长秧龄机插稻氮素利用特性及其与环境温度的相关性.pdf

第 29 卷 第 22 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.22 2013年 11月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov.2013 23 长秧龄机插稻氮素利用特性及其与环境温度的相关性 刘奇华，吴 修，陈博聪，马加清，高 洁，张士永，陈 峰（山东省农业科学院水稻研究所，济南 250100）摘 要：秧龄是决定机插稻产量的重要因素，适宜的秧龄是其获取高产的基础。麦（油）稻两熟区，由于茬口安排紧、插秧机械作业繁重、不利天气等因素的影响，常导致机插秧苗未在适宜秧龄期移栽，超秧龄现象普遍存在，对机插稻产量构成威胁。该文旨在阐明长秧龄机插稻对氮素的需求规律和利用效率。试验设置手栽稻为对照，系统研究了长秧龄机插稻生育期、植株氮素需求、吸收、转运的变化规律及其与环境温度间的相关性。结果表明，长秧龄机插稻生育期比手栽稻推迟 413 d；孕穗至成熟期，中早熟品种氮素需求量小于手栽稻，中晚熟品种则大于手栽稻；孕穗至抽穗期，长秧龄机插稻叶片与茎鞘的氮素输出量、输出率呈下降趋势；抽穗至成熟期，长秧龄机插稻叶片氮素输出量、输出率、转换率升高；成熟期，穗部氮素吸收量降低。典型相关分析表明，稻株氮素需求量、孕穗至抽穗期茎鞘氮素输出量、输出率与有效积温的相关性最密切；叶片氮转换率与平均气温的关联性最紧密。长秧龄机插稻对氮素的吸收利用特性不仅与品种有关，而且与环境温度变化相关，生产中，可依据品种特性，在常规施肥基础上，适当减少中早熟品种长秧龄机插稻穗肥的施用比例，在保证安全齐穗的前提下，适当增大中晚熟品种穗肥的施用比例，采取有效的农艺调控，提高稻株对氮素的吸收利用率，尽量弥补超秧龄所造成的产量损失。该研究可为长秧龄机插水稻的大田氮肥管理提供参考。关键词：相关分析，氮素，温度，长秧龄，机插稻，利用特性 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.22.003 中图分类号：S162.5 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-22-0023-09 刘奇华，吴 修，陈博聪，等.长秧龄机插稻氮素利用特性及其与环境温度的相关性J.农业工程学报，2013，29(22)：2331.Liu Qihua,Wu Xiu,Chen Bocong,et al.Nitrogen utilization in mechanical transplanted rice with long seedling age and its correlation with environmental temperaturesJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2013,29(22):2331.(in Chinese with English abstract)0 引 言 近年来，随着农村经济发展和产业结构调整，大批劳动力向城市转移，农村劳动力匮乏现象日趋严重，在水稻生产中呈现出多元化栽培模式，手插、机插、直播、抛栽等模式并存1-4。实践已证实，大力发展轻简化栽培技术将是解决农村劳力缺乏的重要措施，也是今后稻作发展的主方向5。机插栽培模式是水稻轻简栽培体系的重要内容，具有省时、省工、省本等诸多优点，应用前景极为广阔6。日本等发达国家的机插秧技术早在上世纪 70 年代就已成熟，并得到大面积推广7-8。中国机插秧研究起步较晚，且国情与国外不同，不能生搬硬套现成 收稿日期：2013-05-17 修订日期：2013-09-11 基金项目：国家自然科学基金（31000696），山东省农业重大应用创新课题项目，山东省农业良种工程农业生物资源创新利用 作者简介：刘奇华（1979），男，汉族，山东莱州人，助理研究员，主要从事水稻轻简化机械栽培研究。济南 山东省农业科学院水稻研究所，250100。Email: 通信作者：马加清（1961），男，汉族，山东鄄城人，研究员，曾赴日本、菲律宾研修。主要从事水稻机械化栽培研究。济南 山东省农业科学院水稻研究所，250100。Email: 的经验，因此许多生产环节仍不成熟，成为限制该项技术推广的瓶颈。针对这些问题，前人从床土培肥9-10、播种密度11-12、育秧方式13-15、秧田管理16-18、移栽秧龄18-19、大田栽培手段19-21等方面对机插水稻秧苗素质、生育期、营养物质转运及产量性状进行了大量研究，取得了一些重要进展。水稻机插苗的培育与人工移栽苗显著不同，其播种密度高，生长空间小，适栽秧龄期短，秧龄弹性小7-8。机插稻获取高产的关键是实现农艺农机的有效融合。农机通常要求 20 d 左右的小苗壮苗，不仅适插性好，而且栽后返青快，可充分发挥中叶位分蘖潜力16,22。但在麦（油）稻两熟区，由于茬口安排紧及不利天气等因素的出现，机插秧秧龄普遍偏长，有时甚至大大超过农机要求的适宜秧龄，对机插稻产量产生极大负面影响，势必对机插稻秧苗素质、大田分蘖产生不利影响，最终导致减产9,13,23-24。氮素是蛋白质、核酸、叶绿素等物质的重要组分，在构建细胞结构、参与物质能量代谢中发挥重要功能，是维持作物生长发育的生命元素，对作物产量的形成具有决定作用25-26。据统计，中国头季农业工程学报 2013 年 24 作物氮肥回收率约 30%35%，氮肥农学效率仅为世界平均水平的 1/2；总施氮量中约有 11.5%以氨的形式挥发了，约 34%损失于硝化作用与反硝化作用，约 2%损失于淋失，约 5%损失于土壤表面侵蚀，而供作物利用的氮仅占总施氮量的 47.5%27。水稻是世界重要粮食作物，其对氮素的吸收利用一直是国内外研究的焦点。研究表明，水稻对氮素的吸收利用受生育期、基因型、栽培措施等因素的调控28-30。传统手插模式下水稻氮素吸收分配特性已有诸多报道1,28-30，而有关机插栽培模式对水稻氮素吸收利用影响的研究却较少，仅有的研究都是建立在适宜移栽秧龄条件下20。超秧龄条件下，大田机插稻对氮素的吸收利用有何变化鲜有报道。探明机械栽插模式下水稻对氮素的利用效率，对于高效轻简栽培技术的研究具有重要指导意义。本研究通过对比手栽与机械栽插模式下长秧龄机插稻氮素吸收转运效率，试图揭示超秧龄机插稻对氮素的需求与利用特性；运用典型相关分析研究氮素的需求转运分配与环境温度的相关性，典型相关分析是通过多个典型变量间的相关关系来综合描述 2 组变量间的一种多元分析数学方法，已广泛应用于各研究领域31。本文用此方法来探明温度对长秧龄机插稻氮素利用特性产生的影响，从生态角度初步解释长秧龄机插稻对氮素吸收利用发生变化的原因，以期为机插水稻大田施肥管理提供理论依据和技术支撑。1 材料与方法 1.1 试验材料与试验地点 供试材料为中早熟常规粳稻圣稻 14、圣稻2 572，全生育期为 145148 d，中晚熟常规粳稻大粮 202、淮稻 11、津稻 263，全生育期 150155 d。试验于 2012 年在山东省济宁市鱼台县清河镇(3500N，11639E)进行，该地区属于典型的麦稻两熟区，平均海拔为 35 m，温带季风气候，年平均气温为 13.7C，土壤为黏壤土，肥力中等偏上。1.2 试验设计 依据当地水稻生产习惯对各种植方式进行试验设计。手栽稻于 5 月 12 日播种，常规旱育秧，6月 27 日移栽。机插稻于 5 月 17 日播种，硬盘旱育秧，每盘落芽谷 150 g，育秧过程适当控制水肥，6月 27 日移栽，移栽时叶龄为 3.7，秧龄 42 d。采用二因素裂区试验设计，3 次重复。主因素为 2 种栽培模式，包括传统手栽和机械栽插，副因素为 5 个常规粳稻品种，小区面积 30 m2。人工手插秧行株距为 3012 cm，每穴插 3 苗；使用久保田 SPU68C高速插秧机进行机插秧，行株距为 3012 cm，每穴插 4 苗。大田氮肥用量为 300 kg/hm2（折合纯氮），手插稻基肥分蘖肥穗肥=52.52.5，机插稻基肥分蘖肥穗肥=2.552.5，氮磷钾施用比例为 211，磷肥做基肥一次性施入，钾肥分基肥和穗肥 2 次等量施入。1.3 测定项目与方法 1）生育期 调查并记载各种植模式下不同水稻品种的孕穗期、抽穗期、成熟期。2）植株地上部干物质 分别于孕穗期、抽穗期、成熟期，在各小区取代表性稻株 6 穴，在 105C 下杀青 0.5 h，将植株地上部分成叶片、茎鞘、穗 3 部分，在 80C 下烘干至恒质量，分别称质量。3）植株地上部全氮 分别将烘干至恒质量的叶片、茎鞘、穗粉碎混匀，使用全自动凯氏定氮仪测定各器官含氮率。氮素含量(mg)=地上部各器官干物质量各器官含氮率20 叶片（茎鞘）氮素输出量=始穗期或抽穗期叶片（茎鞘）氮素质量-抽穗期或成熟期叶片（茎鞘）氮素质量32 叶片（茎鞘）氮素输出率(%)=（始穗期或抽穗期叶片（茎鞘）氮素质量-抽穗期或成熟期叶片（茎鞘）氮素质量）/始穗期或抽穗期叶片（茎鞘）氮素质量10032 叶片（茎鞘）氮素转换率(%)=（抽穗期叶片（茎鞘）氮素质量-成熟期叶片（茎鞘）氮素质量）/成熟期穗部氮质量10032 成熟期叶片（茎鞘）氮分配比例=成熟期叶片（茎鞘）氮质量/成熟期植株地上部氮总质量30 成熟期穗部氮分配比例（氮收获指数）=成熟期籽粒氮质量/成熟期植株地上部氮总质量30 单位质量籽粒吸氮量（mg/g）=成熟期地上部总含氮量/成熟期籽粒产量20 4）气象因子 水稻生育期间的气象数据由济宁市气象局提供。1.4 统计方法 水稻地上部含氮率随地上部干物质量的增加而降低，即氮的稀释效应，地上部含氮率与干物质的关系，可用幂函数表示33-34：Y=aXb 式中，Y 为地上部含氮率，%；X 为地上部生物量，g；a、b 为参数，a 指地上部干物质量为 1 g 时植株氮的百分含量，a 的大小表示水稻在相同生物量条件下对氮的需求量，b 表示临界氮浓度稀释过程斜率的参数，表示氮稀释的相对速率。第 22 期 刘奇华等：长秧龄机插稻氮素利用特性及其与环境温度的相关性 25 使用 SPSS、DPS 统计软件进行方差分析、函数模拟和典型相关分析。2 结果与分析 2.1 长秧龄机插稻的生育时期 长秧龄机插稻孕穗期较手插稻推迟 713 d，抽穗期推迟 511 d，成熟期延迟 47 d（表 1）。中早熟品种圣稻 14、圣稻 2572 的成熟期推迟天数比中晚熟品种大粮202淮稻 11、津稻263少 12 d，表明长秧龄机插稻生育期较手插稻明显推迟，不同类型品种间存在一定差异。2.2 长秧龄机插稻地上部器官含氮量变化 与常规手栽稻相比，孕穗期中早熟品种圣稻14、圣稻 2572 的长秧龄机插稻叶片含氮量显著降低 36.418%，中晚熟品种叶片含氮量无显著变化（表2）；圣稻 14、圣稻 2572、淮稻 11 的长秧龄机插稻茎鞘含氮量显著下降 10.165%，而大粮 202、津稻 263 显著升高 42.825%。抽穗期中早熟品种圣稻14、圣稻 2572 机插稻叶片、茎鞘的含氮量较手栽稻显著降低 27.094%、29.048%，除大粮 202 机插稻茎鞘显著降低以外，其余中晚熟品种机插稻与手栽稻的茎鞘含氮量无显著差异。与手栽稻相比，成熟期机插稻叶片含氮量呈下降趋势，除大粮 202 未达显著水平外，其余品种显著降低 22.620%，机插稻穗部含氮量亦呈下降趋势，除津稻 263 未达显著水平外，其余品种显著降低 28.462%，而机插稻茎鞘含氮量存在较明显的品种间差异，圣稻 14、圣稻2572、津稻 263 显著下降 34.287%，大粮 202、淮稻 11 显著升高 23.120%。以上结果表明，从孕穗至成熟期，中早熟品种机插稻地上部各器官的含氮量均显著低于手插稻，而中晚熟品种从孕穗至抽穗期机插稻叶片含氮量与手插稻无显著差异，成熟期叶片与穗的氮含量呈降低趋势。表 1 长秧龄机插稻的主要生育时期 Table 1 Growth duration for mechanical transplanted rice with long seedling age 生育期 Growth stage 品种 Cultivars 栽培方式 Cultivation patterns 孕穗期 Booting stage 抽穗期 Heading stage 成熟期 Maturity stage 手插 AT 08-13 08-23 10-08 圣稻 14 Shengdao14 机插 MT 08-24 09-01 10-13 手插 AT 08-12 08-21 10-06 圣稻 2572 Shengdao2572 机插 MT 08-23 08-30 10-12 手插 AT 08-16 08-25 10-13 大粮 202 Daliang202 机插 MT 08-30 09-06 10-20 手插 AT 08-22 09-01 10-15 淮稻 11 Huaidao11 机插 MT 08-31 09-07 10-23 手插 AT 08-24 09-02 10-17 津稻 263 Jindao263 机插 MT 09-01 09-08 10-24 Note:AT:artificial transplanting,MT:mechanical transplanting 表 2 2 种栽培模式下水稻地上部单茎各器官氮含量 Table 2 Nitrogen amounts of above-ground organs of single stem in rice under both cultivation patterns 孕穗期 Booting stage 抽穗期 Heading stage 成熟期 Maturity stage 品种 Cultivars 栽培模式 Cultivation patterns 叶片 Leaves/mg 茎鞘 Stems and sheaths/mg 叶片 Leaves/mg 茎鞘 Stems and sheaths/mg 叶片 Leaves/mg 茎鞘 Stems and sheaths/mg 穗 Panicles/mg手插 AT 31.82a 9.51a 20.65a 11.87a 6.53a 10.03a 26.01a 圣稻 14 Shengdao14 机插 MT 18.74b 8.58b 12.67b 8.11b 4.20b 4.40b 21.96b 手插 AT 25.46a 8.41a 20.43a 10.92a 6.44a 12.92a 44.27a 圣稻 2572 Shengdao2572 机插 MT 17.68b 7.41b 17.28b 8.06b 4.31b 9.77b 28.87b 手插 AT 23.39a 6.13b 22.12a 11.73a 8.81a 5.52b 37.35a 大粮 202 Daliang202 机插 MT 21.34a 8.66a 23.05a 10.64b 8.73a 6.09a 25.70b 手插 AT 26.56a 13.07a 20.67a 10.22a 7.86a 8.71b 30.38a 淮稻 11 Huaidao11 机插 MT 25.08a 11.85b 21.74a 11.08a 7.09b 11.43a 22.20b 手插 AT 23.17a 7.32b 21.76a 11.85a 7.64a 6.07a 26.69a 津稻 263 Jindao263 机插 MT 23.57a 10.55a 22.19a 11.63a 6.43b 4.90b 25.57a 农业工程学报 2013 年 26 2.3 长秧龄机插稻氮素需求与转运特性 作物生长过程中，植株氮浓度随地上部干物质量增大而降低，在此过程中，作物氮素稀释速度的快慢不仅影响作物对氮的需求而且影响作物的氮素吸收能力，进而对作物产量品质造成影响。稻株单茎含氮率与干物质量间的关系可用幂函数方程模拟（表 3），R2均大于 0.72，且达到极显著水平（p0.01）。分析幂函数参数 a 值可知，中早熟品种圣稻 14、圣稻 2572 机插稻的氮需求量小于手栽稻，中晚熟品种大粮 202、淮稻 11、津稻 263 氮需求量大于手栽稻，参数 b 值表示氮稀释过程下降快慢，b 的绝对值越大，稀释速度越快，水稻对氮素的吸收速率越小。分析参数 b 值可知，中晚熟品种机插稻氮稀释速率大于手栽稻。分析稻株地上部氮素转运利用情况可知（表4），孕穗至抽穗期机插稻叶片氮素输出量与输出率变现为下降趋势，分别比手栽稻降低 54.479%、11.072%；除圣稻 14 和津稻 263 以外，其余品种机插稻茎鞘氮素非但没有输出，反而在积累，因此变现为负值，但无论是输出还是积累，机插稻茎鞘氮素运输状况均显著弱于手栽稻。抽穗至成熟期，大部分品种机插稻叶片氮素输出率、转换率呈上升趋势，分别较手栽稻提高 8.201%、42.153%；中早熟品种机插稻叶片氮素输出量呈下降趋势，中晚熟品种则相反。机插稻茎鞘氮素转运情况存在明显的品种间差异，圣稻 14 与淮稻 11 茎鞘氮素仍处于累计状态，可能与茎鞘干物质再次充实有关，其余品种无明显规律可循。对于地上部器官氮素分配比例而言（表 5），圣稻 14 与津稻 263 机插稻叶片、茎鞘较手插稻显著下降 8.995%、28.257%，穗部显著升高 11.012%；而圣稻 2572、大粮 202 与淮稻 11 机插稻茎鞘较手插稻显著升高 32.903%，穗部显著下降 10.363%。与手插稻相比，圣稻 14 与津稻 263 机插稻单位质量籽粒吸氮量呈下降趋势，降低 13.689%，其余品种显著升高 10.969%。表 3 2 种栽培模式下水稻地上部单茎含氮率与干物质增长的稀释方程 Table 3 Dilution equations between nitrogen percentage and dry matter accumulation for above-ground single stem of rice under both cultivation patterns 品种 Cultivars 栽培方式 Cultivation patterns 幂函数方程 Power functions 手插 AT Y=3.2937X-0.7824 R2=0.7167 p=0.0040 圣稻 14 Shengdao14 机插 MT Y=2.2984X-0.7537 R2=0.7583 p=0.0022 手插 AT Y=2.5972X-0.3943 R2=0.8818 p=0.0002 圣稻 2572 Shengdao2572 机插 MT Y=2.3455X-0.4192 R2=0.9743 p0.0001 手插 AT Y=2.5100X-0.5006 R2=0.9918 p0.0001 大粮 202 Daliang202 机插 MT Y=2.7694X-0.6554 R2=0.9643 p0.0001 手插 AT Y=2.8449X-0.6147 R2=0.7604 p=0.0022 淮稻 11 Huaidao11 机插 MT Y=3.1175X-0.7692 R2=0.9013 p=0.0001 手插 AT Y=2.4586X-0.5771 R2=0.9716 p0.0001 津稻 263 Jindao263 机插 MT Y=3.1730X-0.8624 R2=0.9844 p0.0001 表 4 2 种栽培模式下水稻地上部单茎氮素转运与利用率 Table 4 Nitrogen transportation and usage efficiency of above-ground single stem in rice under both cultivation patterns 孕穗至抽穗期 From booting to heading stage 抽穗至成熟期 From heading to maturity stage 叶片 Leaves 茎鞘 Stems and sheaths 叶片 Leaves 茎鞘 Stems and sheaths 品种 Cultivars 栽培模式 Cultivation patterns 输出量Output/mg 输出率Output rate/%输出量 Output/mg 输出率Output rate/%输出量Output/mg输出率Output rate/%转换率Conversion rate/%输出量Output/mg 输出率Output rate/%转换率Conversion rate/%手插 AT 11.17a 34.89a-2.36a-25.54a 14.13a 68.39a54.39a 1.84b 15.47b 7.05b 圣稻 14 Shengdao14 机插 MT 6.07b 32.37a 0.46b 5.35b 8.48b 66.86a38.66b 3.71a 45.73a 16.94a 手插 AT 5.04a 19.81a-2.51a-29.75a 13.99a 68.39b31.68b-2.01a-18.43a-4.53a 圣稻 2572 Shengdao2572 机插 MT 0.39b 22.30b-0.65b-8.77b 12.98a 75.06a44.99a-1.71a-21.34a-5.97a 手插 AT 1.27a 5.23a-5.60a-91.66a 13.31a 60.16a35.67b 6.20a 52.97a 16.62a 大粮 202 Daliang202 机插 MT 0.11b 4.70b-1.98b-23.22b14.72a 62.77a57.62a 4.55b 42.71b 17.72a 手插 AT 5.89a 22.104a 2.85a 21.84a 12.81b 61.97b42.20b 1.51a 14.47a 4.89a 淮稻 11 Huaidao11 机插 MT 3.34b 13.27b 0.76b 6.30b 14.65a 67.34a66.60a-0.34b-3.72b-1.25b 手插 AT 1.41a 6.12a-4.54a-61.96a 14.11b 64.71b52.86b 5.78a 48.36a 21.63b 津稻 263 Jindao263 机插 MT 1.37a 5.75a-1.46b-10.28b15.77a 70.99a61.66a 6.72a 57.82a 26.30a 第 22 期 刘奇华等：长秧龄机插稻氮素利用特性及其与环境温度的相关性 27 表 5 2 种栽培模式下水稻地上部各器官氮素分配率 Table 5 Nitrogen allocation ratios among above-ground organs in rice under both cultivation patterns 地上部各器官氮素分配比例 Nitrogen allocation ratio among above-ground organs 品种 Cultivars 栽培方式 Cultivation patterns 叶片 Leaves/%茎鞘 Stems and sheaths/%穗 Panicles/%单位质量籽粒吸氮量 Amount of nitrogen absorption of per weight grain/(mgg-1)手插 AT 15.34a 23.57a 61.08b 22.91a 圣稻 14 Shengdao14 机插 MT 13.74b 14.42b 71.84a 17.14b 手插 AT 10.11a 20.31b 69.57a 22.55b 圣稻 2572 Shengdao2572 机插 MT 10.04a 22.75a 67.21b 23.61a 手插 AT 17.04b 10.69b 72.26a 18.59b 大粮 202 Daliang202 机插 MT 21.53a 15.03a 63.44b 21.06a 手插 AT 16.75a 18.57b 64.68a 21.22b 淮稻 11 Huaidao11 机插 MT 17.45a 28.09a 54.46b 24.53a 手插 AT 18.90a 15.04a 66.06b 19.68a 津稻 263 Jindao263 机插 MT 17.42b 13.28b 69.30a 19.62a 2.4 环境温度与水稻氮素利用的相关性 从水稻氮素需求利用与环境温度间的典型相关分析表可以看出（表 6），孕穗至抽穗期环境温度与氮素需求稀释指标间的典型相关系数达显著水平，说明水稻植株需氮特性与大气温度变化有关，第一对典型变量显示，X1 孕穗至抽穗期的有效积温与 Z1植株氮需求量的权重系数较大，且二者呈正效应，说明此阶段的活动积温与植株氮需求量的相关性最密切。孕穗至抽穗期氮素输出指标与此阶段对应的大气温度间的典型相关系数达显著水平，第一对典型变量显示，X1 孕穗至抽穗期的有效积温与 Z5 孕穗至抽穗期茎鞘氮输出量的权重系数较大，且二者呈负效应。氮转换指标与抽穗至成熟期大气温度指标间的典型相关系数达显著水平，第一对典型变量显示，X6 抽穗至成熟期大气平均温度与 Z11 叶片氮转换率的权重系数较大，二者呈负效应。表 6 水稻地上部植株氮素需求利用特性与环境温度间的典型相关分析 Table 6 Canonical correlation analyses between nitrogen requirement,transportation and allocation of rice shoots and environmental temperature 变量 1 Variable 1 变量 2 Variable 2 典型相关系数 Canonical correlation Coefficients 典型变量 Canonical variables A 氮需求稀释指标 1=0.959*U1=-0.751X1+0.313X2-0.402X3+0.420X4 2=0.597 V1=-0.988Z1+0.157Z2 B 1=0.755 U1=-0.677X5+0.481X6-0.427X7+0.359X8 2=0.592 V1=0.692Z1-0.722Z2 A 孕穗至抽穗期氮输出指标 1=0.997*U1=-0.752X1+0.216X2-0.445X3+0.436X4 2=0.889 V1=-0.311Z3-0.096Z4+0.709Z5-0.625Z6 3=0.833 4=0.376 B 抽穗至成熟期氮输出指标 1=0.925 U1=0.695X5-0.527X6+0.354X7-0.337X8 2=0.874 V1=-0.227Z7-0.223Z8+0.722Z9-0.615Z10 3=0.549 4=0.392 B 氮转换指标 1=0.989*U1=0.251X5+0.843X6+0.463X7-0.111X8 2=0.656 V1=-0.990Z11-0.141Z12 B 氮吸收指标 1=0.798 U1=-0.690X5+0.533X6-0.357X7+0.336X8 2=0.514 V1=0.511Z13+0.860Z14 注：A 孕穗至抽穗期环境温度指标（X1 有效积温，X2 平均气温，X3 平均日极端温差，X4 累计日极端温差）；B 抽穗至成熟期环境温度指标（X5 有效积温，X6 平均气温，X7 平均日极端温差，X8 累计日极端温差）；氮需求与稀释指标（Z1 氮需求量，Z2 氮稀释率）；孕穗至抽穗期氮输出指标（Z3叶片氮输出量，Z4 叶片氮输出率，Z5 茎鞘氮输出量，Z6 茎鞘氮输出率）；抽穗至成熟期氮输出指标（Z7 叶片氮输出量，Z8 叶片氮输出率，Z9 茎鞘氮输出量，Z10 茎鞘氮输出率）；氮转换指标（Z11 叶片氮转换率，Z12 茎鞘氮转换率）；氮吸收指标（Z13 穗部吸氮量，Z14 单位质量籽粒吸氮量）（典型相关系数）；U1 第一组典型变量；V1 第二组典型变量。Note:A:Environmental temperature Indices from booting to heading stages(X1 effective accumulative temperature,X2 average air temperature,X3 averaged daily temperature difference between the highest and the lowest air temperature,X4 accumulative daily temperature difference between the highest and the lowest air temperature)B:Environmental temperature Indices from heading to maturity stages(X5 effective accumulative temperature,X6 average air temperature,X7 averaged daily temperature difference between the highest and the lowest air temperature,X8 accumulative daily temperature difference between the highest and the lowest air temperature)Indices for nitrogen requirement and dilution(Z1 nitrogen requirement Z2 nitrogen dilution rate)Indices for nitrogen exportation from booting to heading stages(Z3 nitrogen exportation amount of leaves,Z4 nitrogen exportation rate of leaves,Z5 nitrogen exportation amount of steams and sheaths,Z6 nitrogen exportation rate of steams and sheaths)Indices for nitrogen exportation from heading to maturity stages(Z7 nitrogen exportation amount of leaves,Z8 nitrogen exportation rate of leaves,Z9 nitrogen exportation amount of steams and sheaths,Z10 nitrogen exportation rate of steams and sheaths)Indices for nitrogen transformation(Z11 nitrogen transformation rate of leaves,Z12 nitrogen transformation rate of steams and sheaths)Indices for nitrogen absorption(Z13 nitrogen absorption of panicles,Z14 nitrogen absorption of grains per unit),(canonical correlation coefficients),U1 canonical variable for the first group;V1 canonical variables for the second group.农业工程学报 2013 年 28 3 讨 论 沈建辉等研究表明，在秧龄、秧田施肥量、秧盘落谷量 3 个因素中，秧龄长短对机插稻产量影响最大18。张祖建等9研究指出，在超秧龄初级阶段，秧苗地上部仍能维持一定增长，但叶色下降，根系活力迅速降低；在严重超秧龄阶段，苗干质量与糖氮比大幅降低，根系生长严重受抑，而低培肥条件可维持秧苗较好的营养状态。李旭毅等23研究结果表明，在适宜的播种量下，采用塑料硬盘育秧可减缓长秧龄秧苗素质及群体数量的下降。姚雄等13发现，采用旱育秧更适宜培育长秧龄机插苗。于林惠等17认为，机插秧在旱育秧过程中少施或不施肥料更有利于增加秧龄弹性空间，延长秧龄。这些研究均是在苗期进行，长秧龄机插稻移栽大田后，植株营养元素分配转运特性的变化鲜有报道。因此，在前人的研究基础上，本试验采用塑料硬盘旱育秧方式，以手栽稻为对照，系统研究了长秧龄机插稻氮素需求分配特性。结果显示，在孕穗至成熟期，中早熟品种长秧龄机插稻需氮量小于手插稻，而中晚熟品种则有相反的表现，而且氮稀释速率明显增大，由此表明，中早熟品种长秧龄机插稻可适当减少后期穗肥的施用比例，而中晚熟品种则应在不影响安全齐穗的情况下适当加大穗肥的施用比例。孕穗至抽穗期，长秧龄机插稻叶片氮素输出量、输出率呈下降趋势；抽穗至成熟期，长秧龄机插稻叶片输出量、输出率、转换率则表现为上升趋势，茎鞘上述指标的变化则存在品种间差异；成熟期长秧龄机插稻穗部吸氮量均呈下降趋势。我们发现，抽穗至成熟期长秧龄机插稻叶片氮素向穗部的转运能力增强，但成熟期穗部吸氮量却有所降低，可能与成熟期长秧龄机插稻穗部干物质量显著下降有关。研究表明，适宜秧龄（20 d）机插稻的生育期与手栽稻基本接近20。本试验表明，长秧龄机插稻生育期已明显发生改变，孕穗期比手插稻延迟了713 d，抽穗期与成熟期延迟了 411 d。生育期推迟可能会影响机插稻对氮素的利用效率。为了探明两者间的关系，我们对氮素转运分配吸收指标与环境因素进行了典型相关分析，结果表明，水稻植株对氮素的需求性及孕穗至抽穗期茎鞘氮素输出量、输出率均与有效积温密切相关，叶片氮转换率与平均气温密切关联，环境温度对这些指标具有显著的正向或负向调控效应。霍中洋等20认为，在不超秧龄条件下，不同施肥模式是造成机插稻与手插稻氮素转运分配特性产生差异的原因之一。笔者认为，本试验中长秧龄机插稻氮素需求分配特性发生变化主要与品种类型、环境温度密切相关。4 结论与建议 与手栽稻相比，长秧龄（42 d）机插稻孕穗期延迟 713 d，抽穗期与成熟期推迟 411 d；中早熟品种长秧龄机插稻生育后期（孕穗至成熟期）需氮量小于手栽稻，而中晚熟品种需氮量则大于手栽稻；水稻植株需氮量、茎鞘氮素输出特性与有效积温存在密切联系，而叶片氮素转换特性与平均气温密切关联。生产中，应依据品种特性，在常规施肥基础上，适当减少中早熟品种长秧龄机插稻穗肥的施用比例，在保证安全齐穗的前提下，适当增加中晚熟品种长秧龄机插稻穗肥的施用比例。此外，应结合长秧龄机插稻生育期偏晚的特点，采取有效栽培管理措施，提高其氮素吸收利用率，尽量弥补超秧龄所带来的产量损失。参 考 文 献 1 徐国伟，吴长付，刘辉，等.秸秆还田与氮肥管理对水稻养分吸收的影响J.农业工程学报，2007，23(7)：191195.Xu Guowei,Wu Changfu,Liu Hui,et al.Effects of straw residue return and nitrogen management on nutrient absorption of riceJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2007,23(7):191 195.(in Chinese with English Abstract)2 凌启鸿.关于水稻轻简栽培问