【摘 要】
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双季稻双直播模式是一种省工、节本的轻简化栽培措施,可有效应对当前劳动力短缺和双季稻种植面积逐年下降的问题。由于华中地区温光资源有限,在双季稻双直播模式中必须选用生育期为95天左右的超短生育期品种才能保障水稻安全成熟。同时,提高水稻品种的抗倒性对于促进直播稻的发展有重要的意义。然而,目前关于超短生育期水稻品种在双季稻双直播模式下的农艺性状、抗倒性及抗倒形成的生理机制尚不明确。此外,氮肥和密度作为作物
【基金项目】
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国家自然科学基金（31971845）; 国家水稻产业技术体系（CARS-01-20）; 国家重点研发计划项目（2018YFD0301303）; 国家重点研发计划（2016YFD0300208-03）
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双季稻双直播模式是一种省工、节本的轻简化栽培措施,可有效应对当前劳动力短缺和双季稻种植面积逐年下降的问题。由于华中地区温光资源有限,在双季稻双直播模式中必须选用生育期为95天左右的超短生育期品种才能保障水稻安全成熟。同时,提高水稻品种的抗倒性对于促进直播稻的发展有重要的意义。然而,目前关于超短生育期水稻品种在双季稻双直播模式下的农艺性状、抗倒性及抗倒形成的生理机制尚不明确。此外,氮肥和密度作为作物生产中的关键栽培调控途径,对提高水稻的产量和氮肥利用效率至关重要。但是,关于氮肥和密度等栽培调控策略对双季稻双直播条件下超短生育期品种产量和氮肥利用效率的影响及其农学和生理基础尚不明确。因此,本研究旨在探明双季稻双直播模式下超短生育期水稻品种农艺以及倒伏相关性状的基因型差异,揭示氮肥和密度对产量和氮肥利用效率的影响,阐释作物产量形成和氮肥利用效率对氮密调控响应的季节差异的潜在生理机制。本研究于2017-2019年在湖北省武穴市和蕲春县开展了3年8季大田试验。试验一于2017和2018年在湖北省武穴市进行,试验采用2个矮秆（湘早籼6号和早珍珠）以及2个高秆（早籼615和早籼240）超短生育期品种为供试材料,设置低氮(60 kg N ha-1-90 kg N ha-1)和高氮(120 kg N ha-1-200 kg N ha-1)2个氮肥水平。试验二于2018和2019年分别在湖北省武穴市和蕲春县进行,该试验基于试验一中各品种的产量和抗倒性表现选用湘早籼6号为供试材料,设置零氮(0 kg N ha-1)、低氮(70 kg N ha-1-100 kg N ha-1)、中氮(120 kg N ha-1-150 kg N ha-1)和高氮(170 kg N ha-1-200 kg N ha-1)4个氮肥水平以及低密(4 g m-2-6 g m-2)、中密(7 g m-2-9 g m-2)和高密(10 g m-2-12 g m-2)3个播种密度。主要结果如下:（1）4个超短生育期水稻品种在不同处理条件下的生育期和产量分别为85 d-97 d和4.59 t ha-1-7.61 t ha-1。超短生育期水稻品种之间的产量在早季无显著差异,而在晚季差异显著,其中2017年晚季湘早籼6号和早籼615产量最高,2018年晚季早珍珠和早籼615产量最高。矮秆和高秆品种之间的生物量和产量在各个氮肥处理下均无明显差异,这主要由于矮秆品种同时具有多穗特征,这类品种较高的分蘖数、叶面积指数和收获指数弥补了其株高降低对生物量和产量造成的负面影响。（2）在不同处理条件下,4个超短生育期水稻品种的倒伏指数变化范围为38.4-81.3。倒伏指数与抗折力之间没有显著的相关性。弯曲力矩是影响倒伏指数基因型差异的主要原因,而弯曲力矩主要受株高的影响。株高从高秆品种的95.4 cm降低至矮秆品种的80.5 cm,弯曲力矩和倒伏指数分别下降了32.0%和22.4%。因此,降低株高可以有效提高双季稻双直播模式下超短生育期品种的抗倒性。（3）不同氮密处理下水稻的生育期和产量分别为85 d-97 d和4.10 t ha-1-8.23 t ha-1。氮肥处理对产量的影响显著,而密度处理对产量的影响较小。施氮处理下产量的提升主要得益于地上部生物量的增加,这主要是叶面积指数增加提高了光能拦截率和拦截量。根据超短生育期品种产量形成特征和氮肥对产量的调控机制,该地区双季稻双直播中早、晚稻的最适施氮量分别为100 kg N ha-1-150 kg N ha-1和70 kg N ha-1-120 kg N ha-1。（4）早稻产量对氮肥的响应明显高于晚稻。零氮处理下早、晚季间的产量差异是造成两季间氮响应差异的主要原因。零氮处理下早稻平均产量比晚稻低2.30 t ha-1,这一差异主要是由于早、晚季间土壤背景氮供应能力和植株根系吸氮能力不同。零氮处理下早稻成熟期总氮吸收量比晚稻低30.7 kg ha-1。晚稻氮肥偏生产力明显高于早稻而氮肥农学利用效率明显低于早稻,但是氮素籽粒生产效率和氮肥回收利用效率的季节间差异在不同年份表现不一致。综上所述,在双季稻双直播种植模式中,选用矮秆、多穗型超短生育期品种可以在适宜的氮肥施用量下有效提高植株抗倒性并实现水稻高产和高效。明确早、晚季之间超短生育期品种对氮肥的响应及土壤背景氮供应能力的差异,有利于优化氮肥管理措施以促进双季稻双直播可持续发展。
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