为探究不同水氮管理对麦茬杂交籼稻物质积累、养分吸收、根系建成以及土壤理化特性的影响,分别在2017年-2018年,以中迟熟杂交稻F优498为材料,在小麦秸秆全量还田下,采用两因素裂区设计,主区为两种灌溉模式,即常规淹水灌溉(W0)和干湿交替灌溉(W1);副区为氮肥运筹,即2017年总施氮量为150 kg/hm~2,氮肥运筹分别以基肥:蘖肥:穗肥比为4:4:2(N1)、3:3:4(N2)和2:2:6(N3);2018年在2017年基础上增设两个氮肥管理,即:以当地3年平均水稻产量为基础,实现增产10%,根据水稻移栽前土壤基础肥力进行定氮优化施肥,总施氮量为176.22 kg/hm~2(N4),基肥:蘖肥:穗肥比为3:3:4;SPAD指导施肥(N5),其具体措施为:移栽后7 d至齐穗期,每7 d测定水稻最新完全展开叶SPAD值,若SPAD<37.5,施肥15 kg/hm~2(拔节期施用30 kg/hm~2);若SPAD>37.5,则不施肥,总施氮量为120 kg/hm~2。系统研究了不同水氮管理下麦茬杂交稻物质生产、氮素吸收及其转运、根系生长以及耕层土壤理化特性的动态变化。主要结果如下:1不同水氮管理对麦茬杂交籼稻产量及产量构成因素的影响干湿交替灌溉能够提高麦茬稻千粒重以及结实率,比淹水灌溉增产,但未达显著水平。相同施氮量条件下(150 kg/hm~2),麦茬稻产量随氮素穗肥占比的增加呈先增加后降低的趋势,N2(3:3:4)产量最高,分别比N1(4:4:2)、N3(2:2:6)增产9.09%、6.48%(常规淹水灌溉)和11.24%、11.05%(干湿交替灌溉);不同施氮量条件下,与中、低施氮水平相比,定氮优化施肥(176.22 kg/hm~2,下同)能够提高麦茬稻产量,常规淹水灌溉下增幅为0.82%~8.25%,干湿交替灌溉下为4.73%~13.81%;而SPAD指导施肥能够有效改善穗部性状,穗粒数和结实率显著增加,但有效穗低而产量不高,比不施氮肥增产36.32%(淹水灌溉)、34.97%(干湿交替灌溉)。2不同水氮管理对麦茬杂交籼稻物质积累及转运特性的影响与常规淹水灌溉相比,干湿交替灌溉能够提高麦茬稻整个生育期营养器官以及植株物质积累,促进齐穗后0-20 d茎鞘以及齐穗后21-35 d叶片物质输出,齐穗后0-10 d、11-20 d茎鞘物质转运量分别比常规淹水灌溉同期转运量高6.16%、21.98%,齐穗后21-35 d叶片物质转运量占总转运量的22.72%,比淹水灌溉同期转运量高115.12%;而常规淹水灌溉下麦茬稻叶片物质转运快,齐穗后0-10 d物质转运量占总转运量的47.08%,比干湿交替灌溉同期转运量高36.04%。相同施氮量条件下(150 kg/hm~2),移栽至成熟期,麦茬稻叶片以及淹水灌溉下茎鞘物质积累随不同生育时期施肥比例的增加而增加,而干湿交替灌溉下茎鞘物质积累从移栽后30 d至成熟期在40%穗肥下保持较高水平。同一施氮量条件下,20%穗肥处理显著促进麦茬稻茎鞘物质转运,增加齐穗后21-35 d内物质转运占比;而40%穗肥下能够显著提高叶片物质转运,干湿交替灌溉下最为显著,尤其是齐穗后21-35 d叶片物质转运,加快穗部物质积累,适当延长物质快速积累至最大积累时间,促进籽粒灌浆充实,进一步提高收获指数。3不同水氮管理对麦茬杂交稻氮素积累及转运特性的影响与常规淹水灌溉相比,干湿交替灌溉显著提高移栽初期以及移栽后50 d至成熟期茎鞘氮素积累,促进移栽后30-50 d、70-90 d内叶片氮素积累,提高齐穗后0-10 d茎鞘以及齐穗后11-20 d叶片氮素转运量(分别比常规淹水灌溉同期转运量高19.42%、50.42%)。而常规淹水灌溉促进齐穗后0-10 d、11-20 d内叶片氮素转运,分别占总转运量的39.68%、39.12%,齐穗后0-10 d内转运量比干湿交替灌溉同期转运量高59.68%。同一施氮量条件下,移栽至50 d内茎鞘、叶氮素积累随基蘖肥比重增加而增加;随生育进程的推进,叶片氮素积累以及常规淹水灌溉下的茎鞘氮素积累随氮肥后移量的增加而提高;而干湿交替灌溉下,40%穗肥能促进移栽后60 d至成熟期茎鞘氮素积累。从茎鞘、叶片氮素转运量来看,增施基蘖肥会导致氮素转运提前,氮素籽粒生产力、氮肥偏生产力提高,但齐穗中后期氮素转运减少;而氮肥过量后移会引起氮素转运缓慢,增加灌浆后期(齐穗后21-35 d)氮素转运占比,氮肥表观利用率高,但向籽粒转运量少,氮肥农学利用率低;适当增加氮肥后移量能够提高齐穗后0-20 d内氮素转运的同时,促进齐穗后21-35 d内氮素转运,提高氮素转运贡献率及氮素农学利用率。4不同水氮管理对麦茬杂交稻根系性状的影响与常规淹水灌溉相比,干湿交替灌溉显著增加麦茬稻不同生育期根系干物重、表面积、体积和直径。不同施氮量条件下,定氮优化施肥(N4)结合干湿交替灌溉能显著促进移栽初期(移栽后30 d)根系横向生长,而结合常规淹水灌溉则促进水稻根系在移栽初期(移栽后30 d)伸长生长,提高齐穗期至成熟期根系活力。同一施氮水平下(150 kg/hm~2),移栽初期(移栽至40 d),麦茬稻根系干物重在60%基蘖肥下最高,但由于后期氮素养分供应不足,根系衰老快,根系表面积降幅明显,灌浆期根系活力弱,整个生育期根系生长与地上部生长不协调,影响群体构建;而适当增加氮肥后移量(基肥:蘖肥:穗肥=3:3:4)结合水分管理显著增加抽穗前根系直径和体积,促进中后期根系伸长生长,扩大整个生育期根系总吸收面积,提高中后期根系活力。相关分析表明,移栽后70 d、80 d及105 d根系表面积与产量间的相关系数较高(r=0.92**-0.94**),岭回归系数也达到0.16以上;根系平均直径在移栽后70 d、80 d时与产量间的相关程度最大(r=0.60**-0.67**),岭回归系数为0.25、0.33;而移栽后70 d至105 d根系干物重、根长、根体积与产量极显著正相关。5不同水氮管理对麦茬杂交稻土壤理化性质的影响不同水氮管理下,麦茬稻不同生育期土壤全氮、速效氮含量表现为先增后降趋势,而土壤有机质含量总体呈上升趋势;与常规淹水灌溉相比,干湿交替灌溉能够提高麦茬杂交籼稻移栽至成熟期土壤蔗糖酶和过氧化物酶活性,显著提高移栽后60-70 d土壤微生物量碳、氮含量。同一施氮水平下,移栽初期土壤速效氮含量、蔗糖酶活、过氧化氢酶活性随基肥比例的增加而提高,而齐穗期后随着氮肥后移量的增加,干湿交替灌下速效氮、全氮含量以及突然酶活性显著提高,常规淹水灌溉下反而降低;而适当增加氮肥后移量(40%穗肥)利于齐穗期后微生物量碳、氮积累。