![]()
期刊：Field Crop Ressearch 1区TOP/IF=5.6![]() 氮素处理对超短生育期双季稻品种氮素利用效率有影响；![]() 实时氮素管理(Nreal)显著降低了双季稻的总氮施用量；![]() Nreal在不降低籽粒产量的情况下提高了双季稻的氮素利用效率。 |
优化氮素管理是水稻高产和氮素利用效率的关键。然而，关于95天内成熟的超短生育期双季稻(中国中部重要的简化水稻种植制度)的氮素管理信息有限。本研究通过为期两年的田间试验，研究了4种氮管理处理对4个超短期品种在旱作早期和后期籽粒产量和氮素利用效率的影响。氮素处理包括实时氮素管理(Nreal)，根据叶绿素计确定季节施用氮素的时间，每周施氮以实现稳定养分供应(Nweek)，常规氮素管理(Nconv)和零氮对照(Nzero)。本研究可为超短期双季稻品种同时实现高产和氮肥利用提供最佳的氮肥管理措施。提高水稻氮素利用效率和维持旱作超短生育期品种的产量，对促进华中地区水稻可持续生产具有重要意义。田间试验于2021年和2022年分别在中国湖北省淇春县九浦村(北纬30°23′，东经115°43′)同一地块进行。2021年和2022年施基肥前20 cm土壤性状分别为pH 6.3和6.3，有机质18.6和19.0 g kg−1，全氮0.18和0.20 g kg−1, Olsen磷10.3和10.9mg kg−1，交换性钾192.6和198.4 mg kg−1。气候资料包括气温、太阳辐射、降水等，均在距试验田约500 m的气象站采集。试验采用裂区设计，以氮肥处理为主区，超短期品种为副区，4个重复。子小区面积为30 m2， ES和LS的4个氮处理分别为零氮(Nzero)、Nconv、Nweek和Nreal，如表1所示。根据田间调查，在Nconv中，在基部、分蘖中期和穗部起始阶段，施氮量分别为ES 150 kg ha−1和LS 120 kg ha−1，施氮量的比例为4:3:3。第一周，基础施氮量为30 kg，从三叶期至抽穗期，每周施氮量为15 kg (Sheehy et al.， 2000; Xu et al.， 2022)。在Nreal中，以30 kg N ha−1为基数，在三叶期至抽穗期，最上叶和全展叶SPAD值低于35时施用20 kg N ha−1。SPAD-502 (Minolta Camera Co.， Osaka, Japan)采用Peng et al.(1996)的方法确定SPAD值。本研究中使用的SPAD阈值主要是由于超短生育期可能导致对氮的需求较低。在这两年中，从三叶期到抽穗期，ES和LS四个品种的SPAD值分别有3次和2次低于35的阈值(图1)。播种前一天施基肥。XZX6、ZX615、CPPC15和CPPC18 4个超短生育期品种由于生育期适宜，产量表现良好，在季节和年份均有应用。CPPC15和CPPC18由华中农业大学作物生理与生产中心(CPPC)开发，用于在华中地区实践DSD (Xu et al.， 2018, Pan et al.， 2023)。![]()
![]()
图1 2021年和2022年早期(ES)和后期(LS)季节实时氮管理的SPAD值。虚线为SPAD阈值。误差条表示平均值的标准误差。
其余方法见原文。
气候条件和生长期
![]()
图2 中国湖北省淇春县2021年(a、b)和2022年(c、d)日最高和最低气温(a、c)以及太阳辐射和降水(b、d)。
产量及其构成因素
![]()
生长和产量属性
![]()
图3 2021年和2022年不同氮处理的早期(ES)和晚期(LS)季节总干重(a和b)和作物生长率(c和d)的动态。Nzero，0N应用。Nconv，传统做法。Nweek，每周施用N。Nreal，实时氮肥管理。误差条表示平均值的标准误差。
![]()
图4 2021 - 2022年不同氮处理的早期(ES)和后期(LS)茎秆数(a和b)和叶面积指数(c和d)的动态。
![]()
图5 2021年和2022年前期(ES)和后期(LS)籽粒产量与总干重(a、c)和收获指数(b、d)的关系。
氮吸收和氮素利用效率
![]()
![]()
SPAD阈值为35的Nreal对DSD超短期品种的总氮含量影响显著低于Nweek和Nconv, ES和LS的总氮含量分别为90 kg ha−1 和70 kg ha−1 。但3种施氮处理的籽粒产量相当。因此，与Nweek和Nconv相比，Nreal大幅提升了NUE。Nconv和Nweek高施氮量导致抽穗前茎干数、叶面积指数和成熟期全氮吸收量均高于Nreal，但成熟期产量构成和干物质积累差异不大，表明Nconv和Nweek的氮素消耗偏多。这些结果表明，Nreal可能是华中地区旱作超短期品种在不影响产量的情况下优化施氮量和提高NUE的有效策略。(欢迎大家投稿、转发和建议，也希望与您共同讨论相关知识，共同进步！)
