杜白 謝桐洲 胡賢巧 張壽江 張衛(wèi)星

摘 ?要：為了明確有機(jī)活性氮素肥料（簡(jiǎn)稱OAN）對(duì)水稻植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，提出其生產(chǎn)應(yīng)用配套技術(shù)。以‘嘉引2號(hào)為供試水稻品種，設(shè)置不施任何肥料的空白對(duì)照和4種不同施肥處理，開(kāi)展了田間小區(qū)對(duì)比試驗(yàn)。T2處理（OAN配合磷鉀肥施用）與對(duì)照及其他施肥處理相比，水稻單株有效穗數(shù)增多，成熟期植株干物質(zhì)積累量增加;產(chǎn)量比T1處理（尿素配合磷鉀肥施用）增產(chǎn)0.95%，比T3處理（單施OAN）增產(chǎn)12.94%，比T4處理（單施尿素）增產(chǎn)9.45%;稻米粒長(zhǎng)和膠稠度增加，堊白米率降低，蛋白質(zhì)和直鏈淀粉的含量提高，外觀品質(zhì)、蒸煮食味與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有所改善。OAN與磷鉀肥配合施用，具有促進(jìn)水稻植株生長(zhǎng)、增加籽粒產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：水稻;產(chǎn)量;品質(zhì);干物質(zhì)積累;有機(jī)氮素肥料

中圖分類號(hào)：S511 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ?論文編號(hào)：cjas19040027

Abstract： The objective is to study the effects of organic active nitrogen fertilizer （OAN） on plants growth， yield and quality of rice， and provide supporting technologies of production and application of the fertilizer. ‘Jiayin 2 was used as the material， 4 fertilizer treatments and one control with no fertilizer were set up. The field plot comparative experiment was conducted. Compared with control and other fertilization treatments， in T2 （OAN combined with phosphate and potash fertilizer） had more effective panicles per plant and high dry matter accumulation at maturity. The yield of T2 was increased by 0.95% compared with that of T1 （urea combined with phosphate and potash fertilizer）， by 12.94% compared with T3 （only OAN）， and by 9.45% compared with T4 （only urea）. Meanwhile， the grain length and gel consistency was improved， while the chalk white rice rate was decreased; the protein， amylase， appearance quality， cooking and taste quality， and nutritional quality were improved. Thus， the organic active nitrogen fertilizer （OAN） should be applied with phosphate and potash fertilizer， which could promote rice plants growth， increase grain yield and improve rice quality.

Keywords： Rice; Yield; Quality; Dry Matter Accumulation; Organic Active Nitrogen Fertilizer

0 ?引言

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題倍受關(guān)注，對(duì)有機(jī)食品、綠色食品的需求也不斷增加?？茖W(xué)施肥尤其是合理施用氮素肥料[1-2]，對(duì)提高作物產(chǎn)量[3-5]、改善產(chǎn)品品質(zhì)[3-4]、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和保護(hù)生態(tài)環(huán)境[6-9]都有重要意義。增施有機(jī)肥料是科學(xué)施肥和持續(xù)培肥土壤的重要措施[10-11]，對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)以及土壤供肥特性均有一定影響[12]。鄧小華等[13]、趙婷婷等[14]研究了減少氮肥、增施有機(jī)肥的施肥效果，有學(xué)者[15-17]探討了有機(jī)肥的適宜配施比例，近年來(lái)學(xué)者們更加關(guān)注長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育[18-19]、產(chǎn)量[20-21]及土壤養(yǎng)分利用[22-24]的影響，一定程度上反映了當(dāng)前減量施用化學(xué)氮肥、合理增施有機(jī)氮素的技術(shù)發(fā)展與生產(chǎn)需求。有機(jī)活性氮素肥料（簡(jiǎn)稱OAN）是世紀(jì)德源農(nóng)業(yè)生物科技發(fā)展有限公司研究生產(chǎn)的一種有機(jī)活性腐植酸類氮素肥料，為解決農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)特別是有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中持續(xù)培肥土壤、穩(wěn)定提高產(chǎn)量和保障產(chǎn)品質(zhì)量安全等關(guān)鍵問(wèn)題提供了一種重要的肥源選擇。為研究OAN在水稻生產(chǎn)上應(yīng)用的田間肥效及其對(duì)稻米產(chǎn)品質(zhì)量安全和稻田土壤質(zhì)量的影響，明確其使用方法、時(shí)期和用量等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，提出適宜于水稻尤其是有機(jī)水稻生產(chǎn)的配套應(yīng)用技術(shù)，中國(guó)水稻研究所與江蘇嘉賢米業(yè)有限公司合作開(kāi)展OAN的定點(diǎn)試驗(yàn)應(yīng)用驗(yàn)證研究。本文報(bào)道施用OAN對(duì)水稻植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量、品質(zhì)等性狀的影響。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在江蘇省丹陽(yáng)市延陵鎮(zhèn)西洲村進(jìn)行。試驗(yàn)田位于江蘇嘉賢米業(yè)有限公司綠色食品水稻生產(chǎn)基地，是中國(guó)水稻研究所稻米質(zhì)量安全評(píng)估創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)點(diǎn)。供試土壤基礎(chǔ)肥力狀況詳見(jiàn)表1。

供試品種為當(dāng)?shù)鼐局髟云贩N‘嘉引2號(hào)，由江蘇嘉賢米業(yè)有限公司提供，按照當(dāng)?shù)厮菊ＩL(zhǎng)季節(jié)播種、移栽和收割，育秧和大田管理均按當(dāng)?shù)卣２僮鳌ＴO(shè)5個(gè)處理，每處理重復(fù)3次，共15個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為6 m×12.5 m=75 m2，小區(qū)之間空留1 m單獨(dú)做田埂并用塑料農(nóng)膜包裹以防灌水串肥。試驗(yàn)所用的OAN由世紀(jì)德源農(nóng)業(yè)生物科技發(fā)展有限公司提供，尿素和鈣鎂磷肥、氯化鉀購(gòu)自當(dāng)?shù)剞r(nóng)資商店。

T0為不施任何肥料，即空白對(duì)照，只反映基礎(chǔ)地力。T1為施尿素+磷鉀，即當(dāng)?shù)卣Ｊ┓仕?，氮肥為含氮?6%的尿素，施用量225.0 kg N/hm2，其中基肥占60%、分蘗肥占20%、穗肥占20%;磷肥為鈣鎂磷肥，施用量135.0 kg P2O5/hm2;鉀肥為氯化鉀，施用量135.0 kg K2O/hm2，均作基肥。T2為施OAN+磷鉀，氮肥為含氮量30%的OAN，施用量、施用時(shí)期和比例均與T1相同，磷鉀肥用量和時(shí)期同T1。T3為單施OAN，氮肥種類、施用量、時(shí)期和比例同T2，但不施磷鉀肥。T4為單施尿素，氮肥種類、施用量、時(shí)期和比例同T1，但不施磷鉀肥。

1.2 ?測(cè)定項(xiàng)目及方法

齊穗灌漿后，按主莖穗頂長(zhǎng)用直尺測(cè)量株高，每小區(qū)10叢。成熟期調(diào)查有效穗數(shù)，每小區(qū)30叢。收獲前，每小區(qū)取代表性的5叢植株考種和測(cè)定干物質(zhì)積累量，先將葉片、莖鞘和稻穗分開(kāi)并裝袋烘干稱重，測(cè)定各器官干物重并計(jì)算單株生物產(chǎn)量，留存的稻穗考查穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率;每個(gè)小區(qū)實(shí)收50叢植株的稻穗（即連片實(shí)割5行，每行10叢）脫粒后風(fēng)干稱重，再?gòu)闹腥?份500粒稱重測(cè)定千粒重。并計(jì)算理論產(chǎn)量（見(jiàn)公式（1））和實(shí)測(cè)產(chǎn)量（見(jiàn)公式（2））。

理論產(chǎn)量=每公頃有效穗×每穗總粒數(shù)×結(jié)實(shí)率×千粒重…（1）

實(shí)測(cè)產(chǎn)量=風(fēng)干籽粒重/50×每公頃的叢數(shù)…（2）

成熟期實(shí)割測(cè)產(chǎn)的稻谷樣品，每個(gè)小區(qū)留存1 kg，自然保存3個(gè)月后，按照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《NY/T 83—2017米質(zhì)測(cè)定方法》測(cè)定稻米加工、外觀、蒸煮食味、營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)指標(biāo)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL和SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?施用有機(jī)氮素肥料對(duì)水稻產(chǎn)量性狀的影響

由圖1可看出，T2處理以O(shè)AN配合磷鉀肥施用，理論產(chǎn)量為12.96 t/hm2，比其他4個(gè)處理均有不同幅度的增產(chǎn)。比T1處理以尿素配合磷鉀肥施用的理論產(chǎn)量增加0.12 t、增產(chǎn)率為0.95%，比T3處理單施OAN增加1.48 t、增產(chǎn)幅度達(dá)到12.94%，比T4處理單施尿素增加1.12 t、增產(chǎn)幅度為9.45%，比T0空白對(duì)照增加0.78 t、增產(chǎn)幅度為6.38%。從實(shí)測(cè)產(chǎn)量來(lái)看，T2處理OAN配施磷鉀肥的產(chǎn)量為10.74 t/hm2，僅比T3處理單施OAN增產(chǎn)0.20 t （1.87%）、比T0空白對(duì)照增產(chǎn)0.47 t （4.57%），卻比T1尿素配施磷鉀肥減產(chǎn)1.23 t （10.24%）、比T4單施尿素減產(chǎn)0.44 t （3.91%）。

方差分析（表2）顯示，處理間實(shí)測(cè)產(chǎn)量和有效穗的差異較大，而理論產(chǎn)量及總粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等的差異未達(dá)顯著水平。進(jìn)一步分析各處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素，以O(shè)AN配施磷鉀肥的T2處理單株有效穗數(shù)最多，比T0空白對(duì)照顯著增加3.3個(gè)、增穗23.15%，比單施OAN的T3處理增穗1.35個(gè)（8.38%），比單施尿素的T4處理增穗1.95個(gè)（12.57%），與施尿素配合磷鉀肥的T1處理單株有效穗略微增加。單施OAN的單株有效穗比單施尿素和空白對(duì)照有所增加，但其每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)均較少，最終理論產(chǎn)量和實(shí)測(cè)產(chǎn)量不高，這說(shuō)明OAN需與磷鉀肥配合施用才能更好發(fā)揮肥效。不施任何肥料的空白對(duì)照，雖然單株有效穗數(shù)最少（顯著低于以尿素或OAN與磷鉀肥配施的處理），但由于每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均高于其他4種施肥處理，對(duì)產(chǎn)量有一定的補(bǔ)償效應(yīng)，最終理論產(chǎn)量較高，這可能與本試驗(yàn)所選稻田土壤基礎(chǔ)肥力較好有關(guān)。

2.2 ?施用有機(jī)氮素肥料對(duì)水稻干物質(zhì)積累量的影響

由圖2和表3可看出，施用OAN能明顯增加水稻成熟期的單株干物質(zhì)積累量和各器官干物質(zhì)分配量。T2處理OAN配施磷鉀肥的單株生物量分別比T3處理單施OAN、T1處理尿素配施磷鉀肥、T4處理單施尿素、T0處理不施任何肥料依次增加10.00、17.04、20.04、29.36 g，增重率依次達(dá)到9.21%、16.78%、20.34%、32.91%。施用OAN后，成熟期的單株干物重增加，且稻穗、莖鞘和葉片各器官積累和分配的干物質(zhì)也增多，配合施用磷鉀肥的T2處理干物質(zhì)積累量和分配量增加幅度更大。這表明OAN有機(jī)活性氮素肥料對(duì)水稻植株生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用。

試驗(yàn)還表明，單施OAN的T3處理每個(gè)莖蘗總干重及其葉、莖鞘、穗各部位干重相對(duì)較高（表3），而以O(shè)AN配合磷鉀肥施用的T2處理單個(gè)莖蘗總干重及其葉、莖鞘、穗各部位干重則相對(duì)較低，這與T2處理的單株有效穗較多有關(guān)。

2.3 ?施用有機(jī)氮素肥料對(duì)水稻植株形態(tài)的影響

由圖3可以看出，施用OAN對(duì)水稻株高有一定影響，但對(duì)穗長(zhǎng)影響較小。各處理間的株高差異達(dá)到顯著水平（F=5.09*），以尿素或OAN配合磷鉀肥施用的T1、T2處理植株較高，其次是單施OAN或尿素的T3、T4處理，而不施任何肥料的T0處理最矮。這也表明OAN有機(jī)活性氮素肥料對(duì)促進(jìn)植株生長(zhǎng)具有一定的作用。

2.4 ?施用有機(jī)氮素肥料對(duì)稻米品質(zhì)性狀的影響

2.4.1 ?對(duì)稻米加工品質(zhì)的影響 ?由表4可看出，施用OAN對(duì)稻谷加工品質(zhì)有一定影響，各處理間糙米率差異較大（F=3.35*），而精米率和整精米率差異較小。不施任何肥料的糙米率顯著低于4種施肥處理，精米率和整精米率也低于4種施肥處理。相對(duì)而言，以尿素配合磷鉀肥施用的T1處理加工品質(zhì)略好于其他處理。

2.4.2 ?對(duì)稻米外觀品質(zhì)的影響 ?由表5可看出，施用OAN對(duì)稻谷外觀品質(zhì)有一定影響，各處理之間的粒長(zhǎng)和堊白粒率差異均顯著（F=4.86*、F=4.63*）。粒長(zhǎng)而言，單施尿素或OAN的T4、T3處理最長(zhǎng)，其次是OAN配施磷鉀肥的T2處理，而尿素配施磷鉀肥的T1處理和空白對(duì)照則最短。堊白粒率而言，單施OAN或尿素的T3、T4處理最低，OAN或尿素配合磷鉀肥施用的T2、T1處理其次，而不施任何肥料的空白對(duì)照最高。結(jié)果表明，OAN有機(jī)活性氮素肥料能增加粒長(zhǎng)、降低堊白，對(duì)改善稻米外觀品質(zhì)有一定的作用。

2.4.3 ?對(duì)稻米蒸煮食味與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響 ?由表6可看出，施用OAN對(duì)稻谷蒸煮食味與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有一定的影響，各處理間膠稠度和蛋白質(zhì)含量差異明顯（F=1.25、F=2.40）。以O(shè)AN或尿素配合磷鉀肥施用的T2、T1處理膠稠度最長(zhǎng)，其次是單施OAN或尿素的T3、T4處理，而不施任何肥料的膠稠度最短。以O(shè)AN配施磷鉀的T2處理直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量均高于空白對(duì)照和其他3種施肥處理，單施OAN或尿素的T3、T4處理蛋白質(zhì)含量也略高于空白對(duì)照和正常施肥處理。試驗(yàn)結(jié)果表明，OAN有機(jī)活性氮素肥料能增加膠稠度、提高蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量，對(duì)改善稻米蒸煮食味與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有一定的作用。

3 ?討論與結(jié)論

尿素是傳統(tǒng)的化學(xué)氮素肥料，含氮量高，肥效快，但肥效短、易流失，且長(zhǎng)期施用容易造成土壤板結(jié)和水體富營(yíng)養(yǎng)化[1]。一般的有機(jī)氮素肥料含氮量低，肥效慢，使用量大，且操作不便，但養(yǎng)分供給平緩持久，有很長(zhǎng)的后效，長(zhǎng)期施用能改良土壤和培肥地力[10-11]，是有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要肥源。歐楊虹等[25]、劉增兵等[26]、張祥明等[27]研究表明，有機(jī)肥氮可在一定范圍內(nèi)部分替代化肥氮，增施部分有機(jī)肥能顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和提升土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力，是實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、氮肥增效的合理施肥方式。陳尚宏[28]和陳愛(ài)晶等[29]均認(rèn)為有機(jī)氮素替代量以20%效果較好。有機(jī)肥原料不同，應(yīng)用效果也不同，以菌渣為原料的有機(jī)肥增產(chǎn)效果好于以雞糞為原料的有機(jī)肥[29];楊建軍等[30]施用谷潤(rùn)氨基酸有機(jī)肥比常規(guī)施肥增產(chǎn)率為4.26%，整精米率提高7.4個(gè)百分點(diǎn);生物有機(jī)肥對(duì)有機(jī)水稻的產(chǎn)品質(zhì)量和效率提升均有顯著作用[31]。

本研究施用的OAN有機(jī)活性氮素肥料是含氮量高達(dá)30%的腐植酸類氮素肥料，具有較高的供氮活性，肥效快且持久長(zhǎng)效。本試驗(yàn)結(jié)果表明，OAN與磷鉀肥配合施用，能促進(jìn)水稻植株的生長(zhǎng)，增加單株有效穗，提高成熟期干物質(zhì)積累量及各器官光合物質(zhì)分配量，最終產(chǎn)量有不同幅度的增加，比以尿素配合磷鉀肥施用的T1處理增產(chǎn)0.95%，比單施OAN的T3處理增產(chǎn)12.94%，比單施尿素的T4處理增產(chǎn)9.45%。同時(shí)，OAN與磷鉀肥配合施用，還能增加粒長(zhǎng)和膠稠度，降低堊白米率，提高蛋白質(zhì)和直鏈淀粉。這說(shuō)明OAN有機(jī)活性氮素肥料對(duì)促進(jìn)水稻植株生長(zhǎng)、增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)具有一定的效果。本試驗(yàn)結(jié)果還顯示，單施OAN的單株有效穗比單施尿素和空白對(duì)照有所增加，但其每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)均較少，最終理論產(chǎn)量和實(shí)測(cè)產(chǎn)量不高。所以，OAN需與磷鉀肥配合施用才能更好發(fā)揮肥效。

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