喬中英，陳培峰，顧俊榮，孫 華，楊代鳳，董明輝

(江蘇太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 江蘇 蘇州 215155)

氮肥運籌與栽插密度對秈粳雜交稻甬優(yōu)1538產(chǎn)量形成和米質(zhì)的影響

喬中英，陳培峰，顧俊榮，孫 華，楊代鳳，董明輝*

(江蘇太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 江蘇 蘇州 215155)

以秈粳雜交稻甬優(yōu)1538為材料，研究不同氮肥運籌(前后期施氮比例6∶4和8∶2)和栽插密度(18、22.5、27 萬穴/hm2)對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：① 前后期施氮比例6∶4產(chǎn)量顯著高于8∶2，其增產(chǎn)原因為穗粒數(shù)和千粒重顯著增加；②栽插密度對產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響表現(xiàn)為栽插密度越小，穗粒數(shù)和千粒重越高，而有效穗數(shù)越低，在22.5萬穴/hm2條件下產(chǎn)量結(jié)構(gòu)較協(xié)調(diào)，是產(chǎn)量顯著高于其他栽插密度的主要原因；③與前后期施氮比例8∶2相比，6∶4提高了抽穗后葉片SPAD值和分蘗成穗率，顯著增加了抽穗后干物質(zhì)積累量和群體生長率；隨著栽插密度的增加，有效穗數(shù)有所增加，但生育中期群體過大影響了后期干物質(zhì)積累，導(dǎo)致最終產(chǎn)量下降；④前后期施氮比例6∶4降低了糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、粗蛋白含量和膠稠度，使加工品質(zhì)和食味品質(zhì)變差，但明顯改善了外觀品質(zhì)；隨著栽插密度的變大，糙米率、精米率、整精米率增加，堊白粒率、堊白度、膠稠度降低。

秈粳雜交稻；氮肥運籌；栽插密度；產(chǎn)量；米質(zhì)

水稻作為我國第一大糧食作物和最主要的口糧作物，總播種面積約2.87×107hm2，占糧食播種面積的30 %，而產(chǎn)量卻占糧食總產(chǎn)量的40 %，承擔(dān)著糧食安全的第一重任。在耕地面積難以大幅度增加的情況下，加快超級稻品種選育與示范推廣是實現(xiàn)水稻單產(chǎn)提升，確保國家糧食安全的重要途徑。因此，推廣高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)超級稻已成為我國未來保障糧食安全和提升水稻綜合生產(chǎn)能力的戰(zhàn)略目標(biāo)。秈粳雜交稻品種因其光合生產(chǎn)優(yōu)勢明顯、群體結(jié)構(gòu)合理、庫容大，具有顯著的增產(chǎn)潛力，生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛[1-3]。氮肥和栽插密度是影響水稻產(chǎn)量主要的栽培因素，近年來圍繞超級稻超高產(chǎn)栽培開展了大量的密肥試驗[4-6]，取得了較好的研究進(jìn)展，對建立高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的栽培模式和水稻增產(chǎn)起到了十分重要的作用。但前人對于超高產(chǎn)研究的試驗對象大多以雜交秈稻和粳稻(常規(guī)粳稻、雜交粳稻)為主[7-8]，對秈粳亞種間雜交稻的研究較少。甬優(yōu)1538是寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)秈粳雜交稻新品種，近兩年來在蘇南地區(qū)開展試驗示范，據(jù)測產(chǎn)驗收，示范方連續(xù)2年產(chǎn)量為780 kg/667m2，在本地區(qū)具有較好的推廣應(yīng)用前景。因此，本研究選用甬優(yōu)1538為材料，研究了氮肥運籌和栽插密度對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為大面積推廣該品種提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試地點與品種

試驗于2013年在江蘇太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗基地進(jìn)行，試驗地土壤質(zhì)地為粘土，前茬為小麥，耕作層含有機(jī)質(zhì)13.0 g/kg，速效氮、磷、鉀含量分別為158.4，8.4和127.0 mg/kg。供試品種為秈粳雜交稻甬優(yōu)1538，全生育期為160 d。

1.2 試驗設(shè)計

進(jìn)行氮肥運籌(N)×栽插密度(D)二因素試驗。裂區(qū)設(shè)計，氮肥運籌(N)為主區(qū)，栽插密度(D)為副區(qū)，品種隨機(jī)排列。氮肥運籌(N)設(shè)置基蘗肥∶穗肥=6∶4(N1)和8∶2(N2)2種比例水平，其中基肥∶蘗肥=3∶1，基肥于移栽前 1～2 d 施用，蘗肥分別與移栽后6 和 13 d 2次施用，2次比例為5∶5；穗肥分2次施用(倒4葉∶倒2葉=5∶5)。甬優(yōu)1538設(shè)置3個栽插密度處理(D)，分別為18 萬穴/hm2(D1)、22.5 萬穴/hm2(D2)和 27 萬穴/hm2(D3)，3次重復(fù)，共18個小區(qū)。小區(qū)面積為6.00 m×3.33 m=20 m2，小區(qū)間以田埂分隔，并用塑料薄膜包埋，單排單灌，以防肥水串灌。5月17日播種，6月17日移栽，每穴栽2苗。田間水分灌溉按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)高產(chǎn)栽培管理。嚴(yán)格控制病、蟲、草害。施純氮300 kg/hm2、磷肥(折合P2O5)81 kg/hm2、鉀肥(折合K2O)120 kg/hm2，磷肥作基肥一次性施用，鉀肥分基肥和穗肥 2 次施入。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 群體生長動態(tài) 移栽后20 d(7月8日)起每小區(qū)定3個點，每點10穴，每隔7 d觀測1次苗情動態(tài)，直至水稻抽穗。

1.3.2 SPAD值的測定 移栽后20 d(7月8日)起，每10 d 用葉綠素儀(SPAD)測定葉片(抽穗前測定心葉以下1 葉，抽穗后測定劍葉)的葉綠素含量，以SPAD 讀數(shù)(精確至小數(shù)點后 1 位)直接表示葉綠素含量。各小區(qū)每次測定20片葉片，每片葉片測定上、中、下部3點，取平均值。

1.3.3 干物質(zhì)累積量和產(chǎn)量及構(gòu)成因素的測定 分別于拔節(jié)期、抽穗及成熟期，取各小區(qū)有代表性稻株 5 穴(與所普查的有效莖蘗平均數(shù)相等)，剪去根后，分莖鞘、葉和穗3部分烘干稱重。成熟期每小區(qū)調(diào)查30穴計算有效穗。按平均取樣法每小區(qū)取3穴用于考察每穗實粒數(shù)、空秕粒數(shù)、實粒千粒重、結(jié)實率，并按小區(qū)實收記產(chǎn)。

1.3.4 稻米品質(zhì)的測定 將各樣本統(tǒng)一用NP-4350型風(fēng)選機(jī)等風(fēng)量風(fēng)選，在自然條件下風(fēng)干2～3個月后測定粒重及米質(zhì)。隨機(jī)數(shù)500粒稱重，重復(fù)3次，計算千粒重，整精米率、堊白度、直鏈淀粉含量等測定方法參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T 17891-1999優(yōu)質(zhì)稻谷”。粗蛋白含量的測定參照“GB2905-82” 用半微量凱氏定氮法測定，樣品用量為0.1 g精米粉樣品。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2003和SPSS11.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥運籌和栽插密度處理對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

不同氮肥運籌比例對產(chǎn)量的影響達(dá)顯著水平(表1)，表現(xiàn)為基蘗肥∶穗肥=6∶4條件下(N1)產(chǎn)量顯著高于8∶2條件下(N2)。與N2處理相比，N1條件下穗粒數(shù)和千粒重顯著增加，分別增加了7.43 %和1.32 %，而有效穗數(shù)降低了5.15 %，不同氮肥運籌處理對結(jié)實率的影響不顯著。不同種植密度處理對產(chǎn)量的影響均達(dá)顯著水平，在栽插密度為22.5萬穴/hm2(D2)條件下最高，其次是27 萬穴/hm2(D1)，而18 萬穴/hm2(D3)產(chǎn)量最低。進(jìn)一步分析其產(chǎn)量構(gòu)成因素，表現(xiàn)為栽插密度越小，穗粒數(shù)和千粒重越高，而有效穗數(shù)越低，在D2條件下產(chǎn)量結(jié)構(gòu)較協(xié)調(diào)，是產(chǎn)量顯著高于其他栽插密度的主要原因。統(tǒng)計分析表明，不同氮肥運籌和栽插密度對甬優(yōu)1538產(chǎn)量的影響存在互作效應(yīng)，表現(xiàn)為N1D2產(chǎn)量最高，顯著高于其他處理，其次是N2D2和N1D1，D2D3條件下最低。

2.2 不同氮肥運籌和栽插密度處理對各生育時期葉片SPAD值的影響

由圖1表明，不同氮肥運籌和栽插密度下，水稻葉片的SPAD值在各生育階段差異較大。拔節(jié)前基蘗肥∶穗肥=6∶4條件下葉片SPAD值小于8∶2條件下，隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，到了抽穗后葉片SPAD值迅速下降，尤其是基蘗肥∶穗肥=8∶2下降幅度較大，6∶4條件下葉片SPAD值又大于8∶2。在同一氮肥運籌條件下，在生育前期葉片SPAD值差異不大，但在抽穗后，隨著栽插密度的變大，葉片SPAD逐漸變小。

表1 不同氮肥運籌和栽插密度處理對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

注：N1:基蘗肥∶穗肥=6∶4；N2:基蘗肥∶穗肥=8∶2；D1，D2，D3分別為18、22.5、27萬穴/hm2。小寫字母分別表示5 %差異顯著水平，*表示5 %差異顯著水平。下同。 Note: N1, N2 representing the proportion of base and spike fertilizer are 6∶ 4 and 8∶ 2; D1, D2,D3 represent transplanting densities of 18.5, 22.5 and 27 hills/hm2, respectively. Values followed by the different small letters are significantly different at 0.05 level, * is also significant at 0.05 level. The same as below.

2.3 不同氮肥運籌和栽插密度處理群體莖蘗動態(tài)變化

不同前后期施氮比例和栽插密度對莖蘗消長動態(tài)的影響基本一致(圖1)。8月1日左右，各處理莖蘗數(shù)達(dá)到最大值，氮肥前移，栽插密度的增加，最大莖蘗數(shù)隨之增加。此后，莖蘗數(shù)開始下降，至抽穗期基本穩(wěn)定，最終成穗數(shù)與高峰苗的趨勢一致，但成穗率相反，表現(xiàn)為N1>N2，D3>D2>D1，表明氮肥前移和栽插密度的增加雖然能增加有效穗數(shù)，但同時使高峰苗數(shù)過多，中期群體過大，造成成穗率降低，且易形成小穗，使群體質(zhì)量變差。

2.4 不同氮肥運籌和栽插密度處理對群體干物質(zhì)積累量和生長率的影響

不同前后期施氮比例和栽插密度對各主要生育期干物質(zhì)積累量的影響見表2。在拔節(jié)期和抽穗期，基蘗肥∶穗肥=8∶2(N2)處理下干物質(zhì)累積量高于基蘗肥∶穗肥=6∶4(N1)處理，在拔節(jié)期差異達(dá)顯著水平，而抽穗期差異不顯著，說明N2有利于水稻生育前中期(抽穗前)干物質(zhì)的積累，但到了抽穗后N1處理干物質(zhì)增加迅速，在成熟期N1處理顯著高于N2。隨著栽插密度的增加，各生育時期干物質(zhì)積累量逐漸增加，在拔節(jié)期D1處理干物質(zhì)積累量顯著高于D2和D3處理，在抽穗期和成熟期D1和D2差異不顯著，抽穗期D1處理高于D2，成熟期則相反，但均顯著高于D3。

圖1 不同氮肥運籌和栽插密度處理對各生育時期葉片SPAD值和莖蘗動態(tài)的影響Fig.1 Effects of different N application and transp1anting density on the SPAD value and dynamics of stems and tillers

Table 2 Effects of different N application and transplanting density on dry matter accumulation (t/hm2)

分析不同處理各生育階段的干物質(zhì)積累量和群體生長率，抽穗至成熟期最大，拔節(jié)至抽穗期其次，拔節(jié)前最低。生育前期(拔節(jié)前)干物質(zhì)增長量和群體生長率，氮肥運籌N2處理均顯著高于N1，栽插密度D1顯著高于D2和D3處理，各處理間干物質(zhì)增長量和群體生長率均表現(xiàn)為N2N1最大，有利于生育前期干物質(zhì)積累。但生育中后期(抽穗期一成熟期)，N1干物質(zhì)增長量和群體生長率增加迅速，顯著高于N2處理，尤其是在N1D2處理下干物質(zhì)增長量和群體生長率顯著高于其他各處理。不同前后期施氮比例和栽插密度對收獲指數(shù)的影響不顯著。

2.5 不同氮肥運籌和栽插密度處理對米質(zhì)的影響

不同前后期施氮比例和栽插密度對米質(zhì)的影響見表4。各處理間糙米率和精米率均無顯著差異，但趨勢表現(xiàn)一致，N2處理高于N1處理，隨著栽插密度的增大，糙米率和精米率逐漸增大。不同前后期施氮比例間整精米率的差異不顯著，N2處理高于N1處理，但栽插密度間的差異達(dá)顯著水平，D2處理最高，顯著高于D3處理。各處理間堊白粒率的差異顯著，N2處理顯著高于N1處理，D2、D3處理顯著高于D1處理。不同前后期施氮比例對堊白度無顯著影響，但栽插密度對堊白度的影響達(dá)顯著水平，趨勢與堊白粒率一致。各處理間粗蛋白含量和直鏈淀粉含量均無顯著差異，前后期施氮比例對蛋白含量和直鏈淀粉含量的影響趨勢一致，N2處理均高于N1處理，而栽插密度對蛋白含量和直鏈淀粉含量的影響趨勢相反，粗蛋白含量表現(xiàn)為D2高于D1和D3，直鏈淀粉含量表現(xiàn)為D2低于D1和D3。各處理間膠稠度的差異明顯，N2高于N1，隨著栽插密度增加，膠稠度顯著降低。

表3 不同氮肥運籌和栽插密度處理對群體生長率的影響

表4 不同氮肥運籌和栽插密度處理對米質(zhì)的影響

Note:BR:Brown rice rate; MR:Milled rice rate; HR:Head rice rate; CG:Chalky grain rate; CPC:Crude protein content; AC:Amylose content; GC:Gel consistency.

3 小結(jié)與討論

水稻產(chǎn)量取決于庫容的大小和灌漿充實的程度，庫大、源強、流暢是水稻高產(chǎn)群體的重要特征，因此培育大穗型雜交稻，大幅度增加穗粒數(shù)，是實現(xiàn)水稻超高產(chǎn)的主要途徑[9]。水稻群體可通過肥料和栽插密度調(diào)控，關(guān)于氮肥對水稻產(chǎn)量的影響，普遍認(rèn)為在一定的施氮范圍內(nèi)，增施氮肥可以顯著促進(jìn)枝梗與穎花分化，增加粒重，提高產(chǎn)量[10-12]。但氮肥運籌比例對產(chǎn)量影響結(jié)論不盡一致，田智慧[13]等認(rèn)為在相同氮肥水平下，穗粒肥占60 %時，水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子之間比較協(xié)調(diào)，因而產(chǎn)量也較高。而吳文革[14]等研究認(rèn)為，基蘗肥∶穗粒肥=7.5∶2.5的施肥比例，可以獲得水稻的最高產(chǎn)量。不同栽插密度條件下，水稻由于群體起點不同，對溫光水肥等資源利用不同，必然會對植株生長產(chǎn)生一定的影響，最終影響產(chǎn)量。而在本試驗條件下，在基蘗肥∶穗肥=6∶4條件下，甬優(yōu)1538產(chǎn)量顯著高于8∶2；在同一氮肥運籌比例條件下，栽插密度為22.5萬穴最高，其次是27萬穴，栽插密度為18萬穴產(chǎn)量最低，其增產(chǎn)原因主要是群體穎花量的增加。栽插密度過小使群體有效穗不足，從而影響最終產(chǎn)量的形成。

水稻群體葉片SPAD值和分蘗成穗率是影響水稻產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素[15-16]。前者反映水稻群體的光合生產(chǎn)能力，對干物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)有重要作用，后者直接影響水稻的有效穗數(shù)，穗數(shù)又是構(gòu)成產(chǎn)量的主要因素。本研究表明，在基蘗肥∶穗肥=8∶2，栽插密度過密條件下，甬優(yōu)1538高峰苗數(shù)過多，中期群體過大，后期分蘗死亡率高，最終造成成穗率降低，且易形成小穗，使群體質(zhì)量變差。同時使抽穗后葉片SPAD值快速下降，影響抽穗后光合物質(zhì)的積累和輸出，使抽穗后干物質(zhì)累積量顯著降低。抽穗后干物質(zhì)累積量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，超高產(chǎn)水稻干物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢在中期和后期，產(chǎn)量隨中期和后期干物質(zhì)凈積累量的增加而提高，且超高產(chǎn)水稻80 %以上籽粒產(chǎn)量來自抽穗后的光合作用。

氮肥運籌對稻米品質(zhì)的影響研究較多，有研究認(rèn)為氮肥前移增加了堊白度、直鏈淀粉含量，降低了粗蛋白含量，但稻米的蒸煮與食味品質(zhì)有所改善[17-18]。也有研究認(rèn)為增施氮肥可改善稻米碾磨和外觀品質(zhì)[19-20]。本研究結(jié)果表明，前后期施氮比例6∶4條件下降低了糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率粗蛋白含量和膠稠度，使加工品質(zhì)和食味品質(zhì)變差，但明顯改善了外觀品質(zhì)。關(guān)于栽插密度對稻米品質(zhì)的影響，因選用品種和施氮水平的不同，結(jié)果不盡相同。徐春梅[20]等研究認(rèn)為栽插密度對中早22糙米率、整精米率、堊白度和膠稠度、蛋白質(zhì)含量影響較大，整精米率隨密度的增大而降低，蛋白質(zhì)含量則相反，它隨栽插密度的增加而增大。本研究認(rèn)為，隨著栽插密度的變大，甬優(yōu)1538糙米率、精米率、整精米率有所增加，堊白粒率、堊白度、膠稠度降低。綜合不同前后期施氮比例和栽插密度對甬優(yōu)1538產(chǎn)量形成和米質(zhì)各項指標(biāo)的影響，從水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培綜合考慮，甬優(yōu)1538高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的適宜前后期施氮比例為6∶4，栽插密度為22.5萬穴/hm2。

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(責(zé)任編輯 陳 虹)

Effects of Nitrogen Managements and Transplanting Density on Yield Formation and Rice Quality ofIndica-JaponicaHybrid Rice Yongyou 1538

QIAO Zhong-ying, CHEN Pei-feng, GU Jun-rong, SUN Hua, YANG Dai-feng, DONG Ming-hui*

(Institute of Agricultural Sciences in Taihu Lake Region of Jiangsu Province, Jiangsu Suzhou 215155,China)

Taken anIndica-Japonicahybrid rice(Yongyou 1538) as tested material, the effects of nitrogen managements (the basic and tiller fertilizer to the panicle fertilizer of 6∶4 and 8∶2) and transplanting density(18, 22.5 and 27 hills/ hm2) on yield formation and rice quality were studied. The results showed that (i)Compared with the basic and tiller fertilizer to the panicle fertilizer of 8∶2, the grains per spike, 1000-grain weight and yield significantly increased under the treatment of the basic and tiller fertilizer to the panicle fertilizer of 6∶4. (ii)The grains per spike, 1000-grain weight were increased with the decrease of transplanting density, but effective panicle were decreased. Under the 22.5 hills/hm2treatment, the yield structure was coordinated, so the yield was significantly higher than that of other treatments. (iii)The basic and tiller fertilizer to the panicle fertilizer of 6∶4 improved SPAD value after heading and percentage of productive tiller and significantly increased the dry matter accumulation and crop growth rate after heading; With the increase of transplanting density, the productive tillers increased, but too much growth population at middle growth stage affected the dry matter accumulation after heading and led to decrease final production. (iv)The basic and tiller fertilizer to the panicle fertilizer of 6∶4 decreased the BR, MR, HR, CG, CPC and GC, made the processing quality and eating quality variation but obviously improved the appearance quality. With the increase of transplanting density, the BR, MR and HR increased, and the CG, chalkiness and CG decreased.

Indica-Japonicahybrid rice; Nitrogen managements; Transplanting density; Yield; Rice quality

1001-4829(2016)09-2068-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.011

2015-07-25

國家自然科學(xué)基金(31171490)；江蘇省基礎(chǔ)研究計劃項目(BK2011269)；江蘇省作物遺傳生理重點實驗室開放課題(K13013)

喬中英(1973-)，女，碩士，副研究員，主要從事作物栽培與生理方面的研究，E-mail: qiaozhongying@163.com,*為通訊作者。

S511.2

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