氮肥運籌對南方優質常規晚粳產量和品質的影響

黎星 汪勇 成臣 程慧煌 譚雪明 商慶銀 石慶華 曾勇軍

（江西農業大學作物生理生態與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室/雙季稻現代化生產協同創新中心/南方糧油作物協同創新中心，南昌 330045；第一作者：530826459＠qq．com；*通訊作者：zengyj2002＠163．com）

近年來，隨著經濟的快速發展，我國水稻生產模式正在從單一增產模式向高產、優質和高效等多向發展模式轉變[1]。在水稻生產上，氮是影響水稻產量和品質的重要因素，合理的氮肥運籌能以較少的氮肥投入而實現水稻的高產和優質。

南方雙季稻區水稻種植面積占全國水稻種植面積的40%左右，是我國重要的糧食產區[2]。關于氮肥運籌對南方稻區水稻產量和品質的影響已有較多報道。殷春淵等[3]研究表明，隨著氮肥用量的增加，秈稻在中氮水平下產量達到最高，而高氮水平下水稻產量有所降低。陶進等[4]認為，增施氮肥會降低稻米品質，隨施氮量提高，稻米的蛋白質含量、堊白度和消減值增加，而崩解值降低，稻米的食味品質變差。喬中英等[5]通過研究秈粳雜交稻甬優1538發現，當前后期施氮比例為6∶4時水稻產量最高，同時該處理顯著降低了糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、粗蛋白含量和膠稠度，稻米加工品質和食味品質變劣，外觀品質得到優化。謝以澤等[6]以中嘉早17為試驗材料，發現適當增加氮肥用量可確保水稻獲得高產。

南方稻區“秈改粳”工作得到快速發展，當地適宜秈稻的氮肥運籌模式可能已不適應優質常規粳稻的栽培[7]。而關于南方稻區優質常規粳稻適宜氮肥運籌的研究尚未見相關報道。因此，本研究以南方優質常規粳稻金農香粳1267為試驗材料，研究不同施氮量和氮肥運籌方式對其產量和品質的影響，旨在為南方優質常規晚粳稻高產優質栽培提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年在江西省上高縣泗溪鎮曾家村江西農業大學校外試驗基地（28°31′N，115°09′E）進行。供試品種為優質常規粳稻金農香粳1267，供試土壤類型為沙質壤土。試驗前土壤基本理化性質：pH值6.3、有機質 21.2 g/kg、有效磷 47.2 mg/kg、速效鉀 69.8 mg/kg、堿解氮 91．0 mg/kg。

表1 氮肥運籌設計方案（%）

表2 不同施氮處理對產量及其構成因子的影響

1.2 試驗設計

試驗設置 6 個施氮水平：CK，0；N1，165 kg/hm2；N2，210 kg/hm2；N3，255 kg/hm2；N4，300 kg/hm2；N5，345 kg/hm2。在N3條件下設置3個氮肥運籌處理，具體施氮方案見表1。鉀肥施用量為165 kg/hm2，其中基肥∶穗肥=7∶3；磷肥施用量為 90 kg/hm2，全部作基肥。氮、磷、鉀肥分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀。采用隨機區組試驗，每個處理3次重復，共27個小區，每個小區間做埂隔開，并用塑料薄膜包埂，防止竄肥，小區面積20 m2。采用人工模擬機插方式移栽，栽插規格為25 cm×14 cm。其他管理措施同當地高產栽培。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產量及產量構成

在水稻成熟期，各小區調查150株的水稻有效穗數，按平均數法從各小區取5株，考察每穗粒數、結實率和千粒重等性狀。每個小區實收4 m2左右進行測產。

1.3.2 淀粉黏滯特性（RVA）

用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產的3-D型RVA測定儀進行快速測定，用TCW配套軟件進行分析。當樣品含水量為14%時樣品質量為3.0 g，蒸餾水25.00 mL。測定過程中溫度變化如下：50℃下保持1 min，以 12℃/min的速度上升到 95℃（3.75 min），95℃下保持2.5 min，以12℃/min的速度下降到50℃（3.75min），50℃下保持1.4 min。攪拌器在起始10s內轉動速率為960 r/min，以后保持在160 r/min。測定稻米的最高黏度、熱漿黏度和冷膠黏度，并由這3個基本黏度產生崩解值、消減值和回復值3個二級數據[8]。

1.3.3 稻米品質

將收割后的稻谷混勻，貯存3個月待稻米理化性質穩定后用于測定稻米品質。按照GB/T17891-1999《優質稻谷》和NY/T593-2002《食用稻品種品質》規定的方法進行檢測[9-10]。

1.4 數據分析

用Excel 2010和DPS軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 對產量和產量構成因子的影響

由表2可知，隨著施氮量的增加，金農香粳1267的產量呈先增加后降低的趨勢，與N3處理相比，CK、N1、N2、N4和 N5處理產量分別降低 37.1%、8.2%、5.7%、4.9%和10.0%，其中N3處理產量顯著高于CK、N1和N5處理。隨施氮量的增加，結實率降低，與CK相比，N1、N2、N3、N4和 N5處理的結實率分別降低 3.2%、4.8%、5.0%、5.6%和6.0%，差異顯著。隨施氮量的增加，每穗粒數先增加后降低，以N3處理最高，與N3處理相比，CK、N1、N2、N4和 N5處理的每穗粒數分別降低 18.6%、6.5%、3.3%、10.9%和 17.6%，其中，N3與 CK、N5處理間有顯著差異。千粒重隨施氮量增加呈先增后減的趨勢，N3處理最高，與 N3處理相比，CK、N1、N2、N4和 N5處理的千粒重分別降低4.4%、3.0%、1.8%、5.1%和5.8%，其中，N3與 CK、N1、N4、N5處理間差異顯著。

由表2可見，與NT3處理相比，NT1和NT2處理產量分別降低18.9%和15.1%，差異顯著；每穗粒數分別降低 16.5%和 14.9%，差異顯著。

相關分析表明，在不同施氮量條件下，有效穗數和產量呈顯著正相關，結實率與產量呈極顯著負相關。在不同氮肥運籌比例條件下，每穗粒數與產量呈顯著正相關關系（表3）。

表3 水稻產量構成因子與產量的相關性分析

表4 不同施氮處理對稻米品質的影響

表5 不同施氮處理對RVA譜特征值的影響

2.2 對稻米品質的影響

由表4可知，隨施氮量的增加，出糙率、精米率、整精米率、膠稠度均增加，而堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量降低。隨施氮量的增加，粗蛋白含量呈先增后減的趨勢。說明在一定范圍內提高施氮量有利于稻米粗蛋白含量的增加，但過高的施氮量反而會使粗蛋白含量減少。

在N3水平下，精米率、整精米率表現為NT1＞NT2＞NT3，處理間差異顯著；其他指標均無顯著差異。

2.3 對RVA譜特征值的影響

由表5可知，隨施氮量的增加，峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值和峰值時間均呈降低的趨勢，而消減值、回復值和糊化溫度呈增加的趨勢。

在N3水平下，峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值和峰值時間均表現為NT1＜NT2＜NT3，而消減值、回復值和糊化溫度則相反。除峰值粘度外，其他指標的差異均不顯著。

3 小結與討論

3.1 氮肥運籌對優質常規晚粳產量及其構成的影響

氮肥運籌是水稻高產的關鍵栽培措施[11]。有關氮肥運籌對水稻產量的影響，前人的研究結果不盡相同。張玉等[12]指出，當施氮量為315 kg/hm2、基蘗肥與穗肥比例為8∶2時總苗數和每穗粒數最多，有效提高了水稻的高產潛力。錢銀飛等[13]研究表明，在施氮量為225 kg/hm2時水稻產量達到最高，該處理下總穎花量與產量的相關系數為0.965*，適當施氮能顯著促進水稻分蘗成穗和穎花分化，提高水稻成穗率。皮楚舒等[14]以雙季晚粳稻為試驗材料，認為在施氮量180 kg/hm2、基蘗穗肥比為5∶3∶2時水稻灌漿速率最快，氮肥利用效率和有效穗數最高，從而產量增加。馬波等[15]研究指出，粳稻產量隨施氮量增加呈先增后減的規律，當基蘗穗粒肥比為4∶3∶2∶1時水稻葉面積指數最適宜，光合速率增強，可獲得較高產量。本研究表明，南方優質常規晚粳在施氮量為255 kg/hm2時有效穗數與產量呈顯著正相關（r=0.888*），其中基蘗穗粒肥比為 4∶2∶2∶2 時水稻每穗粒數與產量呈顯著正相關（r=0.997*）。

3.2 氮肥運籌對優質常規晚粳稻品質的影響

3.2.1 對稻米加工品質的影響

品種遺傳特性和栽培條件共同影響稻米品質，其中氮素是調節水稻生長的主要途徑，合理的氮肥運籌能夠有效促進稻米品質的提高[13]。崔月峰等[16]研究指出，隨著氮肥用量增加，精米率提高，同時施肥時期后移可以提高稻米整精米率。本研究結果表明，隨施氮量的增加，稻米外觀品質得到優化；其中在N3水平下，出糙率、精米率和整精米率均表現為 NT1＞NT2＞NT3。

3.2.2 對稻米外觀品質的影響

關于氮肥運籌對稻米外觀品質的研究已有相關報道。封晉[17]指出，施氮量增多時，稻米堊白粒率及堊白度減少，施氮量與堊白粒率及堊白度均呈顯著負相關。潘圣剛等[18]研究表明，水稻在高氮處理下，基蘗穗肥比為3∶2∶5時稻米堊白度顯著提高。胡群等[19]研究發現，當施氮量為270 kg/hm2時，隨著穗肥比例的增加，稻米堊白粒率和堊白度先增后減，適當增加穗肥比例可降低稻米的外觀品質。本研究發現，隨施氮量的增加，稻米加工品質變優；其中，在N3水平下，稻米堊白粒率和堊白度均表現為NT1＞NT2＞NT3，說明在施氮量相同的情況下，增施粒肥可以提高稻米外觀品質。本研究結果與上述報道存在差異，可能由于品種對氮素的敏感性和對栽培地區環境的適應性不同所致。

3.2.3 對稻米營養品質的影響

稻米的營養價值主要通過粗蛋白含量來體現。氮肥運籌對稻米營養品質的影響已有相關報道。徐大勇等[20]研究認為，隨氮肥施用量的增加，稻米粗蛋白含量遞增。張四海等[21]指出，在施氮量為225 kg/hm2的條件下，隨基蘗肥比例下降和穗肥比例提高，稻米粗蛋白含量先上升后下降。本試驗發現，隨施氮量的增加，稻米營養品質變優；在N3水平下，稻米粗蛋白含量表現為NT2＜NT1＜NT3，說明在施氮量相同的情況下，增施粒肥可以提高稻米營養品質。

3.2.4 對稻米蒸煮和食味品質的影響

水稻具有較高的商品價值，而稻米的食味品質能夠直接體現其商品價值。前人針對氮肥運籌對水稻食味品質的研究已有相關報道。從夕漢等[22]認為，隨施氮量增加稻米膠稠度降低，而直連淀粉含量增加。陳夢云等[23]指出，在施氮量為300 kg/hm2條件下，增加穗肥比例會降低稻米蒸煮品質和食味品質。本研究表明，隨施氮量的增加，膠稠度增加，而直鏈淀粉含量降低；其中，在 N3水平下，直鏈淀粉含量表現為 NT1＜NT2＜NT3，而膠稠度則相反。稻米淀粉RVA譜特征值能較好的反映稻米的蒸煮與食味品質[24]。李敏等[25]研究表明，隨著施氮量的增加,峰值黏度、崩解值逐漸減小，而消減值、糊化溫度升高。萬靚軍等[27]研究表明，隨著氮素比例的前增后減，消減值和糊化溫度下降，而峰值黏度、崩解值上升。本研究指出，隨施氮量的增加，峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值均降低，而消減值、回復值和糊化溫度增加；其中，在N3水平下，NT3處理的峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值和峰值時間均最大，消減值、回復值和糊化溫度均最小。

4 結論

本試驗結果表明，在施氮量為255 kg/hm2、基蘗穗粒肥比例為4∶2∶2∶2時金農香粳1267產量最高，稻米的加工品質、蒸煮與食味品質變劣，外觀品質和營養品質得到優化，稻米RVA譜特征值變優，能同步實現高產和優質。