濱海稻區(qū)優(yōu)質(zhì)粳稻產(chǎn)量形成及品質(zhì)對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

馬 暢，付立東，呂小紅，隋 鑫，杜 萌，李 旭，李振宇，于亞輝

(遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤(pán)錦 124010)

穗肥在水稻的生育過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵調(diào)控的作用，前人研究認(rèn)為，高產(chǎn)水稻中有80%以上的籽粒產(chǎn)量來(lái)自于抽穗后的光合積累[1]，穗肥的施用可以增強(qiáng)抽穗至成熟期干物質(zhì)積累量[2]、調(diào)節(jié)水稻結(jié)實(shí)率、減少穎花退化[3]，進(jìn)而提高產(chǎn)量。相關(guān)研究認(rèn)為，過(guò)早或過(guò)遲施用穗肥均不利于水稻群體的構(gòu)建[4]；穗肥可以調(diào)節(jié)水稻的結(jié)實(shí)率及穗粒數(shù)進(jìn)而影響產(chǎn)量[5]；適當(dāng)?shù)牡厮敕屎笠瓶梢云鸬皆霎a(chǎn)和提高總體氮肥利用率的作用[6-7]。生產(chǎn)中，不僅應(yīng)注意與產(chǎn)量相適應(yīng)的肥料總施用量和各生育時(shí)期的施肥比例，還應(yīng)關(guān)注穗肥的適宜施用時(shí)期。

氮肥對(duì)稻米品質(zhì)有重要調(diào)控作用，稻米品質(zhì)因穗肥施用時(shí)期的不同表現(xiàn)并不一致[8]，相關(guān)研究認(rèn)為，穗肥的施用對(duì)外觀品質(zhì)及加工品質(zhì)的提升有顯著的促進(jìn)作用，但食味品質(zhì)變劣[9-10]。丁艷鋒等認(rèn)為，倒0.5葉施穗肥顯著提高了籽粒發(fā)育過(guò)程中蛋白質(zhì)的積累[11]。何小娥等認(rèn)為，雜交稻提早施用穗肥，加工品質(zhì)提高了但外觀品質(zhì)卻下降了，在幼穗分化2期施用穗肥最佳[12]。朱曉彥等認(rèn)為，推遲施用穗肥在改善食味品質(zhì)的同時(shí)提高了營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[13]。可見(jiàn)，不同學(xué)者的研究結(jié)論不盡相同。

水稻對(duì)氮素施用時(shí)期的響應(yīng)可能由于品種、生育期、土壤特性及生態(tài)條件的差異而不同，前人研究多集中在以速效氮肥為底肥的基礎(chǔ)上探索適宜的穗肥施用時(shí)期，本試驗(yàn)以長(zhǎng)效緩控釋復(fù)合肥(緩混肥)為基肥，以2個(gè)優(yōu)質(zhì)粳稻品種為材料進(jìn)行不同穗肥時(shí)期處理，研究水稻的產(chǎn)量形成、穎花退化、病害發(fā)生和品質(zhì)的變化，探索長(zhǎng)效緩控釋復(fù)合肥與速效氮肥配合施用的高效穗肥施用時(shí)期，為濱海稻區(qū)優(yōu)質(zhì)粳稻優(yōu)質(zhì)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在2021年于遼寧省盤(pán)錦市的大洼區(qū)新建試驗(yàn)基地(122.19°E，44.04°N)進(jìn)行，土壤類型為濱海鹽滯型水稻土。其中土壤有機(jī)質(zhì)含量為 21.741 g/kg，全氮含量為1.274 g/kg，堿解氮含量為89.54 mg/kg，速效磷含量為37.761 mg/kg，速效鉀含量為256.594 mg/kg，全鹽含量為0.122 4%，pH值7.46。供試材料為遼寧省鹽堿地利用研究所選育的優(yōu)質(zhì)水稻新品種鹽粳219、鹽粳313，生育期為158～162 d，屬于中晚熟粳型常規(guī)水稻品種。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，分別設(shè)倒5葉(T1)、倒3葉(T2)、倒1葉(T3)3個(gè)穗肥施肥時(shí)期，不施氮肥(CK)為對(duì)照。T1、T2、T3施氮總量為 240 kg/hm2，在旋地前施用榮和緩釋復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量分別為30%、14%、8%)600 kg作為基肥，7葉齡施入尿素(含N 46%)70.5 kg/hm2作為蘗肥，穗肥施用尿素60 kg/hm2。CK不施氮肥，只施入磷肥、鉀肥，施用量為P2O584 kg/hm2，K2O 48 kg/hm2，在旋地前施入過(guò)磷酸鈣(含P2O514%)600 kg/hm2、硫酸鉀(含K2O 50%)96 kg/hm2作為基肥。4月13日育苗，5月26日移栽，移栽密度 30 cm×18 cm，每穴4～5株，10月8日收獲。小區(qū)長(zhǎng)8.5 m，寬3.6 m，面積30.6 m2。四周做寬 45 cm、高35 cm的田埂，防止肥滲漏，田間管理參照高產(chǎn)生產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 退化穎花數(shù)調(diào)查 于抽穗期取代表性3穴，每穴取8穗，調(diào)查每穗的穎花退化數(shù)。

分化穎花數(shù)=形成穎花數(shù)(實(shí)際穎花數(shù))+退化穎花數(shù)。

1.3.2 紋枯病、稻瘟病的病情指數(shù)、發(fā)病率調(diào)查 于成熟期每個(gè)處理隨機(jī)取3點(diǎn)，每點(diǎn)3株調(diào)查紋枯病、稻瘟病的發(fā)病情況。

植株發(fā)病率=染病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；

植株病情指數(shù)=[∑(各級(jí)病株數(shù)×相應(yīng)級(jí)數(shù))/調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)別值]×100%。

1.3.3 測(cè)產(chǎn)及考種 成熟期每小區(qū)取3點(diǎn)，每點(diǎn) 2 m2收獲測(cè)產(chǎn)，測(cè)量成熟期收獲穗數(shù)，室內(nèi)考種，調(diào)查一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗秕粒數(shù)、千粒質(zhì)量，計(jì)算結(jié)實(shí)率。

1.3.4 氮素積累及氮肥利用率 根據(jù)田間平均莖蘗數(shù)，成熟期每個(gè)小區(qū)選取有代表性的3穴植物樣，分成穗和莖葉2個(gè)部分，置于烘箱中殺青并烘干，恒質(zhì)量后稱量。烘干的植物樣磨碎過(guò)80目篩，消化后采用凱氏定氮儀(型號(hào)：Foss KjeltecTM8400，Swiss)測(cè)量植株全氮量。計(jì)算氮收獲指數(shù)、氮吸收利用效率及氮生理利用效率，計(jì)算方法參照文獻(xiàn)[14]。

1.3.5 品質(zhì)測(cè)定 加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、米飯食味評(píng)分和物理特性的測(cè)定參照文獻(xiàn)[15]。淀粉糊化特性采用快速黏度分析儀(型號(hào)：Perten RVA 4500)測(cè)定，方法參照文獻(xiàn)[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

由表1可知，隨著穗肥施用時(shí)期的延后，產(chǎn)量、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、一次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗結(jié)實(shí)率呈下降趨勢(shì)。不同穗肥施用處理間，產(chǎn)量、穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、秕粒數(shù)、千粒質(zhì)量、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、一次枝梗結(jié)實(shí)率差異不顯著。T3處理下結(jié)實(shí)率、二次枝梗結(jié)實(shí)率顯著低于CK和T1處理。由于一次枝梗結(jié)實(shí)率間差異不顯著，因此結(jié)實(shí)率的差異主要由于二次枝梗結(jié)實(shí)率的差異造成的。不同穗肥時(shí)期處理下，穗數(shù)無(wú)顯著差異，顯著高于CK。T3處理下秕粒數(shù)顯著高于CK。品種間表現(xiàn)為鹽粳219的產(chǎn)量、每穗實(shí)粒數(shù)、每穗秕粒數(shù)、二次枝梗數(shù)顯著高于鹽粳313，鹽粳313的穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、一次枝梗結(jié)實(shí)率顯著高于鹽粳219，二者的一次枝梗數(shù)和二次枝梗結(jié)實(shí)率無(wú)顯著差異。穗肥施用時(shí)期和品種影響著產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素，其中穗肥施用時(shí)期對(duì)產(chǎn)量、穗數(shù)、二次枝梗結(jié)實(shí)率影響較大，品種對(duì)千粒質(zhì)量、二次枝梗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及每穗秕粒數(shù)影響較大。

表1 產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

2.2 氮肥利用率及氮素吸收對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

由表2可知，施氮處理(T1、T2、T3)的穗吸氮量、莖葉吸氮量和總吸氮量顯著高于不施氮(CK)。莖葉吸氮量隨著穗肥施用時(shí)期的延后呈上升趨勢(shì)，處理間無(wú)顯著差異；植株穗吸氮量和總吸氮量呈下降趨勢(shì)，各處理間穗吸氮量差異顯著；各處理間氮生理利用效率差異不顯著，氮吸收利用效率和氮收獲指數(shù)有下降趨勢(shì)，其中T3處理下氮吸收利用效率顯著低于T1處理，T2、T3處理下氮收獲指數(shù)顯著低于T1處理，說(shuō)明過(guò)晚施入穗肥會(huì)影響植株對(duì)氮素的吸收，同時(shí)穗肥晚施不利于氮素在穗部的積累和轉(zhuǎn)化。

表2 氮肥利用率和氮素吸收對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

2.3 穎花形成和退化對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

隨著穗肥施用時(shí)期的延后，鹽粳219、鹽粳313的形成穎花數(shù)呈下降趨勢(shì)，退化穎花數(shù)呈上升趨勢(shì)，T3處理下退化穎花數(shù)顯著高于T1處理。鹽粳219在T1處理下形成穎花數(shù)、分化穎花數(shù)最多，退化穎花數(shù)最少；鹽粳313在T1處理下形成穎花數(shù)最多，退化穎花數(shù)最少，分化穎花數(shù)與T2處理差異不顯著(表3)。因此T1處理有利于穎花數(shù)的形成和分化，減少穎花退化。

表3 穎花退化對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

2.4 稻瘟病和紋枯病對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

由表4可知，穗肥施用時(shí)期對(duì)稻瘟病的發(fā)病率和病情指數(shù)無(wú)顯著影響，處理間無(wú)顯著差異。T3處理的紋枯病發(fā)病率和病情指數(shù)顯著高于其他處理，即過(guò)晚施入穗肥會(huì)加重紋枯病病害發(fā)生率、發(fā)病程度。品種間表現(xiàn)為鹽粳219的稻瘟病發(fā)病率、病情指數(shù)高于鹽粳313，鹽粳313的紋枯病發(fā)病率、病情指數(shù)高于鹽粳219，品種間差異均不顯著。

表4 稻瘟病和紋枯病對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

2.5 稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

由表5可知，隨穗肥施用時(shí)期的延后，稻米的糙米率、精米率、透明度、精白度、粒厚呈下降趨勢(shì)，處理間糙米率、精米率、整精米率、透明度、粒厚無(wú)顯著差異，說(shuō)明穗肥施用時(shí)期對(duì)加工品質(zhì)無(wú)顯著影響。T3處理下精白度、白度顯著低于CK。與CK相比，氮肥的施用增加了堊白度，T1處理與CK差異不顯著，T2、T3處理顯著高于T1處理和CK，隨著穗肥晚施，稻米的堊白度增大，外觀品質(zhì)有變劣的可能。品種間，鹽粳313的加工品質(zhì)比鹽粳219差，其中整精米率顯著低于鹽粳219。鹽粳313的粒厚顯著比鹽粳219大，堊白度、白度、透明度、精白度二者無(wú)顯著差異。

表5 稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

2.6 稻米食味品質(zhì)對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

穗肥施用時(shí)期、品種及二者互作顯著或極顯著影響米飯食味評(píng)分。隨著穗肥施用時(shí)期的延后，米飯的綜合評(píng)分逐漸降低，處理間差異顯著。味道、口感呈下降趨勢(shì)，完整性呈相反趨勢(shì)。施用氮肥后，米飯的香氣、光澤、味道、口感均下降，處理間硬度、黏度差異不顯著。T3處理下，味道、口感顯著低于T1、T2處理。品種間，鹽粳219綜合、香氣、光澤、味道、口感顯著高于鹽粳313，完整性、硬度顯著低于鹽粳313，因此鹽粳219的食味品質(zhì)優(yōu)于鹽粳313(表6)。

表6 米飯食味評(píng)分和物理特性對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

2.7 淀粉糊化特性對(duì)穗肥施用時(shí)期的響應(yīng)

隨著穗肥施用時(shí)期的延后，淀粉峰值黏度、熱漿黏度、崩解值呈下降趨勢(shì)(表7)。T3處理的峰值黏度顯著低于其他處理，T3處理的冷膠黏度最低，顯著低于CK處理，T3處理的崩解值顯著低于T1處理，T1處理的消減值顯著低于其他處理。RVA譜可以反映稻米的蒸煮食用品質(zhì)[17]，一般認(rèn)為峰值黏度、崩解值大，消減值小的水稻品種品質(zhì)好[18]，因此T1處理品質(zhì)優(yōu)于其他處理，T3處理品質(zhì)差。CK下峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、消減值、峰值時(shí)間、糊化溫度均最高，其中熱漿黏度、冷膠黏度、峰值時(shí)間顯著高于其他處理。鹽粳219的淀粉糊化特性均高于鹽粳313，差異達(dá)到顯著水平。

3 結(jié)論與討論

前人對(duì)穗肥施用量、施肥比例、施用時(shí)期開(kāi)展了大量研究，關(guān)于穗肥最佳施用時(shí)期因生態(tài)類型、品種類型和生育期不同結(jié)果各異。楊敏等認(rèn)為，喀斯特區(qū)域雜交稻在倒3葉施穗肥產(chǎn)量最高[19]。朱曉彥等認(rèn)為，穗肥施用時(shí)期提早到倒4葉，甚至倒5葉可獲得較多的穎花量從而高產(chǎn)[20]。陳應(yīng)明認(rèn)為，不同品種存在不同的最適時(shí)期[10]。張慶等認(rèn)為，穗肥施用應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)不同而有所選擇[21]。本試驗(yàn)研究認(rèn)為，對(duì)于中晚熟常規(guī)水稻品種，穗肥施用時(shí)期不宜過(guò)晚，適宜的穗肥施用時(shí)期是倒5葉，最晚不應(yīng)晚于倒3葉施穗肥。穗肥晚施會(huì)增加退化穎花數(shù)，增加秕粒數(shù)，減少枝梗分化，降低結(jié)實(shí)率，尤其是二次枝梗結(jié)實(shí)率；降低氮吸收利用效率和氮收獲指數(shù)，降低食味品質(zhì)。倒5葉施穗肥增產(chǎn)的原因是每穗實(shí)粒數(shù)增加、結(jié)實(shí)率提高，與徐茂等研究結(jié)論[2]一致。有研究認(rèn)為，產(chǎn)量隨穗肥施用的延遲呈先增加后減少的趨勢(shì)[22]，本試驗(yàn)結(jié)果表明，倒5葉施穗肥產(chǎn)量最高，不同穗肥處理下產(chǎn)量無(wú)顯著差異，可能是由于前期施肥比例較大，同時(shí)緩釋肥作為基肥肥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，各處理在孕穗期仍保持一定的氮含量。關(guān)于穗肥施用時(shí)期對(duì)品質(zhì)的影響，不同學(xué)者研究結(jié)論并不一致，朱曉彥等認(rèn)為，推遲施用穗肥可以降低直鏈淀粉含量，改善稻米品質(zhì)[13]；崔晶等認(rèn)為，幼穗形成期與幼穗形成7 d后追肥，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量上升、最高黏度下降，即稻米理化性質(zhì)變差[22]。這可能是因?yàn)樵囼?yàn)品種類型和生態(tài)區(qū)的不同，不同水稻類型品種對(duì)氮素穗肥的響應(yīng)不一致。本試驗(yàn)與張慶研究結(jié)論[21]基本一致，隨著穗肥施用延遲，米飯食味值降低，淀粉崩解值、峰值黏度、熱漿黏度下降，即推遲穗肥施用不利于食味優(yōu)良稻米品質(zhì)提升，優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)穗肥應(yīng)早施。

凌啟鴻等研究認(rèn)為，穗肥施用時(shí)期與水稻品種和熟期類型關(guān)系密切，早熟的品種只需要施用保花肥，中熟的品種適宜施用保花肥，而晚熟的品種是促花肥和保花肥并重[23]。李子昂通過(guò)對(duì)北方不同熟期粳稻的穗肥施用發(fā)現(xiàn)，北方粳稻最佳穗肥運(yùn)籌模式是“倒4葉+倒1葉”，同時(shí)認(rèn)為北方粳稻促花肥最佳施用時(shí)期倒4葉>倒5葉，保花肥最佳施用時(shí)期倒1葉>倒2葉[24]。本試驗(yàn)考慮生產(chǎn)實(shí)際和省工高效的原則，僅針對(duì)一次穗肥進(jìn)行了研究，今后可進(jìn)一步細(xì)化穗肥施用時(shí)期，對(duì)一次穗肥和促花肥、保花肥組合施用進(jìn)行比較研究。