秸稈還田下基肥減施對‘津原89’產量及品質的影響

張建民，楊永安，劉春林，李 翔，孫 洋，李志強

（天津市優質農產品開發示范中心，天津 301500）

秸稈是作物生長過程中的有機物儲存庫。作為農業生產的副產品，秸稈是重要的生物資源，其含有豐富的碳和氮等營養元素。水稻秸稈還田在培肥土壤和提高地力的同時，可以破解稻草焚燒造成的環境污染難題，促進養分利用循環。廖萍等研究認為，水稻秸稈還田可顯著提高南方雙季稻區土壤有機質含量和雙季稻產量。但丁文金等研究認為，秸稈還田對早稻產量具有負效應，且對晚稻產量無顯著影響。氮素是水稻生長發育和產量形成的重要營養元素，為了追求產量，生產上過量施用化肥特別是氮肥，導致了稻田土壤肥力下降及農業面源污染等負面問題。研究表明，隨著施氮量的增加，不同品種水稻產量呈先增后降的趨勢，不同施氮水平對秈粳稻結實率和千粒質量無顯著影響，通過增加中熟粳稻穗粒數和穗數實現增產。因此，在水稻生產中，合理安排氮肥的施用時期及比例能提高水稻生理代謝活性，氮肥后移可促進葉片灌漿期生理代謝，防止葉片早衰，提高水稻產量；在秸稈全量還田下，基蘗肥氮與穗肥氮比例為7∶3時，可顯著提高群體干物質積累量和產量。合理施氮能夠顯著提高水稻品質，水稻糙米率和精米率隨施氮的增加而上升，適宜的穗肥比例可提高整精米率。胡群等認為，隨著基蘗肥與穗肥比例的降低，稻米的糙米率、精米率和整精米率提高，直鏈淀粉含量和膠稠度下降。施氮肥可提高稻米淀粉和蛋白質含量，顯著提高食味品質。天津市冬春季氣溫波動大，氣溫較低，對水稻秸稈直接還田后腐解具有較大影響，但目前關于秸稈漚肥后還田的相關報道較少。筆者采用大田試驗，研究水稻秸稈全量還田下基肥減施對水稻產量及品質的影響，以期為天津市及相似生態區水稻生產、秸稈資源利用及合理施肥提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

試驗于2021年6—10月在天津市優質農產品開發示范中心（117°49′E，39°42′N）進行。試驗品種選用‘津原89’，秸稈漚肥還田肥料，采用基肥減施比例單因素試驗設計，機械整地時進行撒施底肥，為可豐復合肥（23-13-6），對照BF100%為600 kg·hm，其他處理減施10%基肥，分別設定BF-10%為540 kg·hm、BF-20%為480 kg·hm、BF-30%為420 kg·hm、BF-40%為360 kg·hm和BF-50%為300 kg·hm。4月5日浸種，4月10日播種、基質棚室育秧，5月2日機械移栽，穴距為20 cm×30 cm。5月25日、6月12日、6月23日、7月14日4次追施尿素（含氮量46%），施肥量105 kg·hm。大區設計，面積為4 330 m，重復3次。其他管理條件隨大田管理措施進行。

1.2 測定指標及方法

1.2.1 產量及其構成因素 水稻成熟期每個大區選擇3個點，每個點面積為100 m，小區收獲機直接收獲脫粒，PM-8188A測定含水量，折算14%安全含水量產量。測產點周圍，每點連續收割20穴，帶回室內考種，包括穴穗數、穗粒數、穗實粒數和千粒質量，計算穗數和結實率。

1.2.2 稻米品質 稻米碾米后用食味儀測定糙米和精米食味值。

（1）糙米率。稱取300 g稻谷，將稻谷通過SY88-TH型襲谷機(韓國礱谷機械產業公司)進行碾磨，重復2次，將稻殼與枝梗撿擇干凈，得到糙米，稱質量。

糙米率=M(糙米)/M(稻谷)×100%。

（2）精米率。稱取200 g糙米，將糙米通過CBS-300型精米機(日本佐竹公司)，白度設置為5度，進行2次碾磨，得到精米，稱質量。

精米率=M(精米)/M(糙米)×100%。

（3）食味品質。稱取120 g左右糙米、精米，將儀器預熱30 min，通過SATAKE型稻米食味計(日本佐竹公司)對食味品質進行測定，包括蛋白質、直鏈淀粉、脂肪酸度(糙米)、食味值。

1.3 數據處理與分析

采用SPSS 19.0進行數據方差分析，Excel做圖。

2 結果與分析

2.1 產量及其構成因素

由圖1可以看出，與BF100%處理產量（11.7×10kg·hm）相比，BF-10%、BF-20%、BF-30%、BF-40%、BF-50%處理產量分別提高4.5%，2.7%，5.9%，4.8%，2.4%，其中BF-30%處理產量最高達12.4×10kg·hm，但處理間差異均未達顯著水平。

圖1 基肥減施對‘津原89’產量的影響

由表1可以看出，與BF100%處理相比，基肥減施后，‘津原89’穗數呈波動性變化，其中BF-50%和BF-30%處理穗數增加5.6%，4.2%（P＞0.05），而BF-10%和BF-20%穗數減少8.9%，9.5%（P＞0.05），BF-40%穗數減少12.7%，差異達顯著水平；BF-50%和BF-30%處理穗數與其他3個基肥減施處理差異亦達顯著水平。基肥減施處理對‘津原89’穗粒數無顯著的影響。BF-50%處理穗實粒數比BF100%顯著減少9.5%，比其他基肥減施處理減少7.9%～11.8%（P＜0.05），BF-40%、BF-30%、BF-20%、BF-10%處理穗實粒數與BF100%間差異不顯著。與BF100%處理相比，基肥減施使‘津原89’結實率降低0.4%～4.4%，BF-50%和BF-40%處理千粒質量分別降低2.1，0.3 g，而其他3個基肥減施處理提高0.2～0.4 g，但處理間差異均未達顯著水平。

表1 基肥減施對‘津原89’產量的影響

2.2 出米率

由圖2可以看出，‘津原89’糙米率和精米率高達81.4%～82.5%和72.3%～75.9%，基肥減施使糙米率提高0.29%～1.28%（P＞0.05），精米率提高1.08%～5.04%，BF-50%和BF-40%處理精米率與BF100%處理差異達顯著水平。

圖2 基肥減施對‘津原89’出米率的影響

2.3 稻米品質

由表2可知，‘津原89’糙米食味值高達53.3～56.8，基肥減施可使食味值提高1.88%～6.57%（P＞0.05）；基肥減施導致糙米蛋白質和直鏈淀粉含量分別降低2.88%～8.43%和1.05%～3.03%（P＞0.05），其中BF-40%處理的蛋白質含量與BF100%處理差異達顯著水平；‘津原89’脂肪酸值在200～211 mg·kg，基肥減施對脂肪酸值無顯著效應。

表2 基肥減施對‘津原89’糙米品質的影響

由表3可知，‘津原89’精米食味值高達47.3～47.8，基肥減施下精米食味值無變化；基肥減施導致精米蛋白質含量降低2.22%～5.78%，但處理間差異未達顯著水平；基肥減施后，‘津原89’精米直鏈淀粉含量出現小幅波動，但整體上處理間差異均未達顯著水平。

表3 基肥減施對‘津原89’精米品質的影響

3 結論與討論

水稻秸稈漚肥還田作為重要秸稈利用方式，符合未來稻作綠色生產方向，可實現土壤肥力和水稻產量協同提高。施氮量影響水稻穗數、穗粒數、結實率和千粒質量等產量構成因素，進而影響水稻產量。左文剛等研究表明，秸稈還田條件下，配合氮肥前移可增加早稻穗粒數和結實率，但降低千粒質量。袁迎春等研究表明，紫云英還田情況下，水稻化肥減施10%～25%可顯著提高水稻產量。本研究結果表明，秸稈漚肥前提下，基肥減施50%和30%，可增加‘津原89’穗數，基肥減施10%和20%，可減少穗數，基肥減施40%，穗數減少達顯著水平；基肥減施對‘津原89’穗粒數無顯著影響，但減少穗實粒數，其中基肥減施50%，穗實粒數減少達顯著水平;基肥減施對‘津原89’結實率和千粒質量的影響均未達顯著水平。由于產量構成因素直接的平衡關系，基肥減施可提高‘津原89’產量2.4%～5.9%，基肥減施30%，處理產量最高達12.4×10kg·hm。原因可能有以下幾方面：一是試驗基地土壤地力較高，在秸稈漚肥還田情況下，基肥減施對水稻的總養分需求并無顯著影響；二是基肥減施變相改變了水稻養分基肥和追肥比例，提高了追肥比例，滿足了水稻不同生育時期的養分需求，對產量無顯著影響。但也有研究表明，秸稈還田條件下，要適當增加基肥中氮養分的比例，以滿足秸稈腐解的需求，緩解土壤微生物與水稻植株爭氮的情況。因此，在天津市及相似生態區，水稻秸稈還田下條件下，肥料運籌仍需要進一步研究。

生活中人們對稻米品質要求越來越高，品質的形成與品種特性、栽培技術和生態環境有重要關系。因此，水稻優質栽培成為重要的研究方向。氮素是影響水稻生長發育的重要營養元素，合理施氮是改善稻米品質的有效途徑；適當增加施氮量，可提高水稻糙米率、精米率和整精米率，改善加工品質，但會增加稻米堊白，劣化外觀品質。研究發現,秸稈還田搭配合理的氮肥運籌可以顯著提高稻米品質，提高穗粒肥比例，顯著改善稻米的加工品質和營養品質。本研究結果表明，秸稈漚肥條件下，基肥減施提高了‘津原89’的糙米率和精米率，且基肥減施40%～50%，可顯著提高精米率。基肥減施降低了糙米和精米的蛋白質和直鏈淀粉含量，使‘津原89’糙米食味值提高1.88%～6.57%，但精米食味值無顯著變化。這說明在本研究現有較高地力的水平下，基肥減施并不會對水稻品質的形成造成重大影響，這與陳瑩瑩等研究相互驗證，即增加施氮量會降低稻米食味值，其原因可能是施氮增加提高了稻米直鏈淀粉和蛋白質含量，引起食味值降低。但劉月月等研究表明，秸稈還田條件下，隨著基肥氮占比的降低，稻米糙米率和精米率呈先增后降的趨勢，蛋白質含量提高而直鏈淀粉含量下降。劉月月等的研究結果與本研究結果相同之處在于基肥減施提高了糙米率和精米率，不同之處在于蛋白質含量的差異。本研究表現為蛋白質含量隨基肥減施而降低，可能是生態點差異造成的。因此，研究秸稈還田與氮肥減施對稻米品質的影響，仍需從直鏈淀粉含量、淀粉結構、蛋白質含量及其組分分布等方面進行綜合研究。

綜上，在天津市現有水稻生產田基礎地力較高的前提下，通過水稻秸稈漚肥還田實現水稻秸稈的生態化利用，同時適當減施基肥30%～50%，提高后期施肥比例，構建合理的高產群體，降低蛋白質和直鏈淀粉含量，進而實現水稻生產的肥料減施、水稻的高產和優質。