华南直播稻小粒型品种产量与氮肥利用效率对氮肥和播种密度的响应机制研究

本研究系统探讨了华南地区直播稻模式下小粒型品种（Mabayinzhan）在不同氮肥水平（0-180 kg ha?1）和播种密度（15-60 kg ha?1）下的产量形成与氮肥利用特性。通过三年田间试验揭示：氮肥是影响产量和氮肥利用效率（NUE）的主导因子，而提高播种密度无法补偿减氮造成的产量损失。研究为小粒型水稻的精准氮肥管理提供了实证依据，对优化直播稻轻简栽培策略具有重要指导意义。

　　

引言

水稻作为中国主要粮食作物，其品质与产量备受关注。粒重是决定稻米外观品质和市场价值的关键性状，小粒型品种（粒重≤20.0 mg）在华南地区因其优良食味和抗高温特性广受欢迎。然而，小粒型常规稻往往存在产量潜力不足的瓶颈。氮肥管理对水稻产量形成至关重要，但过量施氮不仅降低氮肥利用效率（NUE），还会引发环境污染。增加种植密度被视为提高产量和NUE的有效策略，但在直播稻体系中，小粒型品种的适宜播种密度与氮肥互作机制尚不明确。

材料与方法

试验于2022-2023年在广东曲江区进行三季田间试验，采用小粒型品种Mabayinzhan（粒重15 mg），设置4个氮水平（早季0/50/100/150 kg ha^?1，晚季0/60/120/180 kg ha^?1）和3个播种量（15/30/60 kg ha^?1）。测定指标包括产量构成、干物质积累（TDW）、叶面积指数（LAI）、氮吸收（TN）及氮肥利用效率参数（IE_N、PFP_N、AE_N）。

结果分析

气候差异与生育期

2022与2023年晚季气候参数差异显著：2023年夜间温度（T_min）升高1.1°C，昼夜温差减小2.9°C，穗分化期至抽穗期太阳辐射降低1.2 MJ m^?2 d^?1，导致2023年生物量积累和产量显著低于2022年。

产量及构成因素

氮肥显著提高产量，施氮处理产量范围3.45-7.95 t ha^?1，粒重11.4-14.1 mg。最高产量处理为高氮高播（MNHS）或高氮中播（MNMS）。产量差异主要源于单位面积穗粒数（spikelets m^?2）和千粒重，二者共同解释产量变异的70.3%-96.1%。播种量对产量无显著影响，低播量（LS）通过增加每穗粒数补偿了穗数不足。

干物质与群体结构

氮肥显著提高关键生育期（穗分化期PI、抽穗期HD、成熟期MA）的干物质（TDW）和LAI。高氮处理（MN）的TDW_MA较中氮（RN₁）提高17.3%。高播量（HS）仅提高前期（PI）生物量，对后期无显著影响。收获指数（HI）在各处理间变异较小，表明产量差异主要源于生物量而非分配效率。

氮吸收与利用效率

氮吸收量（TN）随施氮量增加而上升，但IE_N（内部氮效）和PFP_N（氮偏生产力）随施氮量增加显著下降。播种量对TN和NUE无显著影响。减氮配合密植（如RN₁HS）虽提高PFP_N，但产量较最优处理（MNMS）下降12.8%，表明增密无法弥补减氮的产量损失。

讨论

小粒型品种通过高穗粒数（达71.5×10³ m^?2）实现产量潜力，但库容量（穗粒数×粒重）仍低于大粒品种。15 kg ha^?1的低播量已足以发挥品种潜力，过高播量（60 kg ha^?1）导致资源竞争加剧。气候因子（尤其是夜温升高和辐射减少）显著影响年度间产量稳定性，表明适应性品种选择和精准管理的重要性。氮肥是产量和NUE的主控因子，单纯依靠密植无法实现减氮增产的目标。

结论

小粒型品种的产量和NUE主要受氮肥调控，播种量影响有限。推荐采用适度低播（15 kg ha^?1）结合优化氮肥管理的策略，而非盲目提高密度与减氮组合。该研究为华南直播稻小粒型品种的高产高效栽培提供了理论依据。