再生稻因其具有生育期较短、省种省工、节水省肥、再生季米质优、经济效益较高等优点，成为南方稻区种植一季稻热量有余而种植两季稻热量又不足或双季稻区只种一季中稻的地区提高复种指数和增加稻田产能的重要措施之一^[1-2]。氮肥是水稻生产投入的主要部分，对水稻生产的影响仅次于水分^[3]，不同水稻品种对氮肥的产量和氮素吸收利用响应差异较大^[4]，因此确定合理的施氮量和运筹方式不仅是挖掘水稻产量潜力的重要手段^[5]，也是最大程度提高氮肥利用率的重要措施^[6]。再生稻区别于其它稻作方式的栽培措施，主要是头季适宜的收获时期、留桩高度和再生季氮肥的施用方式，氮素是再生季腋芽萌发与产量形成的重要影响因子^[7]。再生稻头季氮肥施用技术有不少研究报道^[7-12]，更多的研究聚焦在促芽肥对提高再生稻再生力的作用机理与施用效应方面^[13-21]，但由于研究区域生态气候、再生稻品种等的差异，所得结论各不相同。全国再生稻主要分布在四川、重庆、福建、江西、广西、云南、湖北等省（市、自治区），其中四川和重庆的双季稻已完全被中稻-再生稻所取代，四川再生稻面积最大，福建再生稻产量水平全国最高，四川和福建相关的研究也较多，但四川、重庆再生季大面积施氮量为头季的 77%～88%，产量不足头季的 25%，氮肥偏生产力极低^[2]。江汉平原作为湖北省再生稻主产区之一，再生稻氮肥施用技术方面的报道不多。生产调研结果表明，江汉平原再生稻通常施 5 次氮肥，即头季基肥、分蘖肥和穗肥，再生季促芽肥（又称催芽肥）和提苗肥（又称促蘖肥、发苗肥）；也有部分种植户施 4 次氮肥，即在上述 5 次氮肥的基础上省去穗肥或促芽肥或提苗肥；头季不施穗肥的，再生季氮肥以促芽肥为主、并辅以提苗肥；部分不施促芽肥的种植户认为，再生稻头季灌浆结实期施促芽肥的操作不甚方便。本研究在前人的基础上，探讨江汉平原再生稻 2 种施氮水平下，氮肥在头季和再生季的不同运筹方式对产量品质和氮素吸收利用的影响，为完善兼顾头季和再生季高产高效的施肥方案，进一步提高稻田产能和氮肥利用率，促进再生稻产业健康发展提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

试验布置在湖北省江陵县三湖管理区陈家河口。试验点所在区域为江汉平原腹地，属典型水网平原区，为亚热带季风湿润气候，年均降水量约 1000 mm，年均气温约 16.2℃，全年无霜期约 254 d，土壤为潮土型水稻土。试验地初始耕层土壤基本理化性质：pH 6.42，有机质 31.1 g/kg，全氮 2.25 g/kg，全磷 0.529 g/kg，全钾 22.1 g/kg，碱解氮 129 mg/kg，有效磷 18.4 mg/kg，速效钾 247 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设置 7 个处理：①不施肥（CK），②不施氮肥（N0），③常规施氮量和常规氮肥运筹（部分水稻种植专业合作社做法），即氮肥总用量为 280 kg/hm²，其中头季占 60%（基肥和分蘖肥各占 30%）、再生季占 40%（促芽肥和提苗肥分别占 35% 和 5%）（Nc），④常规施氮量，头季和再生季氮肥的比例以及头季氮肥的分配比例不变，再生季促芽肥降低到 25%、提苗肥比例增加到 15%（简称 “常规施氮量和增加提苗肥比例”，Ncc），⑤常规施氮量，头季氮肥比例增加到 65%，其中基肥、分蘖肥和穗肥分别占 27.5%、25% 和 12.5%，再生季氮肥比例相应降低到 35%，并全部作提苗肥（简称 “常规施氮量和 100% 提苗肥”，Ntz），⑥施氮量在常规施氮量基础上减少 20%，即 225 kg/hm² （测土配方推荐用量），氮肥运筹方式与处理④相同（简称“减氮 20% 和增加提苗肥比例”，N-cc），⑦施氮量在常规施氮量的基础上减少 20%，氮肥运筹方式与处理⑤相同（简称“减氮 20% 和 100% 提苗肥”，N-tz）。除了处理①不施磷钾以外，其他处理均施用 P₂O₅ 72 kg/hm² 和 K₂O 162 kg/hm²。每个处理重复 3 次，小区面积 30 m²，重复之间小区随机排列。不同处理氮肥的用量和分配比例详见表1。

注：括号中数字为分配百分比。

氮肥用尿素（N 46%），磷肥用过磷酸钙 （P₂O₅ 12%），钾肥为氯化钾（K₂O 60%）。磷肥全部基施，钾肥基肥和穗肥各占 50%。基肥混匀后，均匀撒施于田面，然后耙田 10 cm，使肥料与土壤充分混匀；移栽 10 d 后施分蘖肥；穗肥在晒田复浅水后撒施；促芽肥在收获前 14 d 撒施；收获后及时复水，提苗肥在收获后 2 d 内均匀撒施于行间，脱籽后及时把每个小区的秸秆覆盖还田于行间。

水稻品种为籼型两系杂交稻品种丰两优香 1 号。工厂育苗、人工移栽，密度为 13.3 cm×30 cm。各处理小区设置排灌沟，单灌单排，田间管理、病虫害及杂草的防治同当地农田管理措施一致。

于 2019 年 4 月 25 日施基肥耙田后移栽，5 月 6 日施分蘖肥，6 月 24 日施穗肥，8 月 1 日施促芽肥，8 月 14 日头季收获，8 月 16 日施提苗肥，11 月 5 日再生季收获。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 土壤基本养分性状的测定

水稻整田之前，在试验区取耕层（0～20 cm） 土壤样品，测定 pH 值及有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾的含量，均采用常规方法进行测定^[22]。

1.3.2 收获、考种与样品分析

头季和再生季成熟后，每小区单收单打记录籽粒和稻秸实产，头季留稻桩 40 cm。

收获前，调查连续 30 蔸水稻的有效分蘖数，计算其平均有效分蘖数，然后在每小区齐地采集与平均有效分蘖数相等的 5 蔸植株样（再生季 10 蔸），将植株分为稻桩（40 cm）、稻秸（稻草余下部分）和稻谷 3 个部分，分别制样分析全氮含量，计算植株各部位和总吸氮量（不含再生季稻桩）。各小区稻桩产量根据考种样品各部位的比例估算。

1.3.3 参数计算

参数的计算参考文献^[4，6]。

总吸氮量（kg/hm²）= 收获期单位面积地上部干物重 × 植株含氮量；

氮素收获指数 = 稻谷吸氮量 / 植株总吸氮量；

每生产 100 kg 籽粒吸氮量（kg）= 植株总吸氮量 / 稻谷产量 ×100；

氮肥贡献率（%）=（施氮区产量-无氮区产量）/ 施氮区产量 ×100；

氮肥偏生产力（kg/kg）= 施氮区产量 / 施氮量；

氮肥农学效率（kg/kg）=（施氮区产量-无氮区产量）/ 施氮量；

氮肥吸收利用率（%）=（施氮区植株总吸氮量-无氮区植株总吸氮量）/ 施氮量 ×100；

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮区产量-无氮区产量）/（施氮区植株总吸氮量-无氮区植株总吸氮量）。

1.3.4 品质分析

再生季稻谷出糙率、精米率、垩白粒率、垩白度、透明度和碱消值的分析参照 NY/T83-2017 《米质测定方法》，整精米率分析参照 GB/T21719-2008《稻谷整精米率检验法》，粒长和长 / 宽参照 GB/T24535-2009《粮油检验稻谷粒型检验方法 》，胶稠度参照 GB/T22294-2008《粮油检验大米胶稠度的测定》，直链淀粉分析参照 GB/T15683-2008《大米直链淀粉含量的测定》。

1.4 数据分析

试验数据统计分析和作图采用 Excel2010，处理之间的差异显著性分析用 SPSS 11.5 最小显著性差异法（LSD）。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量和运筹方式对再生稻产量的影响

图1 产量结果表明，相同施氮水平下，头季施穗肥处理的产量较高，再生季提苗肥比例越大，产量越高；减氮 20% 不会降低再生稻各季产量。 Nc 处理头季稻谷产量 9.29 t/hm²，再生季稻谷产量 4.95 t/hm²。与 Nc 处理相比，Ntz 和 N-tz 处理再生稻头季分别增产 9.10% 和 9.63%，再生季分别增产 15.2% 和 10.2%，其中 Ntz 处理增产显著。从头季和再生季总产量来看，与 Nc 处理相比，其它各施氮处理增产幅度为 Ntz 处理（11.2%）>N-tz 处理 （9.82%）>N-cc 处理（3.04%）>Ncc 处理（1.91%）。

进一步分析各施氮处理的总产量在头季和再生季的分配比例，发现无论是不同的施氮总量，还是不同的氮肥运筹方式，头季稻谷产量占总产量之比均在 63.8%～65.2% 之间，再生季稻谷产量占比则在 34.8%～36.2% 之间。再生季促芽肥，实际上也是头季粒肥，甚至头季吸氮量更多^[15，20]，可以预计，Nc、Ncc 和 N-cc 处理头季氮肥的实际分配比例远高于 60%，尤其是 Nc 处理，而 Ntz 和 N-tz 处理的施氮量在头季和再生季的分配比例分别为 65% 和 35%，与稻谷产量在头季和再生季的比例十分接近，由此可认为，头季和再生季的氮肥分配为 65% 和 35% 可能是最适宜的。

注：图柱从下到上 3 行不同字母分别表示头季、再生季和总产不同处理差异显著（P<0.05）。

2.2 氮肥用量和运筹方式对再生季水稻品质的影响

表2 ～4 结果表明，增加再生季提苗肥比例，可显著提高再生季稻谷的整精米率，降低稻米垩白粒率和垩白度，从而改善稻谷的加工品质和稻米的外观品质。在 2 个施氮量水平下，再生季提苗肥比例从 5% 增加到 35% 时，稻谷整精米率显著提高，增加了 3.5～4.2 个百分点（表2）；稻米垩白粒率呈降低的趋势（N-cc 处理除外），垩白度降低了 0.7～1.4 个百分点（表3）；但稻米胶稠度降低了 2.6～5.6 mm（表4）。另外，从图1 和表2～4 还可看出，CK 和 N0 处理的产量和主要品质指标均十分接近，但 N0 处理的稻米垩白粒率和垩白度却显著高于 CK 处理，表明不施氮肥处理的稻米品质比不施肥更差。

注：同列不同字母表示处理间差异达 5% 显著水平。下同。

2.3 氮肥用量和运筹方式对再生稻养分吸收利用的影响

2.3.1 氮肥用量和运筹方式对植株不同部位含氮量的影响

从图2 结果可见，头季施氮总量或再生季促芽肥施氮量越低，稻谷、稻秸和稻桩的含氮量也越低（个别除外），其中施氮量对稻秸含氮量的影响大于稻谷和稻桩。再生稻头季 Ntz 和 N-tz 处理的稻谷含氮量分别比 Nc 处理降低了 12.0% 和12.6%，稻秸分别降低了 18.7% 和 29.2%，稻桩分别降低了 9.51% 和 23.8%。再生季有所不同，与 Nc 处理相比，再生季不同施氮处理稻谷的含氮量提高了 6.47%～18.7%；稻秸含氮量有增有减，相对而言变幅不大；稻桩含氮量 Ncc 处理降低了 4.05%，N-cc、Ntz 和 N-tz 3 个处理比 Nc 处理高出 38.8%～46.5%，表明提苗肥比例增加使得稻桩中氮素的再利用率降低。

图2 结果还显示，总体上看稻谷含氮量最高，稻秸略低（头季 Nc 和 Ncc 处理除外），稻桩最低； 水稻植株同一部位的含氮量，再生季又分别低于头季。头季收获时预留的稻桩不仅是再生穗萌发的母茎，本身也是再生穗初期氮营养的主要来源。再生季收获后稻桩含氮量平均不足头季收获后的 50%，表明再生穗对稻桩中氮素的再利用率超过 50%，这与前人的研究是一致的^[23-24]。

2.3.2 氮肥用量和运筹方式对再生稻总吸氮量及其分配的影响

从表5 结果可见，头季施用的穗肥、再生季施用的提苗肥更多地分配在稻谷中，再生季施用的促芽肥则更多地分配在头季稻秸中，稻秸吸氮量随促芽肥用量的降低而降低。Ncc 和 N-cc 处理与 Nc 处理的再生稻头季和再生季植株的总吸氮量比较接近，但头季稻秸吸氮量分别比 Nc 处理低 18.6% 和 29.8%，头季和再生季稻谷吸氮量之和分别比 Nc 处理高出 6.31% 和 8.26%；Ntz 处理的总吸氮量比 Nc 处理高 7.72%，其中头季稻秸吸氮量比 Nc 处理低 24.4%，头季和再生季稻谷分别比 Nc 处理高 11.1% 和 37.1%；N-tz 处理的总吸氮量比 Nc 处理略低，其中头季稻秸吸氮量比 Nc 处理低 40.5%，头季和再生季稻谷分别比 Nc 处理高出 6.18% 和 30.1%。此外，Ncc 和 N-cc 处理分别比 Nc 处理头季稻秸吸氮量占两季水稻总吸氮量的比例低 4.1 和 6.4 个百分点，Ntz 和 N-tz 处理分别比 Nc 处理低 6.5 和 8.5 个百分点。结合图2 氮含量结果，头季施氮肥或再生季促芽肥比例越低，头季稻秸含氮量和吸氮量降低的幅度越大，当氮肥用量降低 20%、对比 Nc 处理增产幅度较大、总吸氮量并无明显降低时，N-tz 处理主要是通过降低头季稻秸含氮量的方式实现的，从而保证了稻谷含氮量的相对稳定。

注：同一季次同一部位柱上的字母不同表示处理间差异显著（P<0.05）。

2.3.3 氮肥用量和运筹方式对氮素吸收和氮肥利用率的影响

由于头季收获前所施促芽肥同时被头季和再生季吸收利用，难以区分，本研究将头季和再生季氮素吸收和氮肥利用率合并计算结果列于表6。结果显示，在相同氮肥运筹方式下，减氮 20% 处理的氮素收获指数和多数氮肥利用率指标均较高，每生产 100 kg 籽粒吸氮量略低；水稻氮素收获指数、氮肥贡献率、偏生产力、农学效率、吸收利用率和生理利用率均随再生季提苗肥比例的增加而增加，每生产 100 kg 籽粒吸氮量则随提苗肥比例的增加而降低。与 Nc 处理相比，Ntz 和 N-tz 处理的氮素收获指数增加 9.84%～14.8%，每生产 100 kg 籽粒吸氮量降低 3.01%～10.8%，氮肥贡献率提高 7.6～8.5 个百分点，偏生产力提高 11.2%～36.7%，农学效率提高 74.0%～105%，吸收利用率提高 4.3～6.6 个百分点，生理利用率提高 34.3%～70.8%。仅将 Ntz 和 N-tz 处理的分季利用率指标列于表7，结果显示，再生季氮肥 100% 作提苗肥时，氮素收获指数、氮肥贡献率、偏生产力、农学效率和生理利用率均为再生季高于头季（个别指标除外），吸收利用率头季和再生季相差不大，每生产 100 kg 籽粒吸氮量再生季低于头季。结果表明，在本试验条件下，氮肥运筹方式对再生稻氮素收获指数和氮肥利用率各指标（偏生产力除外）的影响比氮肥用量的影响更大，氮素收获指数及氮肥贡献率、农学效率和生理利用率的响应尤其明显；再生季氮肥 100% 作提苗肥时，绝大多数氮肥利用率指标再生季优于头季。

注：同列同一季别不同字母表示差异达 5% 显著水平。

3 讨论与结论

提高再生稻氮肥利用效率的技术途径已成为当前及今后一段时间内再生稻理论与技术的研究重点之一^[2]。再生稻头季稻桩中存留的氮和同化产物，是再生季腋芽萌发成穗的主要营养来源^[1-2]，因此协调好头季和再生季氮肥用量和运筹对达到两季高产高效有重要意义。陈鸿飞等^[9]以杂交稻组合Ⅱ优航 2 号为试验材料在福建中部山区的研究表明，头季施氮量 225 kg/hm² 基础上，基蘖肥与穗肥之比为 6∶4 时，产量、氮素积累量、头季齐穗期-成熟期氮素转移量、氮肥农学效率均最高。解振兴等^[7]以天优华占为试验材料在同一区域的研究表明，头季过量施用氮肥会增加头季无效分蘖数、降低头季穗粒数、减少再生季有效穗数，从而导致头季和再生季不同程度地减产，头季最佳施氮量为 174 kg/hm²。另有研究表明，再生稻头季稻穗发育阶段吸氮速率最高，头季和再生季稻谷产量均与水稻生长中后期干物质净积累量密切相关^[8]。本研究 N-tz 处理头季实际施氮量比 Nc、Ncc 和 N-cc 处理（这 3 个处理还包括促芽肥）低，只施了一定比例的穗肥，产量却比后者高出 8.80%～9.63%。可见，头季穗肥的合理施用对争取两季水稻的高产均十分重要。

促芽肥作为再生稻生产中承上启下的施肥环节，一直是再生稻施肥中关注的重点^[11，13-21]。促芽肥的主要作用在于延缓头季稻后期叶片衰老速度，提高母茎后期净光合能力，增加叶片当时的光合产物向头季稻穗部输入的比例，减少先前储藏在母茎鞘中光合产物向穗部的输入量，相对提高母茎鞘干物重而增强再生力^[11，14]，因此促芽肥实际上主要起着头季粒肥的作用。早期有研究表明，头季收获前施促芽肥的作用并不大，宜在头季收获后立即施用提苗肥^[13]；也有学者认为，促芽肥对再生芽生长的作用从头季齐穗后 10 d 左右开始显现，从头季稻齐穗到成熟，促芽肥施用越早越有利于提高再生力，以头季稻齐穗期最好^[18]；但即使品种相同、栽培管理基本一致的情况下，不同年份或不同田块间所得的结论也并不一致^[16]。徐富贤等^[2，11] 研究并总结提出，再生季促芽肥的施用量，取决于头季稻齐穗后的长势长相，长势旺、稻株含氮量高的田块应少施或不施，反之应多施，还提出了头季稻齐穗期根据剑叶 SPAD 值或单位颖花绿叶重的诊断标准。头季收割后，稻桩中累积的氮迅速转运到再生分蘖中，成为再生季早期的主要氮素来源，再生季齐穗后的养分则主要靠新生的叶片提供^[1]。因此在施足头季穗肥并略有结余的条件下，头季收获后再重施提苗肥，增产作用和氮肥利用率可能更大。

氮素收获指数、每生产 100 kg 籽粒吸氮量、氮肥贡献率、偏生产力、农学效率、吸收利用率和生理利用率，都从不同侧面反映作物对氮素的吸收和氮肥的利用效率^[4，6]，氮肥贡献率、农学效率和吸收利用率是氮肥高效利用的主要评价指标^[4]。本研究结果证实，在常规施氮量 280 kg/hm² 和推荐施氮量 225 kg/hm² 的水平下，再生稻“基肥-分蘖肥-穗肥-提苗肥”模式，比“基肥-分蘖肥-促芽肥-提苗肥”模式更有助于提高头季和再生季产量、水稻氮素收获指数及氮肥贡献率、偏生产力、农学效率、吸收利用率和生理利用率，降低每生产 100 kg 籽粒吸氮量，并且在该模式下，绝大多数氮肥利用率指标再生季优于头季；“基肥-分蘖肥-穗肥-提苗肥”模式还有利用于提高再生季稻谷的整精米率、降低稻米垩白粒率和垩白度，从而改善加工品质和外观品质。这说明再生稻生产中，只要协调好头季和再生季氮肥的用量和运筹方式，头季和再生季均可获得较高的产量、品质和氮肥利用率，从而提高稻田的产能。在江汉平原地区，再生稻头季和再生季总施氮量为 225 kg/hm² 左右时，其中头季 65%、再生季 35%，在头季施足穗肥基础上再生季氮肥可全部作提苗肥，再配合“农艺深施”技术^[25]，不仅可实现再生稻高产优质和氮肥的高效利用，还能解决再生稻头季灌浆结实期施促芽肥操作不甚方便的问题。综上，头季氮肥的最佳运筹方式，仍可做进一步研究。

参考文献