温带生态条件下旱直播稻基因型与氮素管理优化以提高产量和农艺效率

《BMC Plant Biology》：Optimizing genotype and nitrogen management for improved yield and agronomic efficiency in dry direct seeded rice under temperate ecology

　　

摘要

背景

由于水资源有限和劳动力短缺，传统移栽方式的水稻生产日益困难。旱直播稻（DSR）提供了一种用水量和劳动力需求更低的可行替代方案。然而，旱直播稻的成功取决于适宜的基因型选择和水氮（N）管理效率。因此，本研究旨在评估温带条件下基因型、施氮量及分次施用方案对产量和农艺效率的影响。

方法

在旱直播条件下开展田间试验，使用三个温带水稻基因型：Shalimar Rice-3（SR-3）、Shalimar Rice-4（SR-4）和SKAU-484（SK-484）。设置三个施氮水平（0、120和150 kg N ha?1），并结合三种分次施用方案（分3次、4次和5次）进行试验。记录作物物候期、籽粒产量和蛋白质产量、热指数以及氮素利用效率等数据。

结果

各基因型和氮素处理间存在显著差异。SR-3的籽粒产量最高（6.4 t ha?1），比SR-4高14%，比SK-484高5%。籽粒产量和蛋白质产量随施氮量增加而提高。施氮120 kg N ha?1可产生接近最大化的籽粒产量（6.7–7.4 t ha?1），与施氮150 kg N ha?1（6.9–7.6 t ha?1）相当，尽管2025年N150处理的籽粒产量显著更高。以分5次施用120 kg N ha?1时籽粒产量最高（7.3 t ha?1），略高于分3次施用150 kg N ha?1（7.1 t ha?1）。SR-3达到成熟所需的热量单位较少，且表现出更高的热利用效率、水热单位效率和农艺氮素利用效率。相比之下，零氮处理显著降低了这些效率指标。施氮120 kg N ha?1时的农艺氮素利用效率最高（16.7–17.2 kg kg?1），比150 kg N ha?1提高约15%。

结论

结果表明，SR-3、120 kg N ha?1施氮量及增加分次施用量与更高的籽粒产量和氮素利用效率相关。因此，在印度北部温带条件下，采用适宜的施氮量和分次施用策略种植SR-3，可能被视为提高旱直播稻生产力和可持续性的一个有前景的方案。