氮肥運(yùn)籌和移栽密度對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成的影響

　　摘要：產(chǎn)量和品質(zhì)是水稻科研的兩個(gè)重大課題，氮肥施用和栽插密度是水稻栽培的兩項(xiàng)重要措施，探明氮肥施用和栽插密度與水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的重要途徑。本文綜述了氮肥施用和栽插密度對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成影響的最新研究進(jìn)展，介紹了不同品種在其適栽區(qū)的施氮和密度互作定量優(yōu)化指標(biāo)，以期為合理施氮密植提供依據(jù)，并對存在的問題和未來研究提出看法和展望。

　　關(guān)鍵詞：水稻;產(chǎn)量;品質(zhì);氮肥;移栽密度

　　水稻是世界上最重要的糧食作物之一，在亞洲包括中國在內(nèi)的糧食生產(chǎn)中具有十分突出的地位[1]，產(chǎn)量和品質(zhì)是其兩大重要的研究課題。氮肥施用和栽插密度是水稻生產(chǎn)中兩項(xiàng)重要栽培措施，其中，氮素是影響水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量最敏感的因素[2]，而移栽密度是實(shí)現(xiàn)水稻群體質(zhì)量設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié)[3]。關(guān)于這兩方面對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成的影響，前人進(jìn)行了大量的研究，本文就此方面的新近研究進(jìn)展加以概述，并對當(dāng)前水稻氮肥施用和栽插密度研究中存在的問題和今后研究的重點(diǎn)進(jìn)行了討論。

　　1氮肥和移栽密度對水稻產(chǎn)量形成的影響

　　1.1氮肥對產(chǎn)量形成的影響

　　1.1.1氮肥對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

　　多數(shù)研究認(rèn)為，在一定范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，但氮肥用量超過一定范圍后，產(chǎn)量和部分產(chǎn)量構(gòu)成因子下降。楊益花[4]的研究驗(yàn)證了這個(gè)趨勢，粳稻品種隨施氮量的增加產(chǎn)量增加，秈稻品種的產(chǎn)量隨施氮量的增加先提高后下降。在低氮水平下，增加氮肥用量有利于提高單位面積有效穗數(shù)、籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，但施氮量達(dá)到一定水平后，有效穗數(shù)隨施氮量的增加而降低。殷春淵等[5]研究認(rèn)為，單位面積有效穗數(shù)隨著施氮量增加而增加，但是穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重隨施氮量的增加而下降，穗部充實(shí)度降低，空癟粒增加，但是分蘗增加，產(chǎn)量增加。氮肥施用量過多，會過分促進(jìn)水稻營養(yǎng)生長，降低水稻成穗率和結(jié)實(shí)率，甚至導(dǎo)致最終產(chǎn)量降低，所以施用氮肥應(yīng)適時(shí)適量。魯艷紅等[6]研究表明，在低氮水平下，增加氮肥施用量有利于提高單位面積有效穗數(shù)、籽粒產(chǎn)量，但施氮量達(dá)到一定水平后，隨施氮量的增加而降低。單位面積有效穗數(shù)、籽粒產(chǎn)量多以施氮量為180kg/hm2的處理較高。有些試驗(yàn)中水稻的籽粒和秸稈產(chǎn)量均隨著施氮量的增加呈增加的趨勢，增加施肥量可使結(jié)實(shí)粒數(shù)和有效穗數(shù)增加，從而增加產(chǎn)量，千粒重會隨施肥量的增加而略有下降，但未影響產(chǎn)量，這可能是受施肥水平的影響[7-8]。除了施氮量外，氮肥運(yùn)籌也對水稻產(chǎn)量有重要影響。MARATA[9]的研究表明，增加水稻幼穗分化至抽穗期的氮素吸收量，能夠顯著提高水稻產(chǎn)量。MILSON等[10]認(rèn)為，適時(shí)追施氮肥有利于獲得較高的產(chǎn)量。

　　雖然水稻獲得高產(chǎn)存在著最適的施肥量，但因品種類型、生態(tài)環(huán)境和栽培措施而不同。周培南等[11]研究表明，中粳稻9516在揚(yáng)州地區(qū)適宜施氮量為225.0kg/hm2，汕優(yōu)63適宜施氮量為150.0kg/hm2。黃元財(cái)?shù)萚12]研究表明，沈陽地區(qū)遼粳294和沈農(nóng)8718獲得高產(chǎn)的適宜施氮量分別為190.0kg/hm2和167.0kg/hm2。魯艷紅[6，13]的研究表明，湖南常德地區(qū)參試水稻品種的產(chǎn)量以施氮180.0kg/hm2的處理最高。劉艷陽等[14]在江蘇姜堰地區(qū)高、中、低3種地力條件下，研究了不同施氮量對水稻武香粳14產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，結(jié)果表明，武香粳14在高、中、低3種地力水平上高產(chǎn)的施氮量分別為246.2kg/hm2、270.6kg/hm2和328.7kg/hm2。董作珍等[15]的研究表明，浙中地區(qū)水稻獲得高產(chǎn)的氮肥施用量為258.8kg/hm2。

　　1.2移栽密度對產(chǎn)量形成的影響

　　1.2.1移栽密度對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

　　多數(shù)研究表明，水稻產(chǎn)量隨種植密度的增加呈先升后降的趨勢，不同類型的水稻都有各自適宜的栽培密度范圍。王丹英等[21]對浙江省23個(gè)水稻主栽品種的調(diào)查表明，水稻產(chǎn)量隨種植密度的增加先增加后減少，單季秈稻種植密度在15.0~18.0萬叢/hm2時(shí)，出現(xiàn)產(chǎn)量>9750kg/hm2的概率較大;雙季晚稻種植密度以16.5~21.0萬叢/hm2為宜。郎友忠等[22]認(rèn)為，在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平下，維持3.0×105叢/hm2的種植密度是水稻取得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。許俊偉等[23]的研究表明，產(chǎn)量隨密度的增加呈先升后降的趨勢，秈粳雜交稻和雜交秈稻均以栽插規(guī)格為13.9cm×30.0cm處理的產(chǎn)量最高。閆川等[24]以秈稻品種豐優(yōu)香占和粳稻品種武運(yùn)粳7號為材料的試驗(yàn)表明，中等行株距處理(30.0cm×13.3cm)的產(chǎn)量最高。也有研究認(rèn)為，在一定范圍內(nèi)，密度對產(chǎn)量影響不大。如鄭克武[25]的研究表明，移栽密度對結(jié)實(shí)率和千粒重影響較小，對單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)影響較大，在22.5~31.5萬叢/hm2的密度范圍內(nèi)，有效穗數(shù)與每穗粒數(shù)之間具有良好的互補(bǔ)性，因而產(chǎn)量差異未達(dá)顯著水平。徐春梅等[26]的研究認(rèn)為，移栽密度對結(jié)實(shí)率、千粒重、有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)影響較小，各移栽密度下，產(chǎn)量差異未達(dá)顯著水平。汪秀志等[27]研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)范圍內(nèi)叢距對產(chǎn)量的作用不顯著。

　　栽培密度對建立水稻合理的群體結(jié)構(gòu)有很大的影響，與產(chǎn)量密切相關(guān)。移栽密度是影響水稻有效穗數(shù)的一個(gè)重要因素，稀植栽培能夠發(fā)揮水稻的個(gè)體優(yōu)勢，有利于水稻的分蘗和生長，但是有效穗數(shù)少會影響群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量[28-29]，密植栽培單位面積穗數(shù)增加，增加穗數(shù)是提高產(chǎn)量的有效方式，但個(gè)體間的生存矛盾加劇，會導(dǎo)致穗粒結(jié)構(gòu)失調(diào)，表現(xiàn)為穗多、穗小、粒少、粒輕和產(chǎn)量低下[30-32]。不同移栽密度增產(chǎn)的調(diào)控重點(diǎn)不同，低密度增蘗增產(chǎn)，中密度增蘗增粒穗增產(chǎn)，高密度增粒穗增產(chǎn)[33]。移栽密度通過分蘗影響群體質(zhì)量建成進(jìn)而影響最終產(chǎn)量。胡雅杰等[34]研究表明，缽苗機(jī)插處理下，不同穗型品種穗數(shù)隨著栽插密度降低而顯著減少，每穗粒數(shù)顯著增加，結(jié)實(shí)率和千粒重?zé)o明顯變化規(guī)律。趙峰等[35]研究表明，隨著栽插密度的增大，廣兩優(yōu)272莖蘗峰值、無效分蘗、有效穗數(shù)增多，而每穗實(shí)粒數(shù)減少，栽插密度與產(chǎn)量呈拋物線關(guān)系。

　　2施氮和移栽密度對水稻品質(zhì)形成的影響

　　氮肥和移栽密度對稻米品質(zhì)的影響存在互作作用。KAZUO[73]指出，稻米蛋白質(zhì)含量與施氮量成正比，在稀植情況下增加氮肥施用，蛋白質(zhì)含量提高。程效義等[74]研究也得出，增施氮肥或降低栽插密度可提高蛋白質(zhì)含量，同時(shí)，適量少肥和適度密植可以改善雜交粳稻和常規(guī)粳稻的營養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)，但栽培措施對雜交粳稻的堊白粒率和堊白度影響小。而陳于敏[75]的研究結(jié)果認(rèn)為，蛋白質(zhì)含量隨施氮量和移栽密度的增加而增加。徐春梅[34]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)含量隨移栽密度提高略有增加，氮肥用量增加有利于提高稻米的碾磨品質(zhì)和外觀品質(zhì)，蛋白質(zhì)含量也隨之增加。陳新紅等[76-77]指出，低密度水平下，增施氮肥可提高加工品質(zhì)，高密度水平下，增施氮肥對精米率和整精米率無顯著性影響，密度對粒堊白度的影響表現(xiàn)出與氮肥有一定的互作效應(yīng)，高氮肥水平下，增加密度會增大堊白度。殷春淵等[60]認(rèn)為，在移栽密度27.75萬叢/hm2(行株距30cm×12cm)、施氮量為262.5kg/hm2時(shí)，水稻的外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)較好。

　　3研究展望

　　密植、施肥和灌水是水稻生產(chǎn)中最重要的三項(xiàng)栽培措施，從已有的研究看，關(guān)于水氮互作的研究廣泛而深入[78]，而關(guān)于兩因子與密度的互作研究尚不夠深入，大多只從群體生長發(fā)育角度出發(fā)，簡單的給出產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果，生理研究方面還很匱乏，今后有必要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

　　從已有的關(guān)于施氮和密度對產(chǎn)量形成影響的研究分析，在一定范圍內(nèi)，氮肥和密度與產(chǎn)量呈拋物線關(guān)系，二者間存在明顯的互作，水稻高產(chǎn)存在最佳組合值已成結(jié)論。但由于產(chǎn)量還受生態(tài)環(huán)境、品種類型、土壤狀況、栽培管理水平等其他因素的影響，所以關(guān)于氮肥和密度的最佳組合值的定量研究存在空間上的差異和時(shí)間上的延續(xù)。作物高產(chǎn)栽培講求良種與良法相結(jié)合，隨著水稻品種的更新?lián)Q代，氮肥和密度的研究亦將深入發(fā)展，而具有代表性、普適性的理論和成果是未來科研所面臨的任務(wù)。

　　從氮肥和密度互作對稻米品質(zhì)的影響結(jié)果來看，到目前為止很多結(jié)論尚不一致，甚至有些試驗(yàn)結(jié)果相反，這表明稻米品質(zhì)影響因子的多樣性和形成過程的復(fù)雜性，只有對其形成機(jī)理進(jìn)行深入的研究，才能更好地解決優(yōu)質(zhì)栽培的肥密運(yùn)籌問題。

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