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摘要[目的]寻求钵苗机插水稻的适宜施氮量，以期为当地钵苗机插水稻的合理施氮提供理论依据，促进钵苗机插技术的推广与应用。[方法]在统一钵苗机插条件下，以常规粳稻武运粳24和籼粳杂交稻甬优2640为试验材料，设置6个不同的氮肥水平N0（0）、N1（187.5 kg/hm2）、N2（225.0 kg/hm2）、N3（262.5 kg/hm2）、N4（300.0 kg/hm2）、N5（337.5 kg/hm2），研究不同施氮量对2个水稻品种产量形成及氮素利用率的影响。[结果]2个品种产量随氮肥水平的提高均呈先增后减的趋势，在N4水平下最高；移栽至拔节与拔节至抽穗阶段的干物质积累量均随氮肥水平的提高而增加，而抽穗至成熟阶段干物质积累量呈先增后减的趋势，其中N4处理最大；2个品种的氮素吸收利用率均随施氮量的增加呈先增后减的趋势，其中常规稻品种在N4水平下吸收利用率最高，杂交稻品种在N3水平下最高。[结论]在氮肥用量为300.0 kg/hm2时，2种钵苗机插水稻各项群体指标较优，干物质积累多，有效穗数足，产量较高，氮素吸收利用率较大。
关键词施氮量；钵苗机插水稻；产量形成；氮素利用率
中图分类号S511文献标识码A文章编号0517-6611（2016）08-034-04
Abstract[Objective] To find a proper nitrogen applying level， thus to provide theoretical basis for local bowl mechanicaltransplanting rice planting and promote the nutrition bowl mechanicaltransplanting application. [Method] Under the condition of nutrition bowl mechanicaltransplanting， taking conventional rice Wuyunjing 24 and hybrid rice Yongyou 2640 as materials， setting six nitrogen levels 0， 187.5， 225.0， 262.5， 300.0， 337.5 kg/hm2， marked as N0， N1， N2， N3， N4， N5， the effects of different nitrogen levels on the rice yield formation and N use efficiency were studied. [Result] With the increase of nitrogen applying， the yield of different rice increased first and then decreased， the highest yields were all in the level of N4. The dry matter accumulation during transplanting to jointing and jointing to heading increased with the increase of nitrogen level， while at heading to mature reached highest at N4 and then decreased significantly. The N utilization rate increased first and then decreased with the increase of nitrogen level， the conventional rice was highest at N4 level while the hybrid rice was highest at N3 level. [Conclusion] When the amount of nitrogen is 300.0 kg/hm2， the population index of nutrition bowl mechanicaltransplanting rice is excellent，and it can make more dry matter accumulation，enough effective panicles， high yield and larger nitrogen absorption and utilization.
Key wordsNitrogen rate； Nutrition bowl mechanicaltransplanting rice； Yield formation； N use efficiency
氮素是水稻生长发育过程中最重要的营养元素[1]，对水稻产量形成起着决定性作用。在一定范围内增加氮肥施用量，水稻产量随着氮肥用量的增加而增加；但当氮肥用量达到一定程度时，再增施氮肥产量不仅无明显提高，并且有可能降低[2-3]。关于氮肥对手栽、直播、毯苗机插等栽插方式的影响已有大量研究，而关于氮肥对钵苗机插水稻的影响鲜有研究。水稻钵苗机插是采用新型插秧机将钵育壮秧按一定的行距和株距有序地无植伤地移植于大田的先进技术，它可以将一株株带完整土钵壮秧均匀无植伤地直立摆栽于大田，从而解决了小苗机插秧龄弹性小、植伤重的缺点[4-5]。关于钵苗机插水稻标准化壮秧的培育及水分管理、种植密度等方面已有相关研究[6-7]，但关于钵苗机插水稻肥料运筹只有经验性的总结，仍缺乏系统研究。笔者在钵苗机插条件下研究不同施氮量对水稻产量及形成的影响，对于钵苗机插技术的深入研究与大面积推广应用起着极其重要的作用。
1材料与方法 1.1试验地概况
试验于2013～2014年在江苏省海安县进行。土壤质地为砂壤土，地力中等。土壤全氮含量为1.6 mg/g，碱解氮含量为89.4 mg/kg，速效磷含量为34.3 mg/kg，速效钾含量为85.7 mg/kg。
1.2试验材料
试验品种为常规稻武运粳24和杂交稻甬优2640。
1.3试验设计
采用裂区设计，以施氮量（纯氮）为主区，设N0（0）、N1（187.5 kg/hm2）、N2（225.0 kg/hm2）、N3（262.5 kg/hm2）、N4（300.0 kg/hm2）、N5（337.5 kg/hm2）6种施氮水平，以品种为裂区，裂区面积为10.00 m2（长×宽=3.03 m×3.00 m），品种之间间隔30 cm，重复2次。主区间做埂（35 cm）隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证各主区单独排灌。氮肥运筹为基蘖肥∶穗肥=6∶4，基蘖肥50%做基肥，50%做蘖肥，蘖肥于栽后7 d与栽后14 d分2次等量施入，穗肥分别于倒4、倒3叶各施50%。P、K肥同常规栽培，施P2O5、K2O 各150 kg/hm2，全部用作基肥。氮肥使用尿素（含氮46.4%），磷肥使用过磷酸钙（含P2O512%），钾肥使用氯化钾（含K2O 60%），其他管理措施统一按照常规栽培要求实施。钵苗育秧均采用机插专用钵盘，5月12日播种，实施旱育秧，秧龄为35 d，栽插密度为33 cm×12 cm。常规稻每穴4本，杂交稻每穴2本。
1.4测定项目与方法①茎蘖动态：各处理小区定点连续20穴，分别于有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、成熟期调查茎蘖数。②干物质重：分别于拔节、抽穗、成熟期取各处理代表性植株2穴，然后将各器官分开装袋，105 ℃杀青，75 ℃烘干后测定重量。③产量及构成：成熟期每个小区收割50穴测定实际产量；每小区随机取10穴有代表性的稻株，测定产量构成因素。
1.5数据分析
使用Microsoft Excel 2003及DPS统计软件进行数据处理与分析。
2结果与分析
2.1产量及构成因素
由表1可知，常规稻品种与杂交稻品种钵苗机插水稻产量均随着氮肥水平的提高呈先增后减的趋势，在N4水平达到最大，之后再增施氮肥产量显著下降。产量构成因素方面，2个品种穗数均随着氮肥水平的提高先增后减，N4水平下的穗数最多，且显著高于N3与N5水平。每穗粒数均随着氮肥水平的提高而增加，其中，常规粳稻N4与N5水平无显著差异，杂交稻N3、N4与N5水平无显著差异，说明施氮量达到一定水平后，增施氮肥对千粒重的影响较小。总颖花量与产量呈相同趋势，均随氮肥水平的提高而增加，在N4水平下最大，且均显著高于N5。2个品种千粒重与结实率呈相同趋势，均随着氮肥水平的提高而减小，氮肥水平增至N4后，再增施氮肥对千粒重与结实率影响不显著。
2.2关键时期茎蘖数
由表2可知，有效分蘖临界叶龄期、拔节期及抽穗期，2个品种的茎蘖数均随着施氮量的增加而增加，其中有效分蘖临界叶龄期呈显著增加趋势，拔节期与抽穗期的茎蘖数，当氮肥水平增加至N4后略有增加但不明显，说明增施氮肥能有效提高水稻生育前期茎蘖数。2个品种成熟期茎蘖数随氮肥水平的提高呈先增后减的趋势，在N4水平达到最大值，之后再增施氮肥茎蘖数显著减小。2个品种成穗率随氮肥水平的提高均呈下降趋势，当氮肥水平从N4增至N5时，成穗率显著下降。
2.3干物质阶段积累量
由表3可知，2个品种在拔节前干物质积累量在一定范围内均随着施氮量的增加而显著增加，施氮量增至N5时，增加量不明显；拔节至抽穗期与拔节前干物质积累呈相同的规律。抽穗至成熟期，2个品种干物质积累量均随着施氮量的增加呈先增后减的趋势，其中，常规粳稻品种当氮肥水平增至N3后，再增施氮肥干物质积累量增加不显著，从N4后再增施氮肥干物质积累量显著下降，杂交稻品种从N0至N4水平干物质积累量均显著增加，之后再增施氮肥显著降低。总干物质积累量也随着施氮量的增加呈先增后减的趋势，N4水平后再增施氮肥总干物质积累量显著下降，其中杂交稻下降更为明显，说明过量的肥料对杂交稻的影响大于常规稻。
2.4氮素利用效率及百千克籽粒需氮量
由表4可知，2个品种的氮素吸收利用率均随着施氮量的增加呈先增后减的趋势，其中常规稻品种在N4水平下吸收利用率最高，杂交稻品种在N3水平下最高，说明过多或过少施用氮肥均不利于氮素吸收利用率的提高。2个品种农学利用率也呈先增后减的趋势，在N5水平下下降幅度达极显著水平，生理利用率在N5水平下也显著降低。偏生产力随施氮量的增加而降低，各处理间差异达极显著水平。百千克籽粒需氮量随氮肥水平的提高呈增加趋势。
3结论与讨论
增施氮肥是提高水稻产量的有效途径，但当氮肥达到一定用量时，再增施氮肥不仅不增产，还会导致水稻贪青迟熟，千粒重下降，空瘪粒增多[8]，易倒伏[9]，而且会造成环境污染。该研究结果表明，随氮肥水平的提高，2个品种钵苗机插水稻产量均呈先增后减的趋势，在N4水平下最高；产量构成因素方面，穗数呈先增后减的趋势，每穗粒数呈增加趋势，但在N4水平后无明显增加，结实率、千粒重均递减，但在N4水平后无明显变化，由此可知，过量施氮导致的减产主要是穗数的减少引起的。生育前期及中期，水稻茎蘖数随氮肥水平的提高而增加，成熟期随氮肥水平的提高而减小，在N4水平最高，当氮肥水平增至N5时，成穗率显著下降；移栽至拔节与拔节至抽穗阶段的干物质积累量随氮肥水平的提高而增加，抽穗至成熟阶段在N4水平达到最大值，之后显著下降。
施氮总量对水稻各生育阶段的氮素吸收利用特性影响较为显著，常用来衡量氮素利用效率的指标有氮素吸收利用率、农学利用率、生理利用率和偏生产力，这些指标均从不同角度描述了作物对氮素的利用情况[10]。生产上常用氮素吸收利用率来衡量氮素利用效率，简称氮素利用率，是氮肥精确施用必须确定的3个参数之一[11]。该研究结果表明，在300.0 kg/hm2施氮量下，常规粳稻氮素吸收利用率最高，极显著高于其他处理，杂交稻以N3处理较高；而农学利用率与生理利用率均随施氮量的增加先增后减，最大值因不同品种而不同，偏生产力下降。
该研究的适宜施氮量还需要通过测定和比较不同施氮量对钵苗机插水稻稻米品质的影响而确定，仍需进一步研究。
参考文献
[1] 王余龙，姚友礼，蒋军民，等.高产水稻养分吸收规律及氮素调控机理研究[M].北京：中国农业出版社，1995：118-130.
[2] 雷宏叔.论不同密植条件下稻麦主茎与分蘖的性状差异及蘖间整齐度问题[C]//殷宏章.稻麦群体研究论文集.上海：上海科学技术出版社，1961：93-100.
[3] 王士强，赵海红，王丽萍，等.不同氮肥用量对寒地水稻生长和产量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2015（1）：1-5，9.
[4] 张洪程，朱聪聪，霍中洋，等.钵苗机插水稻产量形成优势及主要生理生态特点[J].农业工程学报，2013（21）：50-59.
[5] 胡雅杰，刑志鹏，龚金龙，等.刘国林.钵苗机插水稻群体动态特征及高产形成机制的探讨[J].中国农业科学，2014，47（5）：865-879.
[6] 宋云生，张洪程，戴其根，等.水稻钵苗机插秧苗素质的调控[J].农业工程学报，2013（22）：11-22.
[7] 朱聪聪，张洪程，郭保卫，等.钵苗机插密度对不同类型水稻产量及光合物质生产特性的影响[J].作物学报，2014，40（1）：122-133.
[8] 高红军.水稻贪青的原因及预防[J].农村科学实验，2013（5）：13.
[9] 赵黎明，顾春梅，陈淑洁，等.水稻倒伏研究及其影响因素分析[J].北方水稻，2009（4）：66-70.
[10] NOVOA R，LOOMIS R S.Nitrogen and plant production[J].Plant soil，1981，58：177-204.
[11] 凌启鸿，张洪程，戴其根，等.水稻精确定量施氮研究[J].中国农业科学，2005，38（12）：2457-2467.
关键词施氮量；钵苗机插水稻；产量形成；氮素利用率
中图分类号S511文献标识码A文章编号0517-6611（2016）08-034-04
Abstract[Objective] To find a proper nitrogen applying level， thus to provide theoretical basis for local bowl mechanicaltransplanting rice planting and promote the nutrition bowl mechanicaltransplanting application. [Method] Under the condition of nutrition bowl mechanicaltransplanting， taking conventional rice Wuyunjing 24 and hybrid rice Yongyou 2640 as materials， setting six nitrogen levels 0， 187.5， 225.0， 262.5， 300.0， 337.5 kg/hm2， marked as N0， N1， N2， N3， N4， N5， the effects of different nitrogen levels on the rice yield formation and N use efficiency were studied. [Result] With the increase of nitrogen applying， the yield of different rice increased first and then decreased， the highest yields were all in the level of N4. The dry matter accumulation during transplanting to jointing and jointing to heading increased with the increase of nitrogen level， while at heading to mature reached highest at N4 and then decreased significantly. The N utilization rate increased first and then decreased with the increase of nitrogen level， the conventional rice was highest at N4 level while the hybrid rice was highest at N3 level. [Conclusion] When the amount of nitrogen is 300.0 kg/hm2， the population index of nutrition bowl mechanicaltransplanting rice is excellent，and it can make more dry matter accumulation，enough effective panicles， high yield and larger nitrogen absorption and utilization.
Key wordsNitrogen rate； Nutrition bowl mechanicaltransplanting rice； Yield formation； N use efficiency
氮素是水稻生长发育过程中最重要的营养元素[1]，对水稻产量形成起着决定性作用。在一定范围内增加氮肥施用量，水稻产量随着氮肥用量的增加而增加；但当氮肥用量达到一定程度时，再增施氮肥产量不仅无明显提高，并且有可能降低[2-3]。关于氮肥对手栽、直播、毯苗机插等栽插方式的影响已有大量研究，而关于氮肥对钵苗机插水稻的影响鲜有研究。水稻钵苗机插是采用新型插秧机将钵育壮秧按一定的行距和株距有序地无植伤地移植于大田的先进技术，它可以将一株株带完整土钵壮秧均匀无植伤地直立摆栽于大田，从而解决了小苗机插秧龄弹性小、植伤重的缺点[4-5]。关于钵苗机插水稻标准化壮秧的培育及水分管理、种植密度等方面已有相关研究[6-7]，但关于钵苗机插水稻肥料运筹只有经验性的总结，仍缺乏系统研究。笔者在钵苗机插条件下研究不同施氮量对水稻产量及形成的影响，对于钵苗机插技术的深入研究与大面积推广应用起着极其重要的作用。
1材料与方法 1.1试验地概况
试验于2013～2014年在江苏省海安县进行。土壤质地为砂壤土，地力中等。土壤全氮含量为1.6 mg/g，碱解氮含量为89.4 mg/kg，速效磷含量为34.3 mg/kg，速效钾含量为85.7 mg/kg。
1.2试验材料
试验品种为常规稻武运粳24和杂交稻甬优2640。
1.3试验设计
采用裂区设计，以施氮量（纯氮）为主区，设N0（0）、N1（187.5 kg/hm2）、N2（225.0 kg/hm2）、N3（262.5 kg/hm2）、N4（300.0 kg/hm2）、N5（337.5 kg/hm2）6种施氮水平，以品种为裂区，裂区面积为10.00 m2（长×宽=3.03 m×3.00 m），品种之间间隔30 cm，重复2次。主区间做埂（35 cm）隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证各主区单独排灌。氮肥运筹为基蘖肥∶穗肥=6∶4，基蘖肥50%做基肥，50%做蘖肥，蘖肥于栽后7 d与栽后14 d分2次等量施入，穗肥分别于倒4、倒3叶各施50%。P、K肥同常规栽培，施P2O5、K2O 各150 kg/hm2，全部用作基肥。氮肥使用尿素（含氮46.4%），磷肥使用过磷酸钙（含P2O512%），钾肥使用氯化钾（含K2O 60%），其他管理措施统一按照常规栽培要求实施。钵苗育秧均采用机插专用钵盘，5月12日播种，实施旱育秧，秧龄为35 d，栽插密度为33 cm×12 cm。常规稻每穴4本，杂交稻每穴2本。
1.4测定项目与方法①茎蘖动态：各处理小区定点连续20穴，分别于有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、成熟期调查茎蘖数。②干物质重：分别于拔节、抽穗、成熟期取各处理代表性植株2穴，然后将各器官分开装袋，105 ℃杀青，75 ℃烘干后测定重量。③产量及构成：成熟期每个小区收割50穴测定实际产量；每小区随机取10穴有代表性的稻株，测定产量构成因素。
1.5数据分析
使用Microsoft Excel 2003及DPS统计软件进行数据处理与分析。
2结果与分析
2.1产量及构成因素
由表1可知，常规稻品种与杂交稻品种钵苗机插水稻产量均随着氮肥水平的提高呈先增后减的趋势，在N4水平达到最大，之后再增施氮肥产量显著下降。产量构成因素方面，2个品种穗数均随着氮肥水平的提高先增后减，N4水平下的穗数最多，且显著高于N3与N5水平。每穗粒数均随着氮肥水平的提高而增加，其中，常规粳稻N4与N5水平无显著差异，杂交稻N3、N4与N5水平无显著差异，说明施氮量达到一定水平后，增施氮肥对千粒重的影响较小。总颖花量与产量呈相同趋势，均随氮肥水平的提高而增加，在N4水平下最大，且均显著高于N5。2个品种千粒重与结实率呈相同趋势，均随着氮肥水平的提高而减小，氮肥水平增至N4后，再增施氮肥对千粒重与结实率影响不显著。
2.2关键时期茎蘖数
由表2可知，有效分蘖临界叶龄期、拔节期及抽穗期，2个品种的茎蘖数均随着施氮量的增加而增加，其中有效分蘖临界叶龄期呈显著增加趋势，拔节期与抽穗期的茎蘖数，当氮肥水平增加至N4后略有增加但不明显，说明增施氮肥能有效提高水稻生育前期茎蘖数。2个品种成熟期茎蘖数随氮肥水平的提高呈先增后减的趋势，在N4水平达到最大值，之后再增施氮肥茎蘖数显著减小。2个品种成穗率随氮肥水平的提高均呈下降趋势，当氮肥水平从N4增至N5时，成穗率显著下降。
2.3干物质阶段积累量
由表3可知，2个品种在拔节前干物质积累量在一定范围内均随着施氮量的增加而显著增加，施氮量增至N5时，增加量不明显；拔节至抽穗期与拔节前干物质积累呈相同的规律。抽穗至成熟期，2个品种干物质积累量均随着施氮量的增加呈先增后减的趋势，其中，常规粳稻品种当氮肥水平增至N3后，再增施氮肥干物质积累量增加不显著，从N4后再增施氮肥干物质积累量显著下降，杂交稻品种从N0至N4水平干物质积累量均显著增加，之后再增施氮肥显著降低。总干物质积累量也随着施氮量的增加呈先增后减的趋势，N4水平后再增施氮肥总干物质积累量显著下降，其中杂交稻下降更为明显，说明过量的肥料对杂交稻的影响大于常规稻。
2.4氮素利用效率及百千克籽粒需氮量
由表4可知，2个品种的氮素吸收利用率均随着施氮量的增加呈先增后减的趋势，其中常规稻品种在N4水平下吸收利用率最高，杂交稻品种在N3水平下最高，说明过多或过少施用氮肥均不利于氮素吸收利用率的提高。2个品种农学利用率也呈先增后减的趋势，在N5水平下下降幅度达极显著水平，生理利用率在N5水平下也显著降低。偏生产力随施氮量的增加而降低，各处理间差异达极显著水平。百千克籽粒需氮量随氮肥水平的提高呈增加趋势。
3结论与讨论
增施氮肥是提高水稻产量的有效途径，但当氮肥达到一定用量时，再增施氮肥不仅不增产，还会导致水稻贪青迟熟，千粒重下降，空瘪粒增多[8]，易倒伏[9]，而且会造成环境污染。该研究结果表明，随氮肥水平的提高，2个品种钵苗机插水稻产量均呈先增后减的趋势，在N4水平下最高；产量构成因素方面，穗数呈先增后减的趋势，每穗粒数呈增加趋势，但在N4水平后无明显增加，结实率、千粒重均递减，但在N4水平后无明显变化，由此可知，过量施氮导致的减产主要是穗数的减少引起的。生育前期及中期，水稻茎蘖数随氮肥水平的提高而增加，成熟期随氮肥水平的提高而减小，在N4水平最高，当氮肥水平增至N5时，成穗率显著下降；移栽至拔节与拔节至抽穗阶段的干物质积累量随氮肥水平的提高而增加，抽穗至成熟阶段在N4水平达到最大值，之后显著下降。
施氮总量对水稻各生育阶段的氮素吸收利用特性影响较为显著，常用来衡量氮素利用效率的指标有氮素吸收利用率、农学利用率、生理利用率和偏生产力，这些指标均从不同角度描述了作物对氮素的利用情况[10]。生产上常用氮素吸收利用率来衡量氮素利用效率，简称氮素利用率，是氮肥精确施用必须确定的3个参数之一[11]。该研究结果表明，在300.0 kg/hm2施氮量下，常规粳稻氮素吸收利用率最高，极显著高于其他处理，杂交稻以N3处理较高；而农学利用率与生理利用率均随施氮量的增加先增后减，最大值因不同品种而不同，偏生产力下降。
该研究的适宜施氮量还需要通过测定和比较不同施氮量对钵苗机插水稻稻米品质的影响而确定，仍需进一步研究。
参考文献
[1] 王余龙，姚友礼，蒋军民，等.高产水稻养分吸收规律及氮素调控机理研究[M].北京：中国农业出版社，1995：118-130.
[2] 雷宏叔.论不同密植条件下稻麦主茎与分蘖的性状差异及蘖间整齐度问题[C]//殷宏章.稻麦群体研究论文集.上海：上海科学技术出版社，1961：93-100.
[3] 王士强，赵海红，王丽萍，等.不同氮肥用量对寒地水稻生长和产量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2015（1）：1-5，9.
[4] 张洪程，朱聪聪，霍中洋，等.钵苗机插水稻产量形成优势及主要生理生态特点[J].农业工程学报，2013（21）：50-59.
[5] 胡雅杰，刑志鹏，龚金龙，等.刘国林.钵苗机插水稻群体动态特征及高产形成机制的探讨[J].中国农业科学，2014，47（5）：865-879.
[6] 宋云生，张洪程，戴其根，等.水稻钵苗机插秧苗素质的调控[J].农业工程学报，2013（22）：11-22.
[7] 朱聪聪，张洪程，郭保卫，等.钵苗机插密度对不同类型水稻产量及光合物质生产特性的影响[J].作物学报，2014，40（1）：122-133.
[8] 高红军.水稻贪青的原因及预防[J].农村科学实验，2013（5）：13.
[9] 赵黎明，顾春梅，陈淑洁，等.水稻倒伏研究及其影响因素分析[J].北方水稻，2009（4）：66-70.
[10] NOVOA R，LOOMIS R S.Nitrogen and plant production[J].Plant soil，1981，58：177-204.
[11] 凌启鸿，张洪程，戴其根，等.水稻精确定量施氮研究[J].中国农业科学，2005，38（12）：2457-2467.