氮肥減量下不同基蘗肥與穗肥運籌對機插稻生長發(fā)育特性的影響

杜同慶，仝 斌，徐 鵬，李振宏

（睢寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 睢寧 221200）

氮肥運籌是影響水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的重要栽培措施，而且也影響生態(tài)環(huán)境。目前，淮北地區(qū)水稻高產(chǎn)栽培中，氮肥（純氮）施用量一般為300～350 kg/hm，高的達375 kg/hm?；蔬^量使用不僅造成氮素的浪費，而且污染環(huán)境。因此，國家號召減肥減藥、提質(zhì)增效，減少化肥對環(huán)境與水體的污染。氮肥減量下，如何正確進行基蘗肥與穗肥比例的運籌，增加產(chǎn)量，提高品質(zhì)，是一個值得深入研究的課題。本研究在氮肥施用總量減少10%的條件下，設(shè)置了3個不同的基蘗肥與穗肥質(zhì)量施用比例（5∶5、6∶4、7∶3），研究其對水稻莖蘗動態(tài)、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響，以期為氮肥減量施用下水稻優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)栽培肥料運籌提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2021年在江蘇省徐州市睢寧縣稻麥科技綜合示范基地（117°54′15″E、33°57′00″N）內(nèi)進行。土壤類型為砂壤土，0～20 cm土壤全氮含量1.22 g/kg，速效鉀含量82.1 mg/kg，速效磷含量15.7 mg/kg，有機質(zhì)含量20.8 g/kg。前茬作物為小麥。供試品種為南粳5626，屬中熟中粳稻品種，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選育并提供試驗用種。5月15日播種，6月17日洋馬插秧機栽插，行株距分別為30、12 cm，每穴3～4苗，葉齡4.9葉。

1.2 試驗設(shè)計

試驗以大面積常規(guī)分次定量施肥為對照（CK），純氮量為300 kg/hm，按基蘗肥、穗肥質(zhì)量比6∶4施用；氮肥減量10%（270 kg/hm）下，設(shè)置3個不同基蘗肥與穗肥純氮質(zhì)量施用比例，分別為5∶5（處理1）、6∶4（處理2）、7∶3（處理3）?；Y肥分別于整地、移栽后7 d等量施用，穗肥分別于倒4、倒2葉期2次等量追施。磷肥為過磷酸鈣（PO150 kg/hm），一次性基施。鉀肥為氯化鉀（KO 300 kg/hm），分別于耕翻前、拔節(jié)期等量施入。采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，每個小區(qū)面積為300 m，3次重復(fù)。各小區(qū)間筑埂并用塑料薄膜深埋包埂，單排獨灌。其他管理措施統(tǒng)一按超高產(chǎn)栽培要求實施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 莖蘗動態(tài)。各小區(qū)定點20穴，自移栽至抽穗每隔7 d調(diào)查分蘗動態(tài)。

1.3.2 葉面積指數(shù)LAI及上3葉長度測定。在拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、成熟期4個時期，每期以平均莖蘗數(shù)為主要標準，取代表性植株30株，測定葉面積指數(shù)。齊穗期選代表性植株30株測定上3葉葉片長度，并計算平均值。

1.3.3 干物質(zhì)量。分別于有效分蘗臨界葉齡期（N-n期）、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、乳熟期（抽穗后20 d）、成熟期，按每小區(qū)莖蘗數(shù)的平均數(shù)取代表性植株3穴，105℃殺青30 min，80℃烘干至恒質(zhì)量，測定干物質(zhì)量。

1.3.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素測定。有效穗數(shù)每小區(qū)查50穴，并計算每穴平均穗數(shù)，以平均穗數(shù)為標準，在小區(qū)不同區(qū)域取株高、穗型有代表性的20穴，測定其穗粒數(shù)、結(jié)實率。每小區(qū)取30 m實割，曬干換算成標準含水量后計算產(chǎn)量，并從測產(chǎn)的樣本中取樣，測定千粒質(zhì)量。

1.3.5 稻米品質(zhì)測定。按照GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》測定碾米品質(zhì)（糙米率、精米率、整精米率）、外觀品質(zhì)（堊白粒率），其他參數(shù)參見呂文俊等的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運用SPSS 22.0和Excel 2007軟件分析和處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖蘗動態(tài)

由圖1可知，6月17日移栽，基本苗為93.30萬～93.75萬株/hm，后每7 d調(diào)查各處理莖蘗動態(tài)變化。4個處理莖蘗消長動態(tài)的影響基本一致，均在移栽后42 d（7月29日）莖蘗數(shù)達到最大值，其中：對照（CK）處理最高，達430.95萬株/hm；其次為處理3，達411.75萬株/hm；最低為處理1，達405.60萬株/hm。之后各處理莖蘗數(shù)開始消減，至抽穗期基本穩(wěn)定，最終對照（CK）、處理1、處理2、處理3成穗數(shù)分別為348.60萬、321.90萬、335.10萬、331.80萬株/hm，成穗率分別為80.89%、79.36%、82.53%、80.58%。

圖1 氮肥減量不同基蘗肥與穗肥施用比例對莖蘗動態(tài)的影響

2.2 干物質(zhì)積累量

由表1可知，播種—N-n期、N-n—拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗期、抽穗—成熟期4個階段的4個處理干物質(zhì)積累量均呈先升高后下降的趨勢，以拔節(jié)—抽穗期干物質(zhì)積累量最高。4個階段均是CK的干物質(zhì)積累量高于其他處理，相應(yīng)干物質(zhì)積累量占全生育期干物質(zhì)量的比例分別為4.57%、20.03%、40.02%、35.38%。減氮條件下，隨著基蘗肥與穗肥質(zhì)量施用比例的增加，播種—N-n期干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為處理2＞處理3＞處理1，占全生育期干物質(zhì)量比例為處理3＞處理2＞處理1；N-n期—拔節(jié)期（即無效分蘗期），干物質(zhì)量表現(xiàn)為處理3＞處理2＞處理1，占全生育期干物質(zhì)量的比例同樣表現(xiàn)為處理3＞處理2＞處理1。拔節(jié)后由于穗肥施用量的不同，拔節(jié)—抽穗期、抽穗—成熟期干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為處理2＞處理1＞處理3。

表1 氮肥減量不同基蘗肥與穗肥質(zhì)量施用比例對水稻干物質(zhì)積累量的影響

2.3 葉面積指數(shù)及上3葉葉片長度變化

由表2可知，全生育期水稻葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢，孕穗期達最大值，此后平穩(wěn)下降。CK各時期葉面積指數(shù)均高于氮肥減施3個處理，孕穗期LAI達到最大，為8.04。氮肥減施下，孕穗期LAI表現(xiàn)為處理3＞處理2＞處理1，其中處理3達7.84；成熟期時，3個處理葉面積指數(shù)變化趨勢為處理1＞處理2＞處理3。對上3葉葉片長度分析，4個處理上3葉長整體均呈現(xiàn)為倒2葉＞倒3葉＞倒1葉，其中對照（CK）上3葉葉長均較其余3個處理長。氮肥減施下，倒1葉長度表現(xiàn)為處理1＞處理2＞處理3，倒2葉葉片長度為處理2最長，為14.83 cm。

表2 氮肥減量不同基蘗肥與穗肥質(zhì)量施用比例對葉面積指數(shù)與上3葉葉片長度變化的影響

2.4 產(chǎn)量分析

由表3可知，穗數(shù)、穗粒數(shù)均以CK最高，分別達348.60萬個/hm和138.65粒/穗。氮肥減量下，穗數(shù)隨著基蘗肥與穗肥比例升高均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，但3個處理間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。處理2穗粒數(shù)達134.84粒/穗，與CK之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但極顯著高于處理3。結(jié)實率方面，CK最低，為87.08%，其次為處理2，為88.40%，兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。處理3的結(jié)實率最高，達91.35%，與CK之間差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義，但與處理1之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與處理2之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。千粒質(zhì)量方面，處理3最高，為25.92 g，與CK、處理2之間差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義。實收產(chǎn)量方面，CK產(chǎn)量最高，為9 495.07 kg/hm，與處理1、處理3差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義；其次為處理2，達9 208.59 kg/hm，與處理1、處理3之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與CK間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表3 氮肥減量不同基蘗肥與穗肥質(zhì)量施用比例對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.5 品質(zhì)分析

由表4可知，CK的糙米率、精米率、整精米率最高，分別達86.31%、76.36%、72.99%。氮肥減量條件下，隨著基蘗肥與穗肥施用比例的增加，糙米率、精米率、整精米率均呈現(xiàn)下降趨勢，即處理1＞處理2＞處理3，3個處理之間差異均沒有高度統(tǒng)計學(xué)意義，但處理3糙米率、精米率、整精米率極顯著低于CK。外觀品質(zhì)方面，堊白率CK最高，為11.76%，處理3最低，為11.29%，兩者之間差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義。直鏈淀粉含量、膠稠度均以處理3最高，分別達16.01%、80.95 mm，3個氮肥減量處理呈現(xiàn)隨著基蘗肥與穗肥施用比例的增加而增加。CK蛋白質(zhì)含量最高，為8.52%，其他3個處理呈現(xiàn)隨著基蘗肥與穗肥比例的增加而降低?？诟兄怠⑹澄吨稻蕴幚?最高，其次為處理2，兩者之間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。

表4 氮肥減量不同基蘗肥與穗肥質(zhì)量施用比例對稻米品質(zhì)性狀的影響

3 討論與結(jié)論

在氮肥減量條件下，高峰苗、成穗數(shù)均較對照（CK）低，但3個處理高峰苗隨著基蘗肥與穗肥質(zhì)量比例的增加呈增加的趨勢，而成穗率卻先升后降。可見，增加基蘗肥用量可增加分蘗，但過量施用成穗率反而會減低。增加施氮量可以提高不同生育時間段內(nèi)干物質(zhì)積累量。氮肥減量下，隨著基蘗肥與穗肥施用比例的增加，N-n—拔節(jié)期的3個處理的干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)增加的趨勢；而拔節(jié)—抽穗期、抽穗—成熟期的3個處理的干物質(zhì)積累量均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。這表明合理的基蘗肥與穗數(shù)比例可增加拔節(jié)后干物質(zhì)的積累。減氮條件下，隨著基蘗肥與穗肥質(zhì)量比的升高，3個處理孕穗期葉面積指數(shù)呈現(xiàn)升高趨勢，但至成熟期時，卻呈現(xiàn)減少趨勢，主要是前期施肥比例較高、無效分蘗較多所致。綜合分析，氮肥減量下，前期基蘗肥的大量施用，可以使孕穗期葉面積指數(shù)增加，但也使得葉面積指數(shù)的消減幅度變大。氮肥減量下，隨著基蘗肥與穗肥質(zhì)量比例的升高，產(chǎn)量呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，處理2產(chǎn)量最高，達9 208.59 kg/hm。穗粒數(shù)的變化同樣隨著基蘗肥與穗肥質(zhì)量比例的升高而呈現(xiàn)先升后降的趨勢，其中以基蘗肥與穗肥質(zhì)量比6∶4處理平均值最高，說明基蘗肥施氮量不足或過量均會影響大穗的形成，從而影響產(chǎn)量。結(jié)實率、千粒質(zhì)量在3個氮肥減量處理間無明顯變化規(guī)律。從稻米品質(zhì)上分析，氮肥減量后，3個處理稻米的糙米率、精米率、整精米率、堊白率，隨著基蘗肥與穗肥質(zhì)量比例的增加均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢?？梢姡哟笏敕实厥┯昧繉Φ久椎募庸て焚|(zhì)有顯著性改善作用，但會使稻米的外觀品質(zhì)顯著性變差，即堊白率提高。隨著后期穗肥施氮量的減少，稻米直鏈淀粉含量上升，但蛋白質(zhì)含量卻降低。蛋白質(zhì)含量的降低，膠稠度的升高，其口感將會變好，從而導(dǎo)致口感值、食味值均呈現(xiàn)上升趨勢。因此，在氮肥減施10%的條件下，基蘗肥與穗肥質(zhì)量比例的增加，有利于改善稻米蒸煮品質(zhì)，其中基蘗肥與穗肥質(zhì)量比6∶4可使水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)得到較好的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。