不同施氮量對鹽堿地水稻產量及品質的影響

嚴凱蔣玉蘭肖天晶戴其根,2*

（1揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室，江蘇揚州225009；2揚州大學農業部長江流域稻作技術創新中心，江蘇揚州225009；*通訊作者：qgdai@yzu.edu.cn）

不同施氮量對鹽堿地水稻產量及品質的影響

嚴凱1蔣玉蘭1肖天晶1戴其根1,2*

（1揚州大學江蘇省作物遺傳生理重點實驗室，江蘇揚州225009；2揚州大學農業部長江流域稻作技術創新中心，江蘇揚州225009；*通訊作者：qgdai@yzu.edu.cn）

以南粳9108為試驗材料，研究了施氮量對鹽堿地水稻產量及品質的影響。結果表明，在一定范圍內，水稻產量隨著施氮量的增加而增加，在施氮量為20 kg/667m2時產量最高；鹽堿地條件下，增施氮肥會增加稻米的堊白粒率、堊白度和蛋白質含量，降低直鏈淀粉含量；此外，施氮量的增加還會顯著降低稻米的蒸煮品質與食味品質。

水稻；施氮量；產量；品質；鹽堿地

我國耕地資源緊缺，東部沿海不僅經濟發達，而且是傳統的水稻主產區，“人、地、糧”矛盾突出，沿海灘涂無疑成為重要的后備耕地資源。北起遼寧，南至廣西，我國沿海灘涂總面積220萬hm2以上，其中以江蘇面積最大，達67萬hm2，占全國的近1/3。這些灘涂大多連片集中分布，且繼續淤長，加上雨熱同季、雨量豐沛，一直是開發利用的重點。截止2012年，僅江蘇沿海灘涂圍墾面積就達28萬hm2，按照60%的比例可以用于耐鹽水稻新品種的種植，其面積達17萬hm2。到2020年，江蘇沿海灘涂計劃在鹽城射陽河口至南通東灶港之間進行圍填，形成18萬hm2左右的土地后備資源，相當于又增加了一個中等規模行政縣的土地[1]。

水稻常作為鹽堿地土壤改良的“先鋒”作物，利用其一定的耐鹽堿性和灌溉水生的獨特優勢，可以加快鹽堿土的脫鹽與有機質的積累，實現鹽堿土的改良利用。但水稻在鹽堿地栽培，往往不能取得高產優質[2-3]。前人對鹽堿地種植水稻的研究多集中在適應品種的選育、適合密度的探究方面[4-7]，對鹽堿地水稻種植的適宜施肥量，及施肥量與水稻產量、品質關系的研究相對較少。因此，本試驗以優質軟米南粳9108為材料，在江蘇省射陽縣的鹽堿地上，模擬機插條件，設置了6個不同氮肥水平處理，研究氮肥用量對水稻產量及稻米食味特征的影響，以期為鹽堿地水稻的高產優質栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和試驗材料

供試材料為遲熟中粳型軟米品種南粳9108。試驗于2014-2015年在江蘇射陽順泰農場進行。土壤為沙壤土，耕作層電導率為2.5~3.5 ms/m，pH值在8.0~8.7之間，堿解氮66.42 mg/kg，速效磷22.19 mg/kg，速效鉀93mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗以純N用量不同共設6個處理：N0，0 kg/667 m2；N14，14 kg/667 m2；N17，17 kg/667 m2；N20，20 kg/ 667m2；N23，23 kg/667m2；N26，26 kg/667 m2。每個處理3次重復，隨機區組排列，每個小區30 m2，各個小區之間做埂，并用塑料薄膜覆蓋埂體，保證單獨排灌，防止竄肥。氮肥中基蘗肥∶穗肥=6∶4，基蘗肥中基肥與分蘗肥比為5∶5。分蘗肥分2次施，第1次在栽后7 d施，第2次在栽后14 d施。穗肥也分2次施用，分別在倒4葉和倒2葉施，用量各占50%。同時每個小區施用過磷酸鈣40 kg/667m2作為基肥。5月12日播種，秧齡27 d，人工模擬機插，栽插規格為30 cm×12 cm，每叢4苗。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 產量及產量構成

成熟期每個小區收割100叢測定實際產量；每個小區隨機取5叢有代表性的稻株，測定產量構成。

1.3.2 稻米品質

水稻收獲后脫粒，攤曬后儲藏3個月，待理化性質穩定后，每個處理稱取6份，每份130 g稻谷，按照GB/ T 17891-1999測定糙米率、精米率、整精米率、粒長、粒寬、長寬比、堊白粒率、堊白度。用FOSSTECATOR公司生產的Infratec 1241 Grain Analyzer近紅外快速品質分析儀測定精米樣本的總蛋白含量和直鏈淀粉含量。采用米飯食味計（STA1A，日本佐竹公司）測定米飯的香氣、光澤、完整性、味道、口感的評分和綜合評分值。

表1 不同施氮水平下的水稻產量及其構成因素

表2 不同施氮量水平下的稻米碾磨加工品質和外觀品質

1.3.3 米粉RVA譜特征

采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司的Super 3型RVA（rapid viscosity analyzer）快速測定，用TWC（thermal cycle for windows）配套軟件分析數據。按照AACC（美國谷物化學家協會）規程（1995-61-02）和RACI標準方法，當米粉含水量為12.00%時，取3.00 g樣品加25.00 g蒸餾水。在攪拌中，罐內溫度于50℃保持1.0 min，以11.84℃/min的速度上升至95℃（3.8 min）保持2.5 min，再以11.84℃/min的速度下降至50℃并保持1.4min。攪拌器的轉動速度在起始10 s內為960 r/min，之后保持在160 r/min。稻米RVA譜特性用最高黏度（peak viscosity）、熱漿黏度（hot viscosity）、最終黏度（final viscosity）3個一級參數和崩解值（breakdown，最高黏度與熱漿黏度之差）、消減值（setback，最終黏度與最高黏度之差）、回復值（consistence，最終黏度與熱漿黏度之差）3個二級參數表示，單位為cP（centiPoise），同時記錄起始糊化溫度（pasting temperature）。

1.4 數據計算和統計分析

用Microsoft Excel和DPS軟件統計分析數據和作圖，采用最小顯著差數法（LSD）進行多重比較。因2年的試驗結果趨勢基本一致，試驗結果以2年的平均值表示。

2 結果與分析

2.1 施氮量對水稻產量及產量構成的影響

由表1可知，南粳9108的產量隨著施氮量的增加呈現先上升后下降的趨勢，在N20處理時產量最高，隨后略有下降，但下降不顯著；有效穗數同樣隨著施肥量的增加呈先上升后下降的趨勢，在N20處理時最多，且施氮量對有效穗數影響較大，除N20處理和N23處理、N23處理與N26處理差異不顯著外，相鄰施肥水平處理都存在顯著差異；每穗粒數隨著施氮量的提高而增多；千粒重和結實率隨著施氮量的提高呈下降趨勢，但千粒重除N0處理外，施氮處理之間并沒有顯著差異，說明氮肥對千粒重的影響較小；結實率隨施肥量的增加而下降，N23、N26處理極顯著低于其他處理。

2.2 施氮量對稻米品質的影響

2.2.1 對碾磨加工品質的影響

由表2可知，施氮量對稻米的碾磨加工品質有一定影響，但作用不明顯。糙米率在6個處理之間有起伏波動，但沒有顯著差異；精米率和整精米率都隨著施氮量的增加而呈現上升趨勢，但除了N0處理外，施氮處理之間的差異并沒有達到顯著水平。說明稻米的研磨加工品質受氮肥影響較小。

2.2.2 對外觀品質的影響

由表2可以看出，隨著施氮量的增加，稻米的粒長、粒寬、長寬比均有所增加，但除了N0水平下的粒長、粒寬顯著變短外，其他處理間無顯著差異。施氮量對堊白的影響較大，隨著氮肥用量的增加，堊白粒率和堊白度增加，最高的N26處理較最低的N0處理分別高出2.51個和0.49個百分點。

表3 不同施氮量水平下米飯食味品質特征

表4 不同施氮量水平下淀粉RVA譜特征值

圖1 不同施氮量水平下的稻米直鏈淀粉含量

圖2 不同施氮量水平下的稻米蛋白質含量

2.2.3 對營養和蒸煮食味品質的影響

從圖1和圖2可以看出，隨著施氮量的提高，直鏈淀粉含量下降，且個別處理之間存在顯著差異；而蛋白質含量則隨著施氮量增加呈現上升趨勢，低氮（N0）、中氮（N14、N17、N20）和高氮（N23、N26）處理之間存在顯著差異。由表3可知，隨著施氮量增加，米飯的香氣、光澤、味道、口感都會降低，且高施氮量和低施氮量之間存在極顯著差異，而米飯的完整性隨著施氮水平提高呈上升趨勢，綜合前面5個指標得出，米飯的食味值隨著施氮量增加呈下降趨勢，且處理間的差異顯著。

2.2.4 對稻米淀粉RVA譜特征值的影響

由表4可以看出，施氮量與最高黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值均呈負相關關系，與消減值呈正相關關系，由消減值和崩解值得到的回復值隨著施氮量的增加而減小。從參數也可以看出，峰值黏度時間和糊化溫度與施氮量之間沒有顯著相關性。

3 討論

3.1 施氮量對水稻產量及產量構成的影響

鹽堿地多為肥力較差的耕作土壤，水稻生長易形成弱苗，且多數水稻受鹽脅迫，分蘗較少，不易高產[8]。增施氮肥是提高水稻產量的有效途徑，但施氮量并非越多越好，研究[9-12]表明，當施氮量達到一定水平后，再增施氮肥反而會導致植株貪青遲熟、千粒重下降、結實率降低、易倒伏，并且會加重鹽堿地的土壤板結。樊紅柱等[13]在四川的試驗表明，隨著施氮量增加，水稻產量呈現先上升后下降的趨勢，且在施氮量10 kg/667 m2時達最高產量。而在山地丘陵地區，陳安強等[14]兼顧環境因素認為，福建、四川、云南、江西的容許施氮量為9.0～12.0、10.3～12.4、15～15.8和12.3～16.6 kg/667 m2。張學軍認為，在寧夏黃灌區水稻高產的最佳施氮量為16 kg/667 m2。本研究得出的結論與前人研究結果基本一致，但最高產施氮量為20 kg/667m2，較前人的研究結果更高，造成這種差異的原因有很多，除了地理區位和品種需肥特性不同外，還有一個不可忽略的原因是鹽堿地水稻氮素利用效率低，因此需要施用更多的氮肥，這與李銳[15]的研究結果一致，該研究認為，低肥力土壤上水稻吸收的氮素轉化為產量的能力更低。

水稻產量的形成不是單一因素決定的，而是由各個不同的產量結構組合而成。魏海燕[16]等以南粳46為材料研究后發現，隨著施氮量增加，南粳46單位面積穗數先增加后減少，每穗粒數則呈現上升趨勢。黃元才等[17]認為，單位面積穗數和每穗粒數受氮肥的影響較大，屬于產量構成因素中的氮肥反應敏感因子。本試驗研究結果與前人研究大致相同，但據王才林等[18]研究表明，南粳9108的結實率在93%以上，但本研究中除了N20處理外，其他處理結實率均低于93%，這里的結實率下降可能是由于鹽脅迫導致水稻孕穗期花藥不育造成的。

3.2 施氮量對稻米品質的影響

3.2.1 施氮量對稻米加工品質的影響

施氮量對稻米的加工品質影響較小，前人研究結果不一。楊志根等[19]以嘉興香米為材料，研究后認為，施氮量的增加會導致糙米率、精米率和整精米率的下降。而張岳芳等[20]進行的兩優培九盆栽試驗則表明，施氮量的增加會提高加工品質；魏海燕等[21]以超級粳稻為材料同樣得到此結論。本試驗結果表明，施氮量的增加會略微增加精米率和整精米率，這可能是由于氮肥的施用具有擴源強庫的功效，有利于促進籽粒的灌漿充實，使胚乳結構相對致密，提高精米率的同時，使谷粒硬性增加，能獲得較高的整精米率。

3.2.2 施氮量對稻米外觀品質的影響

劉建等[22]研究表明，大田施氮量在0~30 kg/667 m2范圍內，隨著施氮量增加，稻米堊白減少，堊白度下降，外觀品質明顯改善。而殷春淵等[23]研究發現，隨著施氮量的增加，新稻22的堊白粒率和堊白度都顯著增加。魏海燕等[21]則認為，施氮量對堊白的影響因品種而異，品種間差異很大。施氮量對稻米的外觀品質具有明顯的調節作用，本試驗研究結果表明，在鹽堿地栽培，施氮量的增加會導致南粳9108堊白粒率和堊白度增加。同時，本研究還發現，施氮量的增加會略微增加稻米的粒長和粒寬，但并不會改變長寬比。這個結果與張上都等[24]在Y兩優585上的試驗結果基本一致。

3.2.3 施氮量對稻米營養及蒸煮食味品質的影響

近年來，隨著人們生活水平的提高，稻米的營養品質和蒸煮食味品質越來越得到人們的重視，國內外在稻米營養與蒸煮食味品質方面做了較多的研究[25-28]。蛋白質含量是評價稻米營養品質的重要指標，王慧貞等[29]認為，施氮量增加會提高稻米蛋白質含量。本研究中，隨著施氮量增加，蛋白質含量呈上升趨勢，且N0處理極顯著低于其他處理。林桂海等[30]研究表明，施氮量對稻米直鏈淀粉含量有極顯著影響。許仁良等[31]發現，隨著施氮量增加直鏈淀粉含量顯著增加。魏海燕等[16]則認為，施氮量增加會導致稻米直鏈淀粉含量降低。本試驗研究結果與魏海燕等的相同。

姜元華等[32]對南粳9108和南粳5055試驗發現，氮肥水平和品種對粳型軟米食味品質與質構特征具有顯著影響，增加施氮量降低了供試品種米飯的口感、光澤、味道和香氣，但增加其完整性。楊靜等[33]則認為，供氮水平對氮肥的響應程度取決于水稻的品種特性。高輝等[34]根據水稻蒸煮食味特性對氮肥使用量的響應將粳稻分為氮遲鈍型、氮中間型和氮敏感型，同樣說明了不同品種的食味品質對氮肥響應程度不同。本試驗結果認為，增施氮肥顯著降低了南粳9108的口感、光澤、味道和香氣，但對完整性有顯著提高。相較于姜元華對南粳9108的研究，本試驗結果顯示，N0、N14、N17、N20、N23和N26的施氮水平下南粳9108食味值分別為77.31、75.10、73.96、71.03、67.71和66.51，均高于姜元華等得到的均值61.93，該結果與張鵬里等[35]的研究結論相同。研究表明，濱海鹽堿土壤、質地較輕土壤、沖積層土壤、灰褐色土壤的土型以及富含有機質、磷、鎂、硅、鋅的土壤，生產出的稻米食味較好。張鵬里等[35]認為，濱海鹽堿土壤生產的稻米之所以食味較好，其主要原因是該稻田土壤曾長期受海潮侵襲，氯化鎂含量較高，而鎂對稻米蒸煮食味品質有重要影響。

3.2.4 施氮量對稻米淀粉RVA譜特性的影響

稻米淀粉的RVA譜特性是評價稻米品質的重要指標[36]，與蒸煮食味品質有著密切的聯系，其特征的變化直接影響稻米的蒸煮食味品質。隋炯明等[37]研究得出，RVA譜特征值除最高黏度（PKV）外，其他指標與主要的食味品質之間存在極為密切的關系，以測定的RVA譜特征值反映稻米的食味品質優劣具有可行性。舒慶堯等[38-39]也認為，崩解值大、消減值絕對值小的的稻米蒸煮食味好。但李剛等[40]發現，只有低直鏈淀粉含量的水稻品種（10%＜直鏈淀粉含量＜20%）的蒸煮食味品質才和RVA有顯著相關性。本試驗材料南粳9108屬于低直鏈淀粉含量品種，因此，蒸煮食味品質與RVA譜特征值具有顯著相關性。本試驗研究表明，施氮量越低，熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值越高，其蒸煮食味品質更好。

4 結論

鹽堿地水稻的產量對氮肥有顯著的響應。本試驗中，隨著施氮量的增加，水稻產量呈先上升后下降的趨勢，在施氮量為20 kg/667m2時產量最高，達688 kg/ 667m2。因此，鹽堿地水稻生產上在增加施氮量的同時也要注意控制氮肥的增量。從產量構成因素來看，增加施氮量會顯著提高有效穗數，鹽堿地栽培條件下，水稻分蘗少，因此適當增施氮肥增加分蘗在生產中很有必要。但更要注意到的是施氮量提高會導致結實率顯著下降，鹽堿地水稻的結實率原本較低，因此更容易在過量增施氮肥后出現大量水稻不結實的情況，生產上要切忌盲目增施氮肥。

施氮量同時也會影響稻米的品質。稻米加工品質受品種遺傳特性較大，一般沒有顯著變化，外觀品質方面，稻米的粒型并無多大變化，但增施氮肥會顯著增加稻米的堊白。鹽堿地種植的稻米食味品質好于一般土壤中種植的稻米，但施氮量增加仍然會導致蒸煮食味品質的下降。因此，生產上施氮要注意協調產量和品質，進行定向定量施肥，實現鹽堿地水稻生產的高產和優質。

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Effects of Nitrogen Amount on Grain Yield and Quality of Rice on Saline-alkaline Land

YAN Kai1,JIANG Yulan1,XIAO Tianjing1,DAIQigen1,2*
（1Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009,China;2Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley,Ministry of Agriculture,Yangzhou,Jiangsu 225009,China;*Corresponding author:qgdai@yzu.edu.cn）

A field experimentwas conductwith Nanjing 9108 asmaterial.The effect of nitrogen fertilizer application on rice yield and quality on saline-alkaline land were studied.The results showed that the yield improved with nitrogen fertilizer application increased within a given range,and it obtained the maximum yield under nitrogen fertilizer application of 20 kg/667 m2;the chalky rice rate, chalkiness degree and protein content of rice were increased with the increasing amount of nitrogen fertilizer,while amylose content of rice was decreased.In addition,the eating characteristic properties of rice also decreased.

rice;nitrogen fertilizer application;yield;quality;saline-alkaline land

S511.062

：A

：1006-8082（2017）03-0035-06

2016－12－08

國家科技支撐計劃（2015BAD01B02）；江蘇省重點研發計劃（BE2015337）