控釋氮肥一次性減量基施和密植對(duì)機(jī)插粳稻產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響

收稿日期：2023-10-17

基金項(xiàng)目：江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（BE2022338）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目[CX（23）3017]；全國(guó)農(nóng)業(yè)重大技術(shù)協(xié)同推廣計(jì)劃項(xiàng)目（2022-ZYXT-04-1）；國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-01）；江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)研究面上項(xiàng)目（22KJB210004）；江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（RAPD）

作者簡(jiǎn)介：陸喜瞻（1998-），男，江蘇蘇州人，碩士研究生，研究方向?yàn)樗井a(chǎn)質(zhì)效協(xié)同與水稻輕簡(jiǎn)化栽培。（E-mail）228571866@qq.com

通訊作者：張洪程，（E-mail）hczhang@yzu.edu.cn；胡 群，（E-mail）huqun@yzu.edu.cn

摘要： 為探究控釋氮肥一次性減量基施及密植對(duì)機(jī)插粳稻產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響，明確最優(yōu)氮肥和栽插密度組合處理，以南粳5718為供試材料，在施用225 kg/hm2純氮條件下，將3種控釋期（60 d、80 d、100 d）的控釋肥和3個(gè)栽插密度（每穴栽插苗數(shù)分別為6、8、10）進(jìn)行組合，共設(shè)置9種組合方式，并設(shè)置對(duì)照（CK）為300 kg/hm2純氮施用量+每穴栽插苗數(shù)為4+常規(guī)分次施肥，調(diào)查產(chǎn)量及其形成特征、稻米品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的差異。結(jié)果表明，2021、2022年各減氮處理中產(chǎn)量最高的均為80-6處理，較其他減氮處理產(chǎn)量顯著提高，較CK產(chǎn)量顯著降低4.77%～5.17%。拔節(jié)期至抽穗期，80-6處理的干物質(zhì)積累量與其他減氮處理相比總體增加。在稻米品質(zhì)指標(biāo)方面，各減氮處理的堊白粒率、堊白度較CK降低，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（蛋白質(zhì)含量）顯著降低，但在外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)方面均得到顯著改善。在經(jīng)濟(jì)效益方面，80-6處理實(shí)現(xiàn)了2021、2022年控釋肥一次性基施下的最高經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)效益較CK增加3.60%～5.28%。因此認(rèn)為，80-6處理在減氮和保證穩(wěn)產(chǎn)的前提下，可以提升稻米品質(zhì)，同時(shí)能夠獲得較高經(jīng)濟(jì)效益，可作為機(jī)插粳稻豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效協(xié)同的一次性減氮施肥處理的氮肥和栽插密度組合。

關(guān)鍵詞： 粳稻；控釋肥；減氮密植；產(chǎn)量；品質(zhì)；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)： S511.044 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1000-4440（2024）08-1400-12

Effects of one-time base application with reduced amount of controlled-release nitrogen fertilizer and density increase on yield， quality and economic benefits of mechanized-transplanting japonica rice

LU Xizhan， ZHU Haibin， ZHANG Kaiwei， XU Fangfu， ZHU Ying， LI Guangyan， LIU Guodong，WEI Haiyan， HU Qun， ZHANG Hongcheng

（Research Institute of Rice Industrial Engineering Technology， Yangzhou University/Jiangsu Key Laboratory of Crop Cultivation and Physiology/Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops/Jiangsu Industrial Engineering Research Center of High Quality Japonica Rice， Yangzhou 225009， China）

Abstract： This study aimed to investigate the effects of one-time base application with reduced amount of controlled-release nitrogen fertilizer and increased density on the yield， quality and economic benefits of mechanized-transplanting japonica rice， thereby clarifying the optimal combination of nitrogen fertilizer and planting density. In the study， a japonica rice cultivar-Nanjing 5718 was selected as the test material. And nine combinations with three controlled-release periods （60 days， 80 days and 100 days） of controlled-release fertilizer and three planting densities （six seedlings per hole， eight seedlings per hole and ten seedlings per hole） were set up under 225 kg/hm2 pure nitrogen， while the conventional split fertilization treatment with 300 kg/hm2 pure nitrogen and a planting density of four seedlings per hole was installed as the control （CK）. The differences in yields and their formation characteristics， rice quality， and economic benefits were investigated. The results showed that the yield of 80-6 treatment was the highest in all nitrogen reduction treatments in 2021 and 2022， which was significantly higher than that of other nitrogen reduction treatments， and the yield was significantly reduced by 4.77%-5.17% compared with CK. From jointing stage to heading stage， the dry matter accumulation of 80-6 treatment was generally increased compared with other nitrogen reduction treatments. In terms of rice quality， the chalky grain rate and chalkiness degree of each nitrogen reduction treatment were lower than those of CK， and the nutritional quality （protein content） was significantly reduced， but the appearance quality and taste quality were significantly improved. In terms of economic benefits， the 80-6 treatment achieved the highest economic benefits under the one-time basal application of controlled-release fertilizer in 2021 and 2022， and the economic benefits increased by 3.60%-5.28% compared with CK. Therefore， 80-6 treatment can improve rice quality and obtain higher economic benefits under the premise of reducing nitrogen and ensuring stable yield. It can be used as a combination of nitrogen fertilizer and planting density for one-time nitrogen reduction fertilization treatment with high yield， high quality and high efficiency of mechanically transplanted japonica rice.

Key words： japonica rice;controlled-release fertilizer;nitrogen reduction and density increase;yield;quality；economic benefits

水稻是中國(guó)重要的糧食作物，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)于維護(hù)中國(guó)糧食安全具有舉足輕重的意義[1]。當(dāng)前，隨著中國(guó)糧食供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的進(jìn)行，水稻生產(chǎn)已經(jīng)由單一的高產(chǎn)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)椤案弋a(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”多方向協(xié)調(diào)發(fā)展。氮素是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵元素，對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的形成具有重要影響。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)戶往往為追求高產(chǎn)而施用過(guò)量氮肥[2-3]，這雖然有利于激發(fā)水稻生長(zhǎng)潛力，但也帶來(lái)了稻米品質(zhì)下降、氮素利用效率低和環(huán)境污染等問(wèn)題。同時(shí)，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力短缺和勞動(dòng)力價(jià)格迅速上漲，農(nóng)戶普遍使用的常規(guī)分次施肥技術(shù)帶來(lái)了高昂的勞動(dòng)力開支，壓縮了水稻生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，迫切需要將施肥技術(shù)朝著精量施肥、簡(jiǎn)化施肥的方向轉(zhuǎn)變[4-5]。

控釋氮肥一次性基施技術(shù)是一種具有高機(jī)械化程度、低作業(yè)成本的肥料施用技術(shù)，即在水稻播種或移栽前將其全生育期所需的氮肥以控釋肥形式全量施入大田，后期不再進(jìn)行追肥。相較于常規(guī)分次施肥技術(shù)，這種技術(shù)可大幅減少施肥次數(shù)，從而降低勞動(dòng)成本[6-8]。另外，得益于生產(chǎn)企業(yè)日益成熟的制造工藝和技術(shù)，目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)部分控釋肥產(chǎn)品養(yǎng)分釋放和水稻吸收相匹配，從而實(shí)現(xiàn)氮肥的高效利用。有研究發(fā)現(xiàn)，在等量施用氮肥的條件下，與常規(guī)尿素分次施肥相比，控釋肥一次性基施處理可以增產(chǎn)17.75%，使氮肥利用效率提高27.64%，并使氮肥農(nóng)學(xué)效率顯著提高[9-11]。然而，減少氮肥用量可能會(huì)導(dǎo)致水稻單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)減少，從而影響產(chǎn)量。前人研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)適度密植能夠充分發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì)，提升水稻群體穎花量以實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)[12-15]。通過(guò)改變機(jī)插秧行株距可以實(shí)現(xiàn)水稻減氮密植栽培，較單一減氮處理明顯增產(chǎn)，并且部分品種相較于常規(guī)對(duì)照能達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)效果[16-18]。

然而，已有的關(guān)于減氮密植的研究成果主要基于常規(guī)分次施肥，有關(guān)施用控釋肥配合減氮密植措施對(duì)稻米產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究較少。因此，本研究的目的是探討密植及控釋氮肥一次性減量基施對(duì)機(jī)插粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確與其養(yǎng)分吸收相匹配的最優(yōu)氮肥和栽插密度組合處理。旨在為水稻氮肥的高效利用和水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

試驗(yàn)于2021-2022年在揚(yáng)州大學(xué)校外試驗(yàn)基地江蘇省宿遷市泗洪縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行，土壤類型為黏壤土，有機(jī)質(zhì)含量為27.31 g/kg，有效氮含量為118.42 mg/kg，速效磷含量為32.34 mg/kg，速效鉀含量為85.64 mg/kg。供試水稻品種為南粳5718，是優(yōu)質(zhì)食味遲熟中粳品種，生育期為145～150 d。供試肥料為山東茂施生態(tài)肥料有限公司提供的3種不同控釋期的控釋氮肥，控釋周期分別為60 d、80 d、100 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用毯苗機(jī)插塑盤育秧，2年均于5月28日播種，播量設(shè)置為1盤150 g，并均于6月17日在秸稈還田條件下移栽。將行距×株距調(diào)整為30 cm×11 cm，分別設(shè)置1穴6苗、1穴8苗、1穴10苗3個(gè)栽插密度進(jìn)行栽插，并在純氮施用量為225 kg/hm2的條件下分別一次性基施60 d、80 d、100 d控釋氮肥，基肥于移栽當(dāng)天以側(cè)深施肥方式同步施入。同時(shí)，設(shè)置對(duì)照（CK），1穴栽插秧苗4株，在300 kg/hm2總氮施用條件下分施基肥、分蘗肥、穗肥，施用比例為3.5∶3.5∶3.0?；视谝圃郧? d施入，分蘗肥于移栽后7 d施用，穗肥于倒3.5葉期施用。磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）施用量均為94.5 kg/hm2，前者為過(guò)磷酸鈣（含12.5% P2O5），后者為氯化鉀（含57.0% K2O），均作為基肥于移栽前1 d一次性施入。表1為各處理的設(shè)置。

在本試驗(yàn)中，每個(gè)處理設(shè)置2個(gè)重復(fù)，總共20個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)的面積為20 m2。在不同肥料處理間采用覆膜田埂進(jìn)行分隔，以防肥水交換。田塊在水稻移栽后進(jìn)行化學(xué)除草和病蟲害防治，田間水分管理遵循生育中期擱田，收獲前7 d斷水，其余時(shí)間保持淺水層。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 莖蘗動(dòng)態(tài) 各小區(qū)設(shè)置2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)選取10穴，移栽后每7 d記錄1次莖蘗動(dòng)態(tài)，直至抽穗期。

1.3.2 干物質(zhì)與葉面積 （1）干物質(zhì)量的測(cè)定。分別于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期依據(jù)平均莖蘗數(shù)在各小區(qū)進(jìn)行取樣，取有代表性的植株3穴，將每穴植株分成莖、葉、穗（抽穗后）后放入烘箱，105 ℃殺青30 min，于80 ℃烘至恒重后稱重量。（2）葉面積指數(shù)的計(jì)算。分別于拔節(jié)期、抽穗期和成熟期依據(jù)平均莖蘗數(shù)在各小區(qū)進(jìn)行取樣，取具有代表性的植株3穴，采用比重法測(cè)定葉面積。從每穴隨機(jī)取20張葉片，統(tǒng)一剪取0.1 m長(zhǎng)度的葉片作為比重葉，用直尺測(cè)量出每張葉片寬度并求取總和（W），在烘干后對(duì)比重葉干物質(zhì)、每穴葉片總干物質(zhì)進(jìn)行稱重量，每穴葉面積=每穴葉片總干物質(zhì)量×0.1×W/比重葉干物質(zhì)量。

1.3.3 產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu) 在各小區(qū)普查3個(gè)連續(xù)50穴的穗數(shù)，測(cè)量單位面積有效穗數(shù)，按照各小區(qū)每穴平均穗數(shù)取3穴，考察每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重，稱取1 000實(shí)粒干種子的重量，重復(fù)稱量3次（誤差不超過(guò)0.05 g）。測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量，在各小區(qū)收獲3個(gè)連續(xù)的50穴，曬干后按14.00%含水率折算成實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.4 稻米品質(zhì) 參照《優(yōu)質(zhì)稻谷》（GB/T17891-2017）測(cè)定稻米的加工品質(zhì)（糙米率、精米率和整精米率）；通過(guò)萬(wàn)深CE-E大米外觀檢測(cè)儀測(cè)定稻米外觀品質(zhì)（堊白粒率和堊白度）[19-20]。

使用全自動(dòng)凱氏定氮儀（KjeltecTM8400， FOSS）測(cè)定精米總氮含量，以5.95的轉(zhuǎn)換系數(shù)計(jì)算總蛋白質(zhì)含量[20]；通過(guò)碘藍(lán)法測(cè)定稻米中的直鏈淀粉含量[21]。通過(guò)食味儀（STA/A，日本佐竹公司）測(cè)定稻米食味值、平衡度、黏度、硬度和外觀值，具體步驟如下：取30 g精米，加入39 g純水，浸泡30 min后上鍋蒸煮，30 min后關(guān)閉電源燜煮10 min，然后在降溫盒中降溫20 min，取出后在室溫（25 ℃）條件下冷卻1.5 h，隨后使用米飯食味儀測(cè)定相關(guān)指標(biāo)[22]。

1.3.5 經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算公式：EB=YR-LW-MW-OW。式中，EB為1 hm2經(jīng)濟(jì)效益（元），YR為水稻產(chǎn)量收入（元），LW為1 hm2人工和其他成本（元），MW為1 hm2種子成本（元），OW為1 hm2肥料成本（元）。其他成本包括地租、機(jī)械費(fèi)用、農(nóng)藥費(fèi)用、管理費(fèi)用、灌溉費(fèi)用等。上述參數(shù)的計(jì)算參照生產(chǎn)季度當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)價(jià)格，包括水稻價(jià)格、用工價(jià)格、油價(jià)、水價(jià)等。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算

用Excel 2010處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用DPS V7.05數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以最小顯著性差異法（LSD）進(jìn)行多重比較（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表2、表3可知，不同肥料與密度組合處理的機(jī)插稻產(chǎn)量有顯著差異。在減氮處理中，隨著控釋肥釋放期的增加，水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，其中控釋期為80 d的處理的產(chǎn)量顯著高于其他處理（P<0.05）。隨著每穴苗數(shù)的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，每穴苗數(shù)為6株的處理的產(chǎn)量顯著高于其他處理（P<0.05）。80-6處理的產(chǎn)量是各減氮組合中最高的，2021年、2022年分別達(dá)10.28 t/hm2、10.38 t/hm2，2021年分別較60-6、100-6處理增加了4.15%、3.21%，2022年分別較60-6、100-6處理增加了4.74%、3.39%，但2021年、2022年分別較CK減產(chǎn)5.17%、4.77%。

在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，控釋期的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致穗數(shù)逐漸降低、穗粒數(shù)逐漸增加，群體穎花量呈先增后降的趨勢(shì)。在相同控釋期、不同每穴苗數(shù)處理間，穗粒數(shù)、群體穎花量呈現(xiàn)與產(chǎn)量相似的規(guī)律，即以每穴苗數(shù)為6株的處理最高；穗數(shù)呈現(xiàn)與產(chǎn)量相反趨勢(shì)，以每穴苗數(shù)為10株的處理最高。與60-6處理相比，80-6處理的穗數(shù)減少了3.09%～3.20%，穗粒數(shù)增加了8.79%～8.97%，群體穎花量增加了5.31%～5.53%；與100-6處理相比，80-6處理的穗數(shù)增加了1.72%～8.53%，穗粒數(shù)減少了0.19%～2.94%，群體穎花量增加了1.35%～5.16%。除80-6處理外，各減氮處理的群體穎花量較CK顯著降低了6.28%～14.42%。不同減氮處理在結(jié)實(shí)率上無(wú)顯著差異，與CK相比顯著增加了0.88%～1.95%。大部分處理的千粒重之間無(wú)顯著差異。

2.2 群體莖蘗動(dòng)態(tài)和成穗率

由表4、表5可知，與CK相比，不同肥料與密度組合對(duì)機(jī)插稻生育期的莖蘗數(shù)有顯著影響。隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，莖蘗數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；隨著每穴苗數(shù)的增加，高峰苗期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期的莖蘗數(shù)均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在高峰苗期和拔節(jié)期，一次性施肥處理的莖蘗數(shù)均高于CK，增幅為2.91%～34.33%。在抽穗期，除2021年的80-6、100-6、100-8處理與2022年的80-6、100-6處理外，其他一次性施肥處理的莖蘗數(shù)均較CK增加，增幅為6.73%～24.63%。在成熟期，各減氮處理的莖蘗數(shù)與CK相比規(guī)律不明顯。成穗率的變化趨勢(shì)與莖蘗數(shù)相反，隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，莖蘗成穗率呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)；隨著每穴苗數(shù)的增加，莖蘗成穗率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。相較于CK，各減氮處理的莖蘗成穗率均降低，降幅為11.76%～21.00%。

2.3 群體干物質(zhì)積累量

由表6、表7可知，與CK相比，不同肥料與密度組合處理對(duì)水稻干物質(zhì)積累量有顯著影響。在播種期至拔節(jié)期，隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)；隨著每穴苗數(shù)的增加，干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。60-10處理的干物質(zhì)累積量最高，較其他減氮處理增加0.19%～22.48%。拔節(jié)期至抽穗期、抽穗期至成熟期的干物質(zhì)累積量呈現(xiàn)如下規(guī)律：隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)增長(zhǎng)或先增后降的趨勢(shì)；隨著每穴苗數(shù)的增加，干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。在各減氮處理中，80-6、100-6處理的干物質(zhì)積累量整體較高，在抽穗期至成熟期分別較其他減氮處理增加了2.83%～18.32%、0.40%～17.70%，但分別較CK降低了3.58%～5.34%、5.84%～6.66%。收獲指數(shù)總體呈現(xiàn)出與拔節(jié)后干物質(zhì)積累量相似的趨勢(shì)，各減氮處理的收獲指數(shù)較CK降低了0.42%～3.58%。

2.4 稻米加工和外觀品質(zhì)

由表8、表9可知，與CK相比，各減氮處理的精米率下降了0.07%～2.15%。在外觀品質(zhì)方面，堊白粒率、堊白度呈現(xiàn)如下規(guī)律：隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，先降低后升高；隨著每穴苗數(shù)的增加，堊白粒率、堊白度總體呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。各減氮處理的堊白粒率、堊白度較CK均顯著降低（P<0.05）。相較于其他減氮處理和CK， 80-6處理的堊白粒率、堊白度分別下降了0.45%～12.17%、1.16%～40.86%。

2.5 稻米營(yíng)養(yǎng)、蒸煮食味品質(zhì)

由表10、表11可知，不同肥料與密度組合處理對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量和食味值均有顯著影響。隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；隨著每穴苗數(shù)的增加，蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。相較于CK，各減氮處理的蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)，降幅為1.89%～7.19%。直鏈淀粉含量、食味值的變化表現(xiàn)出如下規(guī)律：隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，直鏈淀粉含量、食味值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；隨著每穴苗數(shù)的增加，直鏈淀粉含量、食味值呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。各減氮處理的直鏈淀粉含量較CK增加了2.88%～7.93%，食味值較CK升高了0.45%～8.67%。

2.6 經(jīng)濟(jì)效益

由表12、表13可知，不同肥料與密度組合處理對(duì)機(jī)插稻經(jīng)濟(jì)效益的影響顯著。隨著控釋肥釋放期的延長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且控釋期為80 d的處理的經(jīng)濟(jì)效益顯著高于其他處理（P<0.05）。相較于80-8、80-10處理，80-6處理的經(jīng)濟(jì)效益分別提高了14.59%～14.92%、37.10%～38.95%。隨著每穴苗數(shù)的增加，經(jīng)濟(jì)效益降低，每穴苗數(shù)為6株的處理的經(jīng)濟(jì)效益顯著高于其他處理（P<0.05），與60-6、100-6處理相比，80-6處理的經(jīng)濟(jì)效益分別提高了17.08%～19.38%、12.90%～13.22%。而相較于CK，80-6處理的經(jīng)濟(jì)效益提高了3.60%～5.28%。

3 討論

3.1 控釋氮肥一次性減量基施和密植條件下機(jī)插粳稻的產(chǎn)量和群體質(zhì)量特征

肥料，特別是氮肥的調(diào)控技術(shù)是影響水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培的關(guān)鍵因素之一[23-25]。其中，減氮密植已成為近年來(lái)水稻高產(chǎn)栽培的熱點(diǎn)研究之一。朱相成[26]認(rèn)為，在180 kg/hm2氮肥用量、減少30%施氮量的前提下，可以通過(guò)增加40%的基本苗數(shù)獲得穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。蔡桂青[27]認(rèn)為，在240 kg/hm2氮肥水平、減少25%施氮量的條件下，可以通過(guò)增加20%的基本苗數(shù)獲得高產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在一次性施肥且減氮25%的條件下，不同控釋氮肥與密度組合對(duì)產(chǎn)量有顯著影響，各減氮處理中以80-6處理的機(jī)插稻產(chǎn)量較高。產(chǎn)生上述結(jié)果可能與控釋氮肥的養(yǎng)分釋放特征有關(guān)：釋放期為60 d的控釋氮肥在水稻生長(zhǎng)前期養(yǎng)分釋放速率過(guò)快，導(dǎo)致無(wú)效分蘗增多，而后期養(yǎng)分供應(yīng)不足，導(dǎo)致光合生產(chǎn)力下降，干物質(zhì)積累量也隨之降低；100 d控釋肥處理減產(chǎn)是由于其養(yǎng)分釋放過(guò)慢，前期的養(yǎng)分釋放量少，養(yǎng)分供應(yīng)不足造成分蘗發(fā)生不足，使得單位面積穗數(shù)減少，群體穎花量不足，雖然在中后期能夠持續(xù)提供養(yǎng)分，但仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。在80 d控釋肥處理下，其釋放周期能匹配水稻前期分蘗發(fā)生所需的養(yǎng)分，促進(jìn)有效分蘗的發(fā)生和群體穎花量的增長(zhǎng)，且在中后期仍能為抽穗、籽粒灌漿提供養(yǎng)分，從而形成較高產(chǎn)量[28-29]。此外，本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，相較于80-6處理，盡管80-8、80-10處理均增加了栽插密度，但產(chǎn)量仍低于80-6處理；與CK相比，雖然80-6處理增加了栽插密度，但產(chǎn)量仍低于CK。上述結(jié)果說(shuō)明，本試驗(yàn)中限制產(chǎn)量進(jìn)一步增加的主要原因是氮肥施用量，而不是密度。因此，在減氮25%的條件下，在控釋氮肥一次性基施條件下提高栽插密度并不能平衡氮肥施用量降低導(dǎo)致的產(chǎn)量降低，這與前人研究結(jié)果[12]一致。蔣偉勤[30]認(rèn)為，施用控混肥能更好地匹配水稻養(yǎng)分吸收規(guī)律、提高氮素利用率，從而促進(jìn)群體穎花量的增加，實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn)。因此，接下來(lái)我們將研究施用控釋氮肥組合，而不是單一的控釋氮肥。

3.2 控釋氮肥一次性減量基施和密植條件下優(yōu)質(zhì)食味粳稻稻米品質(zhì)特征與經(jīng)濟(jì)效益

加工和外觀品質(zhì)對(duì)稻米的商業(yè)價(jià)值至關(guān)重要。其中，前者在稻米流通中扮演著重要角色，而后者直接影響了稻米在市場(chǎng)上的認(rèn)可度和單位價(jià)格[31]。前人關(guān)于增加種植密度會(huì)如何影響稻米加工品質(zhì)尚無(wú)定論，這可能與增加密度的方式有關(guān)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)增加每穴栽插苗數(shù)而非減少行株距來(lái)實(shí)現(xiàn)密植，可以獲得主莖成穗占比更大的產(chǎn)量群體，而水稻主莖穗籽粒往往較分蘗穗具有更好的加工品質(zhì)[32]，這可能是密植處理加工品質(zhì)改善的原因。在本研究中，粳稻的外觀品質(zhì)取得了顯著提升，可能是因?yàn)榭蒯尫实酿B(yǎng)分釋放相對(duì)平穩(wěn)，有助于維持籽粒灌漿物質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)速度的平穩(wěn)，減少胚乳中的孔隙結(jié)構(gòu)，從而改善籽粒的外觀品質(zhì)[33]。

近年來(lái)，消費(fèi)者越來(lái)越關(guān)注稻米的營(yíng)養(yǎng)和食味品質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要以蛋白質(zhì)含量為評(píng)定指標(biāo)，而蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量共同影響著稻米的食味品質(zhì)[34]。在本研究中，減氮水平下不同控釋氮肥處理的蛋白質(zhì)含量均較CK顯著降低，且表現(xiàn)為隨著控釋期的延長(zhǎng)蛋白質(zhì)含量增加的趨勢(shì)。這一結(jié)果可能是因?yàn)榈蒯尫牌谘娱L(zhǎng)導(dǎo)致水稻植株生長(zhǎng)后期氮素養(yǎng)分過(guò)多，促進(jìn)了籽粒蛋白質(zhì)合成[35-36]。在本試驗(yàn)中，具有較低蛋白質(zhì)含量的減氮密植處理表現(xiàn)出較高的食味品質(zhì)，是由于稻米食味主要受到蛋白質(zhì)含量的影響。此外，增加種植密度還將導(dǎo)致單莖可吸收的氮素含量較少，使得蛋白質(zhì)合成受到抑制，因此呈現(xiàn)出蛋白質(zhì)含量隨著栽插密度的提高不斷降低的趨勢(shì)，而食味品質(zhì)則得到改善[37-39]。

對(duì)于農(nóng)民而言，經(jīng)濟(jì)效益是推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的強(qiáng)有力動(dòng)力之一。在本試驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)80-6處理在一次性基施控釋肥下實(shí)現(xiàn)了最高的經(jīng)濟(jì)效益。盡管CK的產(chǎn)值顯著高于所有控釋肥減氮密植處理，且肥料成本最低，但由于CK需要人工分次施肥，受限于高昂的人工成本，其經(jīng)濟(jì)效益反而低于80-6處理?？紤]到當(dāng)前中國(guó)面臨的人口老齡化、勞動(dòng)力短缺問(wèn)題不斷加劇，未來(lái)人工成本差距預(yù)計(jì)進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，通過(guò)一次性基施控釋肥減氮密植，從而提高水稻產(chǎn)質(zhì)效協(xié)同的可行性將持續(xù)提高。然而，從目前情況看，80-6處理的產(chǎn)量并不能更好地實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。因此，進(jìn)一步優(yōu)化一次性施肥條件下的減氮密植設(shè)置，進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量，將有助于在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)更好地保證水稻糧食安全。

4 結(jié)論

與常規(guī)分次施肥相比，在控釋氮肥一次性減量基施和密植的種植方式下，稻米產(chǎn)量雖有一定下降，但80-6處理仍取得較高水平。因此，建議在優(yōu)質(zhì)食味粳稻種植中一次性基施控釋氮肥225 kg/hm280 d，并1穴栽插6株苗，能在保證產(chǎn)量的前提下提升稻米品質(zhì)，同時(shí)獲得較高經(jīng)濟(jì)效益，可作為機(jī)插粳稻豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效協(xié)同的一次性減氮施肥的氮密組合。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張洪程，胡雅杰，戴其根，等. 中國(guó)大田作物栽培學(xué)前沿與創(chuàng)新方向探討[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，55（22）：4373-4382.

[2] 張洪程，胡雅杰，楊建昌，等. 中國(guó)特色水稻栽培學(xué)發(fā)展與展望[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，54（7）：1301-1321.

[3] 李順偉. 施肥過(guò)量的危害及對(duì)應(yīng)措施探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2013（11）：180-181.

[4] 李忠正，朱忠清. 我國(guó)水稻輕簡(jiǎn)化栽培的研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2015（3）：15-18.

[5] 凌啟鴻. 關(guān)于水稻輕簡(jiǎn)栽培問(wèn)題的探討[J]. 中國(guó)稻米，1997（5）：3-9.

[6] 蔣偉勤，馬中濤，胡 群，等. 緩控釋氮肥對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育及氮素利用的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，36（3）：777-784.

[7] 蔣偉勤，胡 群，俞 航，等. 優(yōu)質(zhì)食味粳稻控混肥一次性基施效應(yīng)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，54（7）：1382-1396.

[8] 徐 棟. 長(zhǎng)江下游南部地區(qū)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)氮高效單季晚熟粳稻品種篩選及一次性施肥研究[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2022.

[9] 宋文杰，羅嘉潤(rùn)，劉 偉，等. 控釋肥一次性側(cè)深施對(duì)水稻生長(zhǎng)、氮素利用和產(chǎn)量的影響[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，42（2）：99-107.

[10]黃 恒，姜恒鑫，劉光明，等. 側(cè)深施氮對(duì)水稻產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2021，47（11）：2232-2249.

[11]胡雅杰. 機(jī)插方式和密度對(duì)不同穗型水稻品種生產(chǎn)力及其形成的影響[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2016.

[12]葛金鑫. 增密減氮對(duì)水稻產(chǎn)量及稻米食味品質(zhì)的影響[D]. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[13]吳 培. 施氮量和直播密度互作對(duì)優(yōu)質(zhì)食味水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2019.

[14]林洪鑫，肖運(yùn)萍，袁展汽，等. 水稻合理增密及其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（9）：1-4.

[15]陳于敏，世 榮，韓 蕊，等． 施氮量和栽插密度對(duì)‘云粳30號(hào)’產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，27（4）：1419-1423.

[16]曹 兵，丁紫娟，侯 俊，等. 控釋摻混肥結(jié)合增密對(duì)水稻氮肥利用效率和氨揮發(fā)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2022，38（13）： 56-63.

[17]胡 群，夏 敏，張洪程，等. 氮肥運(yùn)籌對(duì)缽苗機(jī)插優(yōu)質(zhì)食味水稻產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2016，42（11）：1666-1676.

[18]種浩天. 增密減氮對(duì)不同類型水稻品種產(chǎn)量、資源利用效率和稻米品質(zhì)的影響[D]. 武漢：長(zhǎng)江大學(xué)，2022.

[19]全國(guó)糧油標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 優(yōu)質(zhì)稻谷：GB/T 17891-2017[S]. 北京：中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2018：1.

[20]周麗慧，劉巧泉，張昌泉，等. 2種方法測(cè)定稻米蛋白質(zhì)含量及其相關(guān)性分析[J]. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2009，30（1）： 68-72.

[21]申 濤. 南方稻區(qū)稻米直鏈淀粉含量和膠稠度的近紅外分析[D]. 長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[22]徐 棟，朱 盈，周 磊，等. 不同類型秈粳雜交稻產(chǎn)量和品質(zhì)性狀差異及其與灌漿結(jié)實(shí)期氣候因素間的相關(guān)性[J]. 作物學(xué)報(bào)，2018，44（10）：1548-1559.

[23]田晉鈺. 麥茬約束型直播水稻綜合生產(chǎn)力特征及密氮耦合調(diào)控[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2023.

[24]胡雅杰，朱大偉，邢志鵬，等. 改進(jìn)施氮運(yùn)籌對(duì)水稻產(chǎn)量和氮素吸收利用的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015，21（1）：12-22.

[25]薛金元，許芳芳，王娟娟，等. 減氮增密對(duì)水稻產(chǎn)量、氮素吸收及土壤剖面養(yǎng)分分布的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，50（6）：82-90.

[26]朱相成. 增密減氮對(duì)東北水稻產(chǎn)量和氮肥效率及溫室氣體排放的影響[D]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2016.

[27]蔡桂青. 施氮量和種植密度對(duì)水稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響及差異[D]. 長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[28]李夢(mèng)月. 不同釋放期控釋肥及水氮用量對(duì)作物產(chǎn)量及水氮利用的影響[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2022.

[29]吳 瓊. 緩控釋肥與水分互作對(duì)水稻產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[30]蔣偉勤. 缽苗機(jī)插優(yōu)質(zhì)食味遲熟中粳稻控混肥一次性施用效應(yīng)研究[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2021.

[31]周文濤，龍文飛，毛 燕，等. 節(jié)水輕簡(jiǎn)栽培模式下增密減氮對(duì)雙季稻田溫室氣體排放的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2020，31（8）：2604-2612.

[32] WANG W T， GE J L， XU K， et al. Differences in starch structure，thermal properties，and texture characteristics of rice from main stem and tiller panicles[J]. Food Hydrocolloids，2020，99：105341.

[33]周 磊. 不同配比控釋肥對(duì)優(yōu)質(zhì)食味水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2021.

[34] KAZUO H. Studies on protein content in rice grain[J]. Japanese Journal of Crop Science，1971（40）：190-196.

[35]馮延聰，文春燕，朱振華，等. 氮肥后移對(duì)優(yōu)質(zhì)稻井岡軟粘產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，45（4）：830-840.

[36]李銀銀，陳 靜，周 群，等. 水稻籽粒灌漿的研究進(jìn)展與展望[J]. 中國(guó)稻米，2015，21（4）：20-24.

[37]HU Q， JIANG W Q， QIU S， et al. Effect of wide-narrow row arrangement in mechanical pot-seedling transplanting and plant density on yield formation and grain quality of japonica rice[J]. Journal of Integrative Agriculture，2020，19（5）：1197-1214.

[38]JING L Q， CHEN C， HU S W， et al. Effects of elevated atmosphere CO2 and temperature on the morphology， structure and thermal properties of starch granules and their relationship to cooked rice quality[J]. Food Hydrocolloids，2020，112：106360-106371.

[39]楊海生，張洪程，楊連群，等. 黃淮優(yōu)質(zhì)水稻應(yīng)用公式計(jì)算合理基本苗數(shù)量[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003（1）：37-43.

（責(zé)任編輯：徐 艷）