基本苗數和氮肥運籌對深兩優19產量及稻米品質的影響

胡 楊,段 斌,何世界,扶 定,方 玲,李慧龍,霍二偉,沈光輝

(信陽市農業科學院,河南信陽 464000)

水稻是我國重要的糧食作物,其播種面積占我國糧食作物總面積的30%,但其產量接近我國糧食總產量的50%[1]。發展和優化水稻高產優質栽培技術,對我國糧食生產的高效持續發展具有重要作用[2]。隨著人民生活水平的不斷提高,我國水稻栽培已逐步由過去單一的追求高產,向高產、優質、高效、生態、安全5個方面綜合目標轉變,提升稻米品質越來越受到各方面的重視[3]。種植密度和氮肥管理作為水稻生產的2項主要栽培管理技術,備受研究者關注。稻米品質除由遺傳控制外,還受栽培環境、肥水管理、貯藏加工等因素的影響[4],在影響稻米品質的環境因素中,氮素是調控稻米品質形成的關鍵因素[5-7]。氮素是影響水稻生產的重要因素,合理施氮不僅可以提高水稻氮素吸收利用效率,提高水稻的產量和品質,而且可以減少因過量施用氮肥造成的環境污染[8-9]。因此,為明確密度和氮肥水平對水稻分蘗動態、干物質積累量、產量構成和稻米品質的影響,筆者研究不同基本苗數和氮肥運籌對深兩優19的分蘗動態、干物質積累量、產量構成和稻米品質的影響,以期為該品種在豫南地區優質高產栽培提供指導,為優質高產栽培技術提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料供試品種為信陽市農業科學院選育的深兩優19(深08s×信豐19)。

1.2 試驗設計試驗于2020年在信陽市農業科學院試驗田(114°05′E,32°07′N)進行,海拔為75.9 m。進行裂區試驗設計,主區為N肥,副區為基本苗數,N肥設置4個水平:對照N0處理(0)、低氮水平N1處理(75 kg/hm2)、中氮水平N2處理(150 kg/hm2)、高氮水平N3處理(225 kg/hm2),分基肥和穗肥2次施入(基肥∶穗肥=6∶4);基本苗數量設3個處理,分別為低基本苗M1處理(33.3萬株/hm2)、中基本苗M2處理(50.0萬株/hm2)、高基本苗M3處理(66.7萬株/hm2)。磷鉀水平為每個處理施過磷酸鈣(含P2O512%)656.25 kg/hm2、氯化鉀(含K2O 60%)93.75 kg/hm2,磷鉀肥作基肥一次性施入。每個小區面積13.34 m2,3個重復,各小區間均用隔離板隔開,保證單獨排灌,避免串肥。

4月20日采用434孔育秧盤利用泥質法進行育秧,30 d后進行移栽。其他田間管理按照常規操作。

1.3 測定指標及方法

1.3.1分蘗數量及生育時期的調查記錄。每個小區定點選取10穴作為觀察點,分蘗期對分蘗數量進行調查。

1.3.2干物質積累量的測定。 分別于拔節期、齊穗期和成熟期,取代表性植株3穴將其連根拔出帶回室內處理,剪根洗凈后分別將葉片、莖鞘、穗(齊穗期和成熟期)分開裝袋,并放進烘箱105 ℃ 殺青30 min,75 ℃下烘干至恒重,測定干物質量。

1.3.3產量及其構成因素。成熟期,每處理取樣5株進行考種。考種項目包括穗數、穗粒數、結實率和千粒重;各小區單打單收,計算實際產量。

1.3.4稻米品質測定。水稻收獲后脫粒,攤曬后儲存90 d,待理化性質穩定后,按照中華人民共和國國家標準優質稻谷(GB/T 17891—2017)測定稻米品質指標。

1.4 數據分析采用Excel 2003和SPSS 19.0進行數據處理與方差分析。

2 結果與分析

2.1 基本苗數及氮肥運籌對分蘗動態的影響通過田間調查記載發現,不同處理的分蘗數量隨著時間的推移出現先增加后降低的趨勢(圖1);相同的副區處理,隨著施氮用量的增加,除對照外分蘗動態呈先增加后降低的趨勢。相同的主區處理,隨著基本苗的增加,分蘗高峰期呈現提前的趨勢,且分蘗高峰期數量隨著基本苗的增加而增加,說明在相同的肥料處理下,增加基本苗數量可加速分蘗高峰的到來。

圖1 不同處理對深兩優19群體莖蘗動態的影響Fig.1 Effects of different treatments on population tiller dynamics of Shenliangyou 19

2.2 基本苗數及氮肥運籌對干物質積累的影響由表1可知,各處理干物質積累隨著時間推移逐漸增大,在成熟期達最大值,且各時期最大值都為M3N3處理,說明在一定范圍內增加氮肥用量和增加基本苗數量可以提高干物質積累量。收獲指數在M1N0處理達到最高值,M2基本苗處理條件下在中氮水平時最高,高基本苗(M3處理)條件下在低氮水平時較高,說明收獲指數受基本苗數和氮肥水平雙重影響。

表1 不同處理對深兩優19干物質積累量的影響

2.3 基本苗數及氮肥運籌對產量及其構成因素的影響從表2可以看出,在低基本苗情況下,有效穗數隨著氮肥用量的增加呈增加的趨勢,在中、高基本苗條件下隨氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢,在相同的施氮水平下,隨著基本苗的增加呈增加的趨勢;穗粒數方面,在不施氮情況下,穗粒數隨基本苗數的增加呈先增加后降低的趨勢,在低氮水平隨著基本苗的增加呈降低的趨勢,在中氮和高氮水平下呈先增加后降低的趨勢;在結實率方面,在同一基本苗時,在低基本苗和高基本苗情況下,隨著氮肥用量的增加出現降低的趨勢,在同一施氮水平下,在對照、低氮和高氮水平下,隨著基本苗的增加出現降低的趨勢,在中氮水平下呈先增加后降低的趨勢;千粒重方面,在低基本苗情況下,N1處理千粒重最大且和其他處理間有極顯著差異,在中高基本苗水平下隨著氮肥用量的增加出現先增加后降低的趨勢,在相同基本苗情況下,除高氮水平下,隨著基本苗的增加出現增加的趨勢,其他處理均呈先增加后降低的趨勢;產量方面,同一基本苗時,在低基本苗情況下,隨氮肥用量的增加出現增加的趨勢,在中高基本苗情況下,隨著氮肥用量的增加呈現先增加后降低的趨勢;在相同施氮水平下,除空白處理隨著基本苗的增加呈現增加的趨勢外,其他處理均呈先增加后降低的趨勢。

2.4 基本苗數及氮肥運籌對稻米品質的影響從表3可以看出,在同一基本苗情況下,除整精米率的M3N3處理外,隨著施氮量的增加,稻米的糙米率、精米率和整精米率呈先上升后下降的趨勢,均在M2N2處理時達到最大值。但堊白度和堊白率隨著施氮量的增加,表現出先降低后增加的趨勢(M3處理條件下除外),在M2N2處理時達到最小值,說明在基本苗適中的時候一定范圍內增加氮肥的用量可以提高糙米率、精米率和整精米率,降低堊白度和堊白率;在同一施氮水平下,糙米率和精米率隨著基本苗的增加呈增加的趨勢,說明在同一施氮水平下,適當增加基本苗,可以提高糙米率、精米率。

表3 不同處理對深兩優19稻米品質的影響

直鏈淀粉含量在同一基本苗下均隨著施氮量增加呈先下降后上升的趨勢;同一施氮水平下,在空白對照和低氮水平下都隨著基本苗的增加出現降低的趨勢,在高氮水平下(N3)呈先降低后增加的趨勢,膠稠度在68.7～85.0 mm,且在同一基本苗下隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢。由此可見,深兩優19的外觀品質、堊白率、堊白度、直鏈淀粉含量和膠稠度隨著基本苗和氮肥用量的變化而變化。

3 討論

3.1 基本苗數及氮肥運籌對分蘗的影響在水稻種植過程中,氮素是水稻高產的源泉,直接影響經濟產量和效益[10],水稻在一定范圍內隨著氮肥用量的增加,產量也隨之增加,且分蘗動態和分蘗成穗率均受氮肥用量的影響[11]。該研究中深兩優19在分蘗動態方面,分蘗數量隨著時間的推移出現先增加后降低的趨勢,這與前人的結果一致[12],相同的副區處理條件下,隨著施氮用量的增加,除對照外分蘗動態呈先增加后降低的趨勢。相同的主區處理,隨著基本苗的增加,分蘗高峰期呈現提前的趨勢,且分蘗高峰期數量隨著基本苗的增加而增加,說明在相同的肥料處理下,增加基本苗數量可加速分蘗高峰的到來。要想獲得理想的產量必須控制基本苗數量和合理施用氮肥,過少會導致分蘗群體數量少,導致減產;過多會導致無效分蘗數量增加,造成養分的浪費,不利于光合作用的進行,進而影響產量,而且大量使用氮肥還會造成環境的污染。生產上,可以通過控制基本苗和氮肥用量,減少無效分蘗,增加有效分蘗,促進大穗的形成,為水稻高產提供保障。

3.2 基本苗數及氮肥運籌對產量和產量構成的影響關于氮肥對水稻產量及其構成因子的影響,較多研究者認為施用氮肥可增加有效穗數,提高結實率,從而增加籽粒產量[13-15]。該研究中各處理在低基本苗情況下,有效穗數隨著氮肥用量的增加呈增加的趨勢,在中、高基本苗情況下隨氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢,在相同的施氮水平下,隨著基本苗的增加呈現增加的趨勢;穗粒數方面,相同施氮水平下,在不施氮情況下呈先增加后降低的趨勢,在低氮水平隨著基本苗的增加出現降低的趨勢,在中氮和高氮水平下呈先增加后降低的趨勢;在結實率方面,在低基本苗和高基本苗情況下,隨著氮肥用量的增加呈降低的趨勢,在中氮水平下,隨著氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢,在相同施氮水平下,在對照、低氮和高氮水平下,隨著基本苗的增加呈降低的趨勢,在中氮水平下呈先增加后降低的趨勢;千粒重方面,在低基本苗情況下,除了對照外,隨施氮水平的增加呈增加的趨勢,在中高基本苗水平下隨著氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢,在相同基本苗情況下,除高氮水平下,隨著基本苗的增加呈增加的趨勢,其他處理均呈先增加后降低的趨勢;產量方面,在低基本苗情況下隨氮肥用量的增加出現增加的趨勢,在中高基本苗情況下,隨著氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢;在相同施氮水平下,除空白處理隨著基本苗的增加呈增加的趨勢外,其他處理均呈先增加后降低的趨勢,且M2N2處理產量最高。因此該品種在生產實踐中,應合理控制氮肥用量和基本苗數量,發揮氮肥的最佳利用價值和控制適宜群體數量,提高經濟效益,同時也能較少肥料的過多施用造成環境的污染。

3.3 基本苗數及氮肥運籌對稻米品質的影響稻米品質受遺傳和環境雙重因素影響[16-17],氮素是水稻生長中必不可少的營養素之一,但過多施用氮素不僅增加生產成本,而且會導致環境污染和稻米品質下降[18]。該研究結果表明,在加工品質方面,適當施用氮肥提高了稻米的糙米率、精米率和整精米率,在M2N2處理效果最好,這與張桂蓮等[19]的研究結果一致,在同一施氮水平下,除肥料對照整精米率外,其他處理糙米率、精米率和整精米率都較低基本苗水平增加,說明在同一施氮水平下,適當增加基本苗,可以提高糙米率、精米率和整精米率。在稻米外觀品質方面,在同一基本苗下堊白粒率在一定范圍內隨施氮量的增加而減小,這與金正勛等[20]的研究結果基本一致;金正勛等[20]研究認為,增施氮肥導致直鏈淀粉含量降低,膠稠度變短;張自常等[21]等研究認為,隨著氮肥用量的增加,稻米直鏈淀粉含量降低,膠稠度增加,該研究表明,在同一基本苗下隨著氮肥用量的增加,直鏈淀粉含量出現先降低后增加的趨勢,膠稠度隨氮肥用量的增加出現先增加后降低的趨勢。造成研究結果有差異的原因,可能是品種不同、試驗條件不同、和氮素水平設置的不同,因此氮肥水平對水稻產量和品質的影響是多方面的。在實際生產上,應針對不同地區和不同品種進行氮素合理的配置,以達到高產優質的目的。

4 結論

深兩優19的分蘗動態、產量構成因素及稻米品質均受基本苗和氮肥水平的影響。生產上應綜合考慮各方面的影響,合理控制其群體結構和運籌氮肥用量,發揮最大的經濟效益,該研究根據結合分蘗動態、不同時期干物質積累量、產量的形成和稻米品質這些方面,得出當基本苗數控制在M2(50萬株/hm2)、施氮量在N2(150 kg/hm2)處理時,綜合效益最好,故生產實踐中應以該標準指導深兩優19的群體數量和氮肥用量。