氮肥處理對水稻穗部性狀和品質的影響

摘 要：在大田條件下，以新稻19號和新稻20號為材料，研究了不同施氮量對其穗部性狀和品質的影響。結果表明，隨著施氮量的增加，水稻穗粒數、結實率和單穗質量呈減小趨勢；表現為無氮肥處理最大，其他氮肥處理間差異較小；充實度表現為隨施氮量增加呈先增加后減小的趨勢。氮肥對稻米加工品質影響較小，對稻米的外觀品質影響較大，過低或過高的氮肥施用，堊白粒率和堊白度均增加，適當增施氮肥有利于堊白粒率和堊白度的降低，從而有利于稻米品質的改善。

關鍵詞：水稻；氮肥；穗部性狀；品質

中圖分類號： S511 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.01.004

Effects of Nitrogen Treatment on the Rice Characteristics and Quality

YIN Chun-yuan， WANG Shu-yu， XUE Ying-zheng， LIU He-mei， ZHANG Xu， WANG He-le， HU Xiu-ming， SUN Jian-quan

（Xinxiang Academy of Agricultural Sciences， Xinxiang， Henan 453002， China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： A field experiment with xindao 19 and xindao 20 was carried out in 2011 on the farm of Xinxiang academy of agricultural sciences Henan province， China. Effects of N on the rice panicle characteristics and quality were studied. The results showed that grain per panicle， seed-setting rate and weight per panicle declined as N fertilizer application increasing. 1 000-grain weight was the biggest at no N level， which of other different N levels was small difference. The plumpness of grain showed increase firstly， then declined as N fertilizer application increasing. The effects of N on the rice milled quality was smaller， and on the appearance quality was bigger. It indicated that chalky rice rate and chalkiness all increased when exceeding low or exorbitant N fertilizer using. Chalky rice rate and chalkiness declined by N using increased properly and rice quality would be improved.

Key words： rice； nitrogen fertilizer； panicle characteristics； quality

水稻產量可分解為有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒質量，即庫容與充實兩個部分。Ying等[1]對高產水稻生理特性研究表明，高庫容是高產水稻的重要特征，穩定的庫有效充實是高產水稻的生理基礎。因此，要想獲得高產，關鍵在于協同產量構成因素，實現高庫容與有效充實的統一，即緩和穗數與粒數，粒數與結實率之間的矛盾[2-3]。因此，穗是水稻產量形成的關鍵器官，同時也決定著稻米品質的優劣[4-6]。氮是影響水稻產量和品質的一個重要因素，關于施氮量對稻米產量和品質的影響，前人的研究結果表明：隨施氮量的增加，每穗穎花數、每穗成粒數、成粒率和千粒質量顯著下降；稻米的出糙率、精米率、整精米率呈下降的趨勢[ 4，7]，堊白率、堊白度呈上升的趨勢[4，7-8]，還有的研究結果甚至與之相反[9-10]。說明氮肥對水稻產量和品質的影響因環境和基因型而異，不同栽培條件、不同的氣候因子及不同基因型水稻品種對其的影響效應可能不同。本試驗以熟期不同的兩個水稻品種為試驗材料，研究施氮量對其穗部性狀和品質的影響，以期為水稻合理施肥提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試品種

以常規粳稻新稻19號（150 d）和新稻20號（157 d）為供試材料。

1.2 試驗設計

試驗于2011年在新鄉市農業科學院試驗農場進行，土質為中壤土，地力中等、平衡， 前茬為小麥。土壤pH值為8.23，土壤含有機質5.04%、水解氮51.71 mg·kg-1、速效磷49.3 mg·kg-1、速效鉀173.63 mg·kg-1 。

試驗采用完全隨機試驗設計，設0，232.5，255，277.5，300 kg·hm-2純氮5個施氮水平，分別用N0、N1、N2、N3、N4表示。小區面積12 m2，重復3次，小區間作埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體，保證各小區單獨排灌。試驗于5月13日播種，6月13日移栽，栽插密度為22.2萬穴·hm-2 （30 cm×15 cm），每穴插2～3苗。每公頃施有機肥9 375 kg （腐熟的干雞糞），各時期N肥施用的百分比為基肥∶蘗肥∶穗肥=25%∶25%∶50%?；收貢r施入，分蘗肥于秧苗移入大田一周施入（6月22日），穗肥分別于倒4、倒2葉葉齡期等量施入（即7月20日和8月3日施入），P、K肥同常規栽培，每公頃施P2O5 150 kg，K2O 150 kg，全部用作基肥。其他管理措施統一按常規栽培要求實施。

1.3 取樣方法

抽穗期參照朱慶森[11]的方法選擇同一天抽穗開花、生長整齊的植株進行掛牌標記，每小區掛200 個紙牌。自開花每隔6 d取一次樣，每次20個，直到成熟。每處理10個重復，于105 ℃烘箱殺青30 min，然后調至80 ℃進行烘干稱干質量。

1.4 產量構成及稻米品質的測定

成熟期每處理通過普查測定30穴平均莖蘗數，用平均莖蘗數進行取樣，每處理取10株，自然風干用于測定每穗粒數、結實率和千粒質量。稻谷貯存1 個月后測定糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白面積、堊白度，測定方法均按國家標準實施。

1.5 數據分析

數據分析在EXCEL2003統計軟件上進行。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥處理對水稻穗生育期動態變化的影響

圖1為不同氮肥處理下水稻穗隨生育期動態變化，圖1表明，無氮肥和低氮肥處理下的稻穗質量高于高氮肥處理，N0處理遠高于其他施氮處理，兩品種變化一致。施氮處理下，新稻19號于花后6～24 d，N1處理明顯高于其他施氮處理，平均高14.17%，花后24 d則低于其他施氮處理；對于新稻20號于花后0～12 d各處理差異較小，花后12 d至成熟則表現為N1處理較高，平均比其他施氮處理高18.57%。說明氮肥對稻穗生長增重過程有影響，不施氮或施氮量較少情況下，稻穗增長較快，單穗質量增加較大；增加氮肥施用量，單穗質量增加反而較低。從而也進一步說明了，在群體質量較小的情況下，適量增加氮肥投入有利于大穗形成；氮肥投入過大，群體較大，小穗較多，單穗質量減小。

2.2 不同氮肥處理對水稻成熟期籽粒穗部結構的影響

從成熟期稻穗的穗部結構來看（表1），結實率、千粒質量、充實度兩品種受氮肥的影響較一致，處理間變異基本上在2%～8%左右波動。穗粒數和單穗產量兩品種受氮肥影響差異較大，其中穗粒數，新稻19號處理間變異為15.24%，新稻20號為5.56%，單穗產量，新稻19號處理間變異為9.82%，而新稻20號為12.88%，說明氮肥對水稻穗部結構的影響因基因型而有差異。

對各穗部性狀處理進一步進行方差分析表明，對于穗粒數，新稻19號隨著施氮量的增加而增加至N3處理呈下降趨勢，其中N1和N2處理差異不顯著，與N0、N3和N4處理間差異達顯著水平；新稻20號則表現N0處理最高，隨著施氮量增加穗粒數呈降低趨勢，至N4處理又有所回升。結實率、千粒質量和單穗產量，兩品種均表現為N0處理最高，隨施氮量增加呈下降趨勢，處理間差異達顯著水平。充實度，兩品種均表現為N2和N3處理最高，與其他處理間差異達顯著水平。

2.3 不同氮肥處理對水稻品質的影響

氮肥處理對水稻品質的影響見表2，其中加工品質即糙米率、精米率和整精米率受氮肥影響較小，其處理間的變異系數基本上在1%～5%左右波動，除個別處理間差異達顯著水平外，其他處理差異不顯著，兩品種表現一致。稻米外觀品質即堊白粒率、堊白面積和堊白度處理間變異相對于加工品質較大，高達10%～40%左右，各品種處理間差異基本上達顯著水平。堊白面積則表現為低氮肥處理較高，高氮肥處理較低；堊白粒率和堊白度均表現為隨施氮量增加而降低至N3處理最低，N4處理又有所升高。說明氮肥對稻米品質的影響主要表現在外觀品質上，而外觀品質主要表現在堊白粒率和堊白度上，氮肥對稻米堊白粒率和堊白度的影響表現為隨施氮量的增加而降低，之后又呈上升趨勢，即無氮肥和低氮肥處理堊白粒率和堊白度較高，高氮肥處理增加，適量或中等氮肥水平下稻米外觀品質較好。表明氮肥對稻米的外觀品質有一定的調控作用，氮肥過低或過高均不利于優質稻米的形成。

3 結 論

穗粒數、結實率、千粒質量和充實度是產量構成的重要因子，也是反映有效庫容-穗大小的唯一標準。關于產量構成因子的協調發展前人已進行了大量研究[12-17]。氮是影響水稻產量形成最敏感的營養元素，氮肥對水稻穗部結構的影響報道較多，黃元財等[18]研究表明，增加氮肥投入，穗粒數、結實率和千粒質量下降。本研究結果與前人不盡一致，本研究結果表明，對于新稻19號，穗粒數則表現為隨施氮量增加而增加至232.5 kg·hm-2和255 kg·hm-2氮水平最高，之后呈下降趨勢；新稻20號穗粒數表現為隨施氮量增加而降低，至300 kg·hm-2氮水平又有所回升，但仍低于N0水平，這與前人結果不盡一致。結實率和千粒質量隨氮肥變化與前人研究結果一致。籽粒充實度則表現為255 kg·hm-2和277.5 kg·hm-2氮處理最高，差異不顯著，但與其他處理間差異達顯著水平。單穗產量表現為隨施氮量增加而降低。這說明，無氮肥或低氮肥處理下，水稻穗部性狀表現為穗大粒多，結實率和千粒質量高，籽粒充實飽滿；高氮肥處理下，水稻穗部性狀表現為穗小粒少，結實率和千粒質量低，籽粒充實度相對較小。因此，在不影響水稻整體產量水平的情況下，適當減少氮肥施入量有利于水稻穗部性狀的改善。

稻米品質的形成過程實質是碳、氮及脂肪代謝的過程，而主要是碳水化合物的供應以及在籽粒庫中積累、轉化、脫水等過程，根系代謝活性、光合產物合成和轉運、籽粒灌漿動態及關鍵酶作用等都與稻米品質形成密切相關。本研究結果表明，施氮量對稻米品質各指標均有影響，新稻19號和新稻20號各指標對氮肥反應基本一致。從各指標的變異系數可知，氮肥對稻米加工品質影響較小，除整精米率外，糙米率和精米率各氮肥處理間差異不顯著。關于氮肥對稻米外觀品質影響，江立庚等[19]研究認為，堊白粒率、堊白度隨著施氮量的增加而提高；熊飛等[20]研究表明，隨著氮肥施用量的增加，稻米堊白率逐漸降低。本研究結果表明，兩品種堊白粒率和堊白度均表現為隨施氮量增加而降低至277.5 kg·hm-2純氮處理最低，300 kg·hm-2純氮處理又有所升高，這與前人研究結果不盡一致。說明氮肥對稻米品質的優化作用有一個適宜的值，氮肥過低或過高均不利于優質稻米的形成。本試驗結果表明，277.5 kg·hm-2純氮處理有利于優質稻米的形成。

參考文獻：

[1] Ying J F， Peng S B， He Q R， et al. Comparison of high-yield in tropical and subtropical environmentsⅠ. Determinants of grain and dry matter yields[J]. Field Crops Research， 1998， 57： 71-84.

[2] Mohapatra P K， Sahu S K. Heterogeneity of primary branch development and spikelet survival in rice in relation to assimilates of primary branches[J]. Journal of Experimental Botany， 1991， 42： 871-879.

[3] 高良艷， 周鴻飛. 水稻產量構成因素與產量的分析[J]. 遼寧農業科學， 2007 （1）： 26-28.

[4] 周培南， 馮惟珠， 許乃霞， 等. 施氮量和移栽密度對水稻產量及稻米品質的影響[J] . 江蘇農業研究， 2001， 22（1）： 27- 31.

[5] 柳金來， 宋繼娟， 周柏明， 等. 氮肥施用量與水稻品質的關系[J]. 土壤肥料， 2005（1）：17-19.

[6] 于建波， 王伯倫， 王術. 不同粒型粳稻品種產量與品質關系的研究[J] . 沈陽農業大學學報， 2004， 35（4）： 366-368.

[7] 石慶華， 程永盛， 潘曉華， 等. 施氮對兩系雜交晚稻產量和品質的影響[J] . 土壤肥料， 2000 （4） ： 9-12.

[8] 張玉燭， 馬國輝， 朱德保， 等. 栽培因素對食用優質稻堊白的影響[J] . 作物研究， 1999（3）： 9-13.

[9] 占新春， 周桂香， 吳爽.施氮量與栽插密度對豐兩優1 號稻米品質的影響[J].雜交水稻， 2006， 21（ 6） ： 66- 68.

[10] 金軍，徐大勇，蔡一霞，等.施氮量對水稻主要米質性狀及RVA 譜特征參數的影響[J].作物學報，2004，30（2）：154-158.

[11] 朱慶森， 曹顯祖， 駱亦琪， 等.水稻籽粒灌漿的生長分析[J]. 作物學報，1988，14（3）：182-189.

[12] 吳文革，張洪程，吳桂成，等. 超級稻群體籽粒庫容特征的初步研究[J]. 中國農業科學，2007，40（2）：250-257.

[13] 謝華安，王烏齊，楊惠杰，等. 雜交水稻超高產特性研究[J].福建農業學報，2003，18（4）：201-204.

[14] 楊惠杰，楊仁崔，李義珍，等. 水稻超高產的決定因素[J].福建農業學報，2002，17（4）：199-203.

[15] 楊建昌，杜永，吳長付，等. 超高產粳型水稻生長發育特性的研究[J]. 中國農業科學，2006，39（7）：1336-1345.

[16] 高良艷，周鴻飛. 水稻產量構成因素與產量的分析[J].遼寧農業科學，2007（1）：26-28.

[17] 楊惠杰，楊仁崔，李義珍，等. 水稻超高產品種的產量潛力及產量構成因素分析[J].福建農業學報，2000，15（3）：1-8.

[18] 黃元財，王伯倫，王術，等. 施氮量對水稻產量和品質的影響[J].沈陽農業大學學報， 2006，37 （5） ： 688- 692.

[19] 江立庚，曹衛星，甘秀芹，等.不同施氮水平對南方早稻氮素吸收利用及其產量和品質的影響[J]. 中國農業科學，2004，37（4）：490-496

[20] Xiong Fei， Wang Zhong， Gu Yun-jie， et al. Effects of nitrogen application time on caryopsis development and grain quality of rice variety Yangdao 6[J]. Rice Science， 2008， 15（1）： 57-62.