肥料配施對寒地粳稻生長及產(chǎn)量和品質的影響

李洪亮 孫玉友 魏才強 劉 丹 程杜娟 曲金玲 孟祥海 宋 澤 劉春光 姜 龍 徐德海 王 麗

（1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院牡丹江分院，牡丹江 157041；2 遵義師范學院生物與農(nóng)業(yè)科技學院，貴州遵義 563006）

水稻產(chǎn)量和品質受水肥調控因素的影響，肥料運籌和灌溉方式是否合理在一定程度上決定了水稻最終產(chǎn)量和稻米品質。隨著科技發(fā)展和市場需求轉變，水稻優(yōu)質高產(chǎn)栽培技術措施也不斷得以完善[1]。氮是水稻生長所必需的養(yǎng)分，氮肥對水稻產(chǎn)量和品質影響很大[2-3]，通常水田施用的氮肥主要來源于無機肥尿素，近些年來，復合肥料在水稻生產(chǎn)中的應用也越來越多。復合肥料通常含有2 種或2 種以上植物生長所需的重要營養(yǎng)元素，副成分少且物理性狀好，施用一次便能提供多種養(yǎng)分[4-5]。有機無機肥料配施既能滿足水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的養(yǎng)分需求，又能保證土壤肥力的持續(xù)提高和土壤性狀的改善[6]，且有機無機復合肥配施培肥作用非常明顯[7]，有機無機肥配合施用及相關研究已經(jīng)成為國內外研究熱點[8-10]。本研究通過精確控灌開展無機肥和復合肥配施試驗，測定水稻產(chǎn)量、品質等指標，明確無機肥和復合肥配施對水稻生長、產(chǎn)量和品質的影響，為寒地粳稻穩(wěn)產(chǎn)提質生產(chǎn)提供理論參考和技術支撐。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試水稻品種為綏粳18；供試肥料為隆福天下控失復合肥（N∶P∶K=20∶8∶12），同時含有15%的鈣、鎂、硫、硅以及3%的鋅、硼、鉬、錳等中微量營養(yǎng)元素。試驗地點為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院牡丹江分院，土壤基本理化性狀：pH 值7.2，有機質1.85%，全氮0.26%，全磷0.15%，堿解氮87.6mg/kg，速效磷13.2mg/kg，速效鉀96.8mg/kg，有效鎂86.2mg/kg。

1.2試驗設計試驗設置兩種灌溉方式，分別為W1 常規(guī)灌溉（總量500m3/667m2）和W2 節(jié)水灌溉（總量400m3/667m2），每個小區(qū)用單獨水表精確計量灌水量，單排單灌，記錄水稻各生育時期試驗地點的天然降雨量，在水稻每個生育時期進行小區(qū)灌溉時從設計灌水量中扣除天然降雨量，水稻各生育時期設計灌水量詳見表1。設置3 個施肥處理：（1）單一施用無機肥（底肥尿素130kg/hm2+分蘗肥尿素100kg/hm2，CK）；（2）無機肥和復合肥配施（底肥復合肥300kg/hm2+分蘗肥尿素100kg/hm2，T1）；（3）單一施用復合肥（底肥復合肥440kg/hm2+分蘗肥復合肥80kg/hm2，T2）。試驗中各處理總純氮量7kg/667m2，磷、鉀肥控制相同量施入。CK：補純磷41.6kg/hm2（底肥，補時18%N 從底肥中扣出去），補純鉀62.4kg/hm2（底肥占60%，穗肥占40%）。T1：補純磷17.6kg/hm2（底肥，補時18%N 從分蘗肥中扣出去），補純鉀26.4kg/hm2（穗肥）。T2：純磷量為41.6kg/hm2，純鉀量為62.4kg/hm2。試驗于2021 年4月20日播種，5 月22日插秧，2022 年4 月18日播種，5 月21 日插秧，插秧規(guī)格為30cm×14cm，16 行區(qū)、9m 行長，小區(qū)面積43.2m2，3 次重復，試驗除灌水方式與施肥處理不同外，其他田間管理措施同粳稻高產(chǎn)栽培技術。

表1 水稻不同生育時期灌溉水量

1.3測定項目與方法觀察記錄試驗品種分蘗動態(tài)。抽穗期、乳熟期、蠟熟期和成熟期測定干物重，每小區(qū)取3 株，去根后裝入信封，置于烘箱，105℃殺青30min，80℃烘干至恒重稱重。抽穗期、乳熟期、蠟熟期和成熟期利用SPAD-502plus 葉綠素儀連續(xù)測定5 穴水稻倒1 葉上部的SPAD 值，取其平均值作為測定值。成熟后每小區(qū)連續(xù)取樣5 穴，室內考查每穗粒數(shù)、結實率和千粒重等指標，同時每小區(qū)實收21.6m2進行測產(chǎn)。利用SHIZUOKA SEIKI 公司生產(chǎn)的PS-500 食味分析計對稻米的蛋白質含量、直鏈淀粉含量及食味評分進行測定，以W1 常規(guī)灌溉方式下的CK 處理作為標準米樣，設定其食味評分為85 分，測定其他處理的相對數(shù)值。

1.4數(shù)據(jù)處理及分析使用 Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理，DPS 7.05 軟件進行統(tǒng)計分析。2021年和2022 年2 年試驗結果總體趨勢一致，本文主要以2022 年的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1不同處理對水稻各生育時期葉片SPAD值的影響由圖1 分析可知，W1 和W2 兩種灌溉方式下，水稻不同生育時期葉片SPAD 值變化趨勢表現(xiàn)一致，不同施肥處理對水稻葉片SPAD 值影響不同，在抽穗期至成熟期葉片SPAD 值由高到低均表現(xiàn)為T1＞T2＞CK，即無機肥和復合肥配施條件下水稻各生育時期葉片SPAD 值更高。同一施肥處理下，葉片SPAD 值隨著水稻生育進程表現(xiàn)為逐漸降低，W2 節(jié)水灌溉方式下T1 處理抽穗期至成熟期葉片SPAD值分別為42.0、32.1、22.4 和12.3。本試驗結果表明，T1 處理即無機肥和復合肥配施更有利于灌漿結實期水稻植株進行光合作用。

圖1 水稻各生育時期葉片SPAD 值

2.2不同處理對水稻各生育時期地上部干物質重的影響由圖2 分析可知，W1 和W2 兩種灌溉方式下，水稻不同生育時期干物質積累變化趨勢表現(xiàn)一致，不同施肥處理對水稻干物質積累的影響不同。在抽穗期至成熟期不同施肥處理干物質積累量由高到低均表現(xiàn)為T1＞T2＞CK，即水稻各生育時期干物質積累量在無機肥和復合肥配施條件下表現(xiàn)為最大。同一施肥處理下，干物質積累量隨著水稻生育進程表現(xiàn)為逐漸增大，W1 和W2 兩種灌溉方式下，成熟期T1 處理干物質積累量分別為80.4g/穴和82.6g/穴。本試驗結果表明，T1 處理即無機肥和復合肥配施更有利于灌漿結實期水稻干物質的積累。

圖2 水稻各生育時期地上部干物質重

2.3不同處理對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的影響由表2 分析可知，W1 和W2 兩種灌溉方式下，水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素等整體變化趨勢一致。不同施肥處理間，在株高、穗長、有效穗數(shù)、結實率和產(chǎn)量等表現(xiàn)上有所差異。在W1 灌溉方式下，T1 處理在株高、每穗粒數(shù)及產(chǎn)量方面要顯著高于CK 和T2 處理；在W2 灌溉方式下，T1 處理在株高、穗長、結實率、千粒重及產(chǎn)量方面要顯著高于CK 和T2 處理；T1 處理在W1 和W2 灌溉方式下的產(chǎn)量分別為8611.1kg/hm2和8796.3kg/hm2，與CK 相比增產(chǎn)比例分別為6.3%和8.0%。本試驗結果表明，T1 處理即無機肥和復合肥配施水稻產(chǎn)量最高，其次是單一施用復合肥處理，而單一施用無機肥處理產(chǎn)量則表現(xiàn)為最低。W2 灌溉方式下，各處理水稻產(chǎn)量均高于W1 灌溉方式，說明W2 節(jié)水灌溉方式有利于寒地粳稻獲得更高的產(chǎn)量。

表2 水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素

2.4不同處理對稻米蛋白質和直鏈淀粉含量及食味評分的影響由表3 分析可知，W1 和W2 兩種灌溉方式下，不同施肥處理之間蛋白質含量、直鏈淀粉含量和食味評分上均表現(xiàn)為差異顯著。W1 常規(guī)灌溉方式下，蛋白質含量由高至低表現(xiàn)為CK＞T1＞T2，直鏈淀粉含量和食味評分由高至低表現(xiàn)為T2＞T1＞CK。W2 節(jié)水灌溉方式與W1 常規(guī)灌溉方式在蛋白質含量、直鏈淀粉含量和食味評分上整體趨勢表現(xiàn)一致，而相同施肥處理方式下，W2 節(jié)水灌溉處理蛋白質含量低于W1 常規(guī)灌溉處理，W2節(jié)水灌溉處理直鏈淀粉含量和食味評分高于W1 常規(guī)灌溉處理。在W1 和W2 兩種灌溉方式下，T2 處理即單一施用復合肥的稻米直鏈淀粉含量最高，為18.54%～18.92%，食味評分達到87～89 分，高于單一施用無機肥（CK）處理2～3 分。

表3 稻米蛋白質和直鏈淀粉含量及食味評分

3 結論與討論

水稻生長發(fā)育受水肥等諸多因素影響，其中氮肥對水稻產(chǎn)量和稻米品質起著至關重要的決定作用，氮肥既可以提高產(chǎn)量也能改善稻米品質。單一氮肥施用雖然肥效直接，但肥料損失較大，肥料利用率低，已有研究表明，施用控釋肥/緩釋配方肥的水稻比施用常規(guī)配方肥水稻產(chǎn)量要高[11-12]，施用控釋尿素水稻的產(chǎn)量也明顯高于普通尿素[13]。有研究認為植株干物質累積是水稻獲得高產(chǎn)的一個主要原因，累積過程來自植物的光合作用，所以水稻產(chǎn)量高的原因與光合作用密切相關[14-15]。控釋肥處理下的干物質生產(chǎn)量在分蘗盛期之前比普通尿素處理低，到孕穗期之后則明顯高于普通尿素處理[16]。在養(yǎng)分相同情況下，不同的包膜肥料處理與常規(guī)復合肥處理相比，水稻的干物質積累量、生物產(chǎn)量明顯提高[17-18]。本研究表明，無機肥和復合肥配施更有利于水稻生育后期的干物質積累，有利于使水稻獲得更高產(chǎn)量。稻米蛋白質含量和食味品質之間呈負相關，蛋白質含量的提高不利于直鏈淀粉和稻米食味品質的形成[19-20]。本研究在保證各處理間氮、磷、鉀養(yǎng)分總含量相同的前提下開展肥料配施試驗，結果表明，T1 處理即無機肥和復合肥配施水稻產(chǎn)量最高，W1 和W2 兩種灌溉方式下產(chǎn)量分別為8611.1kg/hm2和8796.3kg/hm2；W2 節(jié)水灌溉方式下，T2 處理即單一施用復合肥稻米的食味評分最高，達89 分，說明控失復合肥在提高水稻產(chǎn)量和改善稻米品質方面發(fā)揮了重要作用。究其原因無機肥主要成分為氮、磷、鉀，而本試驗中的控失復合肥除可為水稻生長提供氮、磷、鉀養(yǎng)分外，還含有鈣、鎂、硫、硅、鋅、硼、鉬等中微量營養(yǎng)元素，且復合肥中的控失劑可使肥料中營養(yǎng)成分緩慢釋放，有利于提高肥料利用率。

無機肥和復合肥配施水稻產(chǎn)量最高，其次是單一施用復合肥處理，而單一施用無機肥處理產(chǎn)量則表現(xiàn)為最低。同時，節(jié)水灌溉方式下（W2），各處理水稻產(chǎn)量均高于常規(guī)灌溉方式（W1），說明節(jié)水灌溉方式有利于寒地粳稻獲得更高的產(chǎn)量；且節(jié)水灌溉處理蛋白質含量低于常規(guī)灌溉處理，直鏈淀粉含量和食味評分則表現(xiàn)為高于常規(guī)灌溉處理。因此，在節(jié)水灌溉方式下，無機肥和復合肥合理配施是寒地粳稻獲得高產(chǎn)和改善品質的有效措施。