不同養(yǎng)分管理模式對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

陳光莉， 羅德強(qiáng)， 王榮基， 陳 東， 何 松

(1.貴州省正安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴州 正安 563499； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所， 貴州 貴陽 550006； 3.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 貴州 貴陽 550006)

水稻是人類最重要的糧食作物，化肥作為水稻生產(chǎn)上養(yǎng)分最重要的提供來源，對水稻生產(chǎn)有重要作用。適當(dāng)?shù)幕视昧亢秃线m的施用方法能確保水稻產(chǎn)量水平的正常發(fā)揮，也能提高肥料利用效率及水稻的品質(zhì)。但目前水稻生產(chǎn)上氮肥不合理施用的現(xiàn)象極為普遍，導(dǎo)致肥料利用率低。因此，研究不同養(yǎng)分管理模式對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，對水稻生產(chǎn)提質(zhì)增效具有重要作用。隨著水稻生產(chǎn)水平的逐步提高，化肥的投入量也越來也大，但過量的化肥投入和施用方法不合理給生態(tài)環(huán)境帶來巨大壓力[1]。有研究表明，我國水稻生產(chǎn)的化肥利用率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家[2]。合理施用化肥是提升肥料利用的重要途徑之一，氮、磷、鉀配比并運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖┓史绞娇梢燥@著提高水稻產(chǎn)量[3-7]。丁小媛[6]研究得出，水稻最佳施肥量為氮肥225 kg/hm2，該條件下可實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)；而張上都等[8]研究認(rèn)為，氮肥施用量為300 kg/hm2，可提高產(chǎn)量的同時(shí)還可提高稻米出糙率、精米率和整精米率。廖玉萍等[9]研究表明，有機(jī)肥和氮磷鉀肥配合施用能夠大幅度提高稻麥產(chǎn)量。隨著人民生活水平的提高，水稻生產(chǎn)也由單純追求高產(chǎn)的數(shù)量型向優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)變[10]，但水稻品質(zhì)除受品種本身遺傳特性影響外，還受栽培措施等外界環(huán)境的影響[11-12]。朱大偉[13]研究顯示，加工品質(zhì)及外觀品質(zhì)部分指標(biāo)隨穗肥增加而上升，食味品質(zhì)隨穗肥比例的增加而下降[13-14]。當(dāng)基蘗肥與穗肥比例約為6∶4時(shí)，外觀品質(zhì)降低，加工品質(zhì)和蛋白質(zhì)含量提高[15-16]。近年來，隨著人民生活水平的逐漸提高和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)質(zhì)稻米受到親睞。正安縣水稻生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)稻面積約占水稻面積的50%，特別是以宜香優(yōu)2115為主的水稻品種應(yīng)用面積越來越大，但由于受傳統(tǒng)栽培模式的影響，水稻產(chǎn)量徘徊不前。為了加快推進(jìn)該地區(qū)優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)，使優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)能在提高產(chǎn)量的同時(shí)，又能保持原有品質(zhì)或略有提高，以生產(chǎn)上應(yīng)用面積較大的宜香優(yōu)2115和豐優(yōu)香占為材料，在中等肥力的土壤條件下，比較傳統(tǒng)施肥管理模式和精確施肥管理模式的水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)差異，探明不同養(yǎng)分管理模式對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為進(jìn)一步合理制定水稻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培養(yǎng)分管理措施提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019在正安縣瑞溪鎮(zhèn)三把車村進(jìn)行，海拔620 m，試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)44.52 g/kg，全氮1.96 g/kg，堿解氮185.08 mg/kg，速效磷26.92 mg/kg，速效鉀254.06 mg/kg，試驗(yàn)田塊排灌方便。

1.2 材料

1.2.1 水稻品種 供試水稻品種為宜香優(yōu)2115和豐優(yōu)香占，均由貴州金農(nóng)科技有限責(zé)任公司提供。

1.2.2 肥料 試驗(yàn)用肥為尿素(N≥46.2%)，過磷酸鈣(P2O5≥12.0%)，氯化鉀(K2O≥60.0%)，復(fù)合肥(N︰P2O5︰K2O=15%︰15%︰15%)，供試肥料均為市購。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)以養(yǎng)分管理模式為研究對象，設(shè)置傳統(tǒng)施肥管理模式(Traditional fertilization mode，TFM)和精確施肥管理模式(Precise Fertilization Model，PFM)2個(gè)處理。傳統(tǒng)施肥管理模式(TFM)：按照當(dāng)?shù)卮竺娣e水稻生產(chǎn)模式進(jìn)行，移栽規(guī)格為26.6 cm×26.6 cm，移栽前施復(fù)合肥50 kg/667m2作底肥，移栽后7～10 d施尿素5 kg/667m2作追肥，從移栽至水稻成熟田間保持淹水狀態(tài)。精確施肥管理模式(PFM)：移栽規(guī)格為33.3 cm×16.5 cm，總施用尿素26.1 kg/667m2(折合純氮 12 kg/667m2)，氮︰磷︰鉀為1︰0.5︰1，具體施肥方式為移栽前施過磷酸鈣50 kg/667m2、氯化鉀10 kg/667m2、尿素9.4 kg/667m2作底肥，移栽后5 d施尿素6.3 kg/667m2作分蘗肥，拔節(jié)期施氯化鉀10 kg/667m2，倒4葉和倒2葉期施尿素7.3 kg/667m2和3.1 kg/667m2作促花肥和?；ǚ?。水分管理為移栽后淺水，N-n期排水曬田，抽穗揚(yáng)花期干濕交替。采用大區(qū)對比形式，同田安排PFM和TFM養(yǎng)分管理模式，每種養(yǎng)分管理模式面積150 m2(10 m×15 m)，四周筑埂并用薄膜包埂，防止串肥。

1.3.2 調(diào)查取樣 水稻成熟期，每個(gè)大區(qū)采取對角線3點(diǎn)調(diào)查，每點(diǎn)10穴，同時(shí)取樣1穴用于室內(nèi)考種，將3點(diǎn)共3穴考種結(jié)果平均后計(jì)算理論產(chǎn)量。收割時(shí)，每種模式按對角線3點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)取出田谷1 kg，其余的收割后曬干、除雜，稱重計(jì)產(chǎn)。將各點(diǎn)取樣的稻谷分別在室內(nèi)自然風(fēng)干，然后將相同養(yǎng)分管理模式的3個(gè)樣混合，剔除雜質(zhì)后稱重，將重量計(jì)入總產(chǎn)。將風(fēng)干去除雜質(zhì)的樣品取0.5 kg，按照NY/T 593-2013《食用稻品種品質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)檢測稻米品質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)分管理模式水稻的產(chǎn)量

從表1看出，同一品種采用不同的養(yǎng)分管理模式產(chǎn)量有差異。精確施肥管理與傳統(tǒng)施肥管理模式相比，宜香優(yōu)2115平均增產(chǎn)1 231.5 kg/hm2，增幅14.5%；豐優(yōu)香占平均增產(chǎn)940 kg/hm2，增幅10.8%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，2種模式產(chǎn)量差異的主要原因是單位面積有效穗差異較大，其次是穗粒數(shù)，因此導(dǎo)致群體穎花量有較大差異，穎花量精確施肥模式宜香優(yōu)2115比常規(guī)模式高24.9%，豐優(yōu)香占比常規(guī)模式高14.4%。2個(gè)品種不同模式下的結(jié)實(shí)率和千粒重差異不大。

表1 不同養(yǎng)分管理方式水稻的產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因子特征

2.2 不同養(yǎng)分管理模式水稻的加工品質(zhì)

從表2看出，不同養(yǎng)分管理模式對水稻糙米率和精米率影響不大，但對整精米率有影響，宜香優(yōu)2115和豐優(yōu)香占2個(gè)品種結(jié)果基本一致，均表現(xiàn)為傳統(tǒng)施肥管理模式比精確施肥管理模式的整精米率偏高，宜香優(yōu)2115高3.7百分點(diǎn)，豐優(yōu)香占高1.4百分點(diǎn)。

表2 不同養(yǎng)分管理模式水稻的加工品質(zhì)

2.3 不同養(yǎng)分管理稻米的外觀品質(zhì)

從外觀品質(zhì)看(表3)，相同品種在不同養(yǎng)分管理?xiàng)l件下，粒長、長寬比、透明度無差異，堊白粒率和堊白度差異不明顯。但從2個(gè)品種看，相同養(yǎng)分模式下，不同品種間外觀品質(zhì)差異較大，可能稻米外觀品質(zhì)由品種本身遺傳特性決定所致。

2.4 不同養(yǎng)分管理稻米的食味及營養(yǎng)品質(zhì)

從表4看出，不同養(yǎng)分管理的稻米堿消值沒有差異，膠稠度以傳統(tǒng)施肥管理模式略高于精確施肥管理模式，直鏈淀粉含量基本沒有差異，蛋白質(zhì)含量差異較大，精確施肥條件稻米的蛋白質(zhì)含量高于傳統(tǒng)施肥管理模式，其中，宜香優(yōu)2115高0.9百分點(diǎn)，豐優(yōu)香占高0.27百分點(diǎn)。說明在水稻生長后期施用氮肥能促進(jìn)稻米中蛋白質(zhì)含量的提高。

表3 不同養(yǎng)分管理模式稻米的外觀品質(zhì)

表4 不同養(yǎng)分管理模式稻米的食味及營養(yǎng)品質(zhì)

3 結(jié)論與討論

關(guān)于氮肥對水稻產(chǎn)量的影響目前研究較多，針對不同的品種或研究區(qū)域可能有一些差異，但其研究結(jié)果的變化趨勢基本一致。而對稻米品質(zhì)而言，不同的研究者用不同的品種在不同的區(qū)域研究結(jié)果不盡一致。有研究認(rèn)為，抽穗后追肥能提高整精米率[17]，穗肥的施用不會增加堊白率，但透明度會下降[16]；也有研究認(rèn)為，在氮肥總量一定時(shí)，后期施肥產(chǎn)量提高，在一定范圍內(nèi)隨氮肥后移比重增加，稻米堊白率和堊白度下降。何虎等[18]認(rèn)為，穗肥對粒長沒有影響，粒寬差異不規(guī)律。潘圣剛等[19]研究認(rèn)為，在水稻生長后期，提高穗粒肥中氮肥比例，蛋白質(zhì)含量顯著提高。研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)施肥管理模式相比，采用精確施肥模式可提高水稻產(chǎn)量，其中，宜香優(yōu)2115平均增產(chǎn)14.5%，豐優(yōu)香占平均增產(chǎn)10.8%；整精米率略有降低，粒長、長寬比、透明度沒有差異，堊白粒率、堊白度、堿消值和膠稠度差異不明顯，直鏈淀粉含量基本無差異，蛋白質(zhì)含量差異較大。因此，采用精確施肥模式在水稻生長后期追施氮肥可以提高產(chǎn)量的同時(shí)，又能保持原有品質(zhì)或略有提升。同時(shí)，精確施肥模式通過對肥料的分次施用，可大大提高肥料利用效率。