• 水稻是全球重要粮食作物,倒伏是导致产量降低、品质下降及机械化收获困难的主要因素,其中茎倒伏为主要类型。
• 氮素(N)是水稻生长关键养分,施用量与配比直接影响茎秆特性;植物生长调节剂(PGR)可调控植株生长,提升抗倒伏性,但壳寡糖(COS)对水稻抗倒伏性的影响尚未明确。
• 研究旨在通过2年双季稻田间试验,明确氮素分次施用比例与PGR(多效唑、壳寡糖)的协同作用,为双季稻抗倒伏高产提供农艺方案。
一、试验设计与方法
试验要素 | 具体内容 |
试验地点 | 湖南衡阳(26.97°N,111.37°E),亚热带季风气候,红壤 |
供试品种 | 早稻:陆两优996、株两优819;晚稻:H优518、盛泰优018 |
试验处理 | 1. 氮素配比(基肥:穗肥:粒肥):N1(7:2:1)、N2(6:3:1)、N3(5:4:1)2. PGR处理:P1(多效唑,60 g·ha⁻¹)、P2(壳寡糖,60 g·ha⁻¹)、P3(清水对照) 3. 总处理数:9个(3×3),3次重复,小区面积30 m² |
施肥总量 | N:150 kg·ha⁻¹,P₂O₅:75 kg·ha⁻¹,K₂O:120 kg·ha⁻¹(P、K全作基肥) |
测定指标 | 1. 倒伏相关:倒伏指数(LI)、抗推力(PRF)、弯曲力矩(BM) 2. 形态结构:株高(PH)、重心高度(HGC)、节间直径(IND)、茎壁厚度(SWT)等 3. 生理成分:茎秆N/P/K含量、木质素(LC)、纤维素(CC)含量 4. 产量:实际产量(校正至13.5%水分含量) |
二、核心试验结果
1. 抗倒伏性显著提升
· 与对照相比,P1和P2处理均显著提高了抗推力、降低了倒伏指数。
· 壳寡糖效果优于多效唑:
o P1(多效唑):抗推力提高 3.06%–19.76%,倒伏指数降低 17.74%–39.29%。
o P2(壳寡糖):抗推力提高 25.26%–58.68%,倒伏指数降低 20.62%–35.05%。
· 氮肥分施比例:N2处理(中穗肥)在所有PGR背景下均表现出最佳的茎秆机械强度和最低的倒伏风险。
2. 茎秆形态结构改善
· 壳寡糖主要增加I3和I4节间的直径和壁厚。
· 多效唑主要降低株高和重心高度,并缩短节间长度。
· 氮肥比例效应:N2处理下,茎秆鲜重、干重、节间直径和壁厚均达到最高值,且与壳寡糖联用效果最佳(N2P2组合)。
3. 茎秆化学成分优化
· 养分积累:PGR处理,尤其是壳寡糖,显著提高了茎秆中N、P、K的浓度。N2处理的养分积累量最高。
· 细胞壁物质:PGR处理显著提高了木质素和纤维素的含量,壳寡糖的促进效果更强。N2处理下这些物质的含量也最高。
· 正向循环:更高的养分(尤其是N、K)促进了木质素和纤维素的生物合成,从而增强了细胞壁机械强度。
4. 产量协同增加
· 抗倒伏性的提升并未以牺牲产量为代价。
· N2P2组合产量最高:在早稻和晚稻中,该处理的产量均显著高于其他组合,实现了抗倒与高产的协同
三、结论
• 壳寡糖(P2)提升水稻抗倒伏性和产量的效果优于多效唑(P1),氮素配比6:3:1(N2)为最优氮素管理方案。
• N2P2组合通过优化茎秆形态(增加节间直径、茎壁厚度)、促进养分积累(N/P/K)、提高木质素和纤维素含量,实现抗倒伏性与产量的协同提升。
• 叶面喷施壳寡糖结合氮素分次施用(6:3:1)是双季稻抗倒伏高产的有效农艺策略。
(注:文档内容参考《Effect of split application of nitrogen combined with chitooligosaccharide on lodging in rice》由 AI 生成)
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