氮肥用量對優(yōu)質粳稻產量、品質及氮肥利用率的影響

李楠楊洋申逸男張秀雙王紫郝鵬

（1遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧盤錦 124010；2遼寧省水土保持研究所，遼寧朝陽122000；第一作者：59383441＠qq.com）

氮素影響著水稻的生長發(fā)育和產量的形成。合理施用氮肥可以有效提高水稻產量、改善稻米品質，并提高氮肥利用率[1-2]。氮肥利用率低導致大量氮素損失，不僅浪費了資源，增加了生產成本，還會造成環(huán)境污染等一系列問題[3]。學者們對于氮肥利用問題開展了許多研究[4-8]。本試驗以優(yōu)質粳稻品種沈農315和沈稻11為材料，研究了其在不同施氮條件下的產量及氮肥利用率情況，以為水稻高產高效優(yōu)質栽培以及氮高效水稻品種選育提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為棕壤土，試驗前測定其理化性質。供試水稻品種為沈農315和沈稻11。

1.2 試驗方法

于2016年在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗基地進行，設4個施氮水平處理：N1，低氮，施用量150 kg/hm2；N2，中氮，施用量 180 kg/hm2；N3，高氮，施用量 210 kg/hm2；CK，不施氮肥。采用完全隨機設計，3次重復，氮肥為尿素，按照基∶蘗∶穗肥為6∶3∶1的比例進行施用。磷肥（磷酸鈣）施用量為375 kg/hm2，鉀肥（硫酸鉀）施用量為150 kg/hm2，磷鉀肥全部作為基肥施入。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 干物質積累

將測定完葉面積指數(shù)的植株樣烘干即可得到干物質量。烘干條件為105℃殺青0.5 h，85℃烘干至恒質量（約為48 h）。成熟期測定籽粒和莖稈總干質量。

1.3.2 產量及產量構成因素

每個小區(qū)都選取具有代表性的10叢調查成穗數(shù)，再根據(jù)每叢平均穗數(shù)取眾數(shù)進行考種，分別調查每穗粒數(shù)、空秕粒數(shù)、千粒重等。測定實際產量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。氮肥吸收和利用率計算參照劉立軍等[9]的方法計算，具體如下：

氮肥利用率（%）=（施氮區(qū)植株氮素積累量-不施氮區(qū)氮素積累量）/施氮量×100；

氮素生產效率（kg/kg）=單位面積水稻籽粒產量/單位面積植株氮素積累量；

氮素收獲指數(shù)（%）=（成熟期單位面積植株穗部氮素積累量/植株氮素積累量）×100；

氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)稻谷產量-不施氮區(qū)稻谷產量）/施氮量；

氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮區(qū)稻谷產量/施氮量。

2 結果與分析

2.1 施氮量對產量的影響

由表1可知，與CK相比，施氮處理的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結實率和產量明顯增加，2個品種均以N3處理最高，其次為N2、N1、CK。同一施氮水平下，沈農315產量明顯高于沈稻11。沈稻315 N3處理的產量與N1、N2、CK相比分別增加了19.32%、2.29%和49.70%；沈稻 11 N3處理的產量分別比N1、N2和CK增加了20.39%、2.51%和39.67%；施氮處理產量明顯高于無氮處理。沈稻315每穗粒數(shù)N3處理最高，為91.84粒，分別比N1、N2、CK處理增加5.42%、4.89%、7.06%；沈稻11每穗粒數(shù)N3處理最高，為102.67粒，分別比N1、N2、CK處理增加3.36%、2.43%、4.52%；施氮處理明顯高于無氮處理。隨著施氮量的增加，結實率也呈增加的趨勢，2個品種均表現(xiàn)為N3＞N2＞N1＞CK。千粒重各處理間無明顯變化。

表1 不同施氮量對水稻產量及產量構成的影響

表2 施氮量對水稻植株含氮量的影響 （g/kg）

表3 施氮量對水稻植株吸氮量的影響 （kg/hm）2

表4 施氮量對水稻氮肥利用率的影響

表5 品種與施氮量對營養(yǎng)品質交互作用的F檢驗

2.2 施氮量對植株含氮量的影響

從表2可知，水稻植株含氮量隨著生育期的推進逐漸減小，N-n期和拔節(jié)期沈農315和沈稻11 N3處理水稻植株含氮量高于其他處理；齊穗期和成熟期表現(xiàn)為N2處理植株含氮量高于其他處理。沈農315植株含氮量高于沈稻11，這可能也是造成沈農315產量高于沈稻11的原因之一。

2.3 施氮量對植株吸氮量的影響

由表3可知，在水稻生長發(fā)育過程中，隨著施氮量的增加，各處理植株吸氮量不斷增加，不同生育期各處理水稻吸氮量呈現(xiàn)多元化。N-n期和拔節(jié)期植株吸氮量以N3處理最大，齊穗期、成熟期2個品種各處理植株吸氮量表現(xiàn)為N2＞N3＞N1＞CK。分析認為，N2處理的施肥量能夠使水稻合理的運用氮肥，在滿足水稻生長發(fā)育需求的同時，還能促進水稻對氮素的吸收利用[10]。沈農315水稻植株吸氮量高于沈稻11，說明在水稻生長發(fā)育過程中，沈農315對氮素的需求量大于沈稻11。

2.4 施氮量對氮肥利用率的影響

由表4可知，2個品種氮肥農學利用率均以N2處理最高，分別為16.89 kg/kg和18.89 kg/kg，較N1、N3處理分別高出51.75%、8.83%和36.19%、9.25%。稻谷生產效率2個品種不同處理間變化不大。氮肥偏生產力以N1處理最高，N1和N2處理相差不大。氮肥利用率與氮肥農學利用率呈現(xiàn)相同變化趨勢，N2處理最大，分別較 N1和 N3處理高 22.49%、10.05%和19.72%、10.82%。由此可見，合理的施肥可以提高氮肥利用率。

2.5 品種與施氮量對營養(yǎng)品質的交互作用

由表5中可見，品種與施氮量交互作用對水稻營養(yǎng)品質的影響明顯。蛋白質含量受施氮量影響達極顯著水平，受品種與施氮量的交互作用影響達顯著水平。脂肪酸含量受品種與施氮量交互作用的影響達顯著水平。直鏈淀粉含量受施氮量影響達顯著水平。食味值受施氮量的影響達極顯著水平，受品種與施氮量的交互作用的影響達顯著水平。

3 討論與結論

王麟等[11]研究認為，東農428在秸稈還田的情況下，施氮量為133 kg/hm2可獲得高產。付立東等[12]通過研究發(fā)現(xiàn)，在施氮量為270 kg/hm2、基蘗穗肥比例為2∶5∶3時，水稻產量可達9.78 t/hm2。本試驗中，隨著施氮量的增加，沈農315與沈稻11的產量明顯增加，均在N3處理時達到高產。沈稻315 N3處理的產量比N1、N2處理和CK分別增加了19.32%、2.29%和49.70%，沈稻11 N3處理的產量比N1、N2處理和CK分別增加了20.39%、2.51%和39.67%。N3處理較高的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)是其獲得高產的原因所在。

不同氮肥運籌影響著水稻對氮素的吸收利用。在本試驗中，齊穗期后N2處理的植株吸氮量、含氮量相對較大。成熟期沈農315 N2處理吸氮量較N1、N3處理和CK分別高出4.53%、0.38%和56.53%；沈稻11 N3處理較 N1、N2處理和 CK分別高 5.79%、0.73%和58.02%。在N2處理時，氮肥的吸收利用率較大，但在N3處理產量達到最大值，這說明施肥量與產量之間存在著一定的關系，并不是說產量越高肥料利用率也越高。

施用氮肥不僅會影響水稻產量，也會影響稻米品質，蛋白質含量、直鏈淀粉含量和食味值受施氮量的影響達顯著或極顯著水平，蛋白質含量、脂肪酸含量和食味值受品種與施氮量的交互作用的影響達顯著水平。產量和品質密不可分，但人們往往很難兼顧產量與品質。氮肥對各個品質性狀的影響都不盡相同。因此，如何通過氮肥的合理運籌兼顧產量與品質是今后研究的方向。