實現泰兩優1332優質高產的氮肥施用量探索

倪日群，林華，葉勝海

(1.溫州市農業技術推廣中心，浙江 溫州 325000；2.浙江省農業科學院 作物與核技術利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻產量和稻米品質主要由品種自身的遺傳基因控制，同時受產地環境、氣候條件、栽培措施和貯藏加工等外在綜合因素影響[1]，栽培措施方面以氮肥運籌對水稻產量和稻米品質的影響較大。研究認為，適量增施氮肥可增加有效穗數、每穗實粒數和千粒重，從而增加稻谷產量[2-4]。隨著氮肥施用量的增加，直鏈淀粉含量下降，稻米的蛋白質含量提高，蒸煮食味品質變差[4-6]。除施氮量之外，稻米品質還受氮肥的施用時期與分配比例的直接影響[7]。適當增加穗肥中氮肥的比例，能有效改善稻米的加工品質和營養品質，增大稻米粒長和粒寬[8]。穗肥中氮肥比例過高時，雖然可顯著提高稻米的整精米率和蛋白質含量，但同時也明顯降低了稻米的外觀品質及蒸煮食味品質[9]。研究不同氮肥施用量與水稻產量及稻米品質之間的關系，對于結合水稻品種的需肥特點和不同地域的水稻生產情況、因地制宜地確定水稻優質高產相協同的最佳施氮量具有重要意義。

泰兩優1332是浙江科原種業有限公司、溫州市農業科學研究院和深圳粵香種業科技有限公司合作育成的秈型兩系雜交水稻，該組合稻米具有外觀晶瑩剔透、商品性好、米飯松軟而不黏、飯冷不回生、富有彈性有嚼勁等特性，2017和2018年分別獲得浙江“好味稻”新品種的最高食味評分和最具人氣品種，2019年泰兩優1332稻米獲浙江好稻米評比金獎，2020年確定為浙江省種植業雜交晚稻主導品種。經連續3年多點品試和示范種植，表現為適應性廣、分蘗力較強、株型挺拔、抗性較好、后期青稈黃熟、高產穩產、米質優等特點，目前已成為溫州市連作晚稻主栽組合之一，2020年在溫州地區的種植面積達2 450 hm2。本文通過研究優質連作雜交秈稻泰兩優1332在不同氮肥水平下的水稻產量、稻米品質等關系，明確其需肥特性，確定水稻優質和高產相協同的最佳施氮量，旨在為雙季稻地區優質連作晚稻生產的氮肥適當減量施用提供數據支撐與科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為優質連作雜交晚秈稻新組合泰兩優1332。試驗于2020年在樂清市虹橋鎮南陽村試驗田進行，稻田為典型的青紫塥黏型土壤，pH為5.26，有機質和全氮含量分別為51.12和2.29 g·kg-1，速效磷、速效鉀、緩效鉀含量分別為18.77、113.89、299.66 mg·kg-1。試驗田地勢平坦，排灌方便。6月29日播種，播種量為90 kg·hm-2，田間濕潤育秧，于4.5～5.0葉齡移栽，栽插密度為12.0萬叢·hm-2，單本插。大田水分管理和病蟲害防治同常規栽培。

1.2 處理設計

氮肥處理設5個水平。T1～T5的純氮施用量分別為90、135、180、225和270 kg·hm-2，分3次施入。第1次在移栽前1 d作基肥施用(占總氮量的60%)，第2次在插秧后7～10 d作追肥施入(占總氮量的20%)，第3次在移栽后40 d左右施用(占總氮量的20%)。所施氮肥為尿素，根據含氮量折合成純氮。磷肥作基肥一次性施入，用量為16%過磷酸鈣375 kg·hm-2(折P2O5為60 kg·hm-2)；氯化鉀用量為180 kg·hm-2(折K2O為45 kg·hm-2)，作基肥(80%)和穗肥(20%)，基肥于移栽前1 d施用，穗肥于移栽后40 d左右施用。小區面積40 m2，采用隨機區組設計，每處理重復3次，各小區間作埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體以防滲漏，保證各處理間單獨排灌，四周設同品種保護行。所有小區的磷、鉀肥施用量和時期完全相同。

1.3 產量性狀考種與稻米品質分析

在水稻成熟收獲前，分別考查每處理小區的有效穗數；在水稻成熟期，對不同處理的每個小區分別選取3穴典型單株用于考種，考查每穗粒數、千粒重、結實率；分小區實割測產，并以13.5%水分換算成稻谷產量。

考種分析完成后，每小區取收獲曬干后的1.0 kg稻谷樣品，送中國水稻研究所稻米及制品質量監督檢測中心進行稻米品質性狀的測定分析。其中，稻米直鏈淀粉含量和膠稠度的測定分別采用碘藍比色法和米膠延長法；蛋白質含量測定采用凱氏定氮法，換算系數為5.95。依照中華人民共和國農業部部頒標準(NY 147—1988)進行精米粉測定。

2 結果與分析

2.1 產量及其構成因素

由表1可見，隨著氮肥施用量的增加，最高苗數量表現出不斷增加的趨勢，T5的最高苗數最高，各處理間差異明顯。隨著施氮量的增加，單位面積的有效穗數呈增加趨勢，但分蘗成穗率卻呈明顯下降趨勢。氮肥施用量對稻谷產量的影響表現為先上升后下降的趨勢，以T4的產量最高，T5次之，遠高于T1的稻谷產量，這說明在低施氮量水平下，增加氮肥施用量可明顯提高單位面積有效穗數，進一步提升單產。雖然T5的產量水平較高，但過多的氮肥施用量導致水稻最高苗數過大，苗期群體生長過旺，后期葉片披垂，葉色貪青，從而引起分蘗成穗率和每穗總粒數的下降；而T4處理的有效穗數、每穗總粒數、千粒重相互協調，有利于發揮該品種的高產潛力。

表1 不同氮肥施用量對泰兩優1332產量及其構成因素的影響

2.2 稻米加工及外觀品質

由表2可見，在不同氮肥施用量處理下，各處理稻米的粒長、長寬比和透明度無差別。堊白粒率隨著氮肥施用量的增加而提高，堊白度在低施氮量水平下較低，在中高施氮量水平下迅速上升，其中以T1和T2處理的稻米堊白粒率較低，以T2處理的堊白度最低，T4和T5的堊白粒率較高，T4的堊白度最高，這說明增施氮肥不利于稻米外觀品質的改良。糙米率、精米率隨著施氮量的增加有先升后降的趨勢，在低施氮量水平下，糙米率、精米率相對較低，而高施氮量水平下則相對較高。整精米率隨施氮量增加先增后降，僅在中施氮量水平下相對較高。總體來講，T1處理的稻米加工品質較差，T4處理加工品質較好，但外觀品質較差，T2處理的加工品質較好，而T3處理的稻米綜合品質較好。

表2 不同氮肥施用量對稻米加工品質和外觀品質的影響

2.3 稻米蒸煮食味品質和蛋白質含量

由表3可見，稻米蛋白質含量隨著氮肥施用量的增加呈先增后降的趨勢，中高施氮水平下的蛋白質含量相對較高。隨著氮肥施用量的增加，直鏈淀粉含量呈下降趨勢，堿消值則無變化。各處理膠稠度無明顯變化規律。因此，氮肥施用量對稻米食味表現的影響可能主要體現在蛋白質對稻米食味品質的作用上。此外，各施氮量水平的米質綜合指標均為2等。

表3 不同氮肥施用量對稻米蒸煮食味品質和蛋白質含量的影響

3 小結與討論

氮素是水稻生長必不可少的營養元素，不僅是植物體內蛋白質、核酸、酶及葉綠素的組成成分，也是許多內源激素及其前體的重要組成部分[10-11]。關于氮肥施用量對水稻產量及其形成的影響已有大量研究報道[12-14]。現已基本明確，水稻產量與施氮量之間呈曲線關系，即隨單位面積施氮量的增加，水稻產量的增幅逐漸減少，氮素利用率降低，而過量施用氮肥反而會引起水稻產量的下降。在不同氮肥施用量下，泰兩優1332稻谷產量也表現出相似的特點。在本文研究結果中，適量增施氮肥能促進分蘗成穗和穎花分化，增加水稻的有效穗數、每穗總粒數，進而促進優質晚稻產量提升。而過量施用氮肥會造成苗期群體生長過旺，后期葉片披垂，葉色貪青，使低效和無效的分蘗增加，降低了每穗粒數、結實率和千粒重，導致稻谷產量降低。具體來講，90 kg·hm-2施氮量處理的成穗率達70.7%，有效穗和實際產量分別為213.75萬·hm-2、7.64 t·hm-2，遠低于225 kg·hm-2處理的260.7萬·hm-2、9.11 t·hm-2。當全生育期施氮量增加到270 kg·hm-2時，因最高苗群體過大，導致個體優勢削弱，每穗總粒數下降，產量也出現下降趨勢，這與施氮量過多導致水稻營養生長過剩、貪青晚熟有關[15]。

關于氮肥施用量對稻米加工品質和外觀品質的影響，現有的研究結果也不盡相同。朱大偉[16]認為，隨著施氮量的增加，稻米的加工品質有所改善，外觀品質先改善后變劣。萬靚軍等[17]研究表明，增施氮肥顯著改善了稻米外觀品質，且能有效改善稻米營養品質。本研究結果表明，稻米堊白粒率和堊白度受氮肥施用量的影響較大，而長寬比、粒長和透明度幾乎不受氮肥施用量的影響，這與賀帆等[18]的研究結果基本一致。在稻米外觀品質方面，本研究結果顯示，隨著氮肥施用量增加，堊白粒率和堊白度有上升的趨勢，這與殷春淵等[19]研究結果一致，而與金正勛等[20]的研究結果剛好相反。在加工品質方面，適當增施氮肥可提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，且中等施氮水平的效果最好，這與錢銀飛等[21]的研究結果一致。在蒸煮品質方面，張洪程等[22]認為，增施氮肥導致直鏈淀粉含量和膠稠度增加；金正勛等[20]認為，增施氮肥引起直鏈淀粉含量降低，膠稠度變短；唐健等[23]研究發現，增施氮肥導致機插優質雙季晚稻品種的直鏈淀粉含量減少，膠稠度增加。潘圣剛等[24]研究認為，提高氮肥在穗粒肥中所占的比例能顯著提高蛋白質含量。石呂等[9]研究表明，后期氮肥施用均顯著提高了不同秈、粳亞種水稻的精米蛋白質含量。至于后期氮肥施用導致稻米蛋白質含量明顯升高，還是稻米淀粉性質是決定稻米蒸煮和食味品質變劣的主因，目前仍有較大爭議，稻米蛋白質含量的增加直接導致稻米食味品質的下降，還是間接通過影響淀粉結構的合成或作用于淀粉糊化過程而產生，目前也無定論。因此，稻米品質還必須結合蛋白質含量、淀粉結構等相關指標進行綜合判斷。在本研究結果中，直鏈淀粉含量隨著氮肥施用量的增加呈下降趨勢，這與萬靚軍等[17]研究結果一致，與殷春淵等[19]研究結果相反。而稻米蛋白質含量隨著氮肥施用量增加呈先增后降的趨勢，這與上述研究結果不盡一致，可能是品種對肥料的反應不同造成的。具體來講，全生育期施氮量180 kg·hm-2時，稻米加工品質、外觀品質和蒸煮食味品質較好。

綜上，從提高產量、品質優化和成本核算等方面綜合考慮，肥力水平中等偏上田塊的泰兩優1332連作晚稻高產優質栽培適宜的氮肥施用量為180～225 kg·hm-2，此時有效穗數、每穗粒數、千粒重相互比較協調，水稻產量最高，同時可以兼顧到稻米加工、外觀、食味蒸煮品質。不少研究結果認為，后期氮素肥料的不合理施用會導致稻米品質下降[22-25]。后期氮肥對蒸煮和食味品質的劣化效應，在秈稻中表現更為明顯，這一現象應在優質連作晚稻新組合泰兩優1332推廣應用與品質優化栽培中引起注意，后期謹慎施用氮素肥料，盡可能減少穗肥比例或后氮前移。