不同肥料種類及運籌對水稻產量和外觀品質的影響

徐年龍，于洪喜，葉仁宏，王 升，王 飛，徐夢彬，周娜娜，王 振

（江蘇省鹽城農墾農業科學研究所，江蘇鹽城224341）

水稻是我國主要農作物，是全國人民的主要口糧之一。隨著水稻品種的改良、生產技術的進步，我國糧食產量已實現了“十二連增”，達到2億多t，不僅滿足了基本需求，而且出現連年有余。人民的生活水平有了很大提高，這也直接導致了人們對稻米品質的要求越來越高，糧食數量與質量二者結構性的矛盾愈發明顯，從市場表現為國內糧食價格的兩級分化，低端劣質糧食無人問津，賣不出價；而高端優質稻米受到人們追捧，價格持續走俏。針對這種狀況，中央提出了發展優質稻產業，推進糧食供給側結構性改革的意見。

江蘇農墾實行水稻規模化生產已有多年歷史，機械化程度高，技術體系完備，水稻產量水平較高，可歸因于水稻生產上主打品種均為高產品種，生產技術規程也以高產為導向。近年來，江蘇農墾水稻產量水平上了新的臺階，也摸到了“天花板”，存在產量高而米質不理想的“稻強米弱”現象[1]，于是經過更新換代，使目前優質稻品種在江蘇墾區種植結構中所占比重達到50%以上。稻米的產量和品質除受品種自身遺傳因素控制外，環境因素、肥料施用等栽培措施均對其有較大的影響。而不同肥料種類對稻米品質性狀的影響存在較大差異，對加工和外觀品質影響則較明顯[2-3]。如采用腐熟稻草型有機肥，可以提供較多的腐植質膠體，降低土壤容重，改善土壤結構，提高土壤的保水蓄肥能力，有利于水稻根系的生長和水稻對養分的吸收，還能提高土溫[4]，且該有機肥與無機肥的配施可以促進肥料之間的螯合能力，增強肥料效應[5]。

如何保證優質水稻品種能夠生產出優質稻米，從關鍵環節肥料入手，以解決“稻強米弱”的現象為本研究的主要目的。目前各種新型肥料的應用研究雖然較多，但方向較為分散，尚沒有針對主栽優質稻品種進行系統的應用探索，結論也各不相同。本研究從肥料種類及運籌著手，探究不同種類肥料及運籌對當前主栽優質水稻品種產量和外觀品質的影響，為墾區水稻優質栽培技術集成提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種：華粳3號，以秀水11為母本、泗稻10號為父本雜交選育而成的遲熟中粳稻品種。據農業部稻米及制品質量檢測中心2002年檢測，米質理化指標達到國標一級優質稻谷標準。

肥料：無機肥料[尿素（含 N 量 46%）、P、K肥]、有機肥料（大華生物有機肥料，以腐熟秸稈為主要原料，絮狀固體，含氮量＜5%，有機質含量＞50%）、微量元素肥（三碘多微素，由山東三碘生化科技有限公司生產）、葉面硅肥（“倍優特”葉面硅肥，由煙臺易宸生物科技有限公司生產）、活性硅鈣肥（南京佳瑪馳生態工程有限公司生產）。

1.2 試驗時間及試驗地概況

試驗于2016年在江蘇省鹽城農墾農業科學研究所 1#試驗田 9#地（120.28°E、33.68°N）進行。前茬作物為小麥，試驗田塊土壤肥力中等偏上，肥力較均勻，地勢平坦，排灌方便。

根據2016年氣象資料記錄，試驗所在地6月上旬至7月下旬，平均氣溫為26.6℃，比歷年上升1.6℃；日照時數為267.1 h，比歷年下降66.2 h；降水量為273.1 mm，比歷年減少85.5 mm；8月中旬至9月上旬，平均氣溫為25.3℃，比歷年下降0.05℃；降水量為151.7 mm，比歷年少13.1 mm；日照時數為124.9 h，比歷年少46 h。9月中旬至10月中旬，平均氣溫為20.3℃，比歷年上升0.7℃；降水量為213.1 mm，比歷年增加135 mm。日照時數為164.1 h，比歷年減少58.3 h。

1.3 試驗設計

試驗采用大區設計，每個大區200 m2，每個處理重復3次。大區間用薄膜覆蓋土埂隔離。采用9寸硬盤育秧，2016年5月20日機械流水線硬盤落谷，6月18日人工拉線移栽，株行距25.0 cm×12.4 cm，密度32.2萬穴/hm2，每穴4苗。移栽秧齡4.5葉左右，移栽后7 d施第1次分蘗肥，移栽后14 d施第2次分蘗肥，倒4葉施促花肥，倒2葉施保花肥，水漿管理與病蟲害防治同大田生產。

設置8個大區處理，各處理均單獨增施P、K肥，常規處理總N量為322.5 kg/hm2，肥料用量運籌比例：基肥30%，第1次分蘗肥20%，第2次分蘗肥10%，促花肥20%，保花肥20%。

表1 不同肥料種類與運籌處理設計

1.4 測定項目與方法

全區收割計算實際產量，每個處理取樣10穴考察株高、穗長、實粒數、千粒質量等農藝性狀，曬干揚凈后取樣檢測外觀品質指標，主要包括糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率及堊白度。

2 結果與分析

2.1 華粳3號產量及產量結構分析

從表2中可以看出，不同處理產量大小表現為無氮區＜處理A＜處理C＜處理B＜常規處理＜處理D=處理E＜處理F，其中處理A比無氮區增產1.0%，增產不顯著，比常規處理減產0.77 t/hm2，減產7.2%。處理B、處理C產量隨著有機肥料用量的減少，無機氮肥用量的增加呈增加趨勢，但是均低于常規處理。由此可以看出本試驗采用的有機肥與常規無機氮肥不存在相互替代的關系，該有機肥以腐熟秸稈為主體原料，本身含有的氮含量低，且多處于不可利用狀態，單純施用該類有機肥會因為氮量過低引起水稻生長量不足，造成嚴重減產。處理D比常規處理增產0.10 t/hm2，增產0.9%，即在常規施肥基礎上增施微量元素肥，對產量增幅不顯著。微量元素肥在一定程度上能夠提升水稻抗倒伏能力。處理E比常規處理增產0.10 t/hm2，增產比例0.9%，增產不顯著。處理F比常規處理增產0.44 t/hm2，增產比例4.1%，增產顯著（P＜0.05），但處理F的增產特征表現為有效穗數顯著高于常規處理（P＜0.05），千粒質量低于常規處理，實粒數略高于常規處理，倒伏時間最早，倒伏程度最重，高峰苗最高，活性硅鈣肥能夠促進水稻的前期分蘗，增加群體分蘗數。

表2 不同肥料種類與運籌下華粳3號產量及產量結構

2.2 華粳3號產量及產量要素相關性分析

根據表3結果，華粳3號實際產量與有效穗數、千粒質量的相關系數分別為0.969、-0.815，達到極顯著水平 (P＜0.01)，與實粒數的相關系數為0.673，達到顯著水平(P＜0.05)。有效穗數與實粒數、千粒質量的相關系數分別為0.762、-0.740，達到顯著水平(P＜0.05)。千粒質量與實粒數的相關系數為-0.690，達到顯著水平(P＜0.05)。總體看，對實際產量影響最大的因素是有效穗數，而千粒質量與有效穗數、實粒數的相關系數為負數，千粒質量隨著有效穗數、實粒數的增加而下降，呈負相關趨勢。

表3 不同肥料種類與運籌下華粳3號產量及產量要素相關性分析

2.3 華粳3號稻米加工及外觀品質分析

如表4所示，華粳3號從糙米率來看，各處理間差異不顯著，無明顯規律。從整精米率來看，無氮區＞處理A＞處理B=處理C＞常規處理，無氮區整精米率最高，隨著有機肥料用量的減少，無機肥料施用量的增加，整精米率呈下降趨勢，主要原因是氮量增加，穗容量增加，灌漿時間拉長，受氣候條件影響，下部籽粒灌漿不充分，不完善粒增加；而處理E＞處理D＞常規處理＞處理F，說明在常規施肥的基礎上施用活性硅鈣肥能夠降低整精米率。從堊白粒率來看，無氮區＞處理A＞處理C＞處理B＞常規處理，無氮區堊白粒率最高，隨著有機肥料用量的減少，無機肥料施用量的增加，堊白粒率呈增加趨勢，常規處理明顯低于前面4個處理；而處理E＞處理D＞常規處理＞處理F，說明在常規施肥的基礎上施用活性硅鈣肥能夠降低堊白粒率。從堊白度來看，無氮區＞處理A＞處理B＞處理C＞常規處理，無氮區堊白度最高；其次，處理B顯著低于處理C（P＜0.05），常規處理顯著低于無氮區、處理A和處理C（P＜0.05）；而處理E＞處理D＞常規處理＞處理F，說明在常規施肥的基礎上施用活性硅鈣肥能夠降低堊白度。

表4 不同肥料種類與運籌下華粳3號稻米外觀及加工品質

3 結論與討論

2016年江蘇鹽城當地氣候條件對水稻生長影響具體表現為：在水稻移栽期和分蘗期，高溫少雨，前期發苗較為有利，擱田到位，有效控制無效分蘗；拔節孕穗期和抽穗期溫度適宜，光照減少，較往年抽穗期推遲；灌漿期雨水過多，光照嚴重不足，使得水稻光合作用減弱，灌漿不足，從而降低千粒質量和結實率，影響了產量水平。

本研究結果表明，排除無氮區，處理A在基肥期一次性施入大華生物有機肥，產量最低，外觀品質最差，且隨著有機肥料用量的減少，無機氮肥用量的增加，產量、外觀品質均呈上升趨勢，說明單純施用“大華”有機肥并不能夠起到提升稻米外觀品質的作用，因有機肥料的含氮量極低，且處于不可利用狀態，即使大量施用也不能替代無機氮肥在水稻生長中的作用，建議在生產中，保證在正常肥料施用的基礎上額外施用。楊澤敏等研究表明，隨著氮肥施用量的增加，稻米的外觀品質變劣，堊白米率和堊白度隨著施氮量的增加而呈上升的趨勢[6-10]，與本試驗結論相悖，主要原因在于試驗處理設計的氮量很低，氮量水平尚未達到降低稻米外觀品質的拐點，當然也與當年氣候、試驗品種有一定的關系。

從產量上看，處理D、處理E、處理F的產量均高于常規處理，其中處理F的增產效果最明顯，表明微量元素肥、葉面硅肥、活性硅鈣肥均起到了增產的效果，其中處理F活性硅鈣肥增產效果最明顯。處理D、處理E的外觀品質均低于常規處理，處理F的外觀品質明顯高于常規處理，即施用微量元素肥（處理D）、葉面肥（處理E）在提高了千粒質量的同時反而可能會降低稻米的外觀品質，同時微量元素肥具有提升水稻植株抗倒能力的作用。活性硅鈣肥在明顯提升水稻產量的同時，對外觀品質亦有明顯的提升作用。

根據產量及產量要素相關性分析結果，不同處理對產量影響最大的因素是有效穗數，達到極顯著正相關；產量與千粒質量的相關系數為-0.815，這與本試驗選用材料華粳3號品種特性有關，千粒質量與有效穗數、實粒數的相關系數均為負數，關聯到產量上最終表現為負相關。同時，也與水稻的“源庫流”的協調性有關，庫的大小主要受水稻分蘗能力、成花能力和受精結實能力所支配；而源的生產與積累則主要取決于根、葉等器官發育及其吸收、光合、呼吸等生理活動；至于流的狀況除與莖稈發育密切相關外，還顯著受制于稻株體內各種代謝活動。有效穗數、實粒數的增加提升了庫容量，而在“源”“流”受氣候等條件的影響下，提升不容易，最終表現為千粒質量的下降[11-12]。