王榮基， 李 敏， 陳光莉， 張恒棟， 江學(xué)海， 周維佳，蔣明金， 李立江， 姬廣梅， 羅德強

(1.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 貴陽 550006;2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所， 貴陽 550006；3.貴州省正安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴州 正安 563400；4.貴州黔西南喀斯特區(qū)域發(fā)展研究院， 貴州 興義 562400)

水稻是我國約2/3人口的主要口糧作物[1],提高水稻單產(chǎn)和保證稻米品質(zhì)是目前水稻生產(chǎn)和人民生活需求的主要目標(biāo)[2]。近年來，由于受到多方因素的影響，貴州水稻面積呈逐年減少的趨勢，雖然單產(chǎn)略有提高，但稻谷的自給率仍相對較低[3-4]。隨著生活水平的逐漸提高，高品質(zhì)稻米逐漸受到人們親睞，就目前生產(chǎn)水平看，全省優(yōu)質(zhì)稻種植面積不到總面積的1/2。二級以上優(yōu)質(zhì)稻面積不到水稻種植面積1/5。而水稻產(chǎn)量和品質(zhì)除受品種本身遺傳特性影響外，還受氣候、生態(tài)及其栽培措施等外界環(huán)境的影響[5-6]。因此，在我省立體氣候明顯的情況下，在不同稻區(qū)進(jìn)行不同播種期以及施肥方式研究，探索不同品種在不同區(qū)域的產(chǎn)量潛力以及稻米品質(zhì)變化特點，對不同地區(qū)水稻品種選擇、配套技術(shù)的應(yīng)用具有較強的指導(dǎo)意義。針對播種期以及氮肥管理方式對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，業(yè)內(nèi)學(xué)者也開展了相關(guān)研究。研究表明，隨著播種期推遲，水稻產(chǎn)量呈先增加后降低的拋物線變化[7-10]，產(chǎn)量構(gòu)成因素中有效穗數(shù)變化最為明顯[7,9,11]，其次是穗粒數(shù)[7,12]，千粒重變化影響最小[7]。有研究認(rèn)為，隨著播種期推遲，會導(dǎo)致水稻無效分蘗增多[12]，后期有效葉面積明顯降低，干物質(zhì)積累量不足，尤其是拔節(jié)至抽穗期的干物質(zhì)積累量下降明顯[11]，最終導(dǎo)致減產(chǎn)。播期對稻米品質(zhì)的影響至今說法不一，有研究認(rèn)為，隨著播種期推遲，水稻整精米率、堊白度和堊白粒率先上升后下降[7]，也有研究認(rèn)為隨播種期推遲，整精米率下降、堊白度和堊白粒率先降后升[8,13]，稻米堊白粒率和堊白度隨著播期的推遲而降低，可以看出以上研究結(jié)果不一致，可能是研究地點和研究品種不同所導(dǎo)致。在施肥方面，多數(shù)研究結(jié)果都認(rèn)為水稻產(chǎn)量與施氮量呈拋物線關(guān)系，同時前期基蘗肥與穗肥的比例約為6∶4時最有利于挖掘水稻產(chǎn)量潛力[3,14]。針對施肥對稻米品質(zhì)的影響，有研究結(jié)果顯示，糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度、蛋白質(zhì)含量隨穗肥增加而上升，直鏈淀粉含量、膠稠度隨穗肥比例的增加而下降，加工品質(zhì)得到改善，而外觀品質(zhì)變劣[14]。當(dāng)基蘗肥與穗肥比例約為6∶4 時，稻米堊白粒率降低，提高加工品質(zhì)和蛋白質(zhì)含量[15-16]。從以上結(jié)果可看出，由于研究環(huán)境、研究品種的差異，使得研究結(jié)果不盡一致，有的甚至相反。貴州屬于云貴高原山區(qū)，立體氣候明顯，適宜種植水稻的區(qū)域海拔梯度大，獨特的生態(tài)條件為增加水稻干物質(zhì)積累進(jìn)而提高產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ)，也為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米創(chuàng)造了條件，但由于各地播種期和施肥方式差異較大，使水稻生產(chǎn)潛力和品質(zhì)優(yōu)勢未能充分體現(xiàn)。因此，針對貴州省不同區(qū)域的生態(tài)特點，采用貴州大范圍種植的宜香優(yōu)2115為材料，在不同區(qū)域開展水稻播種期以及施肥方式的研究，為不同稻區(qū)充分挖掘水稻產(chǎn)量的同時，進(jìn)一步提高稻米品質(zhì)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗點基本情況

試驗分別在正安、貴陽、興義進(jìn)行，試驗地點水源排灌方便，光照充足，各點土壤養(yǎng)分含量見表1。

表1 試驗點海拔及土壤理化性狀

1.2 試驗材料

供試品種：宜香優(yōu)2115(貴州金農(nóng)科技有限責(zé)任公司所提供)。供試肥料：磷肥為過磷酸鈣(含P2O516%，貴州省貴定縣農(nóng)化化肥有限責(zé)任公司生產(chǎn))，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%，俄羅斯產(chǎn))，氮肥為尿素(含N≥46.6%，貴州赤天化股份有限公司生產(chǎn))。

1.3 試驗設(shè)計

各地試驗分別設(shè)置3個播期(記為S 1、S 2、S 3)，正安分別為4月9日、4月16日、4月23日，貴陽分別為4月10日、4月17日、4月24日，興義分別為4月12日、4月19日、4月26日。每期秧齡為30 d時移栽，移栽規(guī)格為33.3 cm×16.5 cm。移栽時每期設(shè)常規(guī)施肥(CF)和精確施肥(AF)兩種模式，不同施肥模式間四周筑埂并覆膜，高度為30 cm，防止肥水串灌。每期每種施肥模式種植面積100 m2。不同施肥模式總施氮為180 kg/hm2，常規(guī)施肥模式按照水稻生產(chǎn)傳統(tǒng)施肥方式進(jìn)行，即基肥施N 為112.5 kg/hm2，插秧后10 d施N 67.5 kg/hm2作分蘗肥，P、K肥全作底肥。精確施肥模式插秧前施N 64.8 kg/hm2作基肥，插秧后5 d施N 43.2 kg/hm2作分蘗肥，倒四葉施N 50.4 kg/hm2作促花肥，倒二葉施N 21.6 kg/hm2作?；ǚ剩琍肥全作基肥，K肥50%作基肥，50%在拔節(jié)期施用。N、P、K施用比例為1∶0.5∶1。兩種施肥模式病蟲草害及田間水分管理按照常規(guī)防治方法實施。

1.4 數(shù)據(jù)收集與分析

于成熟期對每品種收實產(chǎn)，對收獲的出田稻谷取樣1 kg,裝入網(wǎng)袋自然風(fēng)干，用于測定稻米品質(zhì)；將其余部分出田稻谷稱重后自然曬干，風(fēng)選后再稱重，然后稱取50 g用烘干法測定實際含水量，按13.5%水分折算實收產(chǎn)量。在收實產(chǎn)的同時，根據(jù)田間調(diào)查的平均莖蘗數(shù)，每品種取代表性植株2穴作為樣品，室內(nèi)考察水稻的產(chǎn)量構(gòu)成。稻米品質(zhì)委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，依據(jù)NY/T 593—2013《食用稻品種品質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)檢測，測量稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)(稻米粗蛋白質(zhì)含量是稻米營養(yǎng)品質(zhì)的主要指標(biāo))。

利用Excel 2019軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，基于R 4.1.0的RStudio軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和作圖，多重比較采用LSD0.05法。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期和施肥方式對產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

單從各點不同播期看(表2)，正安點和貴陽點以S 3產(chǎn)量最高，興義以S 1產(chǎn)量最高，各點產(chǎn)量總體表現(xiàn)為正安S 3>S 2>S 1，貴陽S 3>S 1>S 2，興義S 1>S 2>S 3。結(jié)合產(chǎn)量構(gòu)成因素，正安點有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實率以S 2最高，但與S 3差異不大，三個播期下千粒重差異不大；貴陽點有效穗數(shù)以S 1較高，穗粒數(shù)以S 2較高，但與S 1、S 3差異不顯著，結(jié)實率S 3>S 1>S 2，千粒重差異不大；興義點的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實率均以S 1最高。從施肥模式看，各點不同播期的產(chǎn)量均表現(xiàn)出AF模式高于CF模式，S 1、S 2、S 3具體表現(xiàn)為正安AF模式比CF模式分別高27.0%、14.1%、23.9%，貴陽AF模式比CF模式分別高16.7%、4.3%、3.5%，興義AF模式比CF模式分別高5.9%、1.0%、5.4%，增產(chǎn)幅度以正安最明顯。結(jié)合產(chǎn)量構(gòu)成因素看，各地不同播種期均表現(xiàn)出AF模式的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率均高于CF模式。

表2 播期和施肥方式對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.2 播期和施肥方式對稻米加工品質(zhì)的影響

表3表明，各點不同播種期下正安點S 2糙米率和整精米率最高，精米率以S 1較高于S 2和S 3，糙米率三個播期之間差異不顯著；貴陽點糙米率S 2比S 3和S 1分別高1.6%和2.4%，精米率和整精米率以S 1最高；興義點糙米率S 3>S 1>S 2，但差異不顯著，精米率S 1最大，整精米率S 2>S 3>S 1。從施肥模式看，各點不同播期的糙米率表現(xiàn)差異不顯著；精米率正安和貴陽均表現(xiàn)為CF模式大于AF模式，S 1、S 2、S 3具體表現(xiàn)為正安CF模式比AF模式分別高2.0%、10.5%、12.9%，貴陽CF模式比AF模式分別高2.3%、5.2%、0.7%；整精米率正安和貴陽均表現(xiàn)為CF模式大于AF模式，S 1、S 2、S 3具體表現(xiàn)為正安CF模式比AF模式分別高29.2%、32.2%、19.0%，貴陽CF模式比AF模式分別高6.3%、7.2%、1.1%，興義點精米率和整精米率趨勢表現(xiàn)不明顯。

表3 播期和施肥方式對稻米加工品質(zhì)的影響 單位：%

2.3 播期和施肥方式對稻米外觀品質(zhì)的影響

從各點不同播期看(表4)，正安點以S 3堊白度和堊白粒率最低，堊白度比S 1、S 2 低50.0%、48.9%，堊白粒率比S 1、S 2低28.8%、16.4%；貴陽點堊白度和堊白粒率以S 3最低，堊白度比S 2低28.0%，堊白粒率比S 1、S 2低17.4%、24.7%；興義點堊白度表現(xiàn)為S 2

表4 播期和施肥方式對稻米外觀品質(zhì)的影響

2.4 播期和施肥方式對稻米蒸煮食味品質(zhì)的影響

由表5可知，對于各點不同播期，正安點堿消值S 2和S 3最大，膠稠度和直鏈淀粉含量S 1表現(xiàn)最好；貴陽點堿消值播期間無顯著差異，膠稠度和直鏈淀粉含量均表現(xiàn)為S 3>S 1>S 2；興義點堿消值和膠稠度以S 2最大，直鏈淀粉含量S 3表現(xiàn)最好。從施肥模式看，各點不同播期下膠稠度和直鏈淀粉含量呈現(xiàn)出CF模式高于AF模式的趨勢。

表5 播期和施肥方式對稻米蒸煮食味品質(zhì)的影響

2.5 播期和施肥方式對稻米營養(yǎng)品質(zhì)的影響

圖1顯示，各點不同播期下，隨著播期后移三個點的變化不一致，正安點呈先降低后升高的變化，S 2比S 1和S 3分別低7.1%和7.0%，貴陽點趨勢不明顯，而興義點呈先升高后降低的趨勢，S 2比S 1和S 3分別高3.7%和3.8%。從施肥模式看，各點不同播期的蛋白質(zhì)含量AF模式顯著高于CF模式，S 1、S 2、S 3具體表現(xiàn)為正安AF模式比CF模式分別高13.5%、12.5%、11.2%，貴陽AF模式比CF模式分別高0.6%、4.0%、6.7%，興義AF模式比CF模式分別高0.3%、7.6%、3.3%。

圖1 播期和施肥方式對稻米營養(yǎng)品質(zhì)的影響

3 討 論

3.1 播期對宜香優(yōu)2115產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

播期影響著水稻各生育階段的溫光資源配置，進(jìn)而影響產(chǎn)量，播期對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的研究，前人看法不一[17-20]。本研究表明，隨著播期后移，正安、貴陽和興義產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的變化趨勢不一。播期后移使正安點有效穗數(shù)、結(jié)實率略有提高，從而使產(chǎn)量增大，而興義點隨著播期后移，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實率均降低，導(dǎo)致產(chǎn)量減小，貴陽點變化趨勢不明顯，這與季紅娟等[20]研究結(jié)果一致。本研究還表明，氣象因子影響水稻產(chǎn)量會與播期影響水稻產(chǎn)量產(chǎn)生交互效應(yīng)，過早和過晚播種都會導(dǎo)致水稻后續(xù)籽粒發(fā)育受到限制，從而影響產(chǎn)量。

播期對于稻米品質(zhì)的影響有大量的研究[21-24]，但前人的研究環(huán)境、研究對象和試驗設(shè)計大多不同，導(dǎo)致播期對稻米品質(zhì)的影響至今仍說法不一。本研究結(jié)果表明，對于不同地點，播期后移各地點品質(zhì)表現(xiàn)不一。其中正安、貴陽和興義點堊白粒率有所降低，稻米的外觀品質(zhì)提高，這與邢志鵬等[24]研究結(jié)果一致。

3.2 施肥方式對宜香優(yōu)2115產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

關(guān)于氮肥運籌對水稻產(chǎn)量的影響前人有大量的研究。張軍等[25]研究表明，基蘗肥與穗肥比例在7∶3和6∶4時，穗粒結(jié)構(gòu)良好，產(chǎn)量顯著提高。王建民等[26]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基蘗肥與穗肥比例升高時能獲得較多的穗數(shù)，從而獲得高產(chǎn)。胡群等[27]研究認(rèn)為，在基蘗肥∶穗肥為6∶4時，水稻能維持較高的成穗率，并顯著增加水稻的穗粒數(shù)、結(jié)實率以及千粒重，從而獲得高產(chǎn)。本研究也表明，精確施肥模式下，各地點各播期均表現(xiàn)出有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實率的顯著增加，產(chǎn)量得到顯著提高。說明通過適當(dāng)減少基蘗肥，增加穗肥的比例能夠在維持前期較多有效穗和水稻生長的情況下，促進(jìn)籽粒的灌漿充實，從而形成高產(chǎn)。

研究結(jié)果表明[27-29]，增大穗肥占總施氮量的比例，能夠有效提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，但稻米的堊白度和堊白粒率會有所提高。本研究也表明，氮肥后移會提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，但堊白度和堊白粒率會提高，降低外觀品質(zhì)。胡群等[27]、成臣等[29]和許軻等[30]研究表明，隨著基蘗肥比例降低，稻米的膠稠度和直鏈淀粉含量均會減小，蛋白質(zhì)含量提高。本研究結(jié)果表明，精確施肥模式堿消值、膠稠度和直鏈淀粉含量均低于常規(guī)施肥模式，蛋白質(zhì)含量有所提高，這與上述研究結(jié)果一致。說明氮肥后移會降低稻米的蒸煮食味品質(zhì)，但營養(yǎng)品質(zhì)得到提高。

4 結(jié) 論

播期對于產(chǎn)量和品質(zhì)的影響三個地點趨勢不一致，興義點S 1處理產(chǎn)量最高，正安點和貴陽點S 3產(chǎn)量最高。氮肥后移會顯著提高正安、貴陽和興義點的水稻產(chǎn)量，并提高稻米的加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，但外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)會降低。