黎星 汪勇 成臣 程慧煌 譚雪明 商慶銀 石慶華 曾勇軍

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，南昌 330045；第一作者：530826459＠qq．com；*通訊作者：zengyj2002＠163．com）

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)水稻生產(chǎn)模式正在從單一增產(chǎn)模式向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效等多向發(fā)展模式轉(zhuǎn)變[1]。在水稻生產(chǎn)上，氮是影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，合理的氮肥運(yùn)籌能以較少的氮肥投入而實(shí)現(xiàn)水稻的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。

南方雙季稻區(qū)水稻種植面積占全國(guó)水稻種植面積的40%左右，是我國(guó)重要的糧食產(chǎn)區(qū)[2]。關(guān)于氮肥運(yùn)籌對(duì)南方稻區(qū)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有較多報(bào)道。殷春淵等[3]研究表明，隨著氮肥用量的增加，秈稻在中氮水平下產(chǎn)量達(dá)到最高，而高氮水平下水稻產(chǎn)量有所降低。陶進(jìn)等[4]認(rèn)為，增施氮肥會(huì)降低稻米品質(zhì)，隨施氮量提高，稻米的蛋白質(zhì)含量、堊白度和消減值增加，而崩解值降低，稻米的食味品質(zhì)變差。喬中英等[5]通過(guò)研究秈粳雜交稻甬優(yōu)1538發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前后期施氮比例為6∶4時(shí)水稻產(chǎn)量最高，同時(shí)該處理顯著降低了糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、粗蛋白含量和膠稠度，稻米加工品質(zhì)和食味品質(zhì)變劣，外觀品質(zhì)得到優(yōu)化。謝以澤等[6]以中嘉早17為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加氮肥用量可確保水稻獲得高產(chǎn)。

南方稻區(qū)“秈改粳”工作得到快速發(fā)展，當(dāng)?shù)剡m宜秈稻的氮肥運(yùn)籌模式可能已不適應(yīng)優(yōu)質(zhì)常規(guī)粳稻的栽培[7]。而關(guān)于南方稻區(qū)優(yōu)質(zhì)常規(guī)粳稻適宜氮肥運(yùn)籌的研究尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。因此，本研究以南方優(yōu)質(zhì)常規(guī)粳稻金農(nóng)香粳1267為試驗(yàn)材料，研究不同施氮量和氮肥運(yùn)籌方式對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為南方優(yōu)質(zhì)常規(guī)晚粳稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年在江西省上高縣泗溪鎮(zhèn)曾家村江西農(nóng)業(yè)大學(xué)校外試驗(yàn)基地（28°31′N(xiāo)，115°09′E）進(jìn)行。供試品種為優(yōu)質(zhì)常規(guī)粳稻金農(nóng)香粳1267，供試土壤類(lèi)型為沙質(zhì)壤土。試驗(yàn)前土壤基本理化性質(zhì)：pH值6.3、有機(jī)質(zhì) 21.2 g/kg、有效磷 47.2 mg/kg、速效鉀 69.8 mg/kg、堿解氮 91．0 mg/kg。

表1 氮肥運(yùn)籌設(shè)計(jì)方案（%）

表2 不同施氮處理對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置 6 個(gè)施氮水平：CK，0；N1，165 kg/hm2；N2，210 kg/hm2；N3，255 kg/hm2；N4，300 kg/hm2；N5，345 kg/hm2。在N3條件下設(shè)置3個(gè)氮肥運(yùn)籌處理，具體施氮方案見(jiàn)表1。鉀肥施用量為165 kg/hm2，其中基肥∶穗肥=7∶3；磷肥施用量為 90 kg/hm2，全部作基肥。氮、磷、鉀肥分別為尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，每個(gè)處理3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)間做埂隔開(kāi)，并用塑料薄膜包埂，防止竄肥，小區(qū)面積20 m2。采用人工模擬機(jī)插方式移栽，栽插規(guī)格為25 cm×14 cm。其他管理措施同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

在水稻成熟期，各小區(qū)調(diào)查150株的水稻有效穗數(shù)，按平均數(shù)法從各小區(qū)取5株，考察每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等性狀。每個(gè)小區(qū)實(shí)收4 m2左右進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.3.2 淀粉黏滯特性（RVA）

用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)的3-D型RVA測(cè)定儀進(jìn)行快速測(cè)定，用TCW配套軟件進(jìn)行分析。當(dāng)樣品含水量為14%時(shí)樣品質(zhì)量為3.0 g，蒸餾水25.00 mL。測(cè)定過(guò)程中溫度變化如下：50℃下保持1 min，以 12℃/min的速度上升到 95℃（3.75 min），95℃下保持2.5 min，以12℃/min的速度下降到50℃（3.75min），50℃下保持1.4 min。攪拌器在起始10s內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)速率為960 r/min，以后保持在160 r/min。測(cè)定稻米的最高黏度、熱漿黏度和冷膠黏度，并由這3個(gè)基本黏度產(chǎn)生崩解值、消減值和回復(fù)值3個(gè)二級(jí)數(shù)據(jù)[8]。

1.3.3 稻米品質(zhì)

將收割后的稻谷混勻，貯存3個(gè)月待稻米理化性質(zhì)穩(wěn)定后用于測(cè)定稻米品質(zhì)。按照GB/T17891-1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》和NY/T593-2002《食用稻品種品質(zhì)》規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)[9-10]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表2可知，隨著施氮量的增加，金農(nóng)香粳1267的產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)，與N3處理相比，CK、N1、N2、N4和 N5處理產(chǎn)量分別降低 37.1%、8.2%、5.7%、4.9%和10.0%，其中N3處理產(chǎn)量顯著高于CK、N1和N5處理。隨施氮量的增加，結(jié)實(shí)率降低，與CK相比，N1、N2、N3、N4和 N5處理的結(jié)實(shí)率分別降低 3.2%、4.8%、5.0%、5.6%和6.0%，差異顯著。隨施氮量的增加，每穗粒數(shù)先增加后降低，以N3處理最高，與N3處理相比，CK、N1、N2、N4和 N5處理的每穗粒數(shù)分別降低 18.6%、6.5%、3.3%、10.9%和 17.6%，其中，N3與 CK、N5處理間有顯著差異。千粒重隨施氮量增加呈先增后減的趨勢(shì)，N3處理最高，與 N3處理相比，CK、N1、N2、N4和 N5處理的千粒重分別降低4.4%、3.0%、1.8%、5.1%和5.8%，其中，N3與 CK、N1、N4、N5處理間差異顯著。

由表2可見(jiàn)，與NT3處理相比，NT1和NT2處理產(chǎn)量分別降低18.9%和15.1%，差異顯著；每穗粒數(shù)分別降低 16.5%和 14.9%，差異顯著。

相關(guān)分析表明，在不同施氮量條件下，有效穗數(shù)和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。在不同氮肥運(yùn)籌比例條件下，每穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（表3）。

表3 水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

表4 不同施氮處理對(duì)稻米品質(zhì)的影響

表5 不同施氮處理對(duì)RVA譜特征值的影響

2.2 對(duì)稻米品質(zhì)的影響

由表4可知，隨施氮量的增加，出糙率、精米率、整精米率、膠稠度均增加，而堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量降低。隨施氮量的增加，粗蛋白含量呈先增后減的趨勢(shì)。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)提高施氮量有利于稻米粗蛋白含量的增加，但過(guò)高的施氮量反而會(huì)使粗蛋白含量減少。

在N3水平下，精米率、整精米率表現(xiàn)為NT1＞NT2＞NT3，處理間差異顯著；其他指標(biāo)均無(wú)顯著差異。

2.3 對(duì)RVA譜特征值的影響

由表5可知，隨施氮量的增加，峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值和峰值時(shí)間均呈降低的趨勢(shì)，而消減值、回復(fù)值和糊化溫度呈增加的趨勢(shì)。

在N3水平下，峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值和峰值時(shí)間均表現(xiàn)為NT1＜NT2＜NT3，而消減值、回復(fù)值和糊化溫度則相反。除峰值粘度外，其他指標(biāo)的差異均不顯著。

3 小結(jié)與討論

3.1 氮肥運(yùn)籌對(duì)優(yōu)質(zhì)常規(guī)晚粳產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

氮肥運(yùn)籌是水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵栽培措施[11]。有關(guān)氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，前人的研究結(jié)果不盡相同。張玉等[12]指出，當(dāng)施氮量為315 kg/hm2、基蘗肥與穗肥比例為8∶2時(shí)總苗數(shù)和每穗粒數(shù)最多，有效提高了水稻的高產(chǎn)潛力。錢(qián)銀飛等[13]研究表明，在施氮量為225 kg/hm2時(shí)水稻產(chǎn)量達(dá)到最高，該處理下總穎花量與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.965*，適當(dāng)施氮能顯著促進(jìn)水稻分蘗成穗和穎花分化，提高水稻成穗率。皮楚舒等[14]以雙季晚粳稻為試驗(yàn)材料，認(rèn)為在施氮量180 kg/hm2、基蘗穗肥比為5∶3∶2時(shí)水稻灌漿速率最快，氮肥利用效率和有效穗數(shù)最高，從而產(chǎn)量增加。馬波等[15]研究指出，粳稻產(chǎn)量隨施氮量增加呈先增后減的規(guī)律，當(dāng)基蘗穗粒肥比為4∶3∶2∶1時(shí)水稻葉面積指數(shù)最適宜，光合速率增強(qiáng)，可獲得較高產(chǎn)量。本研究表明，南方優(yōu)質(zhì)常規(guī)晚粳在施氮量為255 kg/hm2時(shí)有效穗數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（r=0.888*），其中基蘗穗粒肥比為 4∶2∶2∶2 時(shí)水稻每穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（r=0.997*）。

3.2 氮肥運(yùn)籌對(duì)優(yōu)質(zhì)常規(guī)晚粳稻品質(zhì)的影響

3.2.1 對(duì)稻米加工品質(zhì)的影響

品種遺傳特性和栽培條件共同影響稻米品質(zhì)，其中氮素是調(diào)節(jié)水稻生長(zhǎng)的主要途徑，合理的氮肥運(yùn)籌能夠有效促進(jìn)稻米品質(zhì)的提高[13]。崔月峰等[16]研究指出，隨著氮肥用量增加，精米率提高，同時(shí)施肥時(shí)期后移可以提高稻米整精米率。本研究結(jié)果表明，隨施氮量的增加，稻米外觀品質(zhì)得到優(yōu)化；其中在N3水平下，出糙率、精米率和整精米率均表現(xiàn)為 NT1＞NT2＞NT3。

3.2.2 對(duì)稻米外觀品質(zhì)的影響

關(guān)于氮肥運(yùn)籌對(duì)稻米外觀品質(zhì)的研究已有相關(guān)報(bào)道。封晉[17]指出，施氮量增多時(shí)，稻米堊白粒率及堊白度減少，施氮量與堊白粒率及堊白度均呈顯著負(fù)相關(guān)。潘圣剛等[18]研究表明，水稻在高氮處理下，基蘗穗肥比為3∶2∶5時(shí)稻米堊白度顯著提高。胡群等[19]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施氮量為270 kg/hm2時(shí)，隨著穗肥比例的增加，稻米堊白粒率和堊白度先增后減，適當(dāng)增加穗肥比例可降低稻米的外觀品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，隨施氮量的增加，稻米加工品質(zhì)變優(yōu)；其中，在N3水平下，稻米堊白粒率和堊白度均表現(xiàn)為NT1＞NT2＞NT3，說(shuō)明在施氮量相同的情況下，增施粒肥可以提高稻米外觀品質(zhì)。本研究結(jié)果與上述報(bào)道存在差異，可能由于品種對(duì)氮素的敏感性和對(duì)栽培地區(qū)環(huán)境的適應(yīng)性不同所致。

3.2.3 對(duì)稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

稻米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要通過(guò)粗蛋白含量來(lái)體現(xiàn)。氮肥運(yùn)籌對(duì)稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響已有相關(guān)報(bào)道。徐大勇等[20]研究認(rèn)為，隨氮肥施用量的增加，稻米粗蛋白含量遞增。張四海等[21]指出，在施氮量為225 kg/hm2的條件下，隨基蘗肥比例下降和穗肥比例提高，稻米粗蛋白含量先上升后下降。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨施氮量的增加，稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變優(yōu)；在N3水平下，稻米粗蛋白含量表現(xiàn)為NT2＜NT1＜NT3，說(shuō)明在施氮量相同的情況下，增施粒肥可以提高稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

3.2.4 對(duì)稻米蒸煮和食味品質(zhì)的影響

水稻具有較高的商品價(jià)值，而稻米的食味品質(zhì)能夠直接體現(xiàn)其商品價(jià)值。前人針對(duì)氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻食味品質(zhì)的研究已有相關(guān)報(bào)道。從夕漢等[22]認(rèn)為，隨施氮量增加稻米膠稠度降低，而直連淀粉含量增加。陳夢(mèng)云等[23]指出，在施氮量為300 kg/hm2條件下，增加穗肥比例會(huì)降低稻米蒸煮品質(zhì)和食味品質(zhì)。本研究表明，隨施氮量的增加，膠稠度增加，而直鏈淀粉含量降低；其中，在 N3水平下，直鏈淀粉含量表現(xiàn)為 NT1＜NT2＜NT3，而膠稠度則相反。稻米淀粉RVA譜特征值能較好的反映稻米的蒸煮與食味品質(zhì)[24]。李敏等[25]研究表明，隨著施氮量的增加,峰值黏度、崩解值逐漸減小，而消減值、糊化溫度升高。萬(wàn)靚軍等[27]研究表明，隨著氮素比例的前增后減，消減值和糊化溫度下降，而峰值黏度、崩解值上升。本研究指出，隨施氮量的增加，峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值均降低，而消減值、回復(fù)值和糊化溫度增加；其中，在N3水平下，NT3處理的峰值粘度、熱漿粘度、冷膠粘度、崩解值和峰值時(shí)間均最大，消減值、回復(fù)值和糊化溫度均最小。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在施氮量為255 kg/hm2、基蘗穗粒肥比例為4∶2∶2∶2時(shí)金農(nóng)香粳1267產(chǎn)量最高，稻米的加工品質(zhì)、蒸煮與食味品質(zhì)變劣，外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得到優(yōu)化，稻米R(shí)VA譜特征值變優(yōu)，能同步實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。