土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用的影響

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(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/黑龍江省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)與作物種質(zhì)改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163319； 2.大慶市薩爾圖區(qū)農(nóng)業(yè)局，黑龍江 大慶 163319)

水稻為全球約30億人口提供35%～60%的口糧，是重要的糧食作物之一[1]。氮素是水稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)形成的主要養(yǎng)分限制因子之一[2]，增施氮肥仍然是水稻高產(chǎn)的關(guān)鍵措施[3-4]。實(shí)際生產(chǎn)中，由于氮肥施用過(guò)量、施用方法不合理、分配比例不當(dāng)?shù)葐?wèn)題造成我國(guó)水稻單季平均施氮量達(dá)180 kg/hm2，高出世界平均水平約75%[5]；而氮肥吸收利用率只有30%～35%[6-7]，氮肥利用率低是水稻生產(chǎn)面臨的一個(gè)難題。前人研究表明，水稻產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系，施氮水平超過(guò)某閾值后，產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[8-9]。這是因?yàn)樗咀蚜９酀{需要的氮一方面來(lái)源于灌漿期間的根系吸收，另一方面來(lái)源于葉和莖鞘的轉(zhuǎn)運(yùn)，葉和莖鞘的氮素可以在一定程度上彌補(bǔ)根源氮的不足。隨著施氮水平增加，水稻葉和莖鞘氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量呈明顯下降趨勢(shì)[10]，通過(guò)調(diào)整氮肥施用量和施肥方法來(lái)調(diào)控植株的氮素水平，協(xié)調(diào)穗部氮需求的根系來(lái)源和葉、莖鞘來(lái)源，可以在提高氮肥利用率的同時(shí)保持一定產(chǎn)量。過(guò)量施氮導(dǎo)致水稻葉片中 NH4+-N以NH3的形式揮發(fā)損失[11-12]，另外，高氮投入明顯增加肥料氮在土壤中的殘留量和損失量[13]，造成氮肥利用率下降，并且過(guò)量施氮會(huì)造成植株倒伏[14-15]、病蟲(chóng)害[16-17]、空殼等致使產(chǎn)量下降。此外，氮肥運(yùn)籌與稻米品質(zhì)關(guān)系密切，過(guò)高的氮肥投入并不能進(jìn)一步改善品質(zhì)，適量氮肥投入是稻米實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、高效的前提保障[18]。目前，關(guān)于寒地水稻氮肥運(yùn)籌的研究多集中于特定土壤條件下施氮量及氮肥分配比例對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的影響方面[19-21]，而關(guān)于不同土壤肥力下的適宜氮肥運(yùn)籌模式研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，針對(duì)寒地特殊生態(tài)條件，在不同肥力土壤上比較不同氮肥運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及氮素利用的影響，旨在為提高寒地水稻氮肥綜合生產(chǎn)能力、改善稻米品質(zhì)提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年 5—10 月在黑龍江省大慶市黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)進(jìn)行。采用盆栽試驗(yàn)，盆缽高30 cm，上直徑為 30 cm，下直徑為25 cm，每盆裝土12 kg。試驗(yàn)土壤為黑龍江856農(nóng)場(chǎng)的高肥力(S1)、低肥力(S3)以及二者混配的中肥力(S2)土壤，土壤類型為白漿土，土壤養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。參試水稻品種為墾粳5號(hào)，4月17日播種，5月25日移栽，每盆缽3穴，每穴3苗。參試肥料為尿素(含N 46.4%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O543%)和硫酸鉀(含K2O 50%)。

表1 供試土壤理化性狀Tab.1 Physicochemical characteristics of soil in the experiment

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用土壤肥力×氮肥運(yùn)籌模式二因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。土壤肥力設(shè)3個(gè)水平，分別為高肥力(S1)、中肥力(S2)、低肥力(S3)，每個(gè)水平土壤理化性質(zhì)如表1。氮肥運(yùn)籌模式設(shè)5個(gè)水平，以M1、M2、M3、M4、M5表示。M1為農(nóng)民習(xí)慣施肥模式，氮∶磷∶鉀=2.22∶1.00∶0.67，氮肥分配比例為基肥∶分蘗肥=5∶5，鉀肥100%基施；M2為V字形施肥模式，氮∶磷∶鉀=2∶1∶1，氮肥分配比例為基肥∶分蘗肥∶調(diào)節(jié)肥∶穗肥=4∶3∶1∶2，鉀肥分配比例為基肥∶穗肥=5∶5；M3為減氮施肥模式，即在M2基礎(chǔ)上減氮17.5%，氮肥分配比例同M2，磷肥和鉀肥的施用量及分配比例同M2；M4為減氮減磷施肥模式，即在M2基礎(chǔ)上減氮17.5%、減磷26%，氮肥和磷肥分配比例同M2，鉀肥的施用量及分配比例同M2；M5為前氮后移模式，氮∶磷∶鉀=2.22∶1.00∶1.35，氮肥分配比例為基肥∶分蘗肥∶調(diào)節(jié)肥∶保花肥=4∶3∶1∶2，鉀肥分配比例為基肥∶?；ǚ?5∶5，氮磷鉀總量同M4。所有處理磷肥100%基施。分蘗肥分2次施用，第1次分蘗肥在4葉伸長(zhǎng)期，占分蘗期總氮的80%；第2次分蘗肥在6葉伸長(zhǎng)期，占分蘗期總氮的20%。調(diào)節(jié)肥、穗肥、?；ǚ史謩e在倒3.5葉左右、倒2葉伸長(zhǎng)期、劍葉露尖時(shí)施用。具體施肥量如表2所示。

表2 不同處理施肥量Tab.2 Fertilizer application rate of different treatments kg/hm2

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 莖稈重心高度、抗折力和抗倒伏指數(shù) 齊穗后20 d，每處理取10個(gè)主莖測(cè)定莖稈重心高度、地上部單莖鮮質(zhì)量和抗折力。測(cè)定方法參考李金才等[22]的方法，略有改進(jìn)。莖稈抗折力：取第2節(jié)間、第3節(jié)間和第4節(jié)間，剝除葉鞘，兩端置于高50 cm、間隔5 cm的支撐木架凹槽內(nèi)，在其中部掛一容器，向容器內(nèi)勻速加細(xì)沙，使莖稈折斷所用的細(xì)沙加上容器自身的質(zhì)量即為莖稈抗折力。地上部單莖鮮質(zhì)量包括穗、葉和鞘。莖稈重心高度：測(cè)量莖稈基部至該莖(帶穗、葉和鞘)平衡支點(diǎn)的距離。計(jì)算抗倒伏指數(shù)，抗倒伏指數(shù)=抗折力/(重心高度×地上部單莖鮮質(zhì)量)。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期，取代表性植株6株，于通風(fēng)陰涼處風(fēng)干。風(fēng)干后植株剪穗，稱穗質(zhì)量和籽粒質(zhì)量。穗用于考種，考察穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量。

1.3.3 氮肥利用率 成熟期，取代表性植株4株，風(fēng)干后分為籽粒和莖稈2部分，樣品稱質(zhì)量后粉碎，過(guò)0.18 mm孔徑篩，用濃H2SO4-H2O2消煮，用FOSS-8400凱氏定氮儀測(cè)定氮含量，然后計(jì)算氮肥利用相關(guān)指標(biāo)。氮肥農(nóng)學(xué)利用率=(施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量)/施氮量×100%；氮肥吸收利用率=(施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量)/施氮量；氮肥生理利用率=(施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量)/(施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量)；氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；土壤氮肥依存率=不施氮區(qū)地上部吸氮量/施氮區(qū)地上部吸氮量×100%；氮肥貢獻(xiàn)率=(施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量)/施氮區(qū)產(chǎn)量×100%。

1.3.4 品質(zhì)指標(biāo) 收獲小區(qū)植株，脫粒，室內(nèi)保存3個(gè)月左右用于品質(zhì)分析，稻谷品質(zhì)測(cè)定前，各樣品統(tǒng)一用風(fēng)選機(jī)等風(fēng)量風(fēng)選。加工品質(zhì)測(cè)定依照《優(yōu)質(zhì)稻谷GB/T 17891—1999》[23]執(zhí)行；堊白粒率和堊白度使用大米外觀品質(zhì)判別儀(日本靜岡制機(jī)株式會(huì)社ES-1000) 測(cè)定；精米的直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量和食味評(píng)分參照徐正進(jìn)等[24]的測(cè)定方法，用近紅外透過(guò)式 PS-500 食味分析儀(日本靜岡機(jī)械制造有限公司)測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用DPS 7.5進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可知，對(duì)于土壤肥力水平來(lái)說(shuō)，S1水平下水稻產(chǎn)量極顯著高于S2和S3水平，提高幅度分別為18.0%和18.5%，后二者差異不顯著；穗數(shù)也表現(xiàn)為S1水平極顯著高于S2和S3水平；結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為S1水平極顯著高于S2水平，兩者均與S3水平無(wú)顯著差異；穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量在3個(gè)水平之間均無(wú)顯著差異?？梢?jiàn)，較高的穗數(shù)和結(jié)實(shí)率是S1水平下產(chǎn)量高于S2和S3水平的原因。5種氮肥運(yùn)籌模式中，以M1模式產(chǎn)量最高，極顯著高于除M2模式之外的其余模式；其次為M2模式，較M1模式降低5.5%，差異不顯著；M5模式最低，較M1模式降低20.2%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，穗數(shù)表現(xiàn)為M1>M2>M3>M4>M5，穗粒數(shù)表現(xiàn)為M1>M4>M2>M3>M5，各氮肥運(yùn)籌模式結(jié)實(shí)率間的差異均不顯著，千粒質(zhì)量表現(xiàn)為M4>M2>M5>M3>M1。可見(jiàn)，M1模式的高產(chǎn)主要?dú)w因于較高的穗數(shù)和穗粒數(shù)，但其千粒質(zhì)量較低；M5模式穗數(shù)和穗粒數(shù)較低是其產(chǎn)量低的主要原因。

表3 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.3 Effects of soil fertility and nitrogen application patterns on rice yield and its components in cold region

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示同一因素不同處理之間的差異達(dá)到極顯著(P<0.01)、顯著水平(P<0.05)； *、**分別表示影響顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01),下同。

Note： The different uppercase,lowercase letters after data of the same column indicate that the differences among different treatments of the same factor are significant at 0.01,0.05 levels respectively; *, ** mean significant influences at 0.01,0.05 levels respectively, the same below.

土壤肥力和氮肥運(yùn)籌二因素互作極顯著或顯著影響穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量(表3)。由圖1可知，S1水平下，M1模式穗數(shù)分別極顯著、顯著高于 M2、M3模式，這3個(gè)模式均極顯著高于M4、M5模式；M2—M4模式穗粒數(shù)均顯著高于M5模式，與M1模式差異不顯著；各模式結(jié)實(shí)率間的差異均不顯著。S2水平下，M1模式穗數(shù)顯著高于M5模式，M2—M4模式與二者之間的差異均不顯著；M1模式穗粒數(shù)顯著或極顯著高于M2—M5模式，M2、M3、M4、M5模式之間的差異均不顯著；M2模式結(jié)實(shí)率分別顯著、極顯著高于M1、M3模式，與M4、M5模式間的差異均不顯著。S3水平下，M1和M2模式穗數(shù)均極顯著高于M3—M5模式，各模式穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率間的差異均不顯著。S1水平下，以M3模式產(chǎn)量最高(31.2 g/穴)，與M1、M2、M4模式間的差異均不顯著，但這4個(gè)模式均極顯著高于M5模式，增幅分別為32.7%、31.8%、34.5%、21.6%；S2水平下，以M1模式產(chǎn)量最高(28.0 g/穴)，與M2、M4模式均無(wú)顯著差異，分別較M3、M5模式極顯著、顯著提高30.3%、20.1%；S3水平下，以M1模式產(chǎn)量最高(26.7 g/穴)，與M2、M3、M4模式均無(wú)顯著差異，較M5模式極顯著提高23.2%。從組合產(chǎn)量整體來(lái)看，最高的組合為S1M3，S1M1、S1M2組合依次次之，最低組合為S2M3，S1M3組合較S2M3組合增產(chǎn)45.1%。

不同大、小寫字母分別表示同一土壤肥力條件下不同氮肥運(yùn)籌模式間的差異達(dá)到極顯著(P<0.01)、顯著水平(P<0.05)，下同

2.2 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻稻米品質(zhì)的影響

由表4可知，不同土壤肥力下稻米加工品質(zhì)各指標(biāo)間的差異總體上均不顯著；堊白粒率和堊白度均表現(xiàn)為S2S2> S3的趨勢(shì)，差異極顯著；食味評(píng)分與蛋白質(zhì)含量趨勢(shì)相反。不同施肥模式糙米率、精米率相近，M1模式整精米率顯著高于M2、M4模式，與M3、M5模式間的差異均不顯著；堊白粒率和堊白度均表現(xiàn)為M1>M2>M3>M4>M5，除M2、M3模式間差異不顯著外，其余模式間差異均顯著或極顯著。直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量與食味評(píng)分密切相關(guān)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定優(yōu)質(zhì)稻谷直鏈淀粉含量為14%～20%[25]；陳能等[26]對(duì)1 518份粳稻谷的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)含量主要分布于7%～10%，一定范圍內(nèi)蛋白質(zhì)含量與食味評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。M3模式直鏈淀粉含量最高，其次為M1模式，M2、M4、M5模式較低，且彼此間差異均不顯著；蛋白質(zhì)含量以M5模式最高，M3、M4、M2模式依次次之，M1模式最低；M1、M3、M4模式食味評(píng)分間的差異均不顯著，三者均顯著高于M2、M5模式。

表4 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻稻米品質(zhì)的影響Tab.4 Effects of soil fertility and nitrogen application patterns on rice quality in cold region

土壤肥力和氮肥運(yùn)籌二因素互作對(duì)上述稻米品質(zhì)指標(biāo)的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平(整精米率除外)(表4)。由表5可知，S1水平下M1和M4模式、S2水平下M3模式、S3水平下M4模式糙米率較高；S1水平下M1和M4模式、S2水平下M3和M5模式精米率較高，S3水平下各模式精米率差異均不顯著；各土壤肥力下均以M1模式堊白粒率和堊白度最高，S1水平下M4模式、S2水平下M5模式、S3水平下M5模式的堊白粒率和堊白度均最低；S1和S2水平下各氮肥運(yùn)籌模式直鏈淀粉含量間的差異均不顯著，S3水平下M3模式直鏈淀粉含量顯著高于其他模式，其他模式之間的差異均不顯著；S1水平下M3和M4模式、S2和S3水平下M1和M2模式蛋白質(zhì)含量較低；S1水平下M3—M5模式，S2水平下M1和M2模式，S3水平下M1、M3和M4模式均獲得較高的食味評(píng)分，食味評(píng)分介于83.30～85.49。糙米率和精米率最高組合為S2M3，分別較最低組合S1M2提高1.6%和2.2%；堊白粒率和堊白度最低的組合均為S2M5，分別較最高組合S1M1降低66.3%和60.7%；直鏈淀粉含量最低的組合為S3M2，較最高組合S3M3降低16.5%；蛋白質(zhì)含量最低的組合為S3M1，較最高組合S2M5降低10.5%；食味評(píng)分最高組合為S2M1，較最低組合S1M2提高6.4%(表5)。

2.3 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)氮肥貢獻(xiàn)率和土壤氮肥依存率的影響

由圖2可知，不同肥力土壤氮肥貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為S3>S2>S1，S3水平分別極顯著、顯著高于S1、S2水平，S1水平與S2水平差異不顯著，土壤氮肥依存率與之相反；不同氮肥運(yùn)籌模式氮肥貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為M1>M2>M4>M3>M5，土壤氮肥依存率表現(xiàn)為M5>M4>M3>M1>M2。土壤肥力和氮肥運(yùn)籌二因素互作對(duì)氮肥貢獻(xiàn)率的影響不顯著，對(duì)土壤氮肥依存率的影響極顯著。S1水平下，M5模式土壤氮肥依存率最高，M1、M2、M3模式較低，且彼此間差異均不顯著；S2水平下，各氮肥運(yùn)籌模式土壤氮肥依存率間的差異均不顯著；S3水平下，M3和M5模式土壤氮肥依存率較高，M2模式最低。土壤氮肥依存率最高的組合為S1M5，最低的組合為S3M2，S1M5組合較S3M2組合高63.6%。

表5 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌的交互作用對(duì)寒地水稻稻米品質(zhì)的影響Tab.5 Effects of the interactions between soil fertility and nitrogen application patterns on rice quality in cold region

圖2 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)氮肥貢獻(xiàn)率和土壤氮肥依存率的影響Fig.2 Effects of soil fertility and nitrogen application patterns on nitrogen fertilization contribution rate and soil nitrogen dependent rate

2.4 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻氮肥利用的影響

由表6可知，不同土壤肥力水平下氮肥農(nóng)學(xué)利用率和吸收利用率均無(wú)顯著差異；地上部吸氮量表現(xiàn)為S1>S2>S3，差異極顯著；S1水平下氮肥生理利用率和偏生產(chǎn)力均極顯著高于S2和S3水平，后二者差異不顯著。從氮肥運(yùn)籌模式來(lái)看，地上部吸氮量表現(xiàn)為M2>M1>M3>M4>M5，其中M2模式顯著或極顯著高于M3、M4、M5模式，提高幅度分別為7.1%、11.3%、16.6%，M1模式與M3、M4模式間的差異均不顯著，但極顯著高于M5模式，提高幅度為12.2%；M3和M4模式氮肥農(nóng)學(xué)利用率與M1、M2模式間的差異均不顯著，但均顯著高于M5模式，提高幅度分別為25.4%和28.1%；M1模式氮肥吸收利用率極顯著低于M2和M3 模式，降低幅度分別為27.0%和27.1%，與M4和M5模式均無(wú)顯著差異，M2、M3、M4模式間均無(wú)顯著差異；M1、M4、M5模式氮肥生理利用率間的差異均不顯著，三者均極顯著高于M2和M3模式；氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為M3、M4模式間差異不顯著，但均顯著高于M2和M5模式，這4個(gè)模式均極顯著高于M1模式。

土壤肥力和氮肥運(yùn)籌二因素互作對(duì)氮肥吸收利用各指標(biāo)的影響均達(dá)到顯著或極顯著水平(表6)。由表7可知，S1水平下M1—M3模式、S3水平下M2模式地上部吸氮量較高，而S2水平下不同氮肥運(yùn)籌模式間均無(wú)顯著差異。S1水平下，M3模式氮肥農(nóng)學(xué)利用率最高，極顯著高于M1和M5模式，與M2和M4模式均無(wú)顯著差異；S2和S3水平下，各氮肥運(yùn)籌模式間均無(wú)顯著差異。S1水平下M3模式、S2水平下M5模式、S3水平下M2模式氮肥吸收利用率最高，S1水平下M5模式、S2水平下M1模式、S3水平下M1模式氮肥吸收利用率最低。S1水平下，M5模式氮肥生理利用率最高，M1—M3模式生理利用率較低；S2水平下，M1模式最高，M3和M5模式較低；S3水平下，M1模式最高，M2模式最低。S1水平下，氮肥偏生產(chǎn)力以M3模式最高，M4、M5、M2模式依次次之，M1模式最低；S2水平下，則以M4模式最高，M1和M2模式相對(duì)較低；S3水平下，M2—M5模式氮肥偏生產(chǎn)力間的差異均不顯著，但均顯著或極顯著高于M1模式。地上部吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力均以S1M3組合最高，分別為0.464 g/穴、51.46%、66.83 g/g、131.52 g/g，而氮肥生理利用率則以S1M5組合最高，為134.54 g/g。

表6 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻氮肥利用的影響Tab.6 Effects of soil fertility and nitrogen application patterns on nitrogen utilization of rice in cold region

表7 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌的交互作用對(duì)寒地水稻氮肥利用的影響Tab.7 Effects of the interactions between soil fertility and nitrogen application patterns on nitrogen utilization of rice in cold region

2.5 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻抗倒伏指數(shù)的影響

由表8可知，不同土壤肥力條件下第2—第4節(jié)間莖稈抗折力均無(wú)顯著差異，莖稈鮮質(zhì)量和重心高度均隨土壤肥力下降呈降低趨勢(shì)，而莖稈抗倒伏指數(shù)變化趨勢(shì)則相反；3種土壤肥力水平下抗倒伏指數(shù)間差異達(dá)到顯著或極顯著水平。不同氮肥運(yùn)籌模式之間莖稈鮮質(zhì)量和各節(jié)間莖稈抗折力的差異總體上均不顯著，莖稈重心高度以M1和M2模式較高，二者均顯著或極顯著高于M3—M5模式，后三者之間的差異均不顯著；M2—M5模式莖稈抗倒伏指數(shù)無(wú)顯著差異，均顯著或極顯著高于M1模式，提高幅度分別為17.3%、27.6%、34.6%、30.4%。土壤肥力和氮肥運(yùn)籌二因素互作對(duì)上述指標(biāo)的影響均不顯著。

表8 土壤肥力和氮肥運(yùn)籌對(duì)寒地水稻抗倒伏性狀的影響Tab.8 Effects of soil fertility and nitrogen application patterns on lodging resistance traits of rice in cold region

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，在高肥力土壤條件下，農(nóng)民習(xí)慣施肥、V字形施肥、減氮施肥和減氮減磷施肥模式水稻產(chǎn)量較高，彼此間均無(wú)顯著差異；中肥力土壤條件下，農(nóng)民習(xí)慣施肥模式產(chǎn)量最高，減氮減磷施肥、V字形施肥模式依次次之；低肥力土壤條件下，農(nóng)民習(xí)慣施肥、V字形施肥產(chǎn)量較高?？梢?jiàn)，在不同肥力土壤上農(nóng)民習(xí)慣施肥模式均能獲得較高產(chǎn)量。農(nóng)民習(xí)慣施肥模式由于氮肥的前重型分配，利于獲得較高的穗數(shù)和穗粒數(shù)，但千粒質(zhì)量較低，并且由于過(guò)量施用氮肥，抗倒伏指數(shù)低，倒伏風(fēng)險(xiǎn)增加。相關(guān)研究表明，倒伏平均每年造成的水稻產(chǎn)量損失為10%～30%，甚至絕收[27-28]，且使稻谷品質(zhì)變劣[29]。因此，寒地水稻生產(chǎn)不宜采用農(nóng)民習(xí)慣施肥模式。

土壤肥力對(duì)稻米品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在外觀品質(zhì)、蛋白質(zhì)含量及食味評(píng)分方面，對(duì)加工品質(zhì)和直鏈淀粉含量的影響較小。高肥力土壤稻米堊白粒率和堊白度最高，中肥力土壤最低，低肥力土壤中等；蛋白質(zhì)含量的變化趨勢(shì)與植株地上部吸氮量、氮肥偏生產(chǎn)力變化趨勢(shì)相符，呈高肥力>中肥力>低肥力，而食味評(píng)分則呈相反趨勢(shì)。5種氮肥運(yùn)籌模式的品質(zhì)差異主要表現(xiàn)在外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及食味評(píng)分方面。農(nóng)民習(xí)慣施肥模式在水稻6葉伸長(zhǎng)期后再無(wú)氮肥投入，由于籽粒灌漿期間氮素供應(yīng)量少，籽粒蛋白質(zhì)含量極顯著低于其他處理，其食味評(píng)分最高。減氮施肥和減氮減磷施肥模式總體氮肥施肥量較少，籽粒蛋白質(zhì)含量中等，食味評(píng)分與農(nóng)民習(xí)慣施肥模式相近。V字形施肥模式施氮量高于減氮施肥和減氮減磷施肥模式；前氮后移施肥模式盡管總氮素投入量較少，但后期施氮，所以這2種氮肥運(yùn)籌模式籽粒灌漿期間氮素含量較高，食味評(píng)分低于其他處理。

在高肥力土壤上宜采用減氮施肥模式，較農(nóng)民習(xí)慣施肥模式減少氮肥投入33.1%，較V字形施肥模式減少氮肥投入17.5%，其產(chǎn)量與農(nóng)民習(xí)慣施肥、減氮施肥、減磷施肥模式差異不顯著，極顯著高于前氮后移施肥模式；另外，植株地上部吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均高于其他模式，但氮肥生理利用率較低。中肥力土壤上宜采用V字形施肥，其較農(nóng)民習(xí)慣施肥模式減少氮肥投入19.1%，其產(chǎn)量、植株地上部吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥吸收利用率與其他模式均無(wú)顯著差異，氮肥生理利用率中等，氮肥偏生產(chǎn)力較低。低肥力土壤條件下，農(nóng)民習(xí)慣施肥、V字形施肥、減氮施肥和減氮減磷施肥模式產(chǎn)量相近，其中，減氮施肥模式食味評(píng)分最高，堊白粒率和堊白度中等，氮肥生理利用率、氮肥偏生產(chǎn)力較高，氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率中等，植株地上部吸氮量偏低；農(nóng)民習(xí)慣施肥模式盡管產(chǎn)量高，但抗倒伏指數(shù)顯著低于其他模式，不宜采用；減氮減磷模式和前氮后移模式也由于產(chǎn)量或品質(zhì)方面的問(wèn)題，不推薦應(yīng)用。