播種期、栽插密度、施鉀量、施氮量對優質感光雜交稻金泰優明占產量和稻米品質的影響

雷伏貴，陳家銀，陳建輝，饒鳴鈿*，樂開富，周元偉，曾德燎，傅文婷

（1.福建六三種業有限責任公司，福建 三明 365050；2.三明市農業科學研究院，福建 三明 365050）

0 引言

水稻是我國最重要的糧食作物，種植面積分布廣，從東南到西北，從平原到山區都有種植，全國常年水稻種植面積約占糧食作物種植總面積的27%，水稻總產約占糧食作物總產的37%。單位面積產量比小麥和玉米分別高48%和23%。因此，水稻是我國種植面積最大、單產最高、總產最多、食用人數最多的糧食作物，對保障我國糧食安全具有重要的作用［1］。

隨著人們生活水平的提高，對稻米的需求由數量型向質量型轉變［2］，選育和推廣高產優質品種已成為發展水稻生產的必然選擇。水稻的產量和品質除了受遺傳因素影響外［3-4］，還受環境和栽培方式的影響［5-6］，因此良種與良法相配套，才能充分發揮出良種的增產潛力，并實現高產、穩產、優質、高效的目的［6］。已有研究認為，早播種產量高，適時播種可以改善米質，可提高整精米率［7-8］，降低堊白度［9-10］，提高膠稠度［9］；栽插密度會影響產量，栽插密度適宜則產量高［11-13］，栽插密度也會影響米質，提高栽插密度會提高堊白度［11-13］，降低整精米率［12-13］，降低膠稠度［12］；施氮量適宜則產量高，施氮量不足或過高都不利于高產［11-13］，施氮量也會影響米質，施氮量適宜可以提高整精米率［12］，隨著施氮量的提高整精米率也提高［14-15］。有研究認為提高施氮量會增加堊白度［13,16］，也有研究認為施氮量適宜會降低堊白度［12］，增施氮肥可以降低堊白度［15］；增施氮肥降低膠稠度［12,15］，會降低直鏈淀粉含量［16］。增施鉀肥，可提高稻米糙米率、精米率和整精米率［14-15,17-19］，降低堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量，增加膠稠度［17-18］。也有的研究認為，增施鉀肥會提高堊白粒率、堊白度［19-20］。同一試驗因素對同一米質性狀有不一致的結果，可能與品種、生態條件、試驗設計等因素有關。

雜交稻金泰優明占是以金泰A為母本，以雙抗明占為父本配組育成的秈型感光三系雜交稻品種。2019年由福建省審定（審定號為閩審稻20190021，福建省農業農村廳通告2019年7號）；2019年通過廣西農作物品種委員會審定（審定號為桂審稻2019143，桂農廳公告〔2019〕26號）。該品種表現為產量高、米質優，福建省區試米質達部頒二等優質食用稻品種標準，廣西壯族自治區試米質達部頒一等優質食用稻品種標準。福建省2年區試稻瘟病抗性鑒定綜合評價為中感稻瘟病，廣西2年區試稻瘟病抗性鑒定為中抗稻瘟病。該品種已在生產上大面積推廣應用，但鮮見有關栽培措施對金泰優明占產量、品質影響的研究報道。

本研究以金泰優明占為材料，開展2個試驗：（1）不同播種期對產量和稻米品質的影響試驗；（2）應用最優回歸設計，選用“311A”方案［21-24］，以栽插密度、施鉀量、施氮量為試驗因素，以產量和稻米品質為目標函數，進行3因素綜合栽培試驗，為該品種作為煙后稻高產保優栽培確定適宜的播種期、栽插密度、施鉀量及施氮量。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在三明市沙縣區夏茂鎮儒元村進行，試驗地位于東經117.65°,北緯26.57°，海拔190 m。試驗地前茬為烤煙，栽插密度、施鉀量、施氮量3因素綜合栽培試驗田的土壤pH值為5.06，有機質39.3 g/kg，堿解氮 175 mg/kg ，有效磷10.9 mg/kg，速效鉀162 mg/kg。

1.2 供試品種

供試品種為雜交稻金泰優明占，本田用種量為7.5 kg/hm2。

1.3 試驗設計

1.3.1 不同播種期試驗 試驗設5個播種期，分別為5月12日、5月20日、5月28日、6月5日、6月13日。小區面積為13.34 m2（2 m×6.67 m），3次重復，共15個小區。隨機區組排列。

1.3.2 栽插密度、施鉀量、施氮量3因素綜合栽培試驗 采用二次回歸最優設計，選用“311A”方案，3個因素的水平編碼和實際值如表1所示。各處理組合的實際方案見表2，小區面積13.34 m2（2 m×6.67 m），2次重復，共個22小區。隨機區組排列。

表1 栽插密度、施鉀量、施氮量3因素水平編碼

表2 試驗設計與產量結果

1.4 田間管理

播種期試驗依據試驗方案分批播種，秧齡22~23 d移栽，每叢插1粒谷苗，每小區插植280叢，折21萬叢/hm2。施復合肥（N∶P2O5∶K2O=18∶8 ∶15）750 kg/hm2，尿素75 kg/hm2，氯化鉀75 kg/hm2，折純氮169.5 kg/hm2，P2O560 kg/hm2，K2O 157.5 kg/hm2。基肥插秧前施，移栽后7 d施分蘗肥，幼穗分化2~3期施穗肥。

栽插密度、施鉀量、施氮量3因素綜合栽培試驗的小區間筑小田埂，并覆蓋地膜，防止小區間肥水串流。5月20日播種，濕潤育秧，6月12日移栽，10月26日收割。

氮肥分基肥、分蘗肥、穗肥施用，施肥比例為40%、40%、20%，磷肥（統一施用過磷酸鈣375㎏/hm2）與鉀肥都分基肥、分蘗肥施用，各次施用比例均為50%、50%?；室圃郧笆┯?， 7月9日施分蘗肥， 8月17日施穗肥。及時防治二化螟、稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻瘟病等病蟲害。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 產量 成熟時第2個重復每個小區各調查30叢有效穗，并取5叢考種。播種期試驗全小區實割測產。栽插密度、施氮量、施鉀量3因素綜合栽培試驗，密度為6.0萬叢/hm2的處理全小區實割測產，其他栽插密度的小區為了減少邊行效應的影響，每個小區割去四周邊行后實割測產，各小區實割后稱濕谷重，各取濕谷1.5 kg曬干，計算曬干率，折算各小區的干谷重。

1.5.2 稻米品質 每個處理取濕谷1 kg晾干后送至農業農村部稻米及制品質量監督檢驗測試中心（杭州）化驗分析稻米的品質。檢測標準為《食用稻品種品質》（NY/T 593—2021）。

1.6 統計分析方法

在方差分析的基礎上采用新復極差測驗（SSR測驗）對播種期試驗的產量差異進行多重比較，分析稻米品質6個主要指標的差異并綜合判定等級。栽插密度、施鉀量、施氮量3因素綜合栽培試驗的產量和稻米品質指標，采用寧夏回族自治區農業技術推廣總站馬自清的《農業試驗統計分析shyfxExcel》計算程序進行回歸分析，根據回歸系數進行單因素分析與兩因素互作效應分析。

2 結果與分析

2.1 播種期對產量的影響

根據實收產量結果可知（表3），隨著播種期的推遲，產量不斷降低，5月12日、5月20日、5月28日、6月5日播種的實收產量分別比6月13日最遲播種的增產了48.04%、40.52%、25.78%、11.81%。5月12日、5月20日、5月28日播種的實收產量增產均達到極顯著水平，6月5日播種的實收產量增產未達到顯著水平。播種期與實收產量呈極顯著負相關，回歸方式為：y=13186.074-136.956x，相關系數r=-0.996**。在試驗的范圍內，以5月12日播種產量最高。

表3 不同播種期的實收產量與農藝性狀

因金泰優明占為感光型品種，播種越早，全生育期越長，主要是本田營養生長期延長（表3）。全生育期與實收產量的相關系數r=0.996**、本田營養生長期與實收產量的相關系數r=0.995**，均達到極顯著水平。播種期早的本田營養生長期長、有效穗數多，但每穗粒數減少，最早（5月12日）播種的有效穗比最遲（6月13日）播種的高26.85%，每穗粒數減少8.08%。最遲播種的因齊穗期偏遲，結實率明顯降低。這與當地氣候條件有關，當地海拔300 m以下地區晚稻的安全齊穗期為9月22日，此日期后齊穗的將會遭遇低溫，從而影響到結實率?？梢?，金泰優明占在海拔300 m以下地區作煙后稻種植，宜在5月28日前播種，根據前作收獲期，盡早播種，可以充分延長生育期，進一步提高產量。

2.2 栽插密度、施鉀量、施氮量對產量的影響

2.2.1 產量回歸模型的建立與檢驗 根據栽插密度、施鉀量、施氮量3因素綜合試驗的實收產量結果（表2），應用最優回歸試驗程序計算，產量的回歸方程為：y=9444.28-402.87x1-36.54x2-166.92x3+ 134.55x1x2-234.95x1x3+31.61x2x3-76.23x12-68.83x22-144.26x32

表4 各偏回歸系數顯著性檢驗

2.2.2 因素主效應分析 當2個因素的編碼值取零水平時，x1、x2、x3的偏回歸方程分別為：y1= 9444.28-402.87x1-76.23x12、y2=9444.28-36.54x2-68.83x22、y3=9444.28-166.92x3-144.26x32。

根據二次函數的性質，偏回歸方程的一次項系數表示編碼值增加1個單位的平均產量變化量。可見，栽插密度、施鉀量、施氮量可使產量分別平均減產402.87、36.54和166.92 kg/hm2。二次項系數表示拋物線開口的方向和大小，負值表示開口向下，正值表示開口向上，絕對值越大，則拋物線的開口越小，即不同水平上的產量差異越大。可見栽插密度、施鉀量、施氮量3項措施與產量關系均為開口向下的拋物線，因而有極大值。按二次函數求極值的方法計算出極大值，最高產量栽插密度的取值水平為-2，施鉀量的取值水平為-0.2654（K2O 117.09 kg/hm2），施氮量的取值水平為-0.0035（純氮134.76 kg/hm2），說明栽插密度以-2水平時產量最高，提高栽插密度導致產量有所降低。根據栽插密度、施鉀量、施氮量不同水平上的模擬產量（表5）可知，栽插密度雖以-2水平時最高，在-1水平以內產量都比較接近，-1.5水平時減產0.68%，-1水平時減產1.75%。產量較高的栽插密度取值范圍為-2~-1，產量較高的施鉀量取值范圍為-1~0.5，施氮量取值范圍為-1~0。

表5 栽插密度、施鉀量、施氮量不同取值水平上的模擬產量

2.2.3 兩因素互作效應分析 由回歸方程可知，因素間存在不同程度的互作效應?；プ黜椣禂捣柋硎净プ鞯姆较?，正號表示正互作效應，負號表示負互作效應，絕對值越大互作效應也越大。

栽插密度與施氮量呈負互作效應，達0.05顯著水平，根據試驗設計，編碼水平由-2提高到2，栽插密度、施鉀量、施氮量都是由低水平到高水平設置，負互作效應說明栽插密度較稀的，基本苗較少，通過多施用氮肥進而促進分蘗，盡量增加穗數，可獲得較高產量；反之，栽插密度較高的，基本苗較多，就要適當減少氮肥的用量，防止群體過大，也可獲得較高產量。

2.3 播種期對稻米品質的影響

不同播種期的米質檢測結果如表6所示，根據農業行業《食用稻品種品質》（NY/T 593—2021）標準，各處理稻米的透明度、堿消值、直鏈淀粉含量、膠稠度4項不同播種期的指標值都相同，都達到部頒優質一等食用稻品質標準。但稻米的堊白度有一定差異，為優質一等至優質二等。整精米率為優質一等至優質三等。整精米率與播種期呈二次拋物曲線的關系，回歸方程為：y=55.3114+0.4134x-0.0166x2，相關系數r=0.970**。米質最優的為5/28播種的，達到部頒優質一等食用稻品質標準。偏早播的整精米率偏低、堊白度偏高，米質等級為部頒優質二等食用稻品質標準，遲播的整精米率低，米質等級為部頒優質二、三等食用稻品質標準。

表6 不同播種期的稻米品質檢測結果

2.4 栽插密度、施鉀量、施氮量對稻米品質的影響

根據整精米率、堊白度、透明度、堿消值、膠稠度、直鏈淀粉含量6項稻米品質指標的檢測結果（表7），因各處理的透明度都是1級，堿消值都是7.0級，說明金泰優明占這2個指標主要受遺傳因子控制，栽培措施影響小，因而這2項指標不進行統計分析。僅對整精米率、堊白度、膠稠度、直鏈淀粉含量4項指標進行統計分析，其回歸方程的偏回歸系數如表8所示。

表7 栽插密度、施鉀量、施氮量各處理稻米品質檢測結果

由偏回歸方程的一次項系數和二次項系數可知（表8）：影響整精米率的主要因素是栽插密度（bx1為-0.368）和施氮量（bx3為-0.287），提高栽插密度，整精米率呈先降后有所提升的趨勢，整體上降低了整精米率；提高施氮量則會不斷降低整精米率。同時，施鉀量與施氮量存在較高的正互作效應（bx2x3為0.544），根據試驗設計，說明施鉀量較高時，施氮量也要提高，反之，施鉀量較低時，施氮量也要降低，有利于提高整精米率；栽插密度與施氮量也存在較高的正互作效應（bx1x3為0.332），說明栽插密度較高時，施氮量也要提高，栽插密度較低時，施氮量要降低，有利于提高整精米率。即栽插密度高、基本苗多的，施鉀量、施氮量要提高；栽插密度低的，施鉀量、施氮量也要降低，有利于提高整精米率。

表8 各稻米品質指標回歸方程的偏回歸系數

施鉀量對堊白度有較高的影響（bx2為0.119），提高施鉀量，堊白度呈先增后降的趨勢，整體上提高了堊白度。

影響直鏈淀粉含量的主要因素是施氮量（bx3為-0.319），提高施氮量，直鏈淀粉含量呈現出先升后降的趨勢，整體上降低了直鏈淀粉含量。同時施鉀量與施氮量存在較高的正互作效應（bx2x3為0.331），施鉀量較高時，施氮量也要提高，施鉀量較低時，施氮量也要降低，進而提高了直鏈淀粉含量。

影響膠稠度的主要因素是栽插密度（bx1為-0.567）和施氮量（bx3為-0.500），提高栽插密度，膠稠度會不斷降低，提高施氮量，膠稠度則呈先降后升的趨勢，整體上降低了膠稠度。同時栽插密度與施鉀量（bx1x2為0.875）、施鉀量與施氮量（bx2x3為0.765）存在較高的正互作效應，說明栽插密度較高時，施鉀量、施氮量都要提高，栽插密度較低時，施鉀量、施氮量都要降低，有利于提高膠稠度。

2.5 高產優質方案的確定

因金泰優明占膠稠度值較長，不同處理的膠稠度都在優質一等食用稻品質標準內，不進行模擬選優，僅以產量、堊白度、整精米率和直鏈淀粉含量進行模擬選優。在約束條件下(-2≤xi≤2)，取步長為1，3個因素各有5個水平，組成125個全因子技術組合。經模擬，產量≥9375 kg/hm2的技術組合有56個，占總組合數的44.8%，堊白度≤1.0%的技術組合有83個，占66.4%，整精米率≥58.0%的技術組合有93個，占74.4%，直鏈淀粉含量≤18%的技術組合有107個，占85.6%，計算出其各因素取值水平的加權平均值和95%置信區域（表9）。

表9 產量≥9375 kg/hm2、堊白度≤1%、整精米率≥58%、直鏈淀粉含量≤18%的技術方案及預測值

可見，產量達到預定指標時，其預測米質為部頒優質二等食用稻品質標準。堊白度、整精米率、直鏈淀粉含量達預定指標時，預測米質達部頒優質一等食用稻品質標準?？梢娒踪|達部頒優質一等食用稻品質標準的取值方案為堊白度、整精米率、直鏈淀粉含量在95%置信區間，x1為-0.435~0.433（栽插密度20.09萬~27.90萬叢/hm2），x2為-0.566~0.308（K2O 96.80~155.79 kg/hm2），x3為-0.416~0.307（純氮106.92~155.72 kg/hm2），預測產量9180.30~9600.13 kg/hm2，米質達部頒優質一等食用稻品質標準。

3 討論與結論

3.1 播種期對產量和稻米品質的影響

試驗表明，播種期越早，全生育期越長，產量也越高。因金泰優明占是感光型品種，每早播1 d，與遲播種的相比較，全生育期的延長量和稻谷增產量都比基本營養型品種的高。金泰優明占每早播種1 d，全生育期延長0.78 d，稻谷增產131.71 kg/(hm2·d)，而基本營養型兩優616［7］，全生育期延長0.34 d，稻谷增產94.97 kg/(hm2·d)，宜優673［8］全生育期延長0.35 d，增產27.03 kg/(hm2·d)。

不同播種期使灌漿結實期所處的溫度不同，從而影響稻米的品質［5,25］。金泰優明占播種期試驗表明，偏早播種，整精米率降低，堊白度偏高；較遲播種，整精米率更加降低，這2種情況都會影響米質的等級。在安全齊穗期內適當遲播，整精米率仍然表現為高，但堊白度低，稻米品質等級達優質一等食用稻品質標準。本研究得出的播種期對產量、整精米率影響的結論與相關研究結果一致［7-8］。有研究認為適時播種會降低堊白度［9-10］，提高膠稠度［9］。播種期對稻米品質各指標的影響有所不同，這可能與稻米品種以及生態區域有關。

金泰優明占作為中稻審定，適宜在福建作中稻種植。作煙后稻種植宜根據前作的收獲期盡早播種，早播種本田營養生長期延長，產量高；在當地海拔300 m以下地區最遲安全播種期為5月28日，在該日期前播種，有80%的保證率能在9月22日前安全齊穗，從而獲得高產優質稻米。

3.2 栽插密度、施鉀量、施氮量對產量和稻米品質的影響

栽插密度（基本苗）、施鉀量、施氮量與產量一般呈先增后減的拋物線關系［5-6,26-27］。本試驗結果也表明，栽插密度、施鉀量、施氮量與產量都呈彎曲度不同的二次曲線關系，要保證稻米高產必須有適宜的栽插密度、施鉀量、施氮量取值水平，取值偏低或過高都不利于高產。

本試驗表明，影響整精米率的主要因素為栽插密度和施氮量，提高栽插密度和施氮量會降低整精米率。栽插密度對整精米率的影響與周培南［13］、鄧則勤［23］等的研究結果一致。而徐春梅等［12］研究認為，適宜的施氮量可以提高整精米率，王子臣等［14-15］研究認為，隨著施用氮肥量的增加可以提高整精米率。學者們的研究存在一些差異的原因可能與試驗地的土壤肥力、試驗施肥水平和品種特性等有關。整精米率是稻米的加工品質，整精米率高，稻米的商品價值高，可見提高栽插密度和施氮量，會降低稻米的商品價值。因此，在生產上為了盡量提高整精米率，栽插密度應適當稀植，施氮量要適宜。

本試驗表明，對堊白度影響較大的是施鉀量，提高施鉀量會提高堊白度。本試驗結果與王偉妮等［19-20］的研究結論一致。也有研究結果認為，增施鉀肥會降低堊白粒率和堊白度［17-18］。存在這種差異的原因可能與品種、土壤肥力水平、施肥水平有關。稻米的實際生產中一般需要施用一定量的鉀肥，因此也會提高金泰優明占的堊白度，降低其外觀品質。

本試驗表明，影響直鏈淀粉含量的主要因素是施氮量，提高施氮量會降低直鏈淀粉含量，整體上呈現先增后減的趨勢。說明適量增施氮肥能夠提高直鏈淀粉含量，與倪日群［16］、鄧則勤［23］、 黃乾龍［28］等的研究結果一致。直鏈淀粉含量屬于蒸煮和食味品質指標，與米飯的黏性、柔軟性、透明度及光澤度有關，從而影響稻米的蒸煮特性及食用品質。一般中、低等直鏈淀粉含量稻米的米粒吸水性弱，米飯的膨性小，飯粒濕黏，有光澤，米飯柔軟又不失蓬松，適口性較好；而高直鏈淀粉的稻米的米粒吸水性強，米飯膨脹性大，飯粒干燥，蓬松，光澤差，冷后變硬，結團，食味較差［31］。本試驗直鏈淀粉含量范圍為16.0%~18.3%，屬于低含量中（8%~20%）［32］的較高者。可見適量施用氮肥能夠提高直鏈淀粉含量，對食味品質有一定影響。

本試驗表明，影響膠稠度的主要因素是栽插密度和施氮量，提高栽插密度和施氮量會降低膠稠度。隨著栽插密度的提高膠稠度會不斷降低，隨著施氮量的提高呈現先減后升的趨勢，說明適當施用氮肥會降低膠稠度。栽插密度、施氮量對膠稠度影響結果與徐春梅［12］、黃建鴻［25］等的研究結論一致。但也有的研究結果認為，栽插密度與膠稠度、直鏈淀粉含量及堊白粒率等稻米品質無明顯影響［29］或無顯著相關［30］。存在這些差異的原因可能與稻米品種、土壤肥力水平、施肥水平有關。膠稠度屬于蒸煮和食味指標，是稻米淀粉的一種膠體特性，指稻米淀粉經糊化、冷卻后米糊膠延展的長度，表示淀粉糊化和冷卻的回生趨勢。膠稠度是影響稻米蒸煮品質、米飯軟硬、口感的重要因素，膠稠度大的米飯，口感濕潤軟滑，冷卻不回生；膠稠度小的米飯，口感粗糙，難以下咽。一般來說，稻米的膠稠度越大，則米飯越柔軟，品質越好［31］。為了有較大的膠稠度，金泰優明占的栽插密度應適當稀植，施氮量要適宜。

3.3 栽插密度、施鉀量、施氮量兩因素間的互作對產量和稻米品質的影響

因素間并不是孤立的，而是互相促進、相互抑制的。本試驗表明，栽插密度與施氮量對產量的影響存在顯著水平的負互作效應。采用相同試驗設計的鄧則勤等［23-24］研究也認為，栽插密度與施氮量對產量的影響存在一定程度的負互作效應。

因素間對米質也存在互作效應，本試驗表明，栽插密度與施氮量、施鉀量與施氮量對整精米率存在較高的正互作效應；栽插密度與施鉀量、施鉀量與施氮量對膠稠度存在較高的正互作效應，即栽插密度的高低，基本苗的多少，合理增加或減少氮、鉀肥的用量，均會提高整精米率和膠稠度，栽插密度與氮、鉀肥搭配不合理，氮、鉀肥不足或偏多，都會降低整精米率和膠稠度。施鉀量與施氮量對直鏈淀粉含量存在較高的正互作效應，說明施鉀量的高低，增加或減少施氮量，會提高直鏈淀粉含量。施鉀量與施氮量間具有正互作效應，可能是由于水稻是按一定比例吸收氮、磷、鉀的，吸鉀量的增加必然會引起吸氮量的增加。

栽插密度與施氮量對稻米產量存在負互作效應，而對整精米率存在正互作效應，顯示栽插密度與施氮量的互作，對產量與對整精米率的影響不一致，但可以通過有效協調進行改進。在栽插密度較低以肥促蘗時，氮肥不要偏多，施用量能滿足生長的需要即可，這與按栽插密度的高低合理搭配氮肥用量的含義相近，即栽插密度與施氮量呈正互作效應，也有利于整精米率的提高。

本研究經模擬選優，栽插密度在20.09萬~ 27.90萬叢/hm2范圍內，通過穗粒結構調節，密度較低時，穗數較少，每穗粒數較多；栽插密度較高時穗數較多而每穗粒數較少，都可獲得較高的產量和優質品質，米質達部頒一等優質稻品質標準，施K2O量在96.80~155.79 kg/hm2、施純氮在106.92~ 155.72 kg/hm2范圍內，產量較高，米質優。因金泰優明占全生育期長，試驗地堿解氮、速效鉀含量水平較高，以栽插密度、施鉀量、施氮量水平較低的產量更高。因施鉀量對堊白度具有較高的正效應，提高施鉀量會提高堊白度，施鉀量以較低水平更佳，米質可以達部頒優質一等食用稻品質標準。金泰優明占在海拔300 m以下地區作煙后稻種植，根據前作的收獲期盡早播種可以獲得高產，在最遲安全齊穗播種期（5月28日）的5 d內播種，稻米品質最優，米質可達部頒優質一等食用稻品質標準。