差异达显著水平；以N5最低，与其他处理间差异也均达显著水平。②随着氮肥的后移，水

2、稻总根长和根比表面积呈降低趋势，根数和根干重以N3最大，其根系伤流量也最大。③N5水稻叶片SPAD值灌浆期和收获期相对较高，出现贪青现象。④N3和N4的茎鞘物质输出率和茎鞘物质转换率较低，叶片干物质输出率为负值。从而得知，早稻两优287机械栽植，在基肥、分蘖肥、穗肥中氮比例为5∶3∶2时有利于提高生育后期的根系活力、形成有效利用养分的根系特征、促进叶片光合能力的发挥，最终取得较高产量。　　关键词：氮肥运筹；早稻；机械栽植；根系特征；产量　　：S511.3+1：A：0439-8114（2013）07-1505-05　　氮

3、素是蛋白质形成的基础，施用氮肥能够提高水稻株高、叶绿素含量、蛋白质水平，最终提高水稻产量[1]。然而，氮肥施用过量会导致氮肥利用率（Nitrogenuseefficiency，NUE）降低以及水污染[2]。在现代水稻栽培体系中，合理的氮肥运筹对促进水稻大面积均衡增产至关重要。　　氮肥运筹对水稻产量及品质作用效果受水稻品种、种植制度、土壤肥力等因素的影响[3-7]。由于植物根系是水分和养分吸收的主要器官，其形态和生理特性与地上部的生长发育和产量的形成密切相关，根系形态和活力一定程度上限定了氮肥的利用状况[8，9]。机械栽

4、植与传统手插在苗龄和伤根状况上不同，机械栽植一般采用小苗移栽，伤根现象较手插严重。因此，根系发育进程与传统移栽差异较大，其吸收功能也不尽相同。前人的研究表明，根系性状与水稻品种的氮吸收量关系密切[10]。通过氮肥调控可以促进水稻地上、地下协调发展，进而提高产量[11]。水稻中后期光合效率和茎叶干物质输出量与其产量关系密切[12]，氮肥适当后移能够提高群体光合势、产量以及氮肥当季利用率[13]。　　水稻机械栽植通过定行、定穴、定苗栽插有利于合理调控水稻群体质量。目前，中国水稻机械化栽植面积占全国水稻种植面积的13%，20

5、10年新增面积预计达100万hm2，占全国水稻种植面积的16%[14]。本研究采用湖北省早稻机械栽植氮肥运筹的几种常见模式，以主推品种两优287为研究对象[15]，以明确不同氮肥运筹模式对水稻产量形成的生物学机制，旨在为水稻机械化高产栽培提供理论依据。　　1材料与方法　　1.1试验地点概况　　试验地点设置在湖北省农业科学院南湖试验站和湖北省京山县（112°43′-113°39′E，30°42′-31°27′N），属中亚热带季风气候区。年日照时数1978.8～2012.8h，年太阳辐射总量452.2～460.5kJ/m2

6、，年平均气温16.1℃，无霜期230d左右，年均降雨量1020～1150mm，41%～45%的雨量集中在夏季。光热丰富、降雨充沛、雨热同期，具有发展农业的优越气候条件。所选试验田块连续多年种植水稻，土地平整，肥力均一，交通方便，灌排条件完善。土壤类型为黄棕壤瀦育型水稻土，土壤有机质含量为25.2g/kg、碱解氮含量为137.9mg/kg、速效磷含量为10.2mg/kg、速效钾含量为54.4mg/kg、pH为5.3。　　1.2育秧与栽插　　供试水稻品种为感温性早籼稻品种两优287。2011年3月15日育秧。开沟做秧床，秧

7、床宽1.4m，沟宽0.4m，沟深0.15m。要求厢面平整，灌透底水。采用小拱棚旱育秧，竹片起拱，竹拱间距60～100cm，拱高40～45cm，覆盖地膜，四周盖严、捂实。播种到出苗前一般不灌水，出苗到2叶期前膜内温度应控制在25℃以内，2叶期开始应看天气通风炼苗，并于3叶期左右彻底揭膜。育秧前期均匀浇水，盘边可略重；后期主要浇盘边。秧盘直径为58cm×28cm，播种量80～100g/盘。4月18日移栽。采用手扶式插秧机，插秧规格为13.3cm×30.0cm。每穴取苗量为2～3株。每公顷基本苗为24.0万～25.5万穴。试

8、验所用插秧机型号为东洋PF355S。　　1.3试验处理与田间管理　　氮肥按基肥、分蘖肥和穗肥不同施用比例设置5个氮肥运筹模式，即基肥、分蘖肥：为了明确氮肥运筹对早稻两优287机械栽植产量形成的作用机制，在总施氮量（纯氮）为150kg/hm2条件下，设置基肥、分蘖肥、穗肥比例分别为7∶3∶0（N1）、6∶3∶1（N2）、5∶3∶2（