不同施氮量對鹽粳水稻生長發育、產量、品質和主要病害的影響

摘要：氮素是水稻需求量最大的營養元素，其中氮肥用量的影響尤為突出。探討施氮量對優質食味稻產量、品質方面的調控作用，探求與其相配套的優質、穩產、高效施氮技術，對優良食味水稻品種的調優栽培具有重要意義。以遼寧省農業科學院鹽堿地所選育的鹽粳系列水稻新品種鹽粳313、鹽粳337為試驗材料。設置 F0（0 kg/hm2）、F1（180 kg/hm2）、F2（210 kg/hm2）、F3（240 kg/hm2）、F4（270 kg/hm2）5個水平總施氮量，測定不同施氮量對2個品種莖蘗數及成穗率、凈光合效應、紋枯病和穗頸瘟；株數、株高、穗長，每穗粒數、結實率、千粒重；優質稻谷的糙米率、精米率、整精米率、堊白度、堊白粒率等的影響。結果表明，隨著施氮量的增加，鹽粳313和鹽粳337關鍵生育期（拔節、抽穗和成熟期）的群體莖蘗數均呈正相關而莖蘗成穗率均呈負相關；凈光合速率呈先增加后降低的趨勢；而紋枯病和穗頸瘟的發病率呈負相關；產量均顯著上升后下降，2個品種的產量在處理F3時達到最高；株高和穗數呈正相關；總穗粒數、結實率和千粒重均呈負相關。外觀品質和食味品質受氮肥水平影響，2個品種的堊白粒率和堊白度呈負相關；各處理間蛋白質含量和食味值均呈先上升后下降趨勢。鹽粳313的蛋白質含量和食味值在F2處理達到最高；鹽粳337蛋白質含量在F3處理達到最高，食味值在F2處理最高。氮肥影響鹽粳313和鹽粳337的生長發育，所以從水稻生長發育、產量、品質和主要病害4個方面分析表明，施氮量為（F2）210 kg/hm2 時鹽粳313最優，施氮量為240 kg/hm2（F3）時鹽粳337最優。

關鍵詞：施氮量；鹽粳水稻；產量；品質；主要病害

中圖分類號：S511.2+20.6；S435.111文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）02-0114-06

水稻是我國最主要的糧食作物，超過65%的人口將米飯作為主食［1］。隨著生活水平的不斷提高以及生活方式的轉變，人們對優質稻米的需求日益增加。氮素是水稻需求量最大的營養元素，氮素對優質食味稻產量、品質方面都具有顯著的調控作用，其中氮肥用量的影響尤為突出［2］。氮肥能夠顯著促進水稻根系和冠層生長發育，協調地上部分與地下部分生長［3］。Sun等研究發現，高氮條件下，葉片氮含量、葉綠素水平顯著升高，穩態光合作用顯著增強；適當增加氮肥量有利于提高水稻產量、營養和碾磨品質，但是水稻的蒸食品質會降低［4］。隨著環保意識的增強，施氮量不僅要提高水稻的品質和產量，還要盡可能避免水稻生產對生態環境的污染。也有研究發現，對優質稻米適量增施氮肥會提高優質稻米的糊化焓值和食味值［4］。郭曉紅等研究表明施氮肥150 kg/hm2有利于提高鹽堿地水稻產量和氮肥利用效率［5］。

遼寧省農業科學院鹽堿地利用研究所選育了鹽粳系列水稻新品種鹽粳313、鹽粳337。為全面了解新品種的生物學特性和生長發育特點，探求與其相配套的優質、穩產、高效施氮技術，本研究開展了不同施氮量對鹽粳313、鹽粳337光合特性、產量及稻米品質的比較試驗，旨在提高新品種稻谷的質量，以期為大面積推廣應用提供理論數據。

1材料與方法

1.1試驗材料

選取鹽粳313、鹽粳337為試驗材料，于 2020 年在遼寧省盤錦市大洼區唐家鎮劉家村的遼寧省鹽堿地利用研究所新建實驗基地進行試驗。土壤類型為典型的濱海鹽漬型水稻土，耕層土壤含有機質28.15 g/kg、堿解氮108.29 mg/kg、有效磷 47.05 mg/kg、速效鉀266.59 mg/kg、全鹽 2.19 g/kg，pH值為7.13。盤錦大洼市場購買的榮和摻混肥（N、P2O5、K2O含量分別為30%、14%、8%）。

1.2試驗設計

試驗采用完全隨機區組設計，總施氮量（N）設置 5個水平（F0～F4），分別為0、180、210、240（常規施氮量）、270 kg/hm2；各處理施肥量見表1。旋地前將基肥一次性施入，6.0葉齡期時施入蘗肥，倒4葉齡期施入穗肥。F0處理鉀肥（K2O：48 kg/hm2，以硫酸鉀替代）、磷肥（P2O5：84 kg/hm2，以過磷酸鈣替代）全部作基肥施入。

2020年4月18日播種，采用工廠化育秧技術培育壯秧，每盤播種85 g。5月24日采用人工移栽，秧齡34 d、葉齡2.9～3.1，行穴距30.0 cm×18.0 cm。小區面積45 m2（7.5 m×6.0 m）；每區栽插鹽粳313、鹽粳337等2個品種各10行。用淺、濕相結合的優化灌溉技術灌水，并做到單灌、單排。

1.3性狀測定及方法

1.3.1莖蘗動態測定

每個小區設1個調查點，每點定植20穴。分蘗初期開始6 d調查1次莖蘗數［6］，主要調查N-n期（水稻有效分蘗臨界葉齡期）、拔節期、齊穗期莖蘗數以及成熟期穗數。

1.3.2光合速率測定

水稻齊穗期，每個小區選擇20株有代表性的植株，在晴天09：00—11：00，用 LI-6400 光合儀測定各小區水稻劍葉的光合主要指標（光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、胞間CO2濃度）。測定時選擇劍葉中部，每個小區重復測定 15～20次。

1.3.3病害調查

于成熟期調查紋枯病、穗頸瘟的危害情況［7］；

植株發病率=（染病植株/調查總株數）×100%［7］；

植株病情指數=［∑（各級病株數×相應級數）/（調查總株數×最高級別值）］×100［7］。

1.3.4產量構成因素與實產測定

每個小區取具有代表性植株5穴進行室內考種，調查每穴平均株數、株高、穗長，調查每穗粒數、結實率、千粒重（飽粒重）。每個小區取具有代表性植株20穴，風干后脫谷記實產。

1.3.5稻谷品質指標測定

水稻收獲后脫粒，曬干儲藏3個月后，測定優質稻谷的糙米率、精米率、整精米率、堊白度、堊白粒率；用鋒速型精米機分別將水稻加工成精米，再采用RCTA11A型食味儀［佐竹（上海）貿易有限公司］將糙米、白米在顆粒狀態下放進機器內，運用近紅外透過方式測定，等待約60 s即可，其標準米樣食味值為82、蛋白質含量為7.9%、直鏈淀粉含量為18.4%、水分含量為14.3%，重復3次。

1.4數據處理與分析

采用 Microsoft Excel 2013進行數據整理，采用SPSS 17.0進行方差分析，使用Origin軟件作圖。

2結果與分析

2.1施氮量對水稻新品種莖蘗數及成穗率的影響

隨著施氮量的增加，2個品種拔節期、齊穗期和成熟期群體莖蘗數均呈正相關，而莖蘗成穗率均呈顯著負相關。由表2可知，鹽粳313 N～n期的莖蘗數中處理F0最低，處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高190%、181%、172%、157%；鹽粳337的 N～n 期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高126%、119%、105%、95%。鹽粳313拔節期的莖蘗數中處理F0最低，鹽粳313拔節期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高166%、157%、139%、128%；鹽粳337拔節期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高121%、107%、98%、86%。鹽粳313齊穗期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高133%、125%、121%、107%；鹽粳337齊穗期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高88%、85%、77%、68%；鹽粳313成熟期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高142%、138%、128%、117%；鹽粳337成熟期莖蘗數中處理F4、F3、F2、F1分別比處理F0高102%、97%、91%、79%。鹽粳313和鹽粳337的成穗率以處理F4最低，鹽粳313的成穗率中處理F0、F1、F2、F3比處理F4高10%、5%、5%、2%；鹽粳337的成穗率中處理F0、F1、F2、F3比處理F4高9%、6%、5%、4%。鹽粳313和鹽粳337在不同氮肥處理下，水稻移栽期的莖蘗數存在顯著差異，鹽粳313在拔節期、齊穗期、成熟期莖蘗數及成穗率均高于鹽粳337。

2.2施氮量對水稻新品種光合效應的影響

由圖1可知，隨著氮肥施用量的增加，2個品種的凈光合速率呈先增加后降低的趨勢；鹽粳313光合速率在處理F3時達到最大；鹽粳337光合速率在處理F2時達到最大。蒸騰速率和氣孔導度受施氮量的影響較大，各處理間差異比較顯著。鹽粳337胞間CO2濃度處理間沒有顯著差異，而鹽粳313的胞間CO2濃度在處理F3時顯著高于其他處理。氣孔導度是指氣孔的開放程度，氣孔開放程度越大，光合速率就越快。同理，氣孔開度越大，水分喪失的也就越多，蒸騰速率也就越大。鹽粳313的氣孔導度排序為處理F1gt;F2gt;F4gt;F0gt;F3；鹽粳337的氣孔導度排序為處理F1gt;F0gt;F3gt;F2gt;F4。鹽粳313的蒸騰速率排序為處理F1gt;F3gt;F2gt;F4gt;F0；鹽粳337的蒸騰速率排序為處理F2gt;F0gt;F1gt;F3gt;F4。

2.3施氮量對水稻新品種紋枯病與穗頸瘟染病程度的影響

施氮量與鹽粳313和鹽粳337紋枯病和穗頸瘟的發病率呈負相關。由表3可見，鹽粳313紋枯病的植株發病率高于鹽粳337。鹽粳337穗頸瘟的植株發病率高于鹽粳313。由表3可見，施氮量對水稻的紋枯病和穗頸瘟的病株率和病情指數有顯著影響。鹽粳313中處理F4紋枯病的病株率和病情指數最低，鹽粳313的病株率中處理F1、F2、F3比處理F4分別高21.12、20.40、27.57百分點。鹽粳313中只有處理F1出現穗頸瘟，其他處理均沒有出現穗頸瘟。鹽粳337中處理F1出現紋枯病和穗頸瘟，處理F2只出現穗頸瘟。

2.4施氮量對水稻新品種經濟性狀及產量的影響

由表4可見，隨著施氮量的增加，2個品種的產量均呈先上升后下降趨勢。鹽粳313和鹽粳337的產量在處理F3時達到最高，處理F4比F3都下降5%。就產量構成因素而言，施氮量對2個品種的穗長無顯著影響。鹽粳313和鹽粳337的株高和穗數隨施肥量增加而增加，而每穗粒數、結實率和千粒重均隨施肥量增加而降低。鹽粳313和鹽粳337的株高中處理F0最低，鹽粳313的處理F1、F2、F3、F4比處理F0高28%、21%、24%、27%；鹽粳337的處理F1、F2、F3、F4比處理F0高28.8%、30.2%、29.2%、31.2%。鹽粳313的穗數處理F1、F2、F3、F4比處理F0高126%、133%、149%、153%；鹽粳337的穗數處理F1、F2、F3、F4比處理F0高77%、86%、92%、101%。2個品種內的每穗粒數無顯著差異，鹽粳337的每穗粒數顯著高于鹽粳313。鹽粳313的結實率中處理F1、F2、F3、F4比處理F0低1%、2%、4%、6%；鹽粳337的結實率中處理F1、F2、F3、F4比處理F0低11%、13%、13%、15%。鹽粳313的千粒重中處理F1、F2、F3、F4比處理F0低6%、8%、9%、12%；鹽粳337的千粒重中處理F1、F2、F3、F4比處理F0低11%、13%、13%、15%。鹽粳313的產量中處理F1、F2、F3、F4比處理F0高52%、57%、60%、52%；鹽粳337的千粒重中處理F1、F2、F3、F4比處理F0高52%、53%、66%、58%。鹽粳313和鹽粳337的產量中處理F0顯著低于其他處理，F3最高。即水稻產量隨著氮肥施用量增加而增加，但氮肥的施用量過高抑制產量。

2.5施氮量對水稻新品種稻米品質的影響

施氮量與2個品種的堊白粒率和堊白度呈負相關。鹽粳313和鹽粳337的不同施氮量處理對糙米率、精米率、整精米率存在顯著影響；說明不同施氮量對水稻加工品質存在顯著影響。由表5可知，鹽粳313中堊白粒率以處理F4最低，處理F0、F1、F2、F3比處理F4分別高29%、27%、24%、1%。鹽粳337中堊白粒率以處理F4最低，處理F0、F1、F2、F3比處理F4低75%、11%、2%、5%。鹽粳313堊白度以處理F4最低，處理F0、F1、F2、F3比處理F4高26%、23%、12%、3%；鹽粳337堊白度以處理F4最低，處理F0、F1、F2、F3比處理F4高70%、13%、5%、3%。鹽粳337的堊白粒率和堊白度均顯著高于鹽粳313。稻米的堊白度提高，外觀品質會隨之降低。鹽粳313和鹽粳337在處理F4時外觀品質最優，說明施肥量越高，外觀品質越高。

隨著施氮量的增加，鹽粳313和鹽粳337各處理間的水稻籽粒直鏈淀粉含量和水分存在顯著差異。鹽粳313和鹽粳337各處理間蛋白質含量和食味值差異顯著，均隨氮肥量增加先升高后降低。由表6可知，鹽粳313中蛋白質含量排序為F2gt;F1gt;F3gt;F0gt;F4處理，鹽粳313中食味值排序為F2gt;F1gt;F3gt;F0gt;F4處理。鹽粳337中蛋白質含量排序為F3gt;F2gt;F1gt;F0gt;F4處理，鹽粳337中食味值排序為F2gt;F3gt;F1gt;F0gt;F4處理。2個品種間有明顯差異， 鹽粳337的直鏈淀粉含量和蛋白質明顯高于鹽粳313，但鹽粳313的食味值高于鹽粳337。鹽粳313處理F2蛋白質含量和食味值最優。鹽粳337處理F3蛋白質含量最優。

3討論與結論

3.1氮肥處理對鹽粳水稻產量的影響

因為氮肥直接影響水稻的產量，所以過去60年間我國施氮量逐年遞增。氮肥利用率在不同水稻品種間存在明顯差異［8］，只有在適宜的施氮量下，才能發揮氮素利用效率，使水稻莖稈強壯、提高水稻產量。本研究中，氮肥的增加促進了光合速率，在達到一定峰值后，光合速率與氮肥用量呈負相關。鹽粳313和鹽粳337的光合指標分別在處理F3和F2時達到最高之后下降。凈光合速率與水稻產量呈先上升后降低的趨勢，即鹽粳313和鹽粳337的結實率降低，這2個品種的產量都在處理F3達到最高之后下降，即光合效應與產量相對應。處理F4時氮肥量對鹽粳313和鹽粳337的光合速率產生抑制作用，生物產量沒有完全轉化為經濟產量。

鹽粳313和鹽粳337產量的峰值均是處理F3，施氮量為240 kg/hm2。 鹽粳313在處理F3產量為10.29 t/hm2，且產量由高到低的氮肥處理均是F3gt;F2gt;F1gt;F4gt;F0。鹽粳337在處理F3產量為 10.65 t/hm2，且產量由高到低的氮肥處理為F3gt;F4gt;F2gt;F1gt;F0。現有研究普遍認為隨施氮量增加，水稻產量先升高后降低［8］，本研究結果與之相似。隨氮肥施用量增加，鹽粳313和鹽粳337的株高和穗數隨施肥量增加而增加，而總穗粒數、結實率和千粒重均隨施肥量增加而降低。其中2個品種在處理F3時的各個性狀處于較高水平，并且產量也是最高值，說明結實率和千粒重是提高鹽粳313和鹽粳337產量的關鍵因素。

3.2氮肥處理對鹽粳水稻稻米品質的影響

稻米品質不僅受到遺傳因素的決定，同時還易受生長環境條件及栽培方式的影響［9-10］。氮肥施用量、施用時期以及氮肥形態都會對稻米品質產生影響［11-12］，稻米品質決定了大米的檔次與市場定位。研究表明，稻谷加工品質包括糙米率、精米率、整精米率，都隨施氮量增加而提高［13-15］。外觀品質堊白粒率和堊白度先降后增［16］。食味品質相關的直鏈淀粉含量和膠稠度隨氮肥增加而下降［14-15］，也有研究認為某些品種對于氮素及環境響應遲鈍［12，15］，直鏈淀粉含量變化不明顯。蛋白質含量一般來說均是隨氮肥量增加而增加［11-14］。

本研究中，2個品種的加工品種隨著施氮量增加呈先增后降趨勢，鹽粳313的糙米率、精米率、整精米率在處理F2時表現最優；鹽粳337的糙米率、精米率、整精米率在處理F3時表現最優。外觀品質有顯著差異；鹽粳313的堊白粒率和堊白度隨施氮量增加而下降，鹽粳337的堊白粒率和堊白度隨施氮量增加先增加后下降，施用量在處理F2時外觀品質最優。蒸煮品質中鹽粳313和鹽粳337各處理間的水稻籽粒直鏈淀粉含量無顯著變化。營養品質中2個品種的蛋白質含量隨著施氮量增加呈先增后降趨勢，鹽粳313蛋白質含量處理F2最優。鹽粳337蛋白質含量處理F3最優。根據食用稻品種品質標準［16］，在施氮量處理F2下，堊白度≤5%，鹽粳313達到三等米標準。施氮量處理F3下，鹽粳337堊白度最低，但沒有達到三等米的標準。堊白度隨著施氮量的增加而降低，蛋白質含量高導致稻米口感下降［8］。處理F2鹽粳313蛋白質含量為6.97%，處理F3鹽粳337蛋白質含量為7.97%。鹽粳313和鹽粳337以處理F2時食味值最優。

本研究在設置不同氮肥范圍內，明確鹽粳313和鹽粳337的最佳施肥量。結果表明，鹽粳313的施氮量在處理F3（210 kg/hm2）下，獲得最高田間產量，氮肥利用率水平最高，光合速率轉化率最高，影響產量的穗粒數和千粒重較高。其中堊白度表現最好，蛋白質含量適中，食味值最高。鹽粳337施氮量在處理F3 （240 kg/hm2）下，稻米各個影響因子水平較高，從而獲得最高田間產量和食味值。

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