嚴(yán) 凱，蔣玉蘭 ，唐紀(jì)元，戴其根,2*

(1. 揚(yáng)州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，揚(yáng)州 江蘇 225009；2. 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心，揚(yáng)州 江蘇 225009)

“農(nóng)穩(wěn)社稷，糧安天下”，糧食安全是國家安全的重要組成部分，是事關(guān)國計(jì)和社會(huì)穩(wěn)定的首要問題。中國現(xiàn)有13.68億人口，并且正以每年1 200萬人的速度增加，充足的糧食是保證國民吃飽飯的條件，把飯碗端在自己手里是國家發(fā)展的重要因素[1-2]。隨著社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，耕地面積總量越來越逼近耕地紅線，穩(wěn)定糧食種植面積的壓力越來越大，日顯稀缺的耕地資源已成為我國糧食安全的瓶頸。我國海岸線蜿蜒曲折，沿岸灘涂資源豐富突出，是我國重要的后備土地資源之一。通過圍墾熟化，將沿海灘涂鹽堿地變?yōu)榭衫玫霓r(nóng)用耕地是增加耕地的重要方法之一，水稻不僅是主糧作物，而且在耐鹽堿上表現(xiàn)較好，常常作為鹽堿地改良的首選作物。加強(qiáng)灘涂鹽堿地水稻種植的研究，是當(dāng)前灘涂作物研究的重點(diǎn)。

在鹽堿地水稻栽培中，沿海灘涂特殊的地質(zhì)條件，水稻往往不能取得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。前人對(duì)鹽堿地水稻品種的選育[3-4]、適合栽插密度[5-7]、灌溉方式[8]、肥料使用量和肥料運(yùn)籌[9-13]等做了大量的探究，在適宜基本苗確定上，孫明法等[6]認(rèn)為機(jī)插栽培每公頃 37.5 萬穴，每穴5～6 苗，周根友等[7]認(rèn)為每公頃栽插穴數(shù)以33 萬穴，每穴苗數(shù)以 4～5 苗為宜；在施肥技術(shù)上，孫明法等[6]研究認(rèn)為應(yīng)多施有機(jī)肥與磷肥，少用速效化肥，每公頃施過磷酸鈣750 kg、廄肥等有機(jī)肥15 000 kg、氮肥247.5 kg，基肥∶蘗肥∶穗肥比例為 3∶4∶3，沈瑞春[12]提出了早施苗肥、重施蘗肥與增施穗粒肥的施肥方法。然而對(duì)鹽堿地上水稻具體的施氮量和栽插密度以及它們之間的互作關(guān)系還需要進(jìn)一步探究，加之由于生活水平的提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來越高。本試驗(yàn)于射陽鹽堿地選用優(yōu)質(zhì)軟米9108為試驗(yàn)材料，在模擬機(jī)插條件下，設(shè)置了6個(gè)不同氮肥水平處理和兩個(gè)栽插密度，分析了氮肥水平和栽插密度對(duì)水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響，以期為鹽堿地水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和材料

供試材料為遲熟中粳型軟米品種南粳9108。試驗(yàn)于2015年在江蘇射陽順泰農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。土壤為砂壤土，耕作層電導(dǎo)率為2.5～3.5 mS/m，pH值為8.0～8.7，堿解氮66.42 mg/kg，有效磷22.19 mg/kg，速效鉀93 mg/kg，有機(jī)質(zhì)3.51 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)，施氮量為主區(qū)，設(shè)每公頃施氮0 kg(N0)、210 kg(N210)、255 kg(N255)、300 kg(N300)、345 kg(N345)和390 kg(N390)，共6個(gè)水平；栽插密度為副區(qū)，設(shè)12 cm×25 cm(D1)、12 cm×30 cm(D2)兩個(gè)水平，共12個(gè)處理，3次重復(fù)，每個(gè)主區(qū)面積60 m2，副區(qū)面積30 m2，各主區(qū)之間做埂，并用塑料薄膜覆蓋埂體，保證單獨(dú)排灌，防止竄肥。氮肥運(yùn)籌為基蘗肥∶穗肥=6∶4，基蘗肥中基肥∶分蘗肥為5∶5，分蘗肥分2次，第一次在栽后7 d，第二次在栽后14 d。穗肥也分2次使用，分別在倒4葉和倒2葉施用，用量各半。同時(shí)每個(gè)小區(qū)施用過磷酸鈣600 kg/hm2作為基肥。5月12日播種，秧齡為27 d，人工模擬機(jī)插，每穴4苗。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1 產(chǎn)量及構(gòu)成

成熟期每個(gè)小區(qū)收割100穴測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量；每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取5穴有代表性的稻株，測(cè)定產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.3.2 莖蘗數(shù)

于拔節(jié)期、抽穗期、成熟期在各個(gè)小區(qū)連續(xù)數(shù)20穴水稻的莖蘗數(shù)，得到其平均數(shù)。

1.3.3 干物質(zhì)量

于拔節(jié)期、抽穗期、成熟期在各個(gè)小區(qū)取3穴有代表性的植株，烘干，測(cè)定其質(zhì)量。

1.3.4 稻米品質(zhì)

水稻收獲后脫粒，攤曬后儲(chǔ)藏3個(gè)月，待理化性質(zhì)穩(wěn)定后，每處理稱取6份，每份130 g稻谷，按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)—優(yōu)質(zhì)稻谷(GB/T 17891—1999)測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、粒長、粒寬、長寬比、堊白率、堊白度。采用米飯食味計(jì)(STA1A) 自動(dòng)測(cè)定米飯的香氣、光澤、完整性、味道、口感的評(píng)分和綜合評(píng)分值。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析

用Microsoft Excel(2003)和DPS(v9.50)統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)和作圖，采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量和密度對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

由表1可以看出，施氮量對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有極顯著的影響，密度主要影響了單位面積穗數(shù)，此外，氮肥和密度的交互作用對(duì)水稻產(chǎn)量有顯著影響。隨著施氮量的增加，單位面積穗數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且25 cm×12 cm密度下的穗數(shù)均比30 cm×12 cm密度下的多；施氮量的增加還會(huì)顯著提高每穗粒數(shù)；而結(jié)實(shí)率和千粒重均隨著施氮量的增加而降低；隨著施氮量的增加，產(chǎn)量先上升后下降，且后期降幅明顯，在低氮(N0～N300)下密度大的處理均比密度小的產(chǎn)量高，但差異不顯著，而高氮(N345、N390)下密度小的比密度大的產(chǎn)量高，本試驗(yàn)中，產(chǎn)量在N300 D1最高，為8 387.12 kg/hm2，較不施氮低密度處理增產(chǎn)93%。

表1 不同氮肥及密度處理下鹽堿地水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

注：同一列數(shù)據(jù)后標(biāo)以不同字母表示在0.05水平下差異顯著。**表示在 0.01 水平上差異顯著,*表示在 0.05 水平上差異顯著,ns 表示差異不顯著。下同。

2.2 施氮量和密度對(duì)水稻莖蘗數(shù)的影響

圖1是各主要生育期各處理下每公頃水稻的莖蘗數(shù)。隨著生育進(jìn)程的不斷推進(jìn)，水稻的莖蘗數(shù)呈現(xiàn)先急速增加和緩慢下降最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。由圖可知，不同時(shí)期不同氮肥處理下，密度大的(D1)均比密度小的(D2)莖蘗數(shù)多；就施氮水平而言，拔節(jié)期隨著施氮量的增加，莖蘗數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，抽穗期和成熟期，莖蘗數(shù)均隨著施氮量的增加呈現(xiàn)向上升后下降的趨勢(shì)，抽穗期在N345時(shí)莖蘗數(shù)最多，成熟期則在N300達(dá)到峰值。

圖1 不同氮肥及密度處理下鹽堿地水稻各時(shí)期莖蘗數(shù)

2.3 施氮量和密度對(duì)水稻干物質(zhì)量的影響

由表2可以看出，隨著生育進(jìn)程的不斷推進(jìn)水稻的干物質(zhì)量不斷增加，除了抽穗期外，施氮量和移栽密度對(duì)水稻的干物質(zhì)積累量有顯著或極顯著的交互作用。隨著施氮量的增加，拔節(jié)期和抽穗期的干物質(zhì)量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而成熟期最大值則與產(chǎn)量相同，出現(xiàn)在N300。拔節(jié)期密度大的比密度小的干物質(zhì)量大，抽穗期和成熟期也表現(xiàn)為低氮時(shí)密度大的干物質(zhì)量大，高氮時(shí)密度小的干物質(zhì)量大。施氮量和密度及二者交互作用均對(duì)收獲指數(shù)有顯著或極顯著影響，施氮量與收獲指數(shù)呈負(fù)相關(guān)(r2=0.92)，且各氮肥處理間差異顯著。

表2 不同施氮量及密度處理下水稻干物質(zhì)積累量

2.4 施氮量和密度對(duì)稻米加工品質(zhì)的影響

由表3可知，施氮量對(duì)稻米的加工品質(zhì)影響較大，栽插密度對(duì)加工品質(zhì)的影響比較小，隨著施氮量的增加，糙米率，精米率，整精米率均隨之上升，且最高施氮量和最低施氮量之間存在顯著差異，密度增加會(huì)降低精米率，但處理間差異不顯著。

表3 不同施氮量及密度處理下稻米加工品質(zhì) (%)

2.5 施氮量和密度對(duì)稻米外觀品質(zhì)的影響

由表4可知，施氮水平和密度處理對(duì)鹽堿地稻米外觀品質(zhì)的影響很小，各處理間粒長、粒寬、長寬比的變化差異不顯著，長寬比維持在1.6左右，但堊白對(duì)各處理尤其是施氮量的響應(yīng)比較明顯，隨著施氮量的增加，堊白率和堊白度均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且密度大的比密度小的堊白率大，堊白度高。

表4 不同施氮量及密度處理下稻米外觀品質(zhì)

2.6 施氮量和密度對(duì)米飯蒸煮食味品質(zhì)的影響

由表5可得出，密度對(duì)米飯的蒸煮食味品質(zhì)影響較小，各密度處理間差異不顯著;而施氮量對(duì)蒸煮食味品質(zhì)的各個(gè)方面均存在較大的影響。隨著施氮量的增加，米飯的香氣、光澤、味道、口感、食味值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，食味值的極差接近10，而完整性則隨著施氮量的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

表5 不同施氮量及密度處理下米飯蒸煮食味品質(zhì)

3 討論

3.1 施氮量和密度對(duì)鹽堿地水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

鹽堿地的水稻產(chǎn)量制約因素比較多，前期不易立苗早發(fā)，造成僵苗，導(dǎo)致分蘗數(shù)較少，單位面積穗數(shù)不夠；中期生長不旺盛，造成每穗粒數(shù)減少；后期容易早衰，千粒重較小，早衰嚴(yán)重的造成倒伏，產(chǎn)量降低。陳海飛等[14]在中低產(chǎn)田以兩優(yōu)培九為材料進(jìn)行研究，認(rèn)為在每公頃施氮180 kg，密度為每公頃21萬穴的處理下，水稻產(chǎn)量最高，為每公頃8 280 kg，且低氮條件下，適當(dāng)增加密度有有利于增加單位面積穗數(shù)，從而提高產(chǎn)量。徐新朋等[15]以贛早秈54號(hào)和正成456為材料，探究江西雙季稻栽培模式下適宜的施氮量和栽插密度，結(jié)果顯示每季每公頃水稻施氮量為180 kg，栽插密度為26萬穴時(shí)產(chǎn)量最高，每公頃產(chǎn)量分別達(dá)到9 810和11 355 kg，分析表明增加施氮量和移栽密度主要通過增加有效分蘗而提高水稻有效穗數(shù)及總穗粒數(shù)增加水稻產(chǎn)量。朱鎮(zhèn)等[16]對(duì)本試驗(yàn)材料南粳9108研究認(rèn)為，揚(yáng)州地區(qū)每公頃施氮量262.5～300 kg，密度1.87萬穴最好。本試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，在鹽堿地條件下，增加施氮量和移栽密度，主要是增加了單位面積穗數(shù)，穗數(shù)是產(chǎn)量基礎(chǔ)，穗數(shù)得到穩(wěn)定，水稻才有可能獲得高產(chǎn)，因此鹽堿地種植可以適當(dāng)增加施氮量并提高移栽密度，每公頃施氮量在300～345 kg，栽插穴數(shù)為33.3萬穴(12 cm×25 cm)可以獲得最高產(chǎn)量。

Yoshida等[17]認(rèn)為，水稻單位面積的穎花數(shù)對(duì)子粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為74%，而結(jié)實(shí)率和千粒重共同僅占26%。樊紅柱等[18]研究得出相似的規(guī)律：穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重并不是最大時(shí)，只要水稻單位面積有效穗數(shù)較高，其產(chǎn)量相應(yīng)較大。前人研究表明[19-21]，鹽脅迫會(huì)使水稻的各個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素有所下降，但結(jié)實(shí)率和千粒重因水稻品種、氣候條件等因素較難調(diào)控，因此鹽堿地條件下，提高水稻的單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)至關(guān)重要，本試驗(yàn)通過適當(dāng)增加施氮量和移栽密度從而提高了單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)也得到這樣的結(jié)論。

3.2 施氮量和密度對(duì)鹽堿地水稻群體質(zhì)量的影響

施氮量和栽植密度是調(diào)節(jié)水稻群體結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)量的重要措施之一，適宜的施氮量和栽植密度是優(yōu)化群體質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。水稻群體質(zhì)量指標(biāo)包括抽穗至成熟期群體光合生產(chǎn)量、葉面積指數(shù)、總穎花量、粒葉比、有效葉面積率和高效葉面積率、單莖莖鞘重、穎花根活量和穎花根流量、成穗率等。凌啟鴻等[22]認(rèn)為抽穗至成熟期群體光合生產(chǎn)量是衡量水稻群體質(zhì)量的核心指標(biāo)，適宜的葉面積指數(shù)是水稻高產(chǎn)群體的基礎(chǔ)指標(biāo)，且在穩(wěn)定適宜穗數(shù)的同時(shí)還應(yīng)該提高莖蘗成穗率。

前人關(guān)于施氮量和移栽密度對(duì)水稻群體質(zhì)量的影響做了大量研究[22-28]。凌啟鴻等[22]研究認(rèn)為，移栽密度過小，雖然個(gè)體生長旺，但不易控制分蘗，收獲時(shí)無效分蘗增加，群體分蘗降低；反之，移栽密度過大，個(gè)體生長受到抑制，穗數(shù)過多，后期容易引起倒伏。施氮量過小，光合積累量不夠，群體發(fā)育受到抑制；而施氮量過高則引起個(gè)體旺長倒伏，甚至造成肥害減產(chǎn)。陳海飛等[14]認(rèn)為適度增加施氮量與提高移栽密度可以提高水稻群體莖蘗數(shù)，減少無效分蘗，優(yōu)化水稻群體結(jié)構(gòu)，在保證莖蘗數(shù)的前提下提高成穗率。鹽堿地條件下，分蘗很容易受到鹽脅迫的影響而減少，造成分蘗缺位，因此鹽堿地條件下尤其要注意分蘗的發(fā)生。陳露等[29]研究不同年代中粳稻品種對(duì)施氮量的響應(yīng)，認(rèn)為2000年以前的中粳稻品種在施氮量240 kg/hm2下具有較高的莖蘗成穗率、抽穗至成熟期的干物質(zhì)積累、有效葉面積和高效葉面積指數(shù)、粒葉比，而2000年以后的超級(jí)稻品種則在施氮量360 kg/hm2下具有較高的上述群體質(zhì)量指標(biāo)。姚辰[30]通過比較寒地條件下不同栽插密度和施氮量對(duì)穗數(shù)型和穗重型水稻群體的影響發(fā)現(xiàn)，隨插秧密度的增加單穴分蘗數(shù)減小，并隨施氮量的增加而增加，各品種均表現(xiàn)出同一趨勢(shì)，每平方米分蘗數(shù)則隨插秧密度和施氮量的增加而增加，穗數(shù)型品種比穗重型品種分蘗增長快，最高分蘗數(shù)高于穗重型品種。隨著水稻生育期的推進(jìn)，各品種每平方米干物質(zhì)的積累量逐漸增加。每平方米干物質(zhì)積累量以及抽穗期和成熟期莖葉、穗和地上部干物質(zhì)積累量相同插秧密度下隨施氮量增加而增加；相同施氮量水平下，隨插秧密度的增加而降低。本研究結(jié)果顯示，鹽堿地條件下，施氮量的提高雖會(huì)顯著增加莖蘗數(shù)、干物質(zhì)積累量，但同時(shí)也降低了成穗率和收獲指數(shù)，因此本研究結(jié)果表明，增加有效穗數(shù)是關(guān)鍵，提高后期干物質(zhì)積累是基礎(chǔ)，機(jī)插水稻成穗率70%以上，收獲指數(shù)0.45左右，單位面積有效穗數(shù)375萬，后期干物質(zhì)積累量達(dá)到40%是鹽堿地水稻取得每公頃產(chǎn)量8 250 kg的重要保證。

3.3 施氮量和密度對(duì)鹽堿地稻米品質(zhì)的影響

關(guān)于稻米品質(zhì)對(duì)肥料和密度的響應(yīng)，相關(guān)的研究結(jié)果有很多，但由于品種類型、氣候條件、試驗(yàn)設(shè)計(jì)等原因，前人的研究結(jié)果不盡相同。徐春梅等[31]以中早22為材料研究表明，糙米率、精米率和整精米率在一定范圍內(nèi)隨施氮量增加而提高，但施氮量超過150 kg/hm2時(shí)反而下降，李永杰[32]也持此觀點(diǎn)。此外，徐春梅等[31]認(rèn)為整精米率還會(huì)隨著密度的升高而降低。整精米率的提高可能是由于糙米中蛋白質(zhì)含量的增加而導(dǎo)致糙米中淀粉的分散性降低和黏性增加，或者是蛋白質(zhì)含量增加可以提高稻米硬度，增強(qiáng)稻米抗碾磨破壞的能力。而殷春淵等[33]則認(rèn)為，隨著施氮量增加，稻米加工品質(zhì)變化規(guī)律不明顯，即受氮肥影響較小，差異不明顯，基本表現(xiàn)為在低氮肥處理下，稻米的出糙率、精米率和整精米率相對(duì)較高。本研究認(rèn)為，碾磨品質(zhì)與稻米中的蛋白質(zhì)含量的高低有關(guān)，其原因可能是如徐春梅等[31]所言蛋白質(zhì)含量高，稻米整體的抗破壞能力就隨之提高，施氮量的增加會(huì)顯著提高稻米的碾磨品質(zhì)，而密度的變化則對(duì)碾磨品質(zhì)的影響較小，增加密度會(huì)略微提高精米率和整精米率，但增幅不顯著。

有研究表明[34]不同品種堊白對(duì)氮肥的反應(yīng)不同。楊澤敏等[35]認(rèn)為稻米的堊白率和堊白大小與施氮量呈顯著的負(fù)相關(guān)；但有日本學(xué)者[36]則認(rèn)為后期較多的氮肥施用會(huì)增加稻米的堊白。密度方面，鐘旭華等[37]對(duì)優(yōu)質(zhì)米品種“雙竹粘”研究認(rèn)為，每穴穗數(shù)與堊白率呈極顯著正相關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施氮量和密度對(duì)稻米粒型沒有影響，但施氮量和密度均與稻米外觀品質(zhì)呈正相關(guān)，即施氮量越多，密度越大，堊白度和堊白率越高，外觀品質(zhì)越差，這與楊澤敏等[35]的研究結(jié)果相似。

稻米的蒸煮食味品質(zhì)越來越受到人們的關(guān)注和重視，本研究材料南粳9108由于其較好的食味品質(zhì)，近年來在江蘇地區(qū)受到人們的喜愛。栽培方式會(huì)對(duì)稻米的食味品質(zhì)有很大的影響，姜元華等[38]對(duì)本試驗(yàn)材料研究認(rèn)為，氮肥對(duì)粳型軟米食味品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特征存在顯著影響，隨著施氮量的增加，香氣、光澤、味道、口感和食味值呈下降趨勢(shì)，完整性則一直增加，食味指標(biāo)對(duì)氮肥的敏感程度為口感>光澤>食味值>味道>香氣>完整性，本試驗(yàn)研究結(jié)果與姜元華相同。程效義等[39]以雜交粳稻遼優(yōu)5218和常規(guī)粳稻遼星1號(hào)為試材得出結(jié)論，增施氮肥或降低密度可提高遼優(yōu)5218和遼星1號(hào)籽粒的蛋白質(zhì)含量，降低食味值。而丁震乾等[40]以4個(gè)從日本引進(jìn)的優(yōu)質(zhì)食味粳稻品種(系)為供試材料研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，最大值為225 kg/hm2施氮水平，且米飯外觀、黏度、平衡度、食味值隨施氮量的增加均呈不同程度的下降趨勢(shì)，在高氮時(shí)下降比較明顯，而硬度隨施氮量的增加呈現(xiàn)不同程度的上升趨勢(shì)。張欣等[41]認(rèn)為，可以用食味值將米飯分為差(<50)、一般(50～60)、較好(60～70)、好(>70)4個(gè)等級(jí)，在本試驗(yàn)中，施氮量小于345 kg/hm2的處理食味值均高于70，說明在最高產(chǎn)量的處理(N300D1)下，仍然可以獲得較好的品質(zhì)，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論

施氮量和栽插密度均會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)產(chǎn)生影響，隨著施氮量的增加，水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，密度方面則表現(xiàn)為低氮條件下，產(chǎn)量和密度呈正相關(guān)，高氮條件下，產(chǎn)量和密度呈負(fù)相關(guān)。增加施氮量在提高水稻碾磨品質(zhì)的同時(shí)，降低了外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。在鹽堿地條件下，采用12 cm×25 cm的栽插密度，每公頃施氮300 kg是南粳9108獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適宜的栽培措施。

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