實(shí)現(xiàn)泰兩優(yōu)1332優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的氮肥施用量探索

倪日群，林華，葉勝海

(1.溫州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 溫州 325000；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)主要由品種自身的遺傳基因控制，同時(shí)受產(chǎn)地環(huán)境、氣候條件、栽培措施和貯藏加工等外在綜合因素影響[1]，栽培措施方面以氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響較大。研究認(rèn)為，適量增施氮肥可增加有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒重，從而增加稻谷產(chǎn)量[2-4]。隨著氮肥施用量的增加，直鏈淀粉含量下降，稻米的蛋白質(zhì)含量提高，蒸煮食味品質(zhì)變差[4-6]。除施氮量之外，稻米品質(zhì)還受氮肥的施用時(shí)期與分配比例的直接影響[7]。適當(dāng)增加穗肥中氮肥的比例，能有效改善稻米的加工品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，增大稻米粒長(zhǎng)和粒寬[8]。穗肥中氮肥比例過(guò)高時(shí)，雖然可顯著提高稻米的整精米率和蛋白質(zhì)含量，但同時(shí)也明顯降低了稻米的外觀品質(zhì)及蒸煮食味品質(zhì)[9]。研究不同氮肥施用量與水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)之間的關(guān)系，對(duì)于結(jié)合水稻品種的需肥特點(diǎn)和不同地域的水稻生產(chǎn)情況、因地制宜地確定水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)相協(xié)同的最佳施氮量具有重要意義。

泰兩優(yōu)1332是浙江科原種業(yè)有限公司、溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院和深圳粵香種業(yè)科技有限公司合作育成的秈型兩系雜交水稻，該組合稻米具有外觀晶瑩剔透、商品性好、米飯松軟而不黏、飯冷不回生、富有彈性有嚼勁等特性，2017和2018年分別獲得浙江“好味稻”新品種的最高食味評(píng)分和最具人氣品種，2019年泰兩優(yōu)1332稻米獲浙江好稻米評(píng)比金獎(jiǎng)，2020年確定為浙江省種植業(yè)雜交晚稻主導(dǎo)品種。經(jīng)連續(xù)3年多點(diǎn)品試和示范種植，表現(xiàn)為適應(yīng)性廣、分蘗力較強(qiáng)、株型挺拔、抗性較好、后期青稈黃熟、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、米質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn)，目前已成為溫州市連作晚稻主栽組合之一，2020年在溫州地區(qū)的種植面積達(dá)2 450 hm2。本文通過(guò)研究?jī)?yōu)質(zhì)連作雜交秈稻泰兩優(yōu)1332在不同氮肥水平下的水稻產(chǎn)量、稻米品質(zhì)等關(guān)系，明確其需肥特性，確定水稻優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)相協(xié)同的最佳施氮量，旨在為雙季稻地區(qū)優(yōu)質(zhì)連作晚稻生產(chǎn)的氮肥適當(dāng)減量施用提供數(shù)據(jù)支撐與科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為優(yōu)質(zhì)連作雜交晚秈稻新組合泰兩優(yōu)1332。試驗(yàn)于2020年在樂(lè)清市虹橋鎮(zhèn)南陽(yáng)村試驗(yàn)田進(jìn)行，稻田為典型的青紫塥黏型土壤，pH為5.26，有機(jī)質(zhì)和全氮含量分別為51.12和2.29 g·kg-1，速效磷、速效鉀、緩效鉀含量分別為18.77、113.89、299.66 mg·kg-1。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，排灌方便。6月29日播種，播種量為90 kg·hm-2，田間濕潤(rùn)育秧，于4.5～5.0葉齡移栽，栽插密度為12.0萬(wàn)叢·hm-2，單本插。大田水分管理和病蟲害防治同常規(guī)栽培。

1.2 處理設(shè)計(jì)

氮肥處理設(shè)5個(gè)水平。T1～T5的純氮施用量分別為90、135、180、225和270 kg·hm-2，分3次施入。第1次在移栽前1 d作基肥施用(占總氮量的60%)，第2次在插秧后7～10 d作追肥施入(占總氮量的20%)，第3次在移栽后40 d左右施用(占總氮量的20%)。所施氮肥為尿素，根據(jù)含氮量折合成純氮。磷肥作基肥一次性施入，用量為16%過(guò)磷酸鈣375 kg·hm-2(折P2O5為60 kg·hm-2)；氯化鉀用量為180 kg·hm-2(折K2O為45 kg·hm-2)，作基肥(80%)和穗肥(20%)，基肥于移栽前1 d施用，穗肥于移栽后40 d左右施用。小區(qū)面積40 m2，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理重復(fù)3次，各小區(qū)間作埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體以防滲漏，保證各處理間單獨(dú)排灌，四周設(shè)同品種保護(hù)行。所有小區(qū)的磷、鉀肥施用量和時(shí)期完全相同。

1.3 產(chǎn)量性狀考種與稻米品質(zhì)分析

在水稻成熟收獲前，分別考查每處理小區(qū)的有效穗數(shù)；在水稻成熟期，對(duì)不同處理的每個(gè)小區(qū)分別選取3穴典型單株用于考種，考查每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率；分小區(qū)實(shí)割測(cè)產(chǎn)，并以13.5%水分換算成稻谷產(chǎn)量。

考種分析完成后，每小區(qū)取收獲曬干后的1.0 kg稻谷樣品，送中國(guó)水稻研究所稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心進(jìn)行稻米品質(zhì)性狀的測(cè)定分析。其中，稻米直鏈淀粉含量和膠稠度的測(cè)定分別采用碘藍(lán)比色法和米膠延長(zhǎng)法；蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用凱氏定氮法，換算系數(shù)為5.95。依照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)(NY 147—1988)進(jìn)行精米粉測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表1可見(jiàn)，隨著氮肥施用量的增加，最高苗數(shù)量表現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)，T5的最高苗數(shù)最高，各處理間差異明顯。隨著施氮量的增加，單位面積的有效穗數(shù)呈增加趨勢(shì)，但分蘗成穗率卻呈明顯下降趨勢(shì)。氮肥施用量對(duì)稻谷產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，以T4的產(chǎn)量最高，T5次之，遠(yuǎn)高于T1的稻谷產(chǎn)量，這說(shuō)明在低施氮量水平下，增加氮肥施用量可明顯提高單位面積有效穗數(shù)，進(jìn)一步提升單產(chǎn)。雖然T5的產(chǎn)量水平較高，但過(guò)多的氮肥施用量導(dǎo)致水稻最高苗數(shù)過(guò)大，苗期群體生長(zhǎng)過(guò)旺，后期葉片披垂，葉色貪青，從而引起分蘗成穗率和每穗總粒數(shù)的下降；而T4處理的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、千粒重相互協(xié)調(diào)，有利于發(fā)揮該品種的高產(chǎn)潛力。

表1 不同氮肥施用量對(duì)泰兩優(yōu)1332產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.2 稻米加工及外觀品質(zhì)

由表2可見(jiàn)，在不同氮肥施用量處理下，各處理稻米的粒長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比和透明度無(wú)差別。堊白粒率隨著氮肥施用量的增加而提高，堊白度在低施氮量水平下較低，在中高施氮量水平下迅速上升，其中以T1和T2處理的稻米堊白粒率較低，以T2處理的堊白度最低，T4和T5的堊白粒率較高，T4的堊白度最高，這說(shuō)明增施氮肥不利于稻米外觀品質(zhì)的改良。糙米率、精米率隨著施氮量的增加有先升后降的趨勢(shì)，在低施氮量水平下，糙米率、精米率相對(duì)較低，而高施氮量水平下則相對(duì)較高。整精米率隨施氮量增加先增后降，僅在中施氮量水平下相對(duì)較高。總體來(lái)講，T1處理的稻米加工品質(zhì)較差，T4處理加工品質(zhì)較好，但外觀品質(zhì)較差，T2處理的加工品質(zhì)較好，而T3處理的稻米綜合品質(zhì)較好。

表2 不同氮肥施用量對(duì)稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響

2.3 稻米蒸煮食味品質(zhì)和蛋白質(zhì)含量

由表3可見(jiàn)，稻米蛋白質(zhì)含量隨著氮肥施用量的增加呈先增后降的趨勢(shì)，中高施氮水平下的蛋白質(zhì)含量相對(duì)較高。隨著氮肥施用量的增加，直鏈淀粉含量呈下降趨勢(shì)，堿消值則無(wú)變化。各處理膠稠度無(wú)明顯變化規(guī)律。因此，氮肥施用量對(duì)稻米食味表現(xiàn)的影響可能主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)對(duì)稻米食味品質(zhì)的作用上。此外，各施氮量水平的米質(zhì)綜合指標(biāo)均為2等。

表3 不同氮肥施用量對(duì)稻米蒸煮食味品質(zhì)和蛋白質(zhì)含量的影響

3 小結(jié)與討論

氮素是水稻生長(zhǎng)必不可少的營(yíng)養(yǎng)元素，不僅是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、酶及葉綠素的組成成分，也是許多內(nèi)源激素及其前體的重要組成部分[10-11]。關(guān)于氮肥施用量對(duì)水稻產(chǎn)量及其形成的影響已有大量研究報(bào)道[12-14]。現(xiàn)已基本明確，水稻產(chǎn)量與施氮量之間呈曲線關(guān)系，即隨單位面積施氮量的增加，水稻產(chǎn)量的增幅逐漸減少，氮素利用率降低，而過(guò)量施用氮肥反而會(huì)引起水稻產(chǎn)量的下降。在不同氮肥施用量下，泰兩優(yōu)1332稻谷產(chǎn)量也表現(xiàn)出相似的特點(diǎn)。在本文研究結(jié)果中，適量增施氮肥能促進(jìn)分蘗成穗和穎花分化，增加水稻的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)，進(jìn)而促進(jìn)優(yōu)質(zhì)晚稻產(chǎn)量提升。而過(guò)量施用氮肥會(huì)造成苗期群體生長(zhǎng)過(guò)旺，后期葉片披垂，葉色貪青，使低效和無(wú)效的分蘗增加，降低了每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，導(dǎo)致稻谷產(chǎn)量降低。具體來(lái)講，90 kg·hm-2施氮量處理的成穗率達(dá)70.7%，有效穗和實(shí)際產(chǎn)量分別為213.75萬(wàn)·hm-2、7.64 t·hm-2，遠(yuǎn)低于225 kg·hm-2處理的260.7萬(wàn)·hm-2、9.11 t·hm-2。當(dāng)全生育期施氮量增加到270 kg·hm-2時(shí)，因最高苗群體過(guò)大，導(dǎo)致個(gè)體優(yōu)勢(shì)削弱，每穗總粒數(shù)下降，產(chǎn)量也出現(xiàn)下降趨勢(shì)，這與施氮量過(guò)多導(dǎo)致水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩、貪青晚熟有關(guān)[15]。

關(guān)于氮肥施用量對(duì)稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響，現(xiàn)有的研究結(jié)果也不盡相同。朱大偉[16]認(rèn)為，隨著施氮量的增加，稻米的加工品質(zhì)有所改善，外觀品質(zhì)先改善后變劣。萬(wàn)靚軍等[17]研究表明，增施氮肥顯著改善了稻米外觀品質(zhì)，且能有效改善稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，稻米堊白粒率和堊白度受氮肥施用量的影響較大，而長(zhǎng)寬比、粒長(zhǎng)和透明度幾乎不受氮肥施用量的影響，這與賀帆等[18]的研究結(jié)果基本一致。在稻米外觀品質(zhì)方面，本研究結(jié)果顯示，隨著氮肥施用量增加，堊白粒率和堊白度有上升的趨勢(shì)，這與殷春淵等[19]研究結(jié)果一致，而與金正勛等[20]的研究結(jié)果剛好相反。在加工品質(zhì)方面，適當(dāng)增施氮肥可提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，且中等施氮水平的效果最好，這與錢銀飛等[21]的研究結(jié)果一致。在蒸煮品質(zhì)方面，張洪程等[22]認(rèn)為，增施氮肥導(dǎo)致直鏈淀粉含量和膠稠度增加；金正勛等[20]認(rèn)為，增施氮肥引起直鏈淀粉含量降低，膠稠度變短；唐健等[23]研究發(fā)現(xiàn)，增施氮肥導(dǎo)致機(jī)插優(yōu)質(zhì)雙季晚稻品種的直鏈淀粉含量減少，膠稠度增加。潘圣剛等[24]研究認(rèn)為，提高氮肥在穗粒肥中所占的比例能顯著提高蛋白質(zhì)含量。石呂等[9]研究表明，后期氮肥施用均顯著提高了不同秈、粳亞種水稻的精米蛋白質(zhì)含量。至于后期氮肥施用導(dǎo)致稻米蛋白質(zhì)含量明顯升高，還是稻米淀粉性質(zhì)是決定稻米蒸煮和食味品質(zhì)變劣的主因，目前仍有較大爭(zhēng)議，稻米蛋白質(zhì)含量的增加直接導(dǎo)致稻米食味品質(zhì)的下降，還是間接通過(guò)影響淀粉結(jié)構(gòu)的合成或作用于淀粉糊化過(guò)程而產(chǎn)生，目前也無(wú)定論。因此，稻米品質(zhì)還必須結(jié)合蛋白質(zhì)含量、淀粉結(jié)構(gòu)等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷。在本研究結(jié)果中，直鏈淀粉含量隨著氮肥施用量的增加呈下降趨勢(shì)，這與萬(wàn)靚軍等[17]研究結(jié)果一致，與殷春淵等[19]研究結(jié)果相反。而稻米蛋白質(zhì)含量隨著氮肥施用量增加呈先增后降的趨勢(shì)，這與上述研究結(jié)果不盡一致，可能是品種對(duì)肥料的反應(yīng)不同造成的。具體來(lái)講，全生育期施氮量180 kg·hm-2時(shí)，稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)較好。

綜上，從提高產(chǎn)量、品質(zhì)優(yōu)化和成本核算等方面綜合考慮，肥力水平中等偏上田塊的泰兩優(yōu)1332連作晚稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培適宜的氮肥施用量為180～225 kg·hm-2，此時(shí)有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重相互比較協(xié)調(diào)，水稻產(chǎn)量最高，同時(shí)可以兼顧到稻米加工、外觀、食味蒸煮品質(zhì)。不少研究結(jié)果認(rèn)為，后期氮素肥料的不合理施用會(huì)導(dǎo)致稻米品質(zhì)下降[22-25]。后期氮肥對(duì)蒸煮和食味品質(zhì)的劣化效應(yīng)，在秈稻中表現(xiàn)更為明顯，這一現(xiàn)象應(yīng)在優(yōu)質(zhì)連作晚稻新組合泰兩優(yōu)1332推廣應(yīng)用與品質(zhì)優(yōu)化栽培中引起注意，后期謹(jǐn)慎施用氮素肥料，盡可能減少穗肥比例或后氮前移。