氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量.pdf

第 30 卷 第 1 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.1 2014 年 1 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan.2014 89 氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量 时元智1，崔远来1，王 力1，才 硕2，余 双1，刘路广1,3（1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；2.江西省灌溉试验中心站，南昌 330201；3.湖北省水利水电科学研究院，武汉 430070）摘 要：为揭示不同氮、磷施用量及配合翻压适量紫云英入田对早稻冠层特性和产量的影响，在 7 个施氮、3 个施磷及 2 个不施氮/磷水平下，开展早稻全生育期叶面积指数 LAI、冠层光合有效辐射 PAR 传输特性、叶片叶绿素SPAD 值、生育后期剑叶净光合速率 Pn及产量的试验观测。结果表明，氮磷调控可显著影响早稻 LAI、叶片叶绿素含量和叶片光合速率，进而通过调节 LAI 影响冠层 PAR 传输特性，最终表现为产量上的差异。缺氮对早稻的影响显著高于缺磷，但在施肥充足时，磷肥对产量的影响比氮肥更加显著。早稻冠层特性和产量随氮、磷施用量的增加表现出边际递减效应，当施用量超过某一值时出现拐点，最终表现为产量的下降。在赣抚平原灌区，187.5225 kg/hm2 施氮量和 60120 kg/hm2 施磷量以及翻压 15 000 kg/hm2 紫云英鲜草入田可有效提高早稻 LAI 和冠层PAR 截获率 In 以及叶片叶绿素含量，维持剑叶生长期内较高的净光合速率 Pn，获得高产。关键词：氮肥，磷肥，光合，叶面积指数，冠层，光合有效辐射，SPAD 值，产量 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.01.012 中图分类号：S143；S311；S511.3+1；S142.+1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-01-0089-09 时元智，崔远来，王 力，等.氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量J.农业工程学报，2014，30(1)：8997.Shi Yuanzhi,Cui Yuanlai,Wang Li,et al.Regulation of nitrogen-phosphorus and Chinese milk vetch improve canopy characteristics and yield of early season riceJ.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(1):8997.(in Chinese with English abstract)0 引 言 施肥作为重要的农业措施之一，不仅改善了土壤肥力和性状，还改变了作物叶面积指数（LAI，leaf area index）和叶片叶绿素含量，进而影响光合碳同化过程及产量1-3。研究表明，化肥在中国粮食增产中的作用占到 40%50%4，但每年近 5 000 万 t的化肥用量和较低的氮磷利用效率导致了严重的农业面源污染和氮素挥发损失，因此合理利用化肥的研究日益受到重视5-6。近年来由于农村劳动力的转移，稻-稻-冬闲种植制度由于长期浸水又未翻耕晒垡，造成土壤板结和理化性状变劣，已成为阻碍水稻增产的重要原因7-8。研究表明，南方稻田将冬种紫云英鲜草翻压入田后再施用化肥，有利于水稻稳产增产，减少化肥用量，提高化肥利用率，同时 收稿日期：2013-09-02 修订日期：2013-11-14 基金项目：水利部公益性行业专项经费项目（2011010040）；水利部“948”项目（201229）作者简介：时元智（1987），男，山东济南人，博士生，主要从事节水灌溉及农田水碳通量研究。武汉 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，430072。Email： 通信作者：崔远来（1966），男，江西九江人，教授，博士，博士生导师，主要从事节水灌溉理论与技术研究。武汉 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，430072。Email： 能够改善土壤环境，增加土壤有机质含量，提高土壤微生物活性7-8。作物产量的 90%95%都来自于叶绿体内光合作用形成的有机物质，其中光能是作物光合作用的转换对象和反应条件，因此 LAI、叶片叶绿素含量以及冠层光合有效辐射（PAR，photosynthetically active radiation）都是影响光能利用和产量的重要因素9-13。因此，研究这些影响因素在不同氮磷调控及绿肥紫云英配施下的变化规律，对改善作物生长环境进而影响光合同化以及对光合作用的反馈调节都具有重要意义。前人关于水稻 LAI 与冠层 PAR 传输特性关系的研究点多关注不同株型水稻品种和设置不同栽培密度14-17，对于不同氮磷施用量及绿肥紫云英翻压入田的影响研究较少。研究表明，SPAD-502 型叶绿素计测定的 SPAD 值（叶绿素相对含量）与单位面积叶绿素含量及叶片含氮量呈极显著正相关关系3,18-19，因此可以直接将其测定的 SPAD 值作为田间实时快速了解水稻叶片叶绿素含量及氮素状况的重要指标。抽穗开花至灌浆期是水稻形成产量的关键时期，作物产量的 52%都是由此阶段水稻剑叶的光合同化贡献的，因此维持此阶段剑叶较高的净光合速率（Pn，net photosynthetic rate）是获得高产的重要保证20-21。本文在不同氮磷交互影响及农业工程学报 2014 年 90 翻压适量紫云英入田条件下，研究水稻全生育期LAI、冠层 PAR 传输特性和叶片叶绿素 SPAD 值的变化规律和响应机制，同时研究抽穗开花期至灌浆期剑叶的净光合速率 Pn，并对最终产量进行分析，以期为更合理地制定早稻氮磷施用调控指标提供参考。1 材料与方法 1.1 试验地概况 试验于 2013 年 47 月在江西省灌溉试验中心站 进 行。试 验 站 位 于 江 西 省 南 昌 县 向 塘 镇（11600E，2826N，平均海拔为 22 m）。该地属于鄱阳湖流域赣抚平原灌区，是典型的亚热带季风性气候。试验站年平均气温为 18.1，年平均日照时数为 1 720 h，年平均蒸发量 1 139 mm，年平均降雨量为 1 634 mm，但年内分布不均，降雨多集中于 46 月。020 cm 土层土壤有机质质量分数为17.3 g/kg，全氮质量分数为 1.03 g/kg，全磷质量分数为 0.41 g/kg，全钾质量分数为 12.4 g/kg，pH 值为 6.86。1.2 试验材料与处理 试验共设 7 个施氮水平（其中包括 2 个化学氮肥与紫云英配施水平）、3 个供磷水平和 2 个不施氮/磷水平，各水平施肥量见表 1。根据当地农民普遍采用的大田施肥量及施肥方式，氮肥采用尿素，按基肥：蘖肥质量比 5:5 的方式施肥；磷肥采用钙镁磷肥，且全部用作基肥；钾肥采用氯化钾，所有处理的钾肥 K2O 施用量都为 120 kg/hm2，按基肥：穗肥质量比 9:11 施用。基肥于移栽前 1 d 施用，蘖肥于移栽后 10 d 施用，穗肥于移栽后 3540 d 施用。对于配施紫云英的 2 个处理，冬种紫云英的播种量为 30 kg/hm2，于移栽前 15 d 测定小区紫云英鲜草产量，按 15 000 kg/hm2用量就地翻压入田，多余紫云英刈割丢弃，但记录丢弃量并留样测定。以 150 kg/hm2纯氮用量（N2）为施氮标准，设置4个不同施磷量处理（N2P0，N2P1，N2P2，N2P3）；以 60 kg/hm2 P2O5用量（P1）为供磷标准，设置 8个不同施氮量处理（N0P1，N1P1，(N1+AS)P1，N2P1，N3P1，N4P1，N5P1，(N5+AS)P1）。由于N2P1 重复，故经组合后共计 11 个处理，见表 2。试验采用随机区组设计，重复组间用排灌沟分开。每个处理 3 次重复，故在试验站内共建设了 33个试验小区，每个小区面积均为 25 m2。试验采用淹灌处理，各小区保证充分供水，不使作物发生水分胁迫，即不考虑水分对早稻冠层特性和产量的影响。作物全生育期灌水量与作物生长耗水和降雨量及其时空分布密切相关，本年度各小区灌水量控制在 200 mm 左右。早稻品种为“两优 287”，于 2013年 3 月 24 日播种，2013 年 4 月 24 日移栽，栽插规格为 20 cm20 cm。表 1 施肥水平 Table 1 Fertilization levels 编号 Identifier施肥类型 Fertilizer types 施用量 Fertilizer amount/(kghm-2)N0 氮肥（N）0 N1 氮肥（N）112.5 N2 氮肥（N）150 N3 氮肥（N）187.5 N4 氮肥（N）225 N5 氮肥（N）300 N1+AS 氮肥（N）紫云英（Milk vetch）112.5 15 000（鲜草翻压）N5+AS 氮肥（N）紫云英（Milk vetch）300 15 000（鲜草翻压）P0 磷肥（P2O5）0 P1 磷肥（P2O5）60 P2 磷肥（P2O5）120 P3 磷肥（P2O5）240 表 2 氮磷调控处理设计 Table2 Treatment design 序号 Number处理编号 Treatments氮肥用量 N/(kghm-2)磷肥用量 P2O5/(kghm-2)紫云英用量 Milk vetch/(kghm-2)1 N0P1 0 60 0 2 N1P1 112.5 60 0 3(N1+AS)P1112.5 60 15000 4 N2P0 150 0 0 5 N2P1 150 60 0 6 N2P2 150 120 0 7 N2P3 150 240 0 8 N3P1 187.5 60 0 9 N4P1 225 60 0 10 N5P1 300 60 0 11(N5+AS)P1300 60 15000 1.3 冠层辐射传输及光合指标测定与计算 1.3.1 早稻叶面积指数LAI及冠层 PAR 传输 在早稻生长的分蘖期（前期：2013 年 5 月 14日、后期：2013 年 5 月 22 日）、拔节孕穗期（拔节：2013 年 6 月 5 日、孕穗：2013 年 6 月 12 日）、抽穗开花期（2013 年 6 月 24 日）、灌浆期（2013年 7 月 2 日）和黄熟期（2013 年 7 月 12 日），采用英国 Delta 公司生产的 SunScan 冠层分析系统测定早稻 LAI 和冠层 PAR 传输特性。在每个生育期选择晴天 13:0015:0022，保持漫射系数传感器BFS 水平且高度超过冠层，将 SunScan 探测杆先置于冠层底部，垂直向上测量透射到底部的 PAR（PART），BFS 将同步测量冠层顶部入射 PAR（PARI），SunScan 直接测出 LAI；再将探头置于冠第 1 期 时元智等：氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量 91 层顶部 2030 cm 处，垂直向下测量冠层反射 PAR（PARR）。为消除时间误差，每次测量均采用往返观测法，每个小区重复测定 10 次。于测定结束后1 d，各小区取有代表性植株 3 株，采用比叶重法22-23测定其 LAI，并与 SunScan 测得的 LAI 进行比较进而校核 SunScan 参数。1.3.2 叶片叶绿素SPAD值 在早稻生长的分蘖后期（2013 年 5 月 20 日）、拔节孕穗期（2013 年 6 月 10 日）、抽穗开花期（2013年 6 月 25 日）和灌浆期（2013 年 7 月 3 日），采用日本 Minolta 公司生产的 SPAD-502 型叶绿素计测定早稻叶片 SPAD 值。每个小区选取 30 个健壮单茎，分别测定其倒 1 叶和倒 2 叶的 SPAD 值（抽穗开花期和灌浆期只测定剑叶），取小区内所有测定叶片 SPAD 值的平均值作为该处理在该生育阶段的最终 SPAD 值。SPAD 值的测定以叶片中部 1/2处叶绿素计读数表示。1.3.3 剑叶净光合速率Pn 在早稻干物质产量积累最重要的抽穗开花期（2013 年 6 月 26 日）和灌浆期（2013 年 7 月 4 日），采用美国CID公司生产的CI-340手持式光合作用测定系统测定早稻叶片净光合速率 Pn。选择晴朗无云的天气，测定时间为 10:0012:00，从每个小区选取完全展开剑叶 3 片，测定叶片中间部位。为消除时间误差，每次均采用往返观测法，重复测定 3 次。1.3.4 产量 对每个小区中心 4.84 m2内的水稻收割测产，即每个处理重复 3 次。脱粒晒干后，测定其谷粒质量和秸秆质量，同时测定谷粒和秸秆水分含量。1.3.5 冠层透射率Tr、反射率Re和截获率In 按式（1）式（3）计算。/rTITPARPAR=（1）/eRIRPARPAR=（2）()/nITRIIPARPARPARPAR=（3）式中，Tr为冠层PAR透射率，%；PART为透射到冠层底部的PAR，mol/(m2s)；PARI为冠层顶部入射PAR，mol/(m2s)；Re为冠层PAR反射率，%；PARR为冠层顶部反射PAR，mol/(m2s)；In为冠层PAR截获率，%。1.3.6 消光系数K 早 稻 冠 层 平 均 消 光 系 数（K，extinction coefficient）的计算采用Beer-Lambert定律，即 ln(/)/ITKPARPARLAI=（4）式中，K为消光系数；LAI为叶面积指数。1.3.7 数据处理及统计分析 采用Microsoft Excel 2007进行数据处理和作图，采用SPSS 19.0进行统计分析，多重比较采用LSD法。2 结果与分析 2.1 早稻叶面积指数LAI的变化特征 LAI是反映作物群体光截获能力和构建合理冠层结构的重要指标9,24。由表3可见，不同氮、磷用量及紫云英翻压入田对早稻LAI有显著影响，且随着生育进程的推进，其影响程度先增大后减小。全生育期内，LAI“呈迅速增长-趋于平缓-迅速下降”的单峰分布，最高峰出现在抽穗开花期。表 3 不同处理间早稻 LAI 的变化特征 Table 3 Change characteristics of LAI under different treatments 叶面积指数 LAI Leaf area index 序号Number处理 Treatments分蘖期Tillering拔节期 Jointing 孕穗期 Booting 抽穗开花期 Heading-Flowering 灌浆期Grain-Filling黄熟期Yellow-Ripening1 N0P1 0.18e0.68e0.72e 0.88e 0.68d0.10e2 N1P1 1.47abc2.85d3.18d 3.77d 2.97c1.29cd3(N1+AS)P1 1.31cd3.07cd4.21bc 4.33d 3.86c1.98c5 N2P1 1.30cd2.73d3.86cd 4.41d 3.06c1.17d8 N3P1 1.41bcd3.59bc4.60bc 5.70c 5.01ab1.81cd9 N4P1 1.62ab4.14b5.15b 6.23b 5.13b2.00c10N5P1 1.22d4.02b4.46bc 5.16c 4.99b2.55b11(N5+AS)P11.66a5.3a 7.69a 7.72a 6.40a3.59a4 N2P0 0.34B1.24C1.64C 2.08B 1.44C0.48C5 N2P1 1.30A2.73B3.86B 4.41A 3.06B1.17B6 N2P2 1.48A3.34A5.54A 5.00A 3.92A2.06A7 N2P3 1.40A3.08A4.48B 4.72A 3.04B1.36B注：标以不同字母表示在0.05水平上差异显著。下同。分蘖期（5月4日5月26日）；拔节期（5月27日6月8日）；孕穗期（6月9日6月15日）；抽穗开花期（6月16日6月28日）；灌浆期（6月297月6日）；黄熟期（7月7日7月12日）。Note:Different letters significant at 5%level(=0.05);same Not significant.Similarly hereinafter.Tillering period(5-045-26);Jointing period(5-276-08);Booting period(6-096-15);Heading-Flowering period(6-166-28);Grain-Filling period(6-297-06);Yellow-Ripening period(7-077-12).在各处理LAI最大的抽穗开花期，N2P1处理的LAI比不施氮、磷肥的N0P1和N2P0处理分别提高401%和121%，这表明氮、磷肥料可显著提高早稻LAI，在低肥情况下，氮肥对LAI的影响比磷肥更显著。随着施氮量的增加，其早稻LAI显著提高，但边际递减效应逐渐显现。在抽穗开花期，N3P1处理的施氮量仅比N1P1和N2P1处理高50%和25%，但其LAI分别提高51.2%和29.3%；N4P1处理的施氮量比N3P1处理高25%，但其LAI仅提高9.3%。当供氮量达到300 kg/hm2（N5P1）时，抽穗开花期LAI相比N4P1处理降低17.2%，这表明供氮量在225300 kg/hm2范围时，LAI随施氮量的变化趋势农业工程学报 2014 年 92 出现拐点，过量的氮肥抑制了早稻的生长发育。随着施磷量的增加，其LAI也会提高，但不如随施氮量的变化显著。N2P2处理的施氮量比N2P1处理高100%，但其抽穗开花期LAI仅提高13.4%；当供磷量达到240 kg/hm2（N2P3）时，其抽穗开花期LAI相比N2P2处理降低5.6%，这表明供磷量在120240 kg/hm2范围时，边际递减效应使LAI的增长趋势出现拐点，过量施用磷肥同样抑制早稻的生长发育。对于翻压15 000 kg/hm2 绿肥紫云英入田的(N1+AS)P1和(N5+AS)P1处理，其抽穗开花期LAI比纯施化肥的N1P1和N5P1处理提高14.9%和49.6%；即使与增施25%氮肥的N2P1处理相比，(N1+AS)P1处理的抽穗开花期LAI也仅降低1.8%，而孕穗期和灌浆期LAI则提高9.1%和26.1%，这表明用绿肥紫云英替代部分化肥用作稻田基肥，有助于提高LAI并延缓水稻叶片衰老。2.2 冠层 PAR 传输特性及消光系数K的变化特征 由图1可见，氮磷调控和冬种紫云英翻压入田对早稻冠层PAR传输特性和消光系数K有显著影响，且在生育中后期更加明显。冠层PAR透射率Tr和截获率In随早稻生育进程表现出明显的规律性变化：移栽大田后，透射率Tr迅速下降，至抽穗开花期达到最小值，而后在灌浆期出现反弹，这与LAI的生育期变化趋势正好相反；截获率In随生育进程的变化趋势与LAI基本一致，即与透射率Tr相反。除N0P1外，反射率Re在全生育期内变化不大，基本维持在3%5%之间。消光系数K总体呈现先增大后减小的变化趋势：在拔节期达到最大，在孕穗期出现低点后反弹，随后从开花期一直下降。研究表明，抽穗后稻穗的截光效应是生育后期消光系数K增加的一个主要原因。透射率Tr随氮磷施用量的变化趋势与LAI也正好相反，而截获率In则基本一致。这表明，不同氮磷用量和紫云英翻压入田可通过调节水稻LAI直接影响冠层PAR透射率Tr和截获率In。当冠层可全部覆盖水稻田面后，反射率Re基本不受叶片层数、密度及叶片正反面的影响，即不受施肥量对LAI调控的影响。N0P1处理的反射率Re较大，主要是其LAI较低，冠层还没有完全覆盖稻田水面，反射率Re受水层镜面反射的影响较大，这与前人的研究结论类似25。相比N0P1和N2P0处理，氮、磷肥料能显著提高作物冠层消光系数K，但从全生育期看，不同氮、磷处理间的差异并不显著。N0P1至N5P1处理（化学氮肥）全生育期平均消光系数K分别为0.534、0.444、0.443、0.439、0.434和0.435，(N1+AS)P1和(N5+AS)P1的化学氮肥与绿肥配施处理的全生育期平均消光系数K分别为0.441和0.421，而N2P0至N2P3的磷肥处理全生育期平均消光系数K分别为0.485、0.443、0.435和0.443。第 1 期 时元智等：氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量 93 注：分蘖前期（5月14日）；分蘖后期（5月22日）；拔节期（6月5日）；孕穗期（6月12日）；抽穗开花期（6月24日）；灌浆期（7月2日）。各处理详见表3。下同。Note:Early-Tillering period(05-14);Later-Tillering period(05-22);Jointing period(06-05);Booting period(06-12);Heading-flowering period(06-24);Grain-filling period(07-02).For details see the Table 3.Similarly hereinafter.图 1 不同处理间早稻 PAR 透射率、反射率、截获率和消光系数随生育进程的变化规律 Fig.1 Variation of canopy PAR transmittance,reflectance,interception and extinction coefficient during different growth periods under different treatments 2.3 叶片叶绿素SPAD值的变化特征 叶片叶绿素含量是许多因素综合影响的结果，研究表明3,18-19，它通常与作物叶片的氮代谢密切相关。由图2可知，早稻叶片SPAD值在分蘖期便达到峰值，这可能是由于早稻处于营养生长阶段，植株生长以强化分蘖为主要特征，故返青分蘖后植株增长、叶片增厚，导致绿色加重；拔节孕穗期后，SPAD值开始呈下降趋势，而下降的程度随氮、磷施用量的不同而有所差异。至抽穗开花期，幼穗分化完成，剑叶出生，早稻已由营养生长转为生殖生长，植株氮素供给开始从叶片向籽粒灌浆转移，叶片开始出现衰老症状，从而导致SPAD值的下降。至灌浆期，SPAD值下降非常明显。图 2 不同生育期早稻叶片 SPAD 值在不同处理间的对比 Fig.2 Comparison of SPAD value of early-season rice under different treatments during different growth periods 农业工程学报 2014 年 94 不施氮（N0P1）与不施磷（N2P0）对早稻SPAD值的影响有显著差异。从分蘖期到抽穗开花期，N0P1处理的SPAD值都远小于N2P0处理，这表明氮肥对SPAD值的影响远大于磷肥。在早稻分蘖期，除N0P1外，土壤氮素供应充足，故各处理间SPAD值的差异不明显；在拔节孕穗期，SPAD值随氮肥用量的增加先增大，在N3P1处理（N=187.5 kg/hm2）时出现极值（拐点）以后下降。而对于冬种紫云英翻压入田的(N1+AS)P1和(N5+AS)P1处理，其SPAD值均分别大于N1P1和N5P1处理，这表明绿肥紫云英能够促进早稻叶片对氮素的吸收和转化，进而增加叶绿素含量；至灌浆期，N3P1、N4P1和N5P1处理的SPAD值明显高于N1P1和N2P1处理，前者较其在拔节孕穗期的SPAD值的降幅分别为13.7%、16.5%和12.9%，而后者的SPAD值降幅则达到25.6%和23.8%，这说明，充足的土壤氮素供给有利于早稻剑叶的保绿，延长叶片功能期，进而提高光合效率，但值得注意的是，稻田含氮量过高可能会使作物出现贪青晚熟的情况。当供氮量较低时，冬种紫云英翻压入田对早稻叶片在生育后期保绿的影响更加显著。N1P1和(N1+AS)P1处理（低氮）在抽穗开花期的SPAD值分别为32.8和35.2，较其在拔节孕穗期的SPAD值的降幅分别为8.9%和5.6%，降幅差为3.3%。而两处理在灌浆期的SPAD值分别为31.3和26.8，较其在抽穗开花期的SPAD值的降幅分别为18.3%和11.1%，降幅差为7.2%；而N5P1和(N5+AS)P1处理（高氮）在同期的SPAD降幅差分别为1.0%和3.0%。虽然磷肥对SPAD值的影响显著小于氮肥，但值得注意的是，不施磷肥的N2P0处理在早稻生育期内（灌浆期除外）都大于其它磷肥处理，这可能是由于不施磷肥后早稻更多通过吸收氮素来维持其生长发育所致。2.4 剑叶净光合速率Pn的变化特征 土壤氮、磷是影响作物光合作用的重要环境因素。氮磷调控通过改变水稻LAI和叶片叶绿素含量直接影响光合产物的形成过程，因此合理调控氮磷用量可使花后维持较高的光合速率，对形成经济产量具有重要作用。由图3可知，在抽穗开花期和灌浆期，随着施氮量的增加，早稻剑叶净光合速率Pn逐渐增大，期间并没有出现拐点，这与其LAI、冠层PAR截获率In及SPAD值的变化趋势都不同。在抽穗开花期，(N1+AS)P1和(N5+AS)P1处理的净光合速率Pn较N1P1和N5P1处理分别提高5.0%和9.9%，而在灌浆期其升幅更是达到11.3%和10.7%。这充分表明翻压适量的绿肥紫云英鲜草入田可有效提高早稻剑叶净光合速率Pn，且其在花后的影响更加明显，可维持较高的光合速率，从而促进干物质的积累和产量的提升。图 3 抽穗开花期和灌浆期早稻剑叶净光合速率 Pn在不同处理间的对比 Fig.3 Comparison of net photosynthetic rate of flag leaf under different treatments at heading-flowering period and grain-filling period 不同施磷量处理的比较可知，N2P2在抽穗开花期和灌浆期的剑叶净光合速率Pn都显著大于其他处理，这与其LAI和冠层PAR截获率In的变化相同，但与其SPAD值的变化规律不同。这说明，尽管合理增施磷肥对叶绿素含量的提升有限，但其仍可通过提高LAI和净光合速率Pn来影响产量。从抽穗开花期和灌浆期的比较看，氮磷供给不足时剑叶的衰老显著降低了净光合速率Pn；而氮磷供给充足及有机绿肥紫云英的翻压入田则比较明显地延缓了叶片衰老，保持了较高的光合速率，这与其叶绿素降解缓慢有关。可见，合理的氮磷供给量是维持高光合速率和高产的基础。2.5 早稻产量的对比 早稻的干物质产量（籽粒产量和秸秆产量）随氮、磷施用量的变化趋势与LAI和冠层PAR截获率In基本一致。随着施肥量的增加，其籽粒产量和秸秆产量都相应提高，但边际递减效应逐渐显现；当氮、磷用量分别超过225和120 kg/hm2时（N4P1和N2P2），其效应出现拐点，产量下降。氮磷调控可显著影响早稻产量，缺氮（N0P1）对产量的影响显著高于缺磷（N2P0）。图4表明，当供氮、磷量分别达到187.5和120 kg/hm2时（N3P1和N2P2），增施肥料对产量的影响已不显著。在低供氮条件下，(N1+AS)P1处理的籽粒产量和秸秆产量都远大于N1P1处理，而高供氮条件第 1 期 时元智等：氮磷调控及紫云英配施提高早稻冠层特性和产量 95 的(N5+AS)P1和N5P1处理的产量差异并不明显，这表明当供氮量较低时，紫云英鲜草翻压入田对早稻产量的影响更加显著，这与SPAD值的研究结果是一致的。已有研究表明26-30，紫云英翻压入田后，使土壤质地疏松，土壤有机质、腐殖质及碱化氮增加，土壤微生物数量及活度也相应增加，有效减少了矿物质对土壤氮磷的固定，同时微生物及土壤矿化使得有效养分加速释放，这都有利于早稻根系对养分的吸收利用。图 4 早稻籽粒产量和秸秆产量在不同处理间的对比 Fig.4 Comparison of grain yield and straw output under different treatments 需要注意的是，相比于N2P1处理（施氮量150 kg/hm2和施P2O5量120 kg/hm2），尽管增施100%磷肥的N2P2处理在生育期内LAI、冠层PAR截获率In、叶片SPAD值和剑叶净光合速率Pn等指标上都小于增施100%氮肥的N5P1处理，但其产量却更高，甚至高于(N5+AS)P1处理，这表明，在充分供肥的条件下，磷肥对产量的影响比氮肥更加显著。在不缺氮的情况下，适量调高磷肥施用量，其增产效果更加显著。3 结 论 1）氮磷调控可显著影响早稻叶面积指数、叶片叶绿素含量和叶片光合速率，进而通过调节叶面积指数影响冠层PAR传输特性，最终表现为产量上的差异。缺氮对早稻的影响显著高于缺磷，但在充分供肥时，磷肥对产量的影响比氮肥更加显著。2）早稻的冠层特性与产量随氮、磷用量的增加表现出边际递减效应，当施用量超过某一值时出现拐点，最终表现为产量的下降。3）翻压适量（15 000 kg/hm2）紫云英鲜草入田可显著提高早稻的冠层特性和产量，且当供氮量较低时这种影响更加显著。4）本研究认为，在赣抚平原灌区，187.5225 kg/hm2 施氮量和60120 kg/hm2 施磷量以及翻压入田15 000 kg/hm2 的绿肥紫云英鲜草可有效提高早稻叶面积指数和冠层PAR截获率以及叶片叶绿素含量，维持全生育期内较高的净光合速率，获得高产。限于人力物力的限制，本研究仅涉及单一早稻品种，且仅为1年的试验数据。因此，关于氮磷调控下早稻冠层特性及产量的年际变化规律还需要进一步的研究。同时，不同紫云英翻压量对早稻冠层特性及产量的影响也是下一步研究的重点。参 考 文 献 1 王建林.长期定位施肥对冬小麦-夏玉米叶片叶绿素含量的影响J.中国农学通报，2010，26(6)：182184.Wang Jianlin.The effect on long-term fertilization to chlorophyll content of winter wheat(triticum stivum)and summer corn(zea mays)J.Chinese Agricultural Science Bulletin,2010,26(6):182184.(in Chinese 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