不同肥料種類及運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量和外觀品質(zhì)的影響

徐年龍，于洪喜，葉仁宏，王 升，王 飛，徐夢(mèng)彬，周娜娜，王 振

（江蘇省鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇鹽城224341）

水稻是我國主要農(nóng)作物，是全國人民的主要口糧之一。隨著水稻品種的改良、生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，我國糧食產(chǎn)量已實(shí)現(xiàn)了“十二連增”，達(dá)到2億多t，不僅滿足了基本需求，而且出現(xiàn)連年有余。人民的生活水平有了很大提高，這也直接導(dǎo)致了人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求越來越高，糧食數(shù)量與質(zhì)量二者結(jié)構(gòu)性的矛盾愈發(fā)明顯，從市場(chǎng)表現(xiàn)為國內(nèi)糧食價(jià)格的兩級(jí)分化，低端劣質(zhì)糧食無人問津，賣不出價(jià)；而高端優(yōu)質(zhì)稻米受到人們追捧，價(jià)格持續(xù)走俏。針對(duì)這種狀況，中央提出了發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)糧食供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的意見。

江蘇農(nóng)墾實(shí)行水稻規(guī)模化生產(chǎn)已有多年歷史，機(jī)械化程度高，技術(shù)體系完備，水稻產(chǎn)量水平較高，可歸因于水稻生產(chǎn)上主打品種均為高產(chǎn)品種，生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程也以高產(chǎn)為導(dǎo)向。近年來，江蘇農(nóng)墾水稻產(chǎn)量水平上了新的臺(tái)階，也摸到了“天花板”，存在產(chǎn)量高而米質(zhì)不理想的“稻強(qiáng)米弱”現(xiàn)象[1]，于是經(jīng)過更新?lián)Q代，使目前優(yōu)質(zhì)稻品種在江蘇墾區(qū)種植結(jié)構(gòu)中所占比重達(dá)到50%以上。稻米的產(chǎn)量和品質(zhì)除受品種自身遺傳因素控制外，環(huán)境因素、肥料施用等栽培措施均對(duì)其有較大的影響。而不同肥料種類對(duì)稻米品質(zhì)性狀的影響存在較大差異，對(duì)加工和外觀品質(zhì)影響則較明顯[2-3]。如采用腐熟稻草型有機(jī)肥，可以提供較多的腐植質(zhì)膠體，降低土壤容重，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的保水蓄肥能力，有利于水稻根系的生長和水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收，還能提高土溫[4]，且該有機(jī)肥與無機(jī)肥的配施可以促進(jìn)肥料之間的螯合能力，增強(qiáng)肥料效應(yīng)[5]。

如何保證優(yōu)質(zhì)水稻品種能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)稻米，從關(guān)鍵環(huán)節(jié)肥料入手，以解決“稻強(qiáng)米弱”的現(xiàn)象為本研究的主要目的。目前各種新型肥料的應(yīng)用研究雖然較多，但方向較為分散，尚沒有針對(duì)主栽優(yōu)質(zhì)稻品種進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用探索，結(jié)論也各不相同。本研究從肥料種類及運(yùn)籌著手，探究不同種類肥料及運(yùn)籌對(duì)當(dāng)前主栽優(yōu)質(zhì)水稻品種產(chǎn)量和外觀品質(zhì)的影響，為墾區(qū)水稻優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)集成提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種：華粳3號(hào)，以秀水11為母本、泗稻10號(hào)為父本雜交選育而成的遲熟中粳稻品種。據(jù)農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量檢測(cè)中心2002年檢測(cè)，米質(zhì)理化指標(biāo)達(dá)到國標(biāo)一級(jí)優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)。

肥料：無機(jī)肥料[尿素（含 N 量 46%）、P、K肥]、有機(jī)肥料（大華生物有機(jī)肥料，以腐熟秸稈為主要原料，絮狀固體，含氮量＜5%，有機(jī)質(zhì)含量＞50%）、微量元素肥（三碘多微素，由山東三碘生化科技有限公司生產(chǎn)）、葉面硅肥（“倍優(yōu)特”葉面硅肥，由煙臺(tái)易宸生物科技有限公司生產(chǎn)）、活性硅鈣肥（南京佳瑪馳生態(tài)工程有限公司生產(chǎn)）。

1.2 試驗(yàn)時(shí)間及試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年在江蘇省鹽城農(nóng)墾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 1#試驗(yàn)田 9#地（120.28°E、33.68°N）進(jìn)行。前茬作物為小麥，試驗(yàn)田塊土壤肥力中等偏上，肥力較均勻，地勢(shì)平坦，排灌方便。

根據(jù)2016年氣象資料記錄，試驗(yàn)所在地6月上旬至7月下旬，平均氣溫為26.6℃，比歷年上升1.6℃；日照時(shí)數(shù)為267.1 h，比歷年下降66.2 h；降水量為273.1 mm，比歷年減少85.5 mm；8月中旬至9月上旬，平均氣溫為25.3℃，比歷年下降0.05℃；降水量為151.7 mm，比歷年少13.1 mm；日照時(shí)數(shù)為124.9 h，比歷年少46 h。9月中旬至10月中旬，平均氣溫為20.3℃，比歷年上升0.7℃；降水量為213.1 mm，比歷年增加135 mm。日照時(shí)數(shù)為164.1 h，比歷年減少58.3 h。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用大區(qū)設(shè)計(jì)，每個(gè)大區(qū)200 m2，每個(gè)處理重復(fù)3次。大區(qū)間用薄膜覆蓋土埂隔離。采用9寸硬盤育秧，2016年5月20日機(jī)械流水線硬盤落谷，6月18日人工拉線移栽，株行距25.0 cm×12.4 cm，密度32.2萬穴/hm2，每穴4苗。移栽秧齡4.5葉左右，移栽后7 d施第1次分蘗肥，移栽后14 d施第2次分蘗肥，倒4葉施促花肥，倒2葉施保花肥，水漿管理與病蟲害防治同大田生產(chǎn)。

設(shè)置8個(gè)大區(qū)處理，各處理均單獨(dú)增施P、K肥，常規(guī)處理總N量為322.5 kg/hm2，肥料用量運(yùn)籌比例：基肥30%，第1次分蘗肥20%，第2次分蘗肥10%，促花肥20%，?；ǚ?0%。

表1 不同肥料種類與運(yùn)籌處理設(shè)計(jì)

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

全區(qū)收割計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量，每個(gè)處理取樣10穴考察株高、穗長、實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量等農(nóng)藝性狀，曬干揚(yáng)凈后取樣檢測(cè)外觀品質(zhì)指標(biāo)，主要包括糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率及堊白度。

2 結(jié)果與分析

2.1 華粳3號(hào)產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

從表2中可以看出，不同處理產(chǎn)量大小表現(xiàn)為無氮區(qū)＜處理A＜處理C＜處理B＜常規(guī)處理＜處理D=處理E＜處理F，其中處理A比無氮區(qū)增產(chǎn)1.0%，增產(chǎn)不顯著，比常規(guī)處理減產(chǎn)0.77 t/hm2，減產(chǎn)7.2%。處理B、處理C產(chǎn)量隨著有機(jī)肥料用量的減少，無機(jī)氮肥用量的增加呈增加趨勢(shì)，但是均低于常規(guī)處理。由此可以看出本試驗(yàn)采用的有機(jī)肥與常規(guī)無機(jī)氮肥不存在相互替代的關(guān)系，該有機(jī)肥以腐熟秸稈為主體原料，本身含有的氮含量低，且多處于不可利用狀態(tài)，單純施用該類有機(jī)肥會(huì)因?yàn)榈窟^低引起水稻生長量不足，造成嚴(yán)重減產(chǎn)。處理D比常規(guī)處理增產(chǎn)0.10 t/hm2，增產(chǎn)0.9%，即在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施微量元素肥，對(duì)產(chǎn)量增幅不顯著。微量元素肥在一定程度上能夠提升水稻抗倒伏能力。處理E比常規(guī)處理增產(chǎn)0.10 t/hm2，增產(chǎn)比例0.9%，增產(chǎn)不顯著。處理F比常規(guī)處理增產(chǎn)0.44 t/hm2，增產(chǎn)比例4.1%，增產(chǎn)顯著（P＜0.05），但處理F的增產(chǎn)特征表現(xiàn)為有效穗數(shù)顯著高于常規(guī)處理（P＜0.05），千粒質(zhì)量低于常規(guī)處理，實(shí)粒數(shù)略高于常規(guī)處理，倒伏時(shí)間最早，倒伏程度最重，高峰苗最高，活性硅鈣肥能夠促進(jìn)水稻的前期分蘗，增加群體分蘗數(shù)。

表2 不同肥料種類與運(yùn)籌下華粳3號(hào)產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

2.2 華粳3號(hào)產(chǎn)量及產(chǎn)量要素相關(guān)性分析

根據(jù)表3結(jié)果，華粳3號(hào)實(shí)際產(chǎn)量與有效穗數(shù)、千粒質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.969、-0.815，達(dá)到極顯著水平 (P＜0.01)，與實(shí)粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.673，達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。有效穗數(shù)與實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.762、-0.740，達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。千粒質(zhì)量與實(shí)粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.690，達(dá)到顯著水平(P＜0.05)?？傮w看，對(duì)實(shí)際產(chǎn)量影響最大的因素是有效穗數(shù)，而千粒質(zhì)量與有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)為負(fù)數(shù)，千粒質(zhì)量隨著有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)的增加而下降，呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。

表3 不同肥料種類與運(yùn)籌下華粳3號(hào)產(chǎn)量及產(chǎn)量要素相關(guān)性分析

2.3 華粳3號(hào)稻米加工及外觀品質(zhì)分析

如表4所示，華粳3號(hào)從糙米率來看，各處理間差異不顯著，無明顯規(guī)律。從整精米率來看，無氮區(qū)＞處理A＞處理B=處理C＞常規(guī)處理，無氮區(qū)整精米率最高，隨著有機(jī)肥料用量的減少，無機(jī)肥料施用量的增加，整精米率呈下降趨勢(shì)，主要原因是氮量增加，穗容量增加，灌漿時(shí)間拉長，受氣候條件影響，下部籽粒灌漿不充分，不完善粒增加；而處理E＞處理D＞常規(guī)處理＞處理F，說明在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上施用活性硅鈣肥能夠降低整精米率。從堊白粒率來看，無氮區(qū)＞處理A＞處理C＞處理B＞常規(guī)處理，無氮區(qū)堊白粒率最高，隨著有機(jī)肥料用量的減少，無機(jī)肥料施用量的增加，堊白粒率呈增加趨勢(shì)，常規(guī)處理明顯低于前面4個(gè)處理；而處理E＞處理D＞常規(guī)處理＞處理F，說明在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上施用活性硅鈣肥能夠降低堊白粒率。從堊白度來看，無氮區(qū)＞處理A＞處理B＞處理C＞常規(guī)處理，無氮區(qū)堊白度最高；其次，處理B顯著低于處理C（P＜0.05），常規(guī)處理顯著低于無氮區(qū)、處理A和處理C（P＜0.05）；而處理E＞處理D＞常規(guī)處理＞處理F，說明在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上施用活性硅鈣肥能夠降低堊白度。

表4 不同肥料種類與運(yùn)籌下華粳3號(hào)稻米外觀及加工品質(zhì)

3 結(jié)論與討論

2016年江蘇鹽城當(dāng)?shù)貧夂驐l件對(duì)水稻生長影響具體表現(xiàn)為：在水稻移栽期和分蘗期，高溫少雨，前期發(fā)苗較為有利，擱田到位，有效控制無效分蘗；拔節(jié)孕穗期和抽穗期溫度適宜，光照減少，較往年抽穗期推遲；灌漿期雨水過多，光照嚴(yán)重不足，使得水稻光合作用減弱，灌漿不足，從而降低千粒質(zhì)量和結(jié)實(shí)率，影響了產(chǎn)量水平。

本研究結(jié)果表明，排除無氮區(qū)，處理A在基肥期一次性施入大華生物有機(jī)肥，產(chǎn)量最低，外觀品質(zhì)最差，且隨著有機(jī)肥料用量的減少，無機(jī)氮肥用量的增加，產(chǎn)量、外觀品質(zhì)均呈上升趨勢(shì)，說明單純施用“大華”有機(jī)肥并不能夠起到提升稻米外觀品質(zhì)的作用，因有機(jī)肥料的含氮量極低，且處于不可利用狀態(tài)，即使大量施用也不能替代無機(jī)氮肥在水稻生長中的作用，建議在生產(chǎn)中，保證在正常肥料施用的基礎(chǔ)上額外施用。楊澤敏等研究表明，隨著氮肥施用量的增加，稻米的外觀品質(zhì)變劣，堊白米率和堊白度隨著施氮量的增加而呈上升的趨勢(shì)[6-10]，與本試驗(yàn)結(jié)論相悖，主要原因在于試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)的氮量很低，氮量水平尚未達(dá)到降低稻米外觀品質(zhì)的拐點(diǎn)，當(dāng)然也與當(dāng)年氣候、試驗(yàn)品種有一定的關(guān)系。

從產(chǎn)量上看，處理D、處理E、處理F的產(chǎn)量均高于常規(guī)處理，其中處理F的增產(chǎn)效果最明顯，表明微量元素肥、葉面硅肥、活性硅鈣肥均起到了增產(chǎn)的效果，其中處理F活性硅鈣肥增產(chǎn)效果最明顯。處理D、處理E的外觀品質(zhì)均低于常規(guī)處理，處理F的外觀品質(zhì)明顯高于常規(guī)處理，即施用微量元素肥（處理D）、葉面肥（處理E）在提高了千粒質(zhì)量的同時(shí)反而可能會(huì)降低稻米的外觀品質(zhì)，同時(shí)微量元素肥具有提升水稻植株抗倒能力的作用。活性硅鈣肥在明顯提升水稻產(chǎn)量的同時(shí)，對(duì)外觀品質(zhì)亦有明顯的提升作用。

根據(jù)產(chǎn)量及產(chǎn)量要素相關(guān)性分析結(jié)果，不同處理對(duì)產(chǎn)量影響最大的因素是有效穗數(shù)，達(dá)到極顯著正相關(guān)；產(chǎn)量與千粒質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)為-0.815，這與本試驗(yàn)選用材料華粳3號(hào)品種特性有關(guān)，千粒質(zhì)量與有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)均為負(fù)數(shù)，關(guān)聯(lián)到產(chǎn)量上最終表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。同時(shí)，也與水稻的“源庫流”的協(xié)調(diào)性有關(guān)，庫的大小主要受水稻分蘗能力、成花能力和受精結(jié)實(shí)能力所支配；而源的生產(chǎn)與積累則主要取決于根、葉等器官發(fā)育及其吸收、光合、呼吸等生理活動(dòng)；至于流的狀況除與莖稈發(fā)育密切相關(guān)外，還顯著受制于稻株體內(nèi)各種代謝活動(dòng)。有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)的增加提升了庫容量，而在“源”“流”受氣候等條件的影響下，提升不容易，最終表現(xiàn)為千粒質(zhì)量的下降[11-12]。