不同生态地点和施氮水平下超级稻产量表现及其养分吸收积累规律研究

论文摘要

施肥是水稻获得高产的重要措施,但长期大量施用化肥,尤其是氮肥,不仅会导致氮肥利用率降低,而且还会引起环境污染。本研究通过在不同生态地点和不同施氮水平条件下,研究超级稻的产量形成特点及其不同产量水平下超级稻的氮肥利用率和养分吸收积累规律,探明中国超级稻生产能否实现高产与氮高效利用的协调统一。据此,于2011～2012年在湖南长沙、广西宾阳、广东怀集、海南海口、贵州兴义进行多年多点联合试验,其中海口、长沙和兴义为一季稻,宾阳和怀集为双季稻。试验采用裂区设计,以氮肥为主区,设施氮量为225、112.5、0kg/hm2,分别记为N1N2N3;以品种为副区,超级杂交稻两优培九、Y两优1号和超级常规稻玉香油占、高产常规稻黄华占为材料。主要结果如下：1超级稻产量表现不同生态地点下超级稻产量差异显著,其中以兴义点的产量最高,与长沙、海口、宾阳、怀集相比、分别增产了22.86%、36.79%、83.20%、160.55%。超级稻产量基因型差异显著,在一季稻试验点,超级杂交稻产量均显著高于超级常规稻,平均高了10.5%,双季稻试验点,超级杂交稻产量优势不明显。不同施肥处理下超级稻产量差异显著,其中,2011年宾阳点以N2处理高于N1处理；长沙和怀集点则是以N1处理高于N2；2012年,除怀集早稻和海口点外,兴义、长沙、怀集晚稻均以N2处理高于N1处理。2超级稻产量构成不同生态地点对超级稻的产量构成影响显著。有效穗、每穗粒数、颖花量、结实率均以兴义点较高,怀集点较低。不同生态地点间超级杂交稻的粒重差异较小,杂交稻与常规稻的粒重差异较大,但两优培九与Y两优1号、玉香油占与黄华占间的粒重差异较小。超级稻的产量构成基因型差异显著,每穗粒数以玉香油占最多,黄华占最少,有效穗以黄华占最多,玉香油占最少。相关分析表明,超级稻收获产量与有效穗、颖花量、每穗粒数、结实率呈显著正相关。3超级稻干物质生产及收获指数不同生态地点对超级稻的干物质生产量影响显著。齐穗期和成熟期干物质生产量,以兴义点较高,怀集点较低。干物质生产量基因型差异显著,在产量大于9t hm-2的试验点,超级杂交稻显著高于超级常规稻。相关分析还表明,超级稻齐穗期、成熟期和齐穗期至成熟期的干物质生产量与收获产量呈高度正相关。不同生态地点下收获指数差异显著,以兴义点最高,为0.553～0.572；不同施肥处理下收获指数差异显著,其中以N3处理的收获指数较高。相关分析表明,超级稻的收获产量与收获指数呈显著正相关。4超级稻氮、磷、钾养分吸收量不同生态地点、施肥处理对超级稻植株氮、磷、钾养分吸收量影响显著；氮吸收量以兴义点最高,分别比长沙、海口、宾阳和怀集高了23.5%、98.2%、68.7%、175.6%;植株磷、钾的吸收量以长沙点较高,分别为4.3～4.7g m-2、20.5-21.7g m-2。除2012年宾阳早稻和怀集晚稻外,不同施肥处理间超级稻植株的氮、磷、钾吸收量,均一致呈N1>N2>N3。5超级稻氮、磷、钾养分收获指数超级稻的氮、磷、钾收获指数不同生态地点、施肥处理间差异显著。氮、磷的收获指数以兴义点较高,平均分别为0.690和0.777,钾收获指数以海口点较高,平均为0.135。随着产量水平的提高,氮、磷收获指数呈升高趋势。不同施肥处理下超级稻氮、磷、钾的收获指数以N3处理较高,N1处理较小。相关分析表明,收获产量与成熟期氮、磷的收获指数呈显著正相关,与钾收获指数关系不显著。超级稻氮、磷、钾收获指数基因型变化趋势不明显。6超级稻每生产1000kg稻谷氮、磷、钾养分需要量不同生态地点对超级稻每生产1000kg稻谷氮、磷、钾的需要量影响显著。需氮量以怀集点最低,为13.5～16.9kg,长沙点最高,为22.0～23.6kg（除2011宾阳点外）；需磷量以兴义点最低,宾阳点较高；需钾量以兴义点和怀集点较低。相关分析表明,收获产量与每生产1000kg稻谷氮、磷、钾的需要量呈显著负相关。7超级稻氮肥利用率不同生态地点、施肥处理对超级稻氮肥利用率有显著影响。氮肥农学利用率以怀集点较高,氮肥偏生产力和氮肥吸收利用率以兴义点较高。不同施肥处理超级稻的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率均一致以N2大于N1。不同产量水平下,超级稻的氮肥利用率,随着产量水平的升高,呈增加趋势。综上所述,不同生态地点、施肥处理、超级稻品种间的产量及氮肥利用率差异显著。超级稻产量最高的兴义点,其肥料利用率也较高,证明超级稻可以实现高产与养分高效利用协调统一,在超级稻生产上,应按照超级稻种植区域,确定适合的目标产量,采用与目标产量相一致的定量化栽培技术和群体发育调控技术,实现高产稳产高效的超级稻生产。同时,氮素高效利用率也应作为超级稻品种选育的指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 超级稻高产稳产栽培生理特点
• 1.1 超级稻产量及其构成的特点
• 1.2 超级稻干物质生产及其运转
• 2 超级稻栽培生理特性
• 2.1 群体光合作用
• 2.2 根系生理特性
• 2.3 籽粒灌浆特性
• 2.4 营养吸收特性
• 2.5 生态适应性
• 3 施氮对超级稻的影响
• 3.1 超级稻的施肥方法
• 3.2 氮肥施用时间
• 4 研究的意义、目的
• 参考文献
• 第二章 不同生态地点和氮肥水平下超级稻产量形成特点
• 1 材料与方法
• 1.1 供试品种
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目
• 1.3.1 SPAD值测定
• 1.3.2 产量构成
• 1.3.3 产量
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 超级稻不同生育时期的温度变化及太阳辐射量
• 2.2 不同生态地点下超级稻产量及其构成特点
• 2.2.1 超级稻的产量表现
• 2.2.2 不同生态地点下超级稻的日产量
• 2.2.3 超级稻的产量构成特点
• 2.4 超级稻产量和产量构成因子关系的回归分析
• 2.5 超级稻产量和产量构成因子关系的通径分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 不同生态地点和施氮水平下超级稻干物质积累特点
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目
• 1.2.1 齐穗期干物质
• 1.2.2 成熟期干物质
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 不同生态地点对超级稻生育期的影响
• 2.2 超级稻干物质生产特点
• 2.3 超级稻的收获指数
• 2.4 作物群体生长速率
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 不同生态地点和施氮水平下超级稻氮、磷、钾积累特点
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目
• 1.2.1 植株氮磷钾的测定
• 1.2.2 相关计算公式
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 超级稻养分吸收量及其收获指数
• 2.1.1 氮素吸收量及氮收获指数
• 2.1.2 磷素吸收量及磷收获指数
• 2.1.3 钾吸收量及钾收获指数
• 2.2 超级稻的氮肥利用率
• 2.2.1 氮肥农学利用率
• 2.2.2 氮肥偏生产力
• 2.2.3 氮肥吸收利用率
• 2.3 超级稻每生产1000 kg稻谷氮、磷、钾需要量
• 2.3.1 超级稻每生产1000 kg稻谷需氮量
• 2.3.2 超级稻每生产1000 kg稻谷需磷量
• 2.3.3 超级稻每生产1000 kg稻谷需钾量
• 2.4 超级稻收获产量与每生产1000 kg稻谷氮、磷、钾需要量的关系
• 2.5 超级稻收获产量与氮、磷、钾吸收量的关系
• 2.6 超级稻收获产量与氮、磷、钾收获指数的关系
• 2.7 超级稻收获产量与成熟期稻草含氮量、氮吸收量的关系
• 2.8 超级稻收获产量与氮肥利用率的关系
• 3 讨论
• 参考文献
• 第五章 全文结论与创新之处
• 1 全文结论
• 2 创新之处
• 致谢
• 作者简历
• 发表文章