氮肥運籌對粳稻南粳9108產量和品質的影響

姚立志，王月華，朱錦磊，孫業霞

（1.江蘇里下河地區農業科學研究所，江蘇揚州 225007；2.江蘇省儀征市大儀鎮農業服務中心，江蘇儀征 211409）

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對主食稻米的需求趨向由數量型向質量型、食味型轉變。農業供給側結構性改革調整完善農業生產結構和產品結構，提升農產品質量水平，增強農產品綜合效益和競爭力。南粳9108是由江蘇省農業科學院育成的優質軟米之一，具有軟而不爛、甜潤爽口、膨化性好、富有彈性、冷后不易變硬、回生程度小等優點。近年來，我國在軟米資源利用、新品種選育及優質品種栽培上均取得了重要進展［1-3］。有研究認為，增施氮肥可以降低水稻直鏈淀粉含量，同時使食味值隨之下降［4］。顧麗研究表明，長期和短期秸稈還田能導致稻米蛋白質含量上升，直鏈淀粉含量下降，在長期定位試驗下，稻米堊白度隨土壤全氮含量的增加呈上升趨勢，在短期秸稈還田中，則表現出先上升后下降的趨勢［5］。另有研究表明，不同施肥方式對大米品質的影響不盡相同，相比一次性施入氮肥，在水稻生育期間均勻施用氮肥能提高直鏈淀粉含量，降低蛋白質含量；分期施用氮肥，能提高稻米抽穗期或齊穗期蛋白質含量，降低直鏈淀粉含量［6-8］。本試驗在純氮施用量為300 kg/hm2的條件下，研究不同肥料運籌方式對優質食味軟米南粳9108產量和主要品質性狀的影響，以期為該品種優質軟米的安全高效生產提供有效技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為南粳9108（江蘇省農業科學院育成品種），屬遲熟中粳稻類型。

1.2 試驗設計

試驗于2015年在江蘇省泰州市姜堰區河橫展示基地進行。試驗地前茬作物為小麥，土壤類型為黏土，有機質含量為12.3 g/kg，堿解氮含量為142.8 mg/kg，速效磷含量為18.0 mg/kg，速效鉀含量為95.7 mg/kg。

試驗在純氮施用量為300 kg/hm2的條件下，設計處理1、處理2、處理3、處理4、處理5共5個處理，基蘗氮肥∶穗氮肥運籌比例分別為4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2。其中基氮肥與蘗氮肥各施50%，蘗氮肥在移栽后第2、3葉期各施50%，穗氮肥在倒4葉期施60%，倒2葉期施40%。氮∶磷∶鉀施用比例為1∶0.5∶0.8，其中磷肥一次性基施，鉀肥分基肥和拔節肥2次施用，各施50%。此外，為便于計算氮肥利用率，另增設無氮區處理（磷、鉀肥相同）作為對照（CK）。試驗采用3次重復、隨機排列，小區面積為15 m2（5 m×3 m），共18個小區。試驗于5月24日播種，采用軟盤育秧（軟盤規格為58.0 cm×28.0 cm×2.5 cm），折算后每盤播種110 g干種子，6月13日移栽，秧齡20 d。人工模擬機械栽插，插1.9萬穴/667 m2，栽插行株距30.0 cm×11.7 cm，每穴4株幼苗。各小區間筑埂并用塑料薄膜保護，單排單灌，以防肥水混串。其他栽培措施均按照高產栽培要求實施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉齡與莖蘗動態測定 在每小區對角線定點2處，每處定10穴，從返青后開始調查記載葉齡和莖蘗動態。拔節前每5 d調查1次，拔節后每7 d調查1次，直至成熟期。

1.3.2 葉面積及葉綠素含量測定 于有效分蘗臨界葉齡期、拔節期、抽穗期、成熟期，在調查每個小區莖蘗數的基礎上，按照平均莖蘗數取樣3穴，選取所有的綠葉測定葉片的長和寬，然后按公式葉面積＝長×寬×0.75計算葉面積。將拔節期、孕穗期、抽穗開花期有效與無效葉分開測定，并計算有效葉面積與無效葉面積；于抽穗開花期測定莖生葉各葉長、寬，并計算高效葉面積；在抽穗期、花后20 d及成熟期，用SPAD 502測定劍葉葉片的葉綠素含量。

1.3.3 干質量測定 于有效分蘗臨界葉齡期、拔節期、抽穗期、成熟期，在調查每個小區莖蘗數的基礎上，按照平均莖蘗數取樣3穴，將葉片、莖鞘和穗（抽穗期、成熟期分開）分別裝入樣品袋，先在105℃下殺青30 min，然后在85℃下烘干，稱干質量。

1.3.4 成熟期考種、測產與驗收實產 成熟期每小區普查50～100穴，考察有效穗數，計算平均穗數，并按照每穴平均穗數取樣5穴，考察穗長、每穗實粒數、空秕粒數、千粒質量、結實率、充實度、充實率。各品種分別收割50穴曬干計產。

1.3.5 稻米品質分析 收獲后各小區取1 kg稻谷，用網袋裝好，自然風干3個月后，參照NY 147—88《米質測定方法》測定稻米品質。

1.3.6 稻米淀粉黏滯特性 采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產的3-D型RVA進行稻米淀粉黏滯特性的快速測定，并采用TCW（thermal cycle for windows）配套軟件進行分析。根據美國臨床化學協會（AACC）操作規程，含水量為14.0%時，樣品量為3.00 g，蒸餾水為25.0 mL。在攪拌過程中，罐內溫度變化如下：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下降到50℃（3.75 min）；50℃下保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內轉動速度為960 r/min，之后保持在160 r/min。黏滯性值用RVU（RVA黏度單位）表示。RVA譜特征除用峰值黏度（peak viscosity）、熱漿黏度（hot viscosity）、最終黏度（final viscosity）、峰值時間（peak time）和糊化溫度（pasting temp）描述外，還用崩解值（breakdown，峰值黏度-熱漿黏度）、消減值（setback，最終黏度-峰值黏度）等來表示。

2 結果與分析

2.1 氮肥運籌對南粳9108產量及其構成的影響

由表1可知，在純氮施用量為300 kg/hm2的條件下，各處理優良食味水稻南粳9108的產量表現為處理3＞處理4＞處理2＞處理5＞處理1，且不同施氮處理間產量差異達顯著性水平。進一步分析不同基蘗氮肥與穗氮肥運籌比例對優良食味水稻南粳9108產量構成因素的影響可知，隨著基蘗氮肥與穗氮肥施用比例的增大，單位面積穗數呈顯著增加；每穗粒數表現為先增加后減小的趨勢，最大處理為處理3，但其與處理2及處理1之間差異不大，顯著高于處理4及處理5，處理2、處理1、處理4、處理5間無顯著差異；不同處理穎花量表現為處理3＞處理4＞處理5＞處理2＞處理1＞CK，且處理間差異達顯著水平；處理3千粒質量與處理2及CK相當，顯著高于處理4、處理5及處理1，處理4與處理2、處理5及CK之間無顯著差異，千粒質量最低的為處理1；結實率表現為CK最大，其與處理3相當，顯著高于其他處理，處理3與處理2、處理1之間無顯著差異，但顯著高于處理4及處理5。

表1 氮肥運籌對南粳9108產量及其構成因素的影響

2.2 氮肥運籌對南粳9108莖蘗動態的影響

由表2可知，氮肥運籌處理對優良食味水稻南粳9108莖蘗發生及成穗率具有明顯影響，夠苗期、拔節期、抽穗期與成熟期，水稻群體莖蘗數均隨著基蘗氮肥的施用比例的增大而增大。莖蘗成穗率則以處理3最大，其次為處理4與處理2。說明合理的氮肥運籌對于調節水稻合理群體生長及其有效性，奪取高產具有十分重要的意義。

表2 氮肥運籌對南粳9108莖蘗動態的影響

2.3 氮肥運籌對南粳9108主要生育階段干物質積累的影響

由表3可知，不同氮肥運籌處理對優良食味水稻南粳9108不同生育階段的干物質積累量具有重要影響。在夠苗期至拔節期表現為隨著基蘗氮肥施用比例的提高，干物質積累量增加，其中最大的處理為處理5，其次依次為處理4、處理3、處理2、處理1及CK，但在拔節期至抽穗期、抽穗期至成熟期階段，干物質積累量最大的則為處理3，其次為處理4、處理2，干物質積累量相對較低的為處理1，最低的為CK。

表3 氮肥運籌對南粳9108不同生育階段干物質積累量的影響

進一步分析不同生育階段干物質積累量與產量的關系可知，夠苗期至拔節期與拔節期至抽穗期的干物質積累量均與產量呈顯著正相關關系，相關方程分別為y夠苗-拔節＝1 314.7x+2 290.2（r＝0.800 75*）、y拔節-抽穗＝1 116.2x+3 737.3（r＝0.579 10*），而抽穗期至成穗期階段的干物質積累量與產量呈現極顯著正相關關系，相關方程為y抽穗-成熟＝895.29x+3 516（r＝0.974 2**）。說明促進抽穗后干物質積累是奪取南粳9108高產的關鍵。

2.4 氮肥運籌對南粳9108光合勢的影響

光合勢是反映群體光合性能的重要指標之一。氮肥運籌對南粳9108不同生育階段光合勢的影響具有明顯變化（表4）。在夠苗期至拔節期階段，光合勢隨基蘗氮肥施用比例的增加而增大，其中處理5比處理1高11.03萬m2·d/hm2，高22.02%；在拔節期至抽穗期，光合勢最大的為處理3，其與處理4相當，但均高于其他處理，處理4與處理2的光合勢相當，但均高于處理1和處理5；在抽穗期至成熟期，光合勢最大的同樣為處理3，其與處理4相當，均高于其他處理，處理2明顯高于處理1和處理5。CK在所有生育階段的光合勢均最低。

2.5 氮肥運籌對南粳9108籽粒品質的影響

2.5.1 氮肥運籌對南粳9108稻米加工品質的影響 稻米的加工品質反映的是稻米對加工的適應性，又稱碾磨品質，主要取決于籽粒的灌漿特性、胚乳結構及糠層厚度。其評價指標主要有糙米率、精米率及整精米率。方差分析結果（表5）表明，氮肥運籌對南粳9108稻米糙米率、精米率及整精米率的影響均無顯著差異，但糙米率具有總體隨穗氮肥施用比例的提高而增加的趨勢，精米率與整精米率以處理3或處理4相對較高。

表4 氮肥運籌對南粳9108光合勢的影響

表5 氮肥運籌對南粳9108稻米加工品質的影響

2.5.2 氮肥運籌對南粳9108稻米外觀品質的影響 外觀品質又稱市場（商品）品質，體現稻米吸引消費者的能力，評價指標主要有堊白粒率、堊白面積、堊白度等。方差分析結果（表6）表明，氮肥運籌對南粳9108稻米外觀品質具有顯著影響，基蘗氮肥與穗氮肥運籌比例為4∶6的處理1，其堊白度和堊白面積分別比處理5小18.88%和2.67%。稻米堊白度隨著基蘗肥與穗肥施用比例的提高呈現先減小后增大趨勢，其中處理2稻米的堊白度比處理5小26.81%，處理1的稻谷堊白度比處理2的高10.83%。說明過多或過少的基蘗氮肥與穗氮肥比例均不利于稻米堊白度的降低。不施氮肥處理的稻米堊白粒率、堊白面積與堊白度則均表現為最大。

表6 氮肥運籌對南粳9108稻米加工品質的影響

2.5.3 氮肥運籌對南粳9108稻米蛋白質、直鏈淀粉含量的影響 由表7可知，隨著基蘗氮肥與穗氮肥比例的提高，稻米蛋白質含量降低，蛋白質含量最高的為處理1，其與處理2、處理3之間沒有顯著差異，但顯著高于處理4、處理5和CK；處理3與處理4、處理5之間沒有顯著差異，但顯著高于CK；處理4、處理5及CK之間無顯著差異。直鏈淀粉含量也表現為隨著基蘗氮肥與穗氮肥比例的提高而降低，其中處理1與處理2沒有顯著差異，但顯著高于其他處理，處理2與處理3、處理4、處理5之間也沒有顯著差異，但顯著高于不施氮處理CK。

表7 氮肥運籌對南粳9108稻米蛋白質、直鏈淀粉含量的影響

2.5.4 氮肥運籌對南粳9108稻米RVA譜的影響 稻米的RVA譜特征值與稻米的食用品質有高度的相關性，相比較而言，峰值黏度大、崩解值大、最終黏度小、消減值小（且為負值）的稻米食味好，米飯冷熱均較軟而黏。由表8可知，氮肥處理對峰值黏度、熱漿黏度影響趨勢基本一致，隨著基蘗氮肥與穗氮肥施用比例的提高，南粳9108稻米淀粉的峰值黏度、熱漿黏度均總體增加，因此，不施氮肥或減少基蘗氮肥與穗氮肥施用比例有利于稻米食味品質的提高。最終黏度與消減值則隨著基蘗氮肥與穗氮肥比例的提高呈先下降再升高的趨勢，最終黏度與消解值最小的為處理3，說明基蘗氮肥與穗氮肥施用比例為6∶4時比較有利于南粳9108稻米食味品質的提高。稻米淀粉的崩解值、峰值時間、糊化溫度在各處理間均未達顯著差異水平，因此相對其他特性而言，其對氮肥運籌的敏感性較弱。

表8 氮肥運籌對南粳9108稻RVA譜特征的影響

3 結果與討論

關于氮肥運籌對水稻產量的影響，前人進行了大量研究，但研究結果不盡一致。環愛華研究認為，基蘗氮肥∶穗氮肥＝7∶3時可顯著增加穗數，進而提高粳稻產量［8］；王建明等研究認為，基蘗肥∶穗肥為7∶3、8∶2時，可以保證足穗與高產［9］。本研究則認為，基蘗氮肥∶穗氮肥為6∶4時，南粳9108產量最高。

關于氮肥運籌對水稻品質形成的影響，李國生等研究發現，在適宜施氮范圍內，整精米率隨施氮量的增加而增加，但隨施氮量的繼續增加，逐漸下降［10］；李國生等研究認為，加大穗肥的施用量并不會加大堊白米的百分率，但可使堊白度變大，透明度有所下降［10］；段驊等發現，始穗期施氮對堊白度的影響因品種而異［11］；朱大偉等研究發現，增施氮肥可降低稻米直鏈淀粉含量［3］；關于施氮對蛋白質含量的影響，前人研究結果趨于一致，即隨著施氮量和穗粒肥比例的提高，稻米中各種氨基酸、蛋白質含量均逐漸提高。本研究認為，氮肥運籌對南粳9108稻米糙米率、精米率及整精米率的影響不顯著，但糙米率具有隨穗肥施用比例的提高而增加的趨勢，精米率與整精米率以基蘗氮肥∶穗氮肥為6∶4或7∶3處理相對較高。隨著穗氮肥施用比例的提高，稻米蛋白質、直鏈淀粉含量增加，淀粉的峰值黏度、熱漿黏度均總體減少，最終黏度與消減值則呈現出先減小后增加的趨勢，最終黏度與消解值最小的處理為基蘗氮肥∶穗氮肥為6∶4，稻米食味品質較好。稻米淀粉的峰值時間、糊化溫度在各處理間未達顯著差異水平。