不同養分管理模式對水稻產量和品質的影響

陳光莉， 羅德強， 王榮基， 陳 東， 何 松

(1.貴州省正安縣農業農村局， 貴州 正安 563499； 2.貴州省農業科學院 水稻研究所， 貴州 貴陽 550006； 3.貴州大學 農學院， 貴州 貴陽 550006)

水稻是人類最重要的糧食作物，化肥作為水稻生產上養分最重要的提供來源，對水稻生產有重要作用。適當的化肥用量和合適的施用方法能確保水稻產量水平的正常發揮，也能提高肥料利用效率及水稻的品質。但目前水稻生產上氮肥不合理施用的現象極為普遍，導致肥料利用率低。因此，研究不同養分管理模式對水稻產量和品質的影響，對水稻生產提質增效具有重要作用。隨著水稻生產水平的逐步提高，化肥的投入量也越來也大，但過量的化肥投入和施用方法不合理給生態環境帶來巨大壓力[1]。有研究表明，我國水稻生產的化肥利用率遠低于發達國家[2]。合理施用化肥是提升肥料利用的重要途徑之一，氮、磷、鉀配比并運用適當的施肥方式可以顯著提高水稻產量[3-7]。丁小媛[6]研究得出，水稻最佳施肥量為氮肥225 kg/hm2，該條件下可實現水稻高產；而張上都等[8]研究認為，氮肥施用量為300 kg/hm2，可提高產量的同時還可提高稻米出糙率、精米率和整精米率。廖玉萍等[9]研究表明，有機肥和氮磷鉀肥配合施用能夠大幅度提高稻麥產量。隨著人民生活水平的提高，水稻生產也由單純追求高產的數量型向優質轉變[10]，但水稻品質除受品種本身遺傳特性影響外，還受栽培措施等外界環境的影響[11-12]。朱大偉[13]研究顯示，加工品質及外觀品質部分指標隨穗肥增加而上升，食味品質隨穗肥比例的增加而下降[13-14]。當基蘗肥與穗肥比例約為6∶4時，外觀品質降低，加工品質和蛋白質含量提高[15-16]。近年來，隨著人民生活水平的逐漸提高和農業產業結構調整，優質稻米受到親睞。正安縣水稻生產中優質稻面積約占水稻面積的50%，特別是以宜香優2115為主的水稻品種應用面積越來越大，但由于受傳統栽培模式的影響，水稻產量徘徊不前。為了加快推進該地區優質稻生產，使優質稻生產能在提高產量的同時，又能保持原有品質或略有提高，以生產上應用面積較大的宜香優2115和豐優香占為材料，在中等肥力的土壤條件下，比較傳統施肥管理模式和精確施肥管理模式的水稻產量和稻米品質差異，探明不同養分管理模式對水稻產量和品質的影響，為進一步合理制定水稻優質高產栽培養分管理措施提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019在正安縣瑞溪鎮三把車村進行，海拔620 m，試驗地土壤有機質44.52 g/kg，全氮1.96 g/kg，堿解氮185.08 mg/kg，速效磷26.92 mg/kg，速效鉀254.06 mg/kg，試驗田塊排灌方便。

1.2 材料

1.2.1 水稻品種 供試水稻品種為宜香優2115和豐優香占，均由貴州金農科技有限責任公司提供。

1.2.2 肥料 試驗用肥為尿素(N≥46.2%)，過磷酸鈣(P2O5≥12.0%)，氯化鉀(K2O≥60.0%)，復合肥(N︰P2O5︰K2O=15%︰15%︰15%)，供試肥料均為市購。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 試驗以養分管理模式為研究對象，設置傳統施肥管理模式(Traditional fertilization mode，TFM)和精確施肥管理模式(Precise Fertilization Model，PFM)2個處理。傳統施肥管理模式(TFM)：按照當地大面積水稻生產模式進行，移栽規格為26.6 cm×26.6 cm，移栽前施復合肥50 kg/667m2作底肥，移栽后7～10 d施尿素5 kg/667m2作追肥，從移栽至水稻成熟田間保持淹水狀態。精確施肥管理模式(PFM)：移栽規格為33.3 cm×16.5 cm，總施用尿素26.1 kg/667m2(折合純氮 12 kg/667m2)，氮︰磷︰鉀為1︰0.5︰1，具體施肥方式為移栽前施過磷酸鈣50 kg/667m2、氯化鉀10 kg/667m2、尿素9.4 kg/667m2作底肥，移栽后5 d施尿素6.3 kg/667m2作分蘗肥，拔節期施氯化鉀10 kg/667m2，倒4葉和倒2葉期施尿素7.3 kg/667m2和3.1 kg/667m2作促花肥和?；ǚ?。水分管理為移栽后淺水，N-n期排水曬田，抽穗揚花期干濕交替。采用大區對比形式，同田安排PFM和TFM養分管理模式，每種養分管理模式面積150 m2(10 m×15 m)，四周筑埂并用薄膜包埂，防止串肥。

1.3.2 調查取樣 水稻成熟期，每個大區采取對角線3點調查，每點10穴，同時取樣1穴用于室內考種，將3點共3穴考種結果平均后計算理論產量。收割時，每種模式按對角線3點取樣法，每點取出田谷1 kg，其余的收割后曬干、除雜，稱重計產。將各點取樣的稻谷分別在室內自然風干，然后將相同養分管理模式的3個樣混合，剔除雜質后稱重，將重量計入總產。將風干去除雜質的樣品取0.5 kg，按照NY/T 593-2013《食用稻品種品質》標準檢測稻米品質。

2 結果與分析

2.1 不同養分管理模式水稻的產量

從表1看出，同一品種采用不同的養分管理模式產量有差異。精確施肥管理與傳統施肥管理模式相比，宜香優2115平均增產1 231.5 kg/hm2，增幅14.5%；豐優香占平均增產940 kg/hm2，增幅10.8%。從產量構成因素看，2種模式產量差異的主要原因是單位面積有效穗差異較大，其次是穗粒數，因此導致群體穎花量有較大差異，穎花量精確施肥模式宜香優2115比常規模式高24.9%，豐優香占比常規模式高14.4%。2個品種不同模式下的結實率和千粒重差異不大。

表1 不同養分管理方式水稻的產量及其產量構成因子特征

2.2 不同養分管理模式水稻的加工品質

從表2看出，不同養分管理模式對水稻糙米率和精米率影響不大，但對整精米率有影響，宜香優2115和豐優香占2個品種結果基本一致，均表現為傳統施肥管理模式比精確施肥管理模式的整精米率偏高，宜香優2115高3.7百分點，豐優香占高1.4百分點。

表2 不同養分管理模式水稻的加工品質

2.3 不同養分管理稻米的外觀品質

從外觀品質看(表3)，相同品種在不同養分管理條件下，粒長、長寬比、透明度無差異，堊白粒率和堊白度差異不明顯。但從2個品種看，相同養分模式下，不同品種間外觀品質差異較大，可能稻米外觀品質由品種本身遺傳特性決定所致。

2.4 不同養分管理稻米的食味及營養品質

從表4看出，不同養分管理的稻米堿消值沒有差異，膠稠度以傳統施肥管理模式略高于精確施肥管理模式，直鏈淀粉含量基本沒有差異，蛋白質含量差異較大，精確施肥條件稻米的蛋白質含量高于傳統施肥管理模式，其中，宜香優2115高0.9百分點，豐優香占高0.27百分點。說明在水稻生長后期施用氮肥能促進稻米中蛋白質含量的提高。

表3 不同養分管理模式稻米的外觀品質

表4 不同養分管理模式稻米的食味及營養品質

3 結論與討論

關于氮肥對水稻產量的影響目前研究較多，針對不同的品種或研究區域可能有一些差異，但其研究結果的變化趨勢基本一致。而對稻米品質而言，不同的研究者用不同的品種在不同的區域研究結果不盡一致。有研究認為，抽穗后追肥能提高整精米率[17]，穗肥的施用不會增加堊白率，但透明度會下降[16]；也有研究認為，在氮肥總量一定時，后期施肥產量提高，在一定范圍內隨氮肥后移比重增加，稻米堊白率和堊白度下降。何虎等[18]認為，穗肥對粒長沒有影響，粒寬差異不規律。潘圣剛等[19]研究認為，在水稻生長后期，提高穗粒肥中氮肥比例，蛋白質含量顯著提高。研究結果表明，與傳統施肥管理模式相比，采用精確施肥模式可提高水稻產量，其中，宜香優2115平均增產14.5%，豐優香占平均增產10.8%；整精米率略有降低，粒長、長寬比、透明度沒有差異，堊白粒率、堊白度、堿消值和膠稠度差異不明顯，直鏈淀粉含量基本無差異，蛋白質含量差異較大。因此，采用精確施肥模式在水稻生長后期追施氮肥可以提高產量的同時，又能保持原有品質或略有提升。同時，精確施肥模式通過對肥料的分次施用，可大大提高肥料利用效率。