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秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

严奉君 孙永健 马均 徐徽 李玥 杨志远 蒋明金 吕腾飞

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秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

    作者简介: 严奉君(1989—), 男, 重庆丰都人, 硕士研究生, 主要从事水稻栽培生理研究。 E-mail:yfjun1989@126.com;
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(31101117)

    农业部作物生理生态与耕作重点实验室开放课题(201303)

    国家十二五科技支撑计划项目(2011BAd16B05, 2012BAd04B13, 2013BAd07B13)

    四川省育种攻关专项(2011NZ0098-15)资助。

Effects of straw mulch and nitrogen management on root growth and nitrogen utilization characteristics of hybrid rice

  • 摘要: 【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧, 造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、 油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥:蘖肥:穗肥为5:3:2 (N1); 基肥:蘖肥:穗肥为3:3:4(N2); 基肥:蘖肥:穗肥为3:1:6(N3) 3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、 改善根系形态、 增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥:蘖肥:穗肥(倒4叶龄期施入)为3:3:4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥:分蘖肥:穗肥运筹比例为3:1:6), 会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*~0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、 根干重与氮素累积、 产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥:蘖肥:穗肥为3:3:4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥:蘖肥:穗肥以3:3:4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-11
  • 录用日期:  2015-02-11
  • 刊出日期:  2015-01-25

秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

    作者简介:严奉君(1989—), 男, 重庆丰都人, 硕士研究生, 主要从事水稻栽培生理研究。 E-mail:yfjun1989@126.com
  • 1. 四川农业大学水稻研究所, 农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室, 四川温江 611130
基金项目:  国家自然科学基金(31101117) 农业部作物生理生态与耕作重点实验室开放课题(201303) 国家十二五科技支撑计划项目(2011BAd16B05, 2012BAd04B13, 2013BAd07B13) 四川省育种攻关专项(2011NZ0098-15)资助。

摘要: 【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧, 造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、 油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥:蘖肥:穗肥为5:3:2 (N1); 基肥:蘖肥:穗肥为3:3:4(N2); 基肥:蘖肥:穗肥为3:1:6(N3) 3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、 改善根系形态、 增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥:蘖肥:穗肥(倒4叶龄期施入)为3:3:4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥:分蘖肥:穗肥运筹比例为3:1:6), 会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*~0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、 根干重与氮素累积、 产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥:蘖肥:穗肥为3:3:4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥:蘖肥:穗肥以3:3:4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。

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