氮肥不同用量對北方粳稻群體質量及品質的影響

賈東孫雅君韓雷盧晶晶宋雙杜晗

（1遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦124010；2沈陽農業大學附屬試驗場，沈陽110161；第一作者：carredags@126.com）

氮肥不同用量對北方粳稻群體質量及品質的影響

賈東1孫雅君1韓雷2盧晶晶1宋雙1杜晗1

（1遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦124010；2沈陽農業大學附屬試驗場，沈陽110161；第一作者：carredags@126.com）

氮是植物體內氨基酸、蛋白質、核酸、輔酶以及光合色素分子等的組成成分，因此，氮的營養狀況與許多生理過程密切相關。針對水稻氮肥用量過高這一突出問題，本試驗研究了氮肥施用總量對北方粳稻產量及其構成因素、葉面積指數、干物質積累、群體庫容量以及品質特征等方面的影響，進一步明確不同氮肥施用量條件下北方粳稻產量和品質形成的調控機制。結果表明，施氮量的增加對葉面積指數、光合勢及群體生長率有促進作用，隨著施氮量的增加，水稻最高莖數、最高分蘗數、分蘗穗數和分蘗穗比例有逐漸增加的趨勢；增加施氮量會導致整精米率、蛋白質含量上升，精米白度、食味值、峰值粘度、最低粘度、崩解值、最終粘度值降低，但不同施氮量對直鏈淀粉含量影響不大。

水稻；氮肥；產量；品質

我國是世界上水稻生產與消費的第一大國，總產占世界第一，種植面積僅次于印度，全國有三分之二以上的人口以稻米為主食[1]。隨著耕地面積的減少和人口增長，我國資源消耗與糧食安全、環境保護的矛盾日趨突出，究其原因，這與氮肥的不合理施用有很大關系[2]。長期以來，農民形成了施肥越多越增產的錯誤觀念，導致氮肥施用量越來越高，大大超過了作物的吸收量[3]。資料顯示，我國水稻種植面積占世界水稻種植面積的20%，但水稻氮肥用量卻占全球水稻氮肥總用量的37%。

在稻田生態系統中，氮素是水稻產量提高的巨大動力，對水稻生產的影響很大，如何合理施用氮肥一直是水稻栽培體系中的重要研究課題[4]。國內外許多學者對如何提高肥料利用效率進行了深入的研究，并且取得了一定成果。一般認為，氮肥利用率隨著施氮量的增加會呈現出顯著降低的趨勢，不合理的氮肥運籌方式也會導致田間生產力和氮肥利用率的降低[5]。因此，合理運籌氮肥，在保證一定產量的前提下提高氮肥利用率是科技工作者需要研究的重大課題。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗選用當地主栽水稻品種龍粳26和龍粳31作為試驗材料。

1.2 試驗設計

采用裂區設計，隨機區組排列，插秧規格為30.0 cm×13.3 cm，每叢3苗，3次重復。試驗共設4個處理：N0，無氮肥區，作為空白對照；N1，施氮水平比當地水稻生產施氮水平降低17%（純氮115 kg/hm2）；N2，即當地水稻生產施氮水平（純氮138 kg/hm2）；N3，施氮水平比當地水稻生產施氮水平提高17%（純氮161 kg/ hm2）。

1.3 試驗方法

于4月19日播種，采用大棚旱育苗移栽，育壯中苗，秧齡30～36 d，葉齡3.0～3.5葉，秧苗高13 cm左右，5月21日移栽，每叢基本苗數為4～5苗，確保每m2插植25叢以上，插秧規格30.0 cm×13.3 cm。采用間歇灌溉并曬田。除草措施及病蟲害防治同常規生產田。9月30日前后收獲測產。

2 結果與分析

2.1 對產量及其構成因素的影響

從表1可見，2個品種產量都表現為N3＞N2＞N1＞N0。龍粳26低氮處理產量與中、高氮處理間差異達顯著水平，而龍粳31不同施氮量處理間的產量差異不顯著；對施氮條件下產量構成因素的比較分析發現，在高氮水平下兩品種的群體穎花量增加，群體穗數增多，增施氮肥對每穗粒數、千粒重和結實率影響不大；氮肥利用率隨施氮量的增加呈逐漸降低的趨勢。

2.2 對穗部性狀的影響

表1 不同用量氮肥對水稻產量及其構成的影響

表2 不同氮肥總量對穗部性狀的影響

從表2可見，2個品種的穗長、株高隨著氮肥施用量的增加而增加，受精穎花數和每穗穎花數增多，經濟系數、著粒密度和單穗質量變大；在施氮量為161 kg/ hm2條件下，龍粳26的性狀表現突出，而龍粳31則在施氮量為138 kg/hm2條件下各項指標達到最大值（株高除外）。

2.3 對群體葉面積指數的影響

從圖1、圖2可見，不同施氮量對龍粳26和龍粳31抽穗期和成熟期葉面積指數有一定影響，其抽穗期和成熟期葉面積指數隨氮肥用量的提高有增大的趨勢；在成熟期龍粳26的低氮與中氮處理間差異不明顯，龍粳31抽穗期和成熟期低氮與中氮處理間差異不大。

2.4 對抽穗期群體干物質積累、葉面積與粒葉比的影響

從表3可見，龍粳26抽穗期群體干物質積累量以N2處理較多，高效葉面積率、群體葉面積指數則以N3處理較大，施氮處理間單位面積穎花數差異不明顯；龍粳31抽穗期群體干物質積累量、葉面積指數以N3處理較大，高效葉面積率以N1處理較大，單位面積穎花數則以N2處理較高。

2.5 對抽穗后群體光合物質生產的影響

圖1 不同氮肥用量對龍粳26葉面積指數的影響

圖2 不同氮肥用量對龍粳31葉面積指數的影響

從表4可見，龍粳26和龍粳31抽穗至成熟期的干物質積累量均以N3處理較高，光合勢、群體葉面積衰減率、群體生長率也以N3處理較大；施氮處理中，實粒/葉（cm2）、群體凈同化率、籽粒（mg）/葉（cm2）2個品種均以N1處理較高。

表3 不同氮肥用量對抽穗期群體干物質積累、葉面積組成與粒葉比的影響

表4 不同氮肥用量對抽穗后群體光合物質生產的影響

表5 不同氮肥用量對群體庫充實度與實際充實量的影響

2.6 對群體庫容充實度與充實量的影響

從表5可見，龍粳26和龍粳31的庫容量、群體穎花量、群體庫充實量隨著施氮量的提高而增加，實際結實率、理論最大結實率、實際千粒重、常年千粒重和充實度則有降低的趨勢。

2.7 對稻米品質的影響

從表6可見，增施氮肥使龍粳26和龍粳31的蛋白質含量明顯升高，食味值降低，直鏈淀粉含量處理間變化不大。

從表7可見，龍粳26的崩解值、最低粘度、峰值粘度、最終粘度值隨施氮量的增加而降低，而龍粳31隨施氮量的增加，只有最低粘度、峰值粘度、最終粘度值降低，崩解值卻升高。

3 結論與討論

不同施氮量處理對龍粳26和龍粳31的主莖葉齡動態沒有顯著影響，對抽穗期有一定影響，不施氮處理抽穗期比高氮處理早4～5 d，中低氮處理抽穗期比高氮處理早1～2 d。隨氮肥用量的提高，2個品種在抽穗期、灌漿期和成熟期的葉面積指數和上3葉SPAD值有變大趨勢；隨著施氮量的增加，2個品種的光合勢、群體生長率增加。隨著施氮量的增加，水稻群體最高莖數、最高分蘗數、分蘗穗數和分蘗穗比例有逐漸增加的趨勢。增加施氮量會使水稻總吸氮量增加。增施氮肥，品種的整精米率、蛋白質含量上升，精米白度、食味值降低；不同施氮量對直鏈淀粉含量影響不大。增施氮肥使水稻的峰值粘度、最低粘度、最終粘度值降低。

氮是植物體內氨基酸、蛋白質、核酸、輔酶以及光合色素分子等的組成成分，因此，葉片氮的營養狀況與許多生理過程密切相關[6]。王仁雷等[7]研究表明，水稻葉面積、RuBP羧化酶活性以及光合速率隨施氮水平的提高而增加，但氣孔密度在減少。吳良歡等[8]報道，增加施氮量可以提高水稻劍葉凈光合速率。然而，一些研究報告指出，增施氮肥不一定提高單位面積葉片的凈光合速率，而可能延長了光合速率峰值的持續期[9-10]。本研究發現，增施氮肥能明顯改善水稻生育后期的光合能力。

表6 不同氮肥總量對營養與蒸煮食味品質的影響

表7 不同氮肥總量對淀粉糊化特性的影響

本研究還表明，不同氮肥施用量對水稻群體質量的影響存在差異[15]。過量施用氮肥會導致增產效應下降以及氮肥報酬遞減。通過本試驗所得數據可以看出，氮肥施用量的多少決定著氮肥的吸收利用效率，氮肥的農學利用率隨著施氮量的增加而呈降低的趨勢。此結果說明，減少氮肥施用量是提高氮肥利用率的途徑之一，但氮肥施用量過低會造成水稻產量下降。因此，在實際生產中一定要兼顧二者。在本試驗條件下，施氮量以中等偏上比較適宜，產量與氮肥利用率之間能夠達到平衡。

[1]虞國平，朱鴻英.我國水稻生產現狀及發展對策研究[J].現代農業科技，2009（6）：122-126.

[2]王時幻.水稻氮肥運籌試驗[J].現代化農業，2008（6）：14-15.

[3]陸福勇，江立庚，秦華東，等.不同氮、硅用量對水稻產量和品質的影響[J].植物營養與肥料學報，2005，11（6）：846-850.

[4] 李國生，張耗，王志琴，等.氮素水平對水稻產量與品質的影響[J].揚州大學學報：農業與生命科學版，2007，28（4）：66-70.

[5]王秀芹，張洪程，黃銀忠，等.施氮量對不同類型水稻品種吸氮特性及氮素利用率的影響 [J].上海交通大學學報：農業科學版，2003，21（4）：325-330.

[6]黃見良，鄒應斌，彭少兵，等.水稻對氮素的吸收、分配及其在組織中的揮發損失[J].植物營養與肥料學報，2004，10（6）：579-583.

[7]王仁雷，李霞，陳國祥，等.氮肥水平對雜交稻汕優63劍葉光合速率和RuBP羧化酶活性的影響 [J].作物學報，2001，27（6）：930-934.

[8]吳良歡，陳峰，方萍，等.水稻葉片氮素營養對光合作用的影響[J].中國農業科學，1995，28（S）：104-107.

[9]劉宛，徐正進，陳溫福，等.不同氮系水平對直立穗型水稻品種群體光合特性的影響[J].沈陽農業大學學報，2001，32（1）：8-12.

[10]李文林，R S Sarkar,S K Nayak,等.施氮對香稻某些生理效應的研究[J].華南農業大學學報，1997，18（3）：13-17.

Effects of Nitrogen Amount on Population Quality and Grain Quality of Japonica Rice in North China

JIA Dong1,SUN Yajun1,HAN Lei2,LU Jingjing1,SONG Shuang1,DU Han1
（1Liaoning Saline or Alkaline Land Utilization and Research Institute,Panjin,Liaoning 124010,China;2Affiliated Experimental Farm of Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China;1st author:carredags@126.com）

Nitrogen is the composition of amino acid,protein,nucleic acids,coenzyme and pigments in photosynthesis,so its nutritional status is closely related to the physical processes.The effects of nitrogen amount on population quality,yield and grain quality of japonica rice in north China were studied in this paper.The results showed that with the increasing of nitrogen application,the leaf area index,photosynthetic potential and population growth rate were promoted;the highest rice stalk number,maximum tiller number, panicle number,proportion of tillers,the head rice rate and protein content were increased gradually;the whiteness,taste value,peak viscosity,low viscosity and final viscosity were decreased.The total amount of nitrogen had little effect on amylose content.

rice;nitrogen fertilizer;yield;quality

S511.062

A

1006-8082（2017）02-0071-04

2016－09－01

國家現代農業產業技術體系遼寧水稻創新團隊建設項目（遼農科[2013]271號）