施氮量對水稻品種太安1號產量和品質的影響

摘要 以優質食味粳稻新品種太安1號為研究對象，通過大田對比試驗方法，設置7種施氮水平，分別為0 、135、180 、225、270 、315、360 kg/hm2，研究不同施氮水平對太安1號稻谷產量和稻米品質的影響。結果表明，在一定范圍內，產量隨著氮肥用量的增加呈先上升后下降的變化趨勢，其中氮素水平315 kg/hm2處理的表現最高，但有倒伏風險；在稻米品質方面，隨氮肥用量的增加，糙米率、精米率和整精米率均有所上升，碾米品質逐漸提高；但堊白度和堊白粒率隨施氮量的增加顯著增加，稻米外觀品質有所下降；蛋白質含量隨施氮量增加逐漸升高，而直鏈淀粉含量和膠稠度與施氮量相關不顯著。該試驗條件下，施氮量在270～315 kg/hm2，太安1號的產量和品質較為理想。

關鍵詞 施氮量；太安1號；產量；品質

中圖分類號 S 511 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）20-0123-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.031

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Nitrogen Fertilizer Application on Grain Yield and Quality of Tai’an 1

ZHANG Yu，ZHANG Qiu-li，LI Gang et al

（Shanghai Agricultural Technology Extension and Service Center，Shanghai 201103）

Abstract The new high-quality and delicious japonica rice variety Tai’an 1 as the research material，seven nitrogen application levels treatments were set up，which were 0 kg/hm2 （CK），135 kg/hm2 （N1），180 kg/hm2 （N2），225 kg/hm2 （N3），270 kg/hm2 （N4），315 kg/hm2 （N5） and 360 kg/hm2 （N6） respectively ，to study the effects of different nitrogen application rates on the yield and quality of Tai'an 1.The experimental results showed that within a certain range，the yield showed a trend of first increasing and then decreasing with the increase of nitrogen application，and the highest performance observed in the treatment of 315 kg/hm2.In terms of rice quality，as the amount of nitrogen fertilizer increase，the brown rice rate，milled rice rate，and whole milled rice rate increase，and the milling quality gradually improved.The chalkiness degree and chalky grain rate significantly increased with the increase of nitrogen application，while the appearance quality decreased;the protein content showed an increasing trend with the increase of nitrogen application，while the changes in amylose content and gel consistency with nitrogen application were not significant.Under the conditions of this experiment，the yield and quality of Tai’an 1 could be coordinated when the nitrogen application level ranges from 270 to 315 kg/hm2.

Key words Nitrogen fertilizer application;Tai’an 1;Yield;Quality

高產和優質一直是水稻生產追求的目標，水稻的產量和品質除受品種自身遺傳特性外，環境因素和栽培措施也起到很大作用［1］。氮肥作為水稻增產的決定因子在我國農業生產中發揮舉足輕重的作用［2］。但過多施用氮肥不僅增加生產成本、降低經濟效益，導致氮肥利用率降低，造成生態環境污染［3］。氮肥作為調節水稻生產過程中的重要措施，不僅影響水稻產量，對稻米品質也有一定的改變，氮肥的合理施用對水稻產量的提高和稻米品質的改善起到重要的作用［4-5］。魏海燕等［6］研究認為，水稻產量隨著氮肥用量的增加呈先增后降的趨勢，其中在262.5 kg/hm2施氮量條件下產量最高，且稻米外觀品質隨氮肥用量的增加呈增加的趨勢，而外觀品質有所下降；從夕漢等［7］研究表明，增施氮肥可提高水稻產量是因為有效穗數和每穗實粒數增加，且對稻米堊白、直鏈淀粉含量、膠稠度和蛋白質含量均影響較大。近年來，由于人們生活水平的提高，對于優質食味稻米的市場需求量也逐年提升，有關稻米食味品質的研究也越來越受到人們的關注［8］。“太安1號”是上海市農業科學院作物育種栽培研究所在2023年通過上海市審定的優質食味粳稻新品種，以穩產、品質優、食味佳等特點，在上海市郊及周邊地區具有推廣前景。筆者以優質食味粳稻新品種“太安1號”為研究對象，研究不同施氮量對其產量和品質的影響，以期為該品種在本地區高產優質生產中的氮肥合理施用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022年6—10月在上海市閔行區谷杰糧食專業合作社進行。試驗地土壤質地為砂壤土，地力中等，采用5點取樣法采取0～20 cm土層測定土壤理化性質，其中含有機質16.15 g/kg、全氮11.2 g/kg、有效磷20.05 mg/kg、速效鉀148.00 mg/kg。水稻主要生育階段的氣象數據見表1。

供試材料為太安1號。

1.2 試驗設計

采用大田對比試驗方法，設135、180、225、270、315、360 kg/hm2和不施肥料的對照共7個處理，分別用N1、N2、N3、N4、N5、N6 和CK表示，基蘗肥：穗肥=8：2，各處理試驗面積1 500 m2左右，不設重復。統一采用機械塑盤育秧，于2022年5月21日播種，6月14日栽插，移栽葉齡為3葉左右，栽插行株距為25.0 cm×13.5 cm，每穴4苗左右；有效分蘗階段保持淺水勤灌、促蘗促長，莖蘗數達到目標穗數進行分次擱田控制無效分蘗，拔節孕穗階段采用干濕交替，抽穗揚花階段田間保持淺水層，灌漿結實階段采用干濕交替，在收獲前7～10 d斷水。2022年6 月7日施基肥42%緩釋肥（30%-6%-6%），6月20日施返青肥尿素、6月27日施分蘗肥尿素，7月31日施穗肥45%三元復合肥（15%-15%-15%）。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 莖蘗動態及生育期記錄。

從稻谷播種至水稻成熟，記錄各處理的關鍵生育期，并于移栽后至齊穗期每隔7 d定點、定株記錄莖蘗數。

1.3.2 株高和節點長度。

在水稻成熟期，取代表性植株5穴，測定各處理株高和基部第一、第二節間長度。

1.3.3 產量性狀。

在水稻成熟期，各處理分別取有代表性莖蘗數的植株10穴，調查有效穗數、每穗總粒數、結實率、千粒重等。成熟期從各處理取代表性30穴，重復3次，脫粒、去雜、曬干后稱重，按照14.5%水分含量換算實際產量。

1.3.4 稻米品質。

將水稻收獲、脫粒、曬干，各處理（含重復）取凈稻谷500 g，依照GB/T17891—2017《優質稻谷》標準測定稻米的相關指標（糙米率、精米率、整精米率、堊白度、透明度、膠稠度、直鏈淀粉、蛋白質含量等）。

1.4 數據分析 采用Excel進行數據處理和圖表繪制；采用DPS統計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻莖蘗動態及生育期的影響

從圖1可以看出，太安1號的莖蘗數隨生育進程推進先增后減最后趨于平穩，且不同處理之間，隨著施氮量的增加，莖蘗數呈遞增趨勢，除對照CK外，表現為N6處理莖蘗數最高，N1處理莖蘗數最低，不同處理均在7月22日左右達到最高莖蘗數，且N6處理比N1處理最高莖蘗數多9.86×105株/hm2。由表2可知，隨著氮肥用量的增加，各處理的生育期逐漸推遲，其中，N1處理比N6處理始穗期早5 d，全生育期早5 d，對照CK處理最早成熟，全生育天數141 d，比N6處理早11 d。

2.2 不同處理對水稻農藝性狀的影響

由表3可知，不同施氮量水平下，最高莖蘗數總體呈隨著施氮量的增加而增加的趨勢，在N6處理達到最大；成穗率呈先增后降的趨勢，其中在N4處理成穗率最高，達85.37%，且顯著高于N1、N2和CK處理。不同氮肥處理的株高隨著施氮量的增加呈逐漸增加的趨勢，太安1號在N6處理時，株高最高，且顯著高于N1、N2 和CK處理，而與N3、N4、N5處理差異不顯著；植株第一和第二節間長度也與株高呈相似變化趨勢，都是隨著施氮量的增加而增加，且第一節間N6處理顯著高于N1、N2 和CK處理，第二節間N6處理顯著高于N1、N2、N3、N4 和CK處理，且N1、N2、N3、N4、N5處理間差異不顯著。N5和N6處理的植株在生育后期有部分發生傾斜現象，說明施氮量過多增加倒伏風險，在一定范圍條件下，減少氮肥施用量可縮短第一和第二節間長度，使得株高降低，增強植株的抗倒性。

2.3 不同處理對水稻產量及其構成因素的影響

由表4、圖2可知，產量隨著施氮量的增加先增加后減少，其中在N5處理，即施氮量315 kg/hm2時產量最高，達8 301.90 kg/hm2，顯著高于N1、N2、N3 和CK處理，且比N1和CK處理分別高31.9%和74.3%。從產量構成各因素分析，有效穗數隨著施氮量的增加呈上升趨勢，在N6處理施氮量時最高為358.05×104穗/hm2；每穗總粒數隨著施氮量的增加先上升后下降，其中在N3處理最高，N6處理最低；結實率和千粒重表現相似趨勢，均隨氮素施用量的增加總體呈下降趨勢，均在CK處理最高，結實率表現為N5處理最低，千粒重表現為N2處理最低。

2.4 不同處理對稻米品質的影響

優質高產同步提升現已成為我國稻米發展的重要目標，稻米食味品質的研究受到廣

泛關注 ［9］。由表5可知，太安1號的糙米率、精米率和整精米率均有相似的變化趨勢，即隨著施氮量的增加而上升，各處理均在N6處理達到最高，且N6糙米率顯著高于N1、N2、N3、N4和不施氮的CK處理，精米率表現為N6和N5處理顯著高于N1、N2 和CK處理，各處理中，整精米率N5、N6處理之間無顯著差異，但這2個處理均顯著高于其他處理。相關分析表明，施氮量增加可顯著提升太安1號的糙米率、精米率和整精米率，說明增施氮肥有利于提高太安1號的碾米品質。

堊白不僅是稻米外觀品質中的一項重要評價指標，而且一定程度上也影響稻米的加工和蒸煮食味品質［10-11］。由表5可知，稻米的堊白度和堊白粒率隨氮肥用量的增加逐漸增大，其中，N6處理的堊白度和堊白粒率均顯著高于其他處理，比N1和不施氮條件下的CK處理分別增加6.4百分點、28.5百分點和6.5百分點、32.0百分點。相關分析表明，氮肥增加可顯著增加“太安1號”的堊白粒率和堊白度，說明增施氮肥影響太安1號的外觀品質。

蛋白質是水稻胚乳中僅次于淀粉的主要成分，是水稻營養品質的重要指標［11］。由表5可知，隨著氮肥用量的增加，各處理的蛋白質含量逐漸增加，其中N6、N5、N4、N3處理之間無顯著差異，但均顯著高于N1 、N2和CK處理。直鏈淀粉含量與米飯的黏性、質地和光澤度等有密切關系［12］。直鏈淀粉含量隨施氮量的增加呈先上升后下降的趨勢，其中在N3處理下直鏈淀粉含量最高，達9.70%，與N4、N5、N6處理差異不顯著，但顯著高于N1和CK。膠稠度與米飯硬度有關，反映淀粉米膠冷卻后的延展性，是評價米飯質地的一項物理指標［12］。膠稠度變化趨勢不明顯，其中N4處理最高，N5處理最低，兩者達顯著差異，其他處理差異均不顯著。相關分析表明，太安1號的蛋白質含量與氮肥施用水平呈顯著相關，而直鏈淀粉含量和膠稠度與氮肥施用水平相關不顯著。

3 結論與討論

氮肥對水稻產量和稻米品質有重要影響，對于提高水稻新品種的產量和優化稻米的食用品質都有著重要作用［13］。研究表明，隨著施氮量的增加，水稻產量呈拋物線變化趨勢，即先隨氮肥用量增加產量提高，達到一定產量水平后，再增施氮肥，產量不會繼續增加而有所下降［6，14］。該試驗結果表明，在一定范圍內， 太安1號產量隨氮肥用量的增加先增加后下降，施氮量在315 kg/hm2條件下最高，但270、315、360 kg/hm2 的產量未達顯著差異，且株高隨施氮量增加而增加，在315和360 kg/hm2條件下，由于基部節間增加株高較高，田間有植株發生傾斜現象，因此，太安1號獲得高產且倒伏風險較低的適宜施氮量在270～315 kg/hm2。

該試驗結果表明，太安1號的碾米品質，即稻米的糙米率、精米率和整精米率均隨施氮量的增加而提高，這與魏海燕等［6］的研究結果一致。在外觀品質方面，堊白度和堊白粒率隨施氮量的增加顯著上升，即外觀品質有所下降，可能與增施氮肥使穗分化的穎花量增加，影響了部分籽粒灌漿，導致灌漿不充分、粒形偏小［6，14］ ，這與李國生等［15-16］的研究結果一致。蛋白質含量隨施氮量增加呈增加趨勢，而直鏈淀粉含量和膠稠度隨施氮量變化趨勢不明顯，而研究表明，淀粉含量與氮肥的施用量呈顯著相關，施氮量增加導致蛋白質含量增加而直鏈淀粉含量下降［17］，增施氮肥可降低直鏈淀粉含量和直鏈與支鏈淀粉的比例，進而影響稻米的蒸煮食味品質［18-19］；研究表明，稻米直鏈淀粉含量隨氮肥用量的增加而升高，這可能是增施氮肥延長了水稻的生育期，且在水稻灌漿結實階段，籽粒充盈過程中，胚乳中的淀粉、蛋白質積累速度變慢［7］。該研究條件下，適當增加氮肥用量可以提高稻米的加工品質與營養品質，但同時降低了稻米的外觀品質，對蒸煮食味品質的影響則不顯著。

綜上所述，一般認為，產量高與品質優是相互矛盾的，不同基因型的水稻品種在不同氮肥水平條件下，對產量尤其是稻米品質的影響存在差異。該試驗結果表明，在上海地區，太安1號施氮量在270～315 kg/hm2產量和品質較為協調統一，可以獲得產量高、品質優、抗倒性強的表現。

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