摘要
氮素作为水稻生产中最重要的营养元素，水稻的高产与氮肥的施用有着密切的关系，直播作为轻简栽培技术，具有省时、省工等优点，关于施氮量对水稻生长发育和产量形成现有大量研究，但关于施氮量对寒地直播稻生长发育和产量形成的调控效应研究鲜有报道，因此，探索氮肥施用量对寒地直播稻生长发育和产量形成的影响意义重大。试验在东北农业大学阿城实习基地于2020年进行，绥粳18和龙庆稻21作为试验材料，设置5种氮肥水平，每公顷纯氮施用量分别为0、50、100、150、200kg，分别记为N0、N1、N2、N3、N4。探究不同氮肥施用量对寒地直播稻生长发育、干物质积累与分配、氮素吸收与利用、籽粒灌浆特性、产量及其构成因素的影响，明确最适氮肥施用量，为寒地直播栽培技术措施的制定和直播稻合理施肥提供理论根据和技术支持。本研究主要结果如下: (1)在不同施氮量下，两个品种的株高、最高分蘖数、最终分蘖数、高效叶面积指数以及叶面积衰减率均受到显著影响。与N1处理相比，N2、N3和N4处理的株高、最高分蘖数、最终分蘖数、高效叶面积指数以及叶面积衰减率均显著增加，但N3和N4处理的最终分蘖数和高效叶面积指数之间差异不显著，N3处理更有利于直播稻的生长发育和高产群体构建，N4处理导致叶面积衰减率提高，高效叶面积率减少，无效分蘖的发生上升，成穗率减少。 (2)不同施氮量对两个品种的茎鞘输出量、茎鞘输出率和茎鞘转化贡献率的影响差异显著。两个品种茎鞘输出量、茎鞘输出率和茎鞘转化贡献率大小均表现为N3＞N4＞N2＞N1，且N3处理输出率均显著高于其它处理。施氮量增加促进茎鞘干物质输出量增加，但当施氮量过高时会造成水稻叶片和茎鞘生长过旺，穗部增长缓慢，导致茎鞘干物质输出量、输出率和转化贡献率减少，相关分析表明，茎鞘干物质输出量与水稻产量之间呈显著正相关，N3处理更有利于水稻籽粒积累。 (3)不同施氮量对两个品种各生育时期根、茎鞘、叶片和穗部分配比例的影响差异显著。随着施氮量的增加，在抽穗期叶片中的干物质分配的比例有所均上升，根、茎鞘和穗部中的干物质分配比例均有所减少。在成熟期穗部干物质分配比例在各施氮处理之间均随施氮量增加而减少，且N4处理显著低于其它施氮处理，N1、N2和N3之间差异不显著，穗部以及茎鞘的干物质分配比例随施氮量的增加在各施氮处理之间均有增加。施氮量增加促进抽穗后植株光合能力的提升，但当施氮量过高时会造成叶片和茎鞘分配比例过高，穗部分配比例过低，N3处理更有利于水稻光合产物积累和穗部的建成。 (4)不同施氮量对两个品种氮素输出量、氮素输出率、转运氮素贡献率和稻谷生产效率的影响差异显著，两个品种氮素输出量、氮素输出率和转运氮素贡献率大小均表现为N3＞N4＞N2＞N1，且N3处理下氮素输出率均显著高于其它施氮处理，两个品种稻谷生产效率均表现为随施氮量的增加而减少，且N4处理显著低于其它处理。施氮量增加促进了氮素输出量的增加，但当施氮量过高时会造成营养器官氮素积累量过多，穗部氮素积累量减少，N3处理更有利于水稻穗部氮素积累。 (5)不同施氮量对两个品种植株氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮素收获指数、氮肥生理利用率、氮肥偏生产力的影响差异显著，氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮素收获指数、氮肥生理利用率、氮肥偏生产力均随施氮量增加而降低，且N4处理下的氮肥农学利用率和氮素收获指数显著低于其它施氮处理。 (6)在不同施氮量下，两个品种的产量和产量构成因素均受到极显著影响。两个品种产量均表现为N3＞N4＞N2＞N1，且N3和N4处理显著高于其它处理，N3和N4处理之间差异不显著，有效穗数和每穗粒数大小均表现为随施氮量增加而增加，且N3和N4处理显著高于其它处理，N3和N4处理之间差异不显著，千粒重和结实率均表现为N1＞N2＞N3＞N4，且N4显著低于其它施氮处理。施氮量的增加有利提高有效穗数，促进颖花分化，增加水稻产量，但当施氮过量时，由于群体过大而致使个体优势被削弱，产量构成因素之间矛盾突出，产量出现减少趋势，N3处理更有利于协调产量构成因素发展和水稻产量的增加。
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