氮肥處理對(duì)水稻穗部性狀和品質(zhì)的影響

摘 要：在大田條件下，以新稻19號(hào)和新稻20號(hào)為材料，研究了不同施氮量對(duì)其穗部性狀和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，水稻穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和單穗質(zhì)量呈減小趨勢(shì)；表現(xiàn)為無(wú)氮肥處理最大，其他氮肥處理間差異較??；充實(shí)度表現(xiàn)為隨施氮量增加呈先增加后減小的趨勢(shì)。氮肥對(duì)稻米加工品質(zhì)影響較小，對(duì)稻米的外觀品質(zhì)影響較大，過低或過高的氮肥施用，堊白粒率和堊白度均增加，適當(dāng)增施氮肥有利于堊白粒率和堊白度的降低，從而有利于稻米品質(zhì)的改善。

關(guān)鍵詞：水稻；氮肥；穗部性狀；品質(zhì)

中圖分類號(hào)： S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.01.004

Effects of Nitrogen Treatment on the Rice Characteristics and Quality

YIN Chun-yuan， WANG Shu-yu， XUE Ying-zheng， LIU He-mei， ZHANG Xu， WANG He-le， HU Xiu-ming， SUN Jian-quan

（Xinxiang Academy of Agricultural Sciences， Xinxiang， Henan 453002， China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： A field experiment with xindao 19 and xindao 20 was carried out in 2011 on the farm of Xinxiang academy of agricultural sciences Henan province， China. Effects of N on the rice panicle characteristics and quality were studied. The results showed that grain per panicle， seed-setting rate and weight per panicle declined as N fertilizer application increasing. 1 000-grain weight was the biggest at no N level， which of other different N levels was small difference. The plumpness of grain showed increase firstly， then declined as N fertilizer application increasing. The effects of N on the rice milled quality was smaller， and on the appearance quality was bigger. It indicated that chalky rice rate and chalkiness all increased when exceeding low or exorbitant N fertilizer using. Chalky rice rate and chalkiness declined by N using increased properly and rice quality would be improved.

Key words： rice； nitrogen fertilizer； panicle characteristics； quality

水稻產(chǎn)量可分解為有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，即庫(kù)容與充實(shí)兩個(gè)部分。Ying等[1]對(duì)高產(chǎn)水稻生理特性研究表明，高庫(kù)容是高產(chǎn)水稻的重要特征，穩(wěn)定的庫(kù)有效充實(shí)是高產(chǎn)水稻的生理基礎(chǔ)。因此，要想獲得高產(chǎn)，關(guān)鍵在于協(xié)同產(chǎn)量構(gòu)成因素，實(shí)現(xiàn)高庫(kù)容與有效充實(shí)的統(tǒng)一，即緩和穗數(shù)與粒數(shù)，粒數(shù)與結(jié)實(shí)率之間的矛盾[2-3]。因此，穗是水稻產(chǎn)量形成的關(guān)鍵器官，同時(shí)也決定著稻米品質(zhì)的優(yōu)劣[4-6]。氮是影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的一個(gè)重要因素，關(guān)于施氮量對(duì)稻米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，前人的研究結(jié)果表明：隨施氮量的增加，每穗穎花數(shù)、每穗成粒數(shù)、成粒率和千粒質(zhì)量顯著下降；稻米的出糙率、精米率、整精米率呈下降的趨勢(shì)[ 4，7]，堊白率、堊白度呈上升的趨勢(shì)[4，7-8]，還有的研究結(jié)果甚至與之相反[9-10]。說明氮肥對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響因環(huán)境和基因型而異，不同栽培條件、不同的氣候因子及不同基因型水稻品種對(duì)其的影響效應(yīng)可能不同。本試驗(yàn)以熟期不同的兩個(gè)水稻品種為試驗(yàn)材料，研究施氮量對(duì)其穗部性狀和品質(zhì)的影響，以期為水稻合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試品種

以常規(guī)粳稻新稻19號(hào)（150 d）和新稻20號(hào)（157 d）為供試材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011年在新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，土質(zhì)為中壤土，地力中等、平衡， 前茬為小麥。土壤pH值為8.23，土壤含有機(jī)質(zhì)5.04%、水解氮51.71 mg·kg-1、速效磷49.3 mg·kg-1、速效鉀173.63 mg·kg-1 。

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)0，232.5，255，277.5，300 kg·hm-2純氮5個(gè)施氮水平，分別用N0、N1、N2、N3、N4表示。小區(qū)面積12 m2，重復(fù)3次，小區(qū)間作埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體，保證各小區(qū)單獨(dú)排灌。試驗(yàn)于5月13日播種，6月13日移栽，栽插密度為22.2萬(wàn)穴·hm-2 （30 cm×15 cm），每穴插2～3苗。每公頃施有機(jī)肥9 375 kg （腐熟的干雞糞），各時(shí)期N肥施用的百分比為基肥∶蘗肥∶穗肥=25%∶25%∶50%?；收貢r(shí)施入，分蘗肥于秧苗移入大田一周施入（6月22日），穗肥分別于倒4、倒2葉葉齡期等量施入（即7月20日和8月3日施入），P、K肥同常規(guī)栽培，每公頃施P2O5 150 kg，K2O 150 kg，全部用作基肥。其他管理措施統(tǒng)一按常規(guī)栽培要求實(shí)施。

1.3 取樣方法

抽穗期參照朱慶森[11]的方法選擇同一天抽穗開花、生長(zhǎng)整齊的植株進(jìn)行掛牌標(biāo)記，每小區(qū)掛200 個(gè)紙牌。自開花每隔6 d取一次樣，每次20個(gè)，直到成熟。每處理10個(gè)重復(fù)，于105 ℃烘箱殺青30 min，然后調(diào)至80 ℃進(jìn)行烘干稱干質(zhì)量。

1.4 產(chǎn)量構(gòu)成及稻米品質(zhì)的測(cè)定

成熟期每處理通過普查測(cè)定30穴平均莖蘗數(shù)，用平均莖蘗數(shù)進(jìn)行取樣，每處理取10株，自然風(fēng)干用于測(cè)定每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量。稻谷貯存1 個(gè)月后測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白面積、堊白度，測(cè)定方法均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析在EXCEL2003統(tǒng)計(jì)軟件上進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥處理對(duì)水稻穗生育期動(dòng)態(tài)變化的影響

圖1為不同氮肥處理下水稻穗隨生育期動(dòng)態(tài)變化，圖1表明，無(wú)氮肥和低氮肥處理下的稻穗質(zhì)量高于高氮肥處理，N0處理遠(yuǎn)高于其他施氮處理，兩品種變化一致。施氮處理下，新稻19號(hào)于花后6～24 d，N1處理明顯高于其他施氮處理，平均高14.17%，花后24 d則低于其他施氮處理；對(duì)于新稻20號(hào)于花后0～12 d各處理差異較小，花后12 d至成熟則表現(xiàn)為N1處理較高，平均比其他施氮處理高18.57%。說明氮肥對(duì)稻穗生長(zhǎng)增重過程有影響，不施氮或施氮量較少情況下，稻穗增長(zhǎng)較快，單穗質(zhì)量增加較大；增加氮肥施用量，單穗質(zhì)量增加反而較低。從而也進(jìn)一步說明了，在群體質(zhì)量較小的情況下，適量增加氮肥投入有利于大穗形成；氮肥投入過大，群體較大，小穗較多，單穗質(zhì)量減小。

2.2 不同氮肥處理對(duì)水稻成熟期籽粒穗部結(jié)構(gòu)的影響

從成熟期稻穗的穗部結(jié)構(gòu)來看（表1），結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量、充實(shí)度兩品種受氮肥的影響較一致，處理間變異基本上在2%～8%左右波動(dòng)。穗粒數(shù)和單穗產(chǎn)量?jī)善贩N受氮肥影響差異較大，其中穗粒數(shù)，新稻19號(hào)處理間變異為15.24%，新稻20號(hào)為5.56%，單穗產(chǎn)量，新稻19號(hào)處理間變異為9.82%，而新稻20號(hào)為12.88%，說明氮肥對(duì)水稻穗部結(jié)構(gòu)的影響因基因型而有差異。

對(duì)各穗部性狀處理進(jìn)一步進(jìn)行方差分析表明，對(duì)于穗粒數(shù)，新稻19號(hào)隨著施氮量的增加而增加至N3處理呈下降趨勢(shì)，其中N1和N2處理差異不顯著，與N0、N3和N4處理間差異達(dá)顯著水平；新稻20號(hào)則表現(xiàn)N0處理最高，隨著施氮量增加穗粒數(shù)呈降低趨勢(shì)，至N4處理又有所回升。結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和單穗產(chǎn)量，兩品種均表現(xiàn)為N0處理最高，隨施氮量增加呈下降趨勢(shì)，處理間差異達(dá)顯著水平。充實(shí)度，兩品種均表現(xiàn)為N2和N3處理最高，與其他處理間差異達(dá)顯著水平。

2.3 不同氮肥處理對(duì)水稻品質(zhì)的影響

氮肥處理對(duì)水稻品質(zhì)的影響見表2，其中加工品質(zhì)即糙米率、精米率和整精米率受氮肥影響較小，其處理間的變異系數(shù)基本上在1%～5%左右波動(dòng)，除個(gè)別處理間差異達(dá)顯著水平外，其他處理差異不顯著，兩品種表現(xiàn)一致。稻米外觀品質(zhì)即堊白粒率、堊白面積和堊白度處理間變異相對(duì)于加工品質(zhì)較大，高達(dá)10%～40%左右，各品種處理間差異基本上達(dá)顯著水平。堊白面積則表現(xiàn)為低氮肥處理較高，高氮肥處理較低；堊白粒率和堊白度均表現(xiàn)為隨施氮量增加而降低至N3處理最低，N4處理又有所升高。說明氮肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在外觀品質(zhì)上，而外觀品質(zhì)主要表現(xiàn)在堊白粒率和堊白度上，氮肥對(duì)稻米堊白粒率和堊白度的影響表現(xiàn)為隨施氮量的增加而降低，之后又呈上升趨勢(shì)，即無(wú)氮肥和低氮肥處理堊白粒率和堊白度較高，高氮肥處理增加，適量或中等氮肥水平下稻米外觀品質(zhì)較好。表明氮肥對(duì)稻米的外觀品質(zhì)有一定的調(diào)控作用，氮肥過低或過高均不利于優(yōu)質(zhì)稻米的形成。

3 結(jié) 論

穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和充實(shí)度是產(chǎn)量構(gòu)成的重要因子，也是反映有效庫(kù)容-穗大小的唯一標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于產(chǎn)量構(gòu)成因子的協(xié)調(diào)發(fā)展前人已進(jìn)行了大量研究[12-17]。氮是影響水稻產(chǎn)量形成最敏感的營(yíng)養(yǎng)元素，氮肥對(duì)水稻穗部結(jié)構(gòu)的影響報(bào)道較多，黃元財(cái)?shù)萚18]研究表明，增加氮肥投入，穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量下降。本研究結(jié)果與前人不盡一致，本研究結(jié)果表明，對(duì)于新稻19號(hào)，穗粒數(shù)則表現(xiàn)為隨施氮量增加而增加至232.5 kg·hm-2和255 kg·hm-2氮水平最高，之后呈下降趨勢(shì)；新稻20號(hào)穗粒數(shù)表現(xiàn)為隨施氮量增加而降低，至300 kg·hm-2氮水平又有所回升，但仍低于N0水平，這與前人結(jié)果不盡一致。結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量隨氮肥變化與前人研究結(jié)果一致。籽粒充實(shí)度則表現(xiàn)為255 kg·hm-2和277.5 kg·hm-2氮處理最高，差異不顯著，但與其他處理間差異達(dá)顯著水平。單穗產(chǎn)量表現(xiàn)為隨施氮量增加而降低。這說明，無(wú)氮肥或低氮肥處理下，水稻穗部性狀表現(xiàn)為穗大粒多，結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量高，籽粒充實(shí)飽滿；高氮肥處理下，水稻穗部性狀表現(xiàn)為穗小粒少，結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量低，籽粒充實(shí)度相對(duì)較小。因此，在不影響水稻整體產(chǎn)量水平的情況下，適當(dāng)減少氮肥施入量有利于水稻穗部性狀的改善。

稻米品質(zhì)的形成過程實(shí)質(zhì)是碳、氮及脂肪代謝的過程，而主要是碳水化合物的供應(yīng)以及在籽粒庫(kù)中積累、轉(zhuǎn)化、脫水等過程，根系代謝活性、光合產(chǎn)物合成和轉(zhuǎn)運(yùn)、籽粒灌漿動(dòng)態(tài)及關(guān)鍵酶作用等都與稻米品質(zhì)形成密切相關(guān)。本研究結(jié)果表明，施氮量對(duì)稻米品質(zhì)各指標(biāo)均有影響，新稻19號(hào)和新稻20號(hào)各指標(biāo)對(duì)氮肥反應(yīng)基本一致。從各指標(biāo)的變異系數(shù)可知，氮肥對(duì)稻米加工品質(zhì)影響較小，除整精米率外，糙米率和精米率各氮肥處理間差異不顯著。關(guān)于氮肥對(duì)稻米外觀品質(zhì)影響，江立庚等[19]研究認(rèn)為，堊白粒率、堊白度隨著施氮量的增加而提高；熊飛等[20]研究表明，隨著氮肥施用量的增加，稻米堊白率逐漸降低。本研究結(jié)果表明，兩品種堊白粒率和堊白度均表現(xiàn)為隨施氮量增加而降低至277.5 kg·hm-2純氮處理最低，300 kg·hm-2純氮處理又有所升高，這與前人研究結(jié)果不盡一致。說明氮肥對(duì)稻米品質(zhì)的優(yōu)化作用有一個(gè)適宜的值，氮肥過低或過高均不利于優(yōu)質(zhì)稻米的形成。本試驗(yàn)結(jié)果表明，277.5 kg·hm-2純氮處理有利于優(yōu)質(zhì)稻米的形成。

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