不同水肥处理条件下水稻生理指标及产量变化规律-

1、文章编号:1007 4929(200502 0001 04不同水肥处理条件下水稻生理指标及产量变化规律龚少红,崔远来,黄介生,李亚龙(武汉大学水利水电学院,湖北武汉430072摘 要:根据湖北省团林灌溉试验站水稻水肥耦合试验资料,分析了不同水肥处理对水稻生长发育,水稻产量及其构成,水稻水分生产率等的影响规律。结果表明,在适当的施肥量和合理的追肥方式下,与传统的淹灌相比,节水灌溉有显著的节水增产效果,提高了水分生产率。通过分析的数据提出了一种高效利用水肥的稻田管理模式,并将该管理模式在江西鹰潭进行了示范。关键词:水稻;水肥耦合;生理指标;水分生产率;水肥管理模式中图分类号:S365 文献标识码:

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、肥在水稻生长发育过程中是两个相互影响、相互制约的因子。不同的水肥处理对于水稻的长势形态和生理状态的影响是不同的,最终将导致其产量及水肥利用率存在差异。随着农业水资源的日益紧缺,以减少水稻的灌溉用水和肥料高效利用

6、实现水稻稳产高产的各项理论和技术研究受到广泛重视。本文主要分析不同水肥模式在各生育期对水稻生长发育的影响效应,并探讨其对水稻产量构成和水分生产率的影响规律,为提出的水稻最优管理模式提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验地点情况团林试验站位于鄂中荆门市南18km团林镇(北纬30 50,东经111 15,海拔高程在80100m之间,为典型的丘陵地带。当地气候温暖,年无霜期260d,年平均气温16!,最高月平均气温27.7!,年降雨量7001000mm,年平均蒸发量(20cm蒸发皿13001800mm。年日照总时数13001600h。鹰潭试验区位于江西省余江县境内(北纬28 15,东经116 55

7、,为典型的中亚热带低丘岗地区,光热资源条件优越,年平均气温17.218.1!,大于10!积温5627.6!,无霜期262.1d,年均日照1852.4h,日照时数百分率42%,年降雨量1752.1mm。水资源总量较为丰富,但降雨时空分布不均,季节性干旱严重。农业以水稻种植为主。1.2 试验材料团林试验在大型钢制蒸渗器中进行。蒸渗器为圆柱体,直径0.618m,高0.8m,内填0.55m厚的当地水稻土,下设15cm 厚滤层,底部设侧向排水,平时关闭,定时排水,采用地埋式安收稿日期:2004 08 23基金项目:国家高技术研究发展计划(863#计划项目(2002AA2Z4331部分研究内容。作者简介:

8、龚少红(1978 ,男,硕士研究生。1节水灌溉2005年第2期装在近田边,上设活动防雨棚。中稻品种为当地大面积种植的%优501。鹰潭试验在大田小区中针对晚稻进行,小区面积150m 2,各小区间筑埂相隔。试验品种为晚稻4015。1.3 试验方法团林试验安排长期淹灌(W 0和节水灌溉(间歇灌溉W 12种水分处理;3种施氮水平:N 0(不施肥,N 120(折合261kg/hm 2尿素,N180(折合391kg/hm 2尿素;4种施肥方式:F0(不施,F5050(基肥50%+分蘖肥50%,F5320(基肥50%+分蘖肥30%+拔节肥20%,F3331(基肥30%+分蘖肥30%+拔节肥30%+穗肥10%

9、;共计14个处理。每处理3次重复。取样时间分布在返青期、分蘖期、抽穗开花期和黄熟期。 鹰潭试验安排了节水灌溉(W 1和施氮(N 180下的两种不同施肥方式,即F 5050和F 3331两个处理,每处理3次重复。2 结果与分析2.1 不同水肥处理对水稻生理指标的影响2.1.1 根系生长发育从图1(a可见:所有处理在抽穗开花左右根系最长;分蘖以后,除个别处理外节水灌溉的根长均大于淹灌,表明节灌有利于根系的下扎和生长,从而吸收更多的养分和水分;施肥水平N 180处理的根长最长,N 120其次,N 0处理的根长衰减最快。这说明施肥多有利于根系的下扎。从图1(b可见:施肥方式下N 180下以F5050的

10、根系最长。 图1 根系生长发育比较2.1.2 干物质重从图2(a可见:淹灌下干物质重一般高于节灌,特别在分蘖期及抽穗开花期,这是因为淹灌处理充足的水分使水稻大量分蘖,土壤养分促进水稻生长。到黄熟期,由于淹灌处理土壤养分的减少(特别对追肥较少的处理及根系活力的减弱,其干物质基本与节灌持平,有时甚至小于节灌处理。同一水处理下,施肥量越多稻株长势越好,干物质越重。从图2(b可知:同一施肥水平下,适当的追肥次数有利于干物质积累,F 5320及F3331处理水稻长势平稳,为较好的追肥方式。图2 干物质积累比较2.1.3 分蘖与株高虽然总分蘖数淹灌多,但节灌的有效分蘖数在各种肥处理下均高于淹灌;同一水处理

11、下,有效分蘖数与施肥量正相关,即N180>N 120>N 0;追肥对有效分蘖的影响则是F5050、F 5320好于F3331、F0。F 3331处理实际分蘖数虽有所降低,但是实际减少了水稻生长过程中由于底肥过足而产生的无效分蘖,且最终有效穗数增加。2.1.4 叶面积指数叶面积指数从返青到抽穗开花期(8月中旬逐渐上升,于抽穗开花期左右达到最大;施肥量越大,同期叶面积指数越大;施肥次数越多,同期叶面积指数越小;N 0和N120水平下,淹灌的叶面积指数高于节灌;N 180水平下,F 5050处理仍以淹灌高,而F 5320和F3331处理却是节灌高于淹灌,这是因节灌的根系活力较强,对拔节期

12、和孕穗期的追肥吸收强于淹灌,导致LA I 比淹灌的高。叶面积指数见图3。图3 叶面积指数施肥方式对株高的影响在各生育期都显著。F5050处理自始至终都明显高于其他处理,F0处理低于其他处理;F5320与F3331比较,区别不大。这说明前期氮肥越多,植株长得越高;F3331处理在生育期内能适时为水稻提供生长所需的N,避免了某个生育期养分过剩,水稻徒长,平均降低水稻株高1.8cm,增强了抗倒伏能力,为达到稳产高产建立了良好的种群生态环境。在江西鹰潭试验站,与试验区相临的其他试验田和农民稻田中,水稻倒伏均比较严重。水分处理除返青期外,各生育期都是淹灌处理的株高高于节灌的,其差异以抽穗期和黄熟期表现明

13、显。这说明节水灌溉在前期植株长势并不算差,而在后期对营养生长能有效地控制,为以后的高产打下良好的基础。2.2 不同水肥处理对水稻水分生产率的影响2.2.1 腾发量不同处理水稻腾发量及水分生产率见表1。可见:同一水肥处理下,节灌全生育期总腾发量低于淹灌,总体水平约低4%;同一水处理下,施肥量大,水稻根深叶茂,腾发量也较大;追肥次数增加,蒸发总量变化规律一般为F5320>F5050>F3331,F3331最小的原因是前期施肥量不足,影响稻株的生长和前期的腾发量。2.2.2 水分生产率用产量与总腾发量的比值表示水分生产率,从表1可以看出:相同肥水平下,节灌由于腾发量相对较低而产量却有所增

14、加,其水分生产率比淹灌高9.5%14.9%;相同水处理下,随施肥量增加,开始水分生产率增加很快,然后增加趋势逐渐减慢。原因是氮肥的增加一方面提高了水稻产量,另一方面使腾表1 腾发量、产量、水分生产率及产量构成(2003年站名处理穗长/cm穗数/个千粒重/g 平均每筒(区产量/kg全生育期腾发量/mm水分生产率/(k gm-3团林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鹰潭W1N180F505030.7153.717.7267.780389.42 1.160 W1N180F333129.3145.018.0773.200393.17 1.241 发量相应增加,当施氮量达到一定值后,氮肥已不再是水稻生长的制约因素;N120水平下,W0和W1处理水分生产率从大到小均为F3331>F5320>F5050;N180水平下,W0处理为F5320>F3331>F5050,W1处理则为F3331>F5320>F5050。如采用节灌以F3331最佳

18、,即节灌时增加施肥次数有利于水分生产率的提高。因此,从水分生产率来讲以W1N180F3331处理最优。2.3 不同处理下水稻产量及其构成2.3.1 不同处理下产量不同水肥处理对水稻生理生态等的影响最终导致产量不同,从表1团林试验站结果可知:与淹灌相比,节灌在N0、N120及N180水平下产量增加50.3%、1.1%及12.3%。N0水平下W1比W0产量高很多,证明节灌根系深,有活力,从而吸取更多养分使水稻增产;施氮越多产量越高,W1下N120比N0及N180比N120产量分别高20.5%及21.9%,而W0下则分别高79.2%及9.7%,表明土壤氮素贫乏,增施氮肥有效;无论N120还是N180

19、水平,F5320、F3331间产量均无显著差异,且均大于F5050。鹰潭站的试验表明F3331处理平均产量为4882.467kg/ hm2,比F5050增加了8.42%。因此,从产量角度出发,认为W1N180F3331处理相对较好。2.3.2 产量构成因素分析(1千粒重。总的来讲,W0处理的千粒重比W1略高(高0.7%,但不明显;N0水平的千粒重最大,N120、N180间无显著差别,可见当氮素水平达一定量时,增施氮肥对提高千粒重无效;施肥方式中,除W1N180F5320处理外,F5320的千粒重比F5050、F3331高1.4%7.2%。团林站试验中的千粒重均高于鹰潭,且差异较显著,这说明千粒

20、重不仅受水肥的影响,更主要的影响因素在于水稻品种本身。就鹰潭站的两个处理比较,F3331处理千粒重比F5050处理提高了1.94%。(2有效穗。淹灌的有效穗数低于节灌,这是造成减产的主要原因。在团林站,N0、N120、N180水平下,W1比W0有效穗数分别多7.5%、5.1%、2.8%;N180的有效穗数高于N120,说明增施氮肥可以提高有效穗数;施肥方式对有效穗数的影响是F3331略高。鹰潭站试验结果表明,F3331有效穗数比F5050增加2.49%。(3穗长。N0、N120、N180水平下,W1比W0的穗长差值分别为2.8%、-0.3%、0.3%,但由于节灌的其他指标高于淹灌,所以仍具有较

21、高的产量;施肥水平的影响,W0下N120、N180的穗长比N0长2.8%、5.2%,W1下则分别长6%、7.9%。团林站试验处理下的穗长均长于鹰潭站,是因为一方面与气候环境有关,另一方面水稻品种存在差异造成的。不同施肥水平下,节灌比淹灌增产的机理是不同的。N0水平下,主要是千粒重较大;N120水平下,主要是有效穗数、千粒重较高;N180水平下,从产量构成来讲,主要是有较高的有效穗数。因此,有效穗数较多是促进节灌增产的主要原因。3 结 语水和肥是制约水稻生长的重要因素,是形成水稻产量、提高质量的重要因子。研究水肥间相互关系及其对水稻生长发育和产量的影响,对如何在水分受限制的条件下合理使用水肥,提高水肥利用效率和水稻产量具有重要意义。本文试验数据表明,在根据田间土壤肥力条件确定施肥量的基础上,施基肥1次外加3次追肥(施肥比例为3&3&3&1,追肥