再生稻不同留桩高度下氮肥管理对不同节位再生蘖产量形成的影响及其机理
再生稻不同留桩高度下氮肥管理对不同节位再生蘖产量形成的影响及其机理
【摘要】： 再生稻是我国水稻种植制度的重大创新。发展再生稻有利于促进水稻增产,农民增收和水稻可持续生产,是保障国家粮食安全的重要举措。然而,再生季产量和稳产性不高限制了再生稻的大面积推广,亟需通过优化栽培措施提高再生季产量以促进再生稻产能的进一步提升。头季留桩高度、头季灌浆中期施用促芽肥和头季收割后1 d-3 d施用提苗肥是影响再生季产量的重要栽培措施,前人就这些措施对再生季产量形成的影响做了大量研究。但是,留桩高度对促芽肥和提苗肥增产效应的影响尚不清楚。此外,再生季群体由不同节位再生蘖组成,而留桩高度直接影响再生蘖的着生节位。不同节位再生蘖生长及其产量形成的氮响应是否存在差异也尚不明确。为此,本研究于2019和2020年在湖北省蕲春县赤东镇酒铺村华中农业大学再生稻试验基地进行,裂裂区设计,主区为促芽肥处理(0和75 kg N ha~(-1)),副区为留桩高度处理(15、30和45 cm),副副区为提苗肥处理(0和75 kg N ha~(-1)),4次重复。供试材料为华中地区再生稻生产中大面积应用的水稻品种黄华占。试验测定不同节位的再生蘖生长动态、产量及其构成因子、干物质积累量和氮素吸收量以及稻桩非结构性碳水化合物浓度等指标,旨在探究留桩高度、促芽肥、提苗肥及其互作效应对不同节位再生蘖生长和产量形成的影响规律及相关的生理机制,为优化再生稻高产高效栽培技术提供理论支撑。主要的试验结果如下:(1)不同处理头季的产量为9.20 t ha~(-1)-9.42 t ha~(-1),尽管促芽肥于头季灌浆中期施用,对头季的产量无显著影响,两年表现一致。不同处理再生季的产量为3.03 t ha~(-1)-6.05 t ha~(-1),留桩高度和氮肥处理对再生季产量的影响显著,但是留桩高度与氮肥处理的交互作用对再生季产量无显著影响。虽然留桩高度对再生季产量的影响显著,但相比氮肥处理其影响较小。总的来看,不同留桩高度的再生季产量差异仅为0.05t ha~(-1)-0.26 t ha~(-1),但不同氮肥处理的再生季产量差异高达0.60 t ha~(-1)-1.46 t ha~(-1)。(2)氮肥处理中促芽肥和提苗肥施用都可以显著提高再生季产量,但二者的增产效应存在较大差异。单施促芽肥的增产效应为10.4%-25.5%,单施提苗肥的增产效应为35.4%-48.1%,促芽肥和提苗肥均施的增产效应为37.4%-40.2%。在本试验条件下,提苗肥的增产效应显著高于促芽肥。促芽肥和提苗肥对再生季产量的影响差异在不同留桩高度和年际间一致,但是二者增产的农学机理存在差异。促芽肥增产主要归因于单位面积穗数的增加,而提苗肥增产则归因于单位面积穗数和每穗颖花数的共同提高。此外,促芽肥和提苗肥的增产机理都是通过提高干物质积累量和氮素吸收量,但提苗肥提高的幅度高于促芽肥。促芽肥和提苗肥对当季干物质积累量的增幅分别为19.9%和37.4%,对当季氮素吸收量的增幅分别为20.2%和57.1%。(3)促芽肥和提苗肥增产的农学机理不同进一步反映在再生蘖存活及生长的差异。尽管二者的施用都显著提高头季收割后的再生蘖存活数,但提苗肥提高的幅度显著高于促芽肥,而且只有提苗肥显著提高再生蘖长度。在头季收割后21 d,促芽肥和提苗肥施用促使再生蘖存活数分别提高9.2%-23.2%和32.8%-49.8%,并且提苗肥施用促使再生蘖长度显著增加13.9%-20.2%。进一步分析发现,头季收割至再生季齐穗的再生蘖存活数随生育进程推进而减少,而且头季收割后7 d内的再生蘖死亡率最高,但是再生季齐穗期至成熟期的再生蘖存活数保持稳定。因此,头季收割后7 d内是决定再生蘖存活的关键时期,也是再生蘖生长对氮素供应的敏感时期。这些结果也解释了头季收割后3 d内施用的提苗肥对再生蘖存活和生长的促进效应以及增产效应显著高于促芽肥。(4)稻桩上不同节位再生蘖对氮肥响应的比较表明氮肥处理对再生季产量形成的影响主要反映在低节位再生蘖,对高节位再生蘖产量无显著影响,不同留桩高度表现一致。促芽肥和提苗肥施用使低节位再生蘖产量分别提高25.3%-47.9%和31.4%-155.3%。此外,促芽肥和提苗肥提高低节位再生蘖产量的机理存在差异。促芽肥通过提高头季成熟期稻桩非结构性碳水化合物浓度和再生季稻桩氮浓度增加低节位再生蘖存活数;而提苗肥提高再生季稻桩氮浓度不仅增加了低节位的再生蘖存活数,同时提高了每穗颖花数、单个再生蘖干重和氮素吸收量。低节位再生蘖的生长及产量形成对氮肥的响应进一步解释了提苗肥的增产效应高于促芽肥。综上所述,再生季的氮肥响应不受留桩高度的影响。高节位再生蘖对氮肥的响应不敏感,氮肥的增产效应主要归因于低节位再生蘖产量的提高,而且低节位再生蘖对提苗肥的响应显著高于促芽肥。此外,再生蘖的存活和生长取决于头季收割后7 d内的稻桩氮素营养状况。因此,再生季氮肥管理的优化应该强调提高头季收割后的稻桩氮浓度从而提高低节位再生蘖对氮肥的响应。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2023
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