氮肥不同用量對(duì)北方粳稻群體質(zhì)量及品質(zhì)的影響

賈東孫雅君韓雷盧晶晶宋雙杜晗

（1遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦124010；2沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)附屬試驗(yàn)場(chǎng)，沈陽(yáng)110161；第一作者：carredags@126.com）

氮肥不同用量對(duì)北方粳稻群體質(zhì)量及品質(zhì)的影響

賈東1孫雅君1韓雷2盧晶晶1宋雙1杜晗1

（1遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦124010；2沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)附屬試驗(yàn)場(chǎng)，沈陽(yáng)110161；第一作者：carredags@126.com）

氮是植物體內(nèi)氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、輔酶以及光合色素分子等的組成成分，因此，氮的營(yíng)養(yǎng)狀況與許多生理過(guò)程密切相關(guān)。針對(duì)水稻氮肥用量過(guò)高這一突出問(wèn)題，本試驗(yàn)研究了氮肥施用總量對(duì)北方粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累、群體庫(kù)容量以及品質(zhì)特征等方面的影響，進(jìn)一步明確不同氮肥施用量條件下北方粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明，施氮量的增加對(duì)葉面積指數(shù)、光合勢(shì)及群體生長(zhǎng)率有促進(jìn)作用，隨著施氮量的增加，水稻最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)、分蘗穗數(shù)和分蘗穗比例有逐漸增加的趨勢(shì)；增加施氮量會(huì)導(dǎo)致整精米率、蛋白質(zhì)含量上升，精米白度、食味值、峰值粘度、最低粘度、崩解值、最終粘度值降低，但不同施氮量對(duì)直鏈淀粉含量影響不大。

水稻；氮肥；產(chǎn)量；品質(zhì)

我國(guó)是世界上水稻生產(chǎn)與消費(fèi)的第一大國(guó)，總產(chǎn)占世界第一，種植面積僅次于印度，全國(guó)有三分之二以上的人口以稻米為主食[1]。隨著耕地面積的減少和人口增長(zhǎng)，我國(guó)資源消耗與糧食安全、環(huán)境保護(hù)的矛盾日趨突出，究其原因，這與氮肥的不合理施用有很大關(guān)系[2]。長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)民形成了施肥越多越增產(chǎn)的錯(cuò)誤觀念，導(dǎo)致氮肥施用量越來(lái)越高，大大超過(guò)了作物的吸收量[3]。資料顯示，我國(guó)水稻種植面積占世界水稻種植面積的20%，但水稻氮肥用量卻占全球水稻氮肥總用量的37%。

在稻田生態(tài)系統(tǒng)中，氮素是水稻產(chǎn)量提高的巨大動(dòng)力，對(duì)水稻生產(chǎn)的影響很大，如何合理施用氮肥一直是水稻栽培體系中的重要研究課題[4]。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)如何提高肥料利用效率進(jìn)行了深入的研究，并且取得了一定成果。一般認(rèn)為，氮肥利用率隨著施氮量的增加會(huì)呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢(shì)，不合理的氮肥運(yùn)籌方式也會(huì)導(dǎo)致田間生產(chǎn)力和氮肥利用率的降低[5]。因此，合理運(yùn)籌氮肥，在保證一定產(chǎn)量的前提下提高氮肥利用率是科技工作者需要研究的重大課題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N龍粳26和龍粳31作為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，隨機(jī)區(qū)組排列，插秧規(guī)格為30.0 cm×13.3 cm，每叢3苗，3次重復(fù)。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：N0，無(wú)氮肥區(qū)，作為空白對(duì)照；N1，施氮水平比當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮水平降低17%（純氮115 kg/hm2）；N2，即當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮水平（純氮138 kg/hm2）；N3，施氮水平比當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)施氮水平提高17%（純氮161 kg/ hm2）。

1.3 試驗(yàn)方法

于4月19日播種，采用大棚旱育苗移栽，育壯中苗，秧齡30～36 d，葉齡3.0～3.5葉，秧苗高13 cm左右，5月21日移栽，每叢基本苗數(shù)為4～5苗，確保每m2插植25叢以上，插秧規(guī)格30.0 cm×13.3 cm。采用間歇灌溉并曬田。除草措施及病蟲害防治同常規(guī)生產(chǎn)田。9月30日前后收獲測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表1可見(jiàn)，2個(gè)品種產(chǎn)量都表現(xiàn)為N3＞N2＞N1＞N0。龍粳26低氮處理產(chǎn)量與中、高氮處理間差異達(dá)顯著水平，而龍粳31不同施氮量處理間的產(chǎn)量差異不顯著；對(duì)施氮條件下產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較分析發(fā)現(xiàn)，在高氮水平下兩品種的群體穎花量增加，群體穗數(shù)增多，增施氮肥對(duì)每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率影響不大；氮肥利用率隨施氮量的增加呈逐漸降低的趨勢(shì)。

2.2 對(duì)穗部性狀的影響

表1 不同用量氮肥對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

表2 不同氮肥總量對(duì)穗部性狀的影響

從表2可見(jiàn)，2個(gè)品種的穗長(zhǎng)、株高隨著氮肥施用量的增加而增加，受精穎花數(shù)和每穗穎花數(shù)增多，經(jīng)濟(jì)系數(shù)、著粒密度和單穗質(zhì)量變大；在施氮量為161 kg/ hm2條件下，龍粳26的性狀表現(xiàn)突出，而龍粳31則在施氮量為138 kg/hm2條件下各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最大值（株高除外）。

2.3 對(duì)群體葉面積指數(shù)的影響

從圖1、圖2可見(jiàn)，不同施氮量對(duì)龍粳26和龍粳31抽穗期和成熟期葉面積指數(shù)有一定影響，其抽穗期和成熟期葉面積指數(shù)隨氮肥用量的提高有增大的趨勢(shì)；在成熟期龍粳26的低氮與中氮處理間差異不明顯，龍粳31抽穗期和成熟期低氮與中氮處理間差異不大。

2.4 對(duì)抽穗期群體干物質(zhì)積累、葉面積與粒葉比的影響

從表3可見(jiàn)，龍粳26抽穗期群體干物質(zhì)積累量以N2處理較多，高效葉面積率、群體葉面積指數(shù)則以N3處理較大，施氮處理間單位面積穎花數(shù)差異不明顯；龍粳31抽穗期群體干物質(zhì)積累量、葉面積指數(shù)以N3處理較大，高效葉面積率以N1處理較大，單位面積穎花數(shù)則以N2處理較高。

2.5 對(duì)抽穗后群體光合物質(zhì)生產(chǎn)的影響

圖1 不同氮肥用量對(duì)龍粳26葉面積指數(shù)的影響

圖2 不同氮肥用量對(duì)龍粳31葉面積指數(shù)的影響

從表4可見(jiàn)，龍粳26和龍粳31抽穗至成熟期的干物質(zhì)積累量均以N3處理較高，光合勢(shì)、群體葉面積衰減率、群體生長(zhǎng)率也以N3處理較大；施氮處理中，實(shí)粒/葉（cm2）、群體凈同化率、籽粒（mg）/葉（cm2）2個(gè)品種均以N1處理較高。

表3 不同氮肥用量對(duì)抽穗期群體干物質(zhì)積累、葉面積組成與粒葉比的影響

表4 不同氮肥用量對(duì)抽穗后群體光合物質(zhì)生產(chǎn)的影響

表5 不同氮肥用量對(duì)群體庫(kù)充實(shí)度與實(shí)際充實(shí)量的影響

2.6 對(duì)群體庫(kù)容充實(shí)度與充實(shí)量的影響

從表5可見(jiàn)，龍粳26和龍粳31的庫(kù)容量、群體穎花量、群體庫(kù)充實(shí)量隨著施氮量的提高而增加，實(shí)際結(jié)實(shí)率、理論最大結(jié)實(shí)率、實(shí)際千粒重、常年千粒重和充實(shí)度則有降低的趨勢(shì)。

2.7 對(duì)稻米品質(zhì)的影響

從表6可見(jiàn)，增施氮肥使龍粳26和龍粳31的蛋白質(zhì)含量明顯升高，食味值降低，直鏈淀粉含量處理間變化不大。

從表7可見(jiàn)，龍粳26的崩解值、最低粘度、峰值粘度、最終粘度值隨施氮量的增加而降低，而龍粳31隨施氮量的增加，只有最低粘度、峰值粘度、最終粘度值降低，崩解值卻升高。

3 結(jié)論與討論

不同施氮量處理對(duì)龍粳26和龍粳31的主莖葉齡動(dòng)態(tài)沒(méi)有顯著影響，對(duì)抽穗期有一定影響，不施氮處理抽穗期比高氮處理早4～5 d，中低氮處理抽穗期比高氮處理早1～2 d。隨氮肥用量的提高，2個(gè)品種在抽穗期、灌漿期和成熟期的葉面積指數(shù)和上3葉SPAD值有變大趨勢(shì)；隨著施氮量的增加，2個(gè)品種的光合勢(shì)、群體生長(zhǎng)率增加。隨著施氮量的增加，水稻群體最高莖數(shù)、最高分蘗數(shù)、分蘗穗數(shù)和分蘗穗比例有逐漸增加的趨勢(shì)。增加施氮量會(huì)使水稻總吸氮量增加。增施氮肥，品種的整精米率、蛋白質(zhì)含量上升，精米白度、食味值降低；不同施氮量對(duì)直鏈淀粉含量影響不大。增施氮肥使水稻的峰值粘度、最低粘度、最終粘度值降低。

氮是植物體內(nèi)氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、輔酶以及光合色素分子等的組成成分，因此，葉片氮的營(yíng)養(yǎng)狀況與許多生理過(guò)程密切相關(guān)[6]。王仁雷等[7]研究表明，水稻葉面積、RuBP羧化酶活性以及光合速率隨施氮水平的提高而增加，但氣孔密度在減少。吳良?xì)g等[8]報(bào)道，增加施氮量可以提高水稻劍葉凈光合速率。然而，一些研究報(bào)告指出，增施氮肥不一定提高單位面積葉片的凈光合速率，而可能延長(zhǎng)了光合速率峰值的持續(xù)期[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn)，增施氮肥能明顯改善水稻生育后期的光合能力。

表6 不同氮肥總量對(duì)營(yíng)養(yǎng)與蒸煮食味品質(zhì)的影響

表7 不同氮肥總量對(duì)淀粉糊化特性的影響

本研究還表明，不同氮肥施用量對(duì)水稻群體質(zhì)量的影響存在差異[15]。過(guò)量施用氮肥會(huì)導(dǎo)致增產(chǎn)效應(yīng)下降以及氮肥報(bào)酬遞減。通過(guò)本試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可以看出，氮肥施用量的多少?zèng)Q定著氮肥的吸收利用效率，氮肥的農(nóng)學(xué)利用率隨著施氮量的增加而呈降低的趨勢(shì)。此結(jié)果說(shuō)明，減少氮肥施用量是提高氮肥利用率的途徑之一，但氮肥施用量過(guò)低會(huì)造成水稻產(chǎn)量下降。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中一定要兼顧二者。在本試驗(yàn)條件下，施氮量以中等偏上比較適宜，產(chǎn)量與氮肥利用率之間能夠達(dá)到平衡。

[1]虞國(guó)平，朱鴻英.我國(guó)水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（6）：122-126.

[2]王時(shí)幻.水稻氮肥運(yùn)籌試驗(yàn)[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2008（6）：14-15.

[3]陸福勇，江立庚，秦華東，等.不同氮、硅用量對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2005，11（6）：846-850.

[4] 李國(guó)生，張耗，王志琴，等.氮素水平對(duì)水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2007，28（4）：66-70.

[5]王秀芹，張洪程，黃銀忠，等.施氮量對(duì)不同類型水稻品種吸氮特性及氮素利用率的影響 [J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2003，21（4）：325-330.

[6]黃見(jiàn)良，鄒應(yīng)斌，彭少兵，等.水稻對(duì)氮素的吸收、分配及其在組織中的揮發(fā)損失[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004，10（6）：579-583.

[7]王仁雷，李霞，陳國(guó)祥，等.氮肥水平對(duì)雜交稻汕優(yōu)63劍葉光合速率和RuBP羧化酶活性的影響 [J].作物學(xué)報(bào)，2001，27（6）：930-934.

[8]吳良?xì)g，陳峰，方萍，等.水稻葉片氮素營(yíng)養(yǎng)對(duì)光合作用的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995，28（S）：104-107.

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[10]李文林，R S Sarkar,S K Nayak,等.施氮對(duì)香稻某些生理效應(yīng)的研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，18（3）：13-17.

Effects of Nitrogen Amount on Population Quality and Grain Quality of Japonica Rice in North China

JIA Dong1,SUN Yajun1,HAN Lei2,LU Jingjing1,SONG Shuang1,DU Han1
（1Liaoning Saline or Alkaline Land Utilization and Research Institute,Panjin,Liaoning 124010,China;2Affiliated Experimental Farm of Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China;1st author:carredags@126.com）

Nitrogen is the composition of amino acid,protein,nucleic acids,coenzyme and pigments in photosynthesis,so its nutritional status is closely related to the physical processes.The effects of nitrogen amount on population quality,yield and grain quality of japonica rice in north China were studied in this paper.The results showed that with the increasing of nitrogen application,the leaf area index,photosynthetic potential and population growth rate were promoted;the highest rice stalk number,maximum tiller number, panicle number,proportion of tillers,the head rice rate and protein content were increased gradually;the whiteness,taste value,peak viscosity,low viscosity and final viscosity were decreased.The total amount of nitrogen had little effect on amylose content.

rice;nitrogen fertilizer;yield;quality

S511.062

A

1006-8082（2017）02-0071-04

2016－09－01

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系遼寧水稻創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（遼農(nóng)科[2013]271號(hào)）