施氮量对半糯粳稻新品种(系)产量和品质的影响

于 新，赵庆勇，刘燕青，张亚东，朱 镇，赵 凌，陈 涛，周丽慧，姚 姝，赵春芳，王才林

(江苏省农业科学院粮食作物研究所，江苏省优质水稻工程技术研究中心，国家水稻改良中心南京分中心，江苏 南京 210014)



施氮量对半糯粳稻新品种(系)产量和品质的影响

于 新，赵庆勇，刘燕青，张亚东，朱 镇，赵 凌，陈 涛，周丽慧，姚 姝，赵春芳，王才林*

(江苏省农业科学院粮食作物研究所，江苏省优质水稻工程技术研究中心，国家水稻改良中心南京分中心，江苏 南京 210014)

以江苏省农科院育成的3个半糯粳稻新品种(系)为材料，研究了不同施氮量对半糯粳稻产量和品质的影响。结果表明：① 各产量构成因素在品种(系)和施氮水平间差异显著。‘G7012’，‘G7020’产量随施氮量增加而增加，‘南粳9108’的产量呈现先增加，后降低的趋势，且在施氮量300 kg/hm2时，产量最高。② 垩白率和垩白度在品种(系)和施氮水平间差异显著，且随着施氮量的增加而降低。③ 糙米率、精米率和整精米率在品种(系)和施氮水平间差异显著，且随施氮量的增加而增加。④ 直链淀粉含量随施氮量的增加而降低，但各处理间无显著性差异；糊化温度随施氮量的增加而增加。⑤ 随着施氮量增加，峰值粘度逐渐下降，消减值逐渐升高，热浆粘度、最终粘度、崩解值、回复值和峰值时间变化无明显规律。

水稻；半糯品种；施氮量；产量；稻米品质

中国是世界上最大的水稻生产和消费国，水稻产量占国内粮食总产量的三分之一以上，是我国居民最主要的口粮消费作物之一。随着商品经济的发展和消费观念的变化，稻米及稻米制品的生产者、经销商和消费者越来越关心稻米品质问题。稻米直链淀粉含量是影响稻米食味品质的主要因素[1]。直链淀粉含量在5 %～15 %的半糯稻米因具有米饭柔软、外观油润光泽、冷不回生、膨化性好等特点，越来越受到人们的青睐。

水稻高产、优质除了和品种特性有关，环境条件和栽培方法也起到很大作用。肥量的合理运用是水稻栽培方法中至关重要的环节，其中，氮素在水稻整个发育期起到的作用是无可代替的，与水稻生长发育、生理机能及产量、品质都有紧密联系[2-4]。有关氮肥对水稻产量的影响，前人研究认为[2,5]，在一定范围内增加施氮量可以明显增加单位面积穗数和每穗粒数，进而增加产量，但是当氮肥用量达到一定水平时，再增加氮肥，产量提高并不显著，甚至造成减产。施氮量对稻米品质的影响，存在一致性观点，如增施氮肥可以提高整精米率和蛋白质含量，增大糊化温度，缩短胶稠度[6-8]。但由于试验品种和栽培条件的差异，有关氮肥对品质的影响，许多研究结论尚不一致，且缺少施氮量对半糯品种稻米品质影响的报道。

江苏省农科院利用‘关东194’与江苏省高产粳稻品种‘武香粳14’、‘武粳13’杂交，通过数代对暗胚乳突变基因分子标记辅助选择及外观与食味品质筛选，育成了具有优良食味的半糯粳稻新品种‘南粳46’、‘南粳5055’、‘南粳9108’[9-11]。本研究以我们育成的3个半糯粳稻新品种(系)‘G7012’、‘G7020’和‘南粳9108’为供试材料，分析0、150、300、和450 kg/hm24种施氮水平下产量和稻米品质的差异。以期明确施氮量对半糯粳稻品种产量和品质的影响，探索半糯粳稻产量和品种的优化施氮技术。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以江苏省农科院培育的半糯粳稻新品种(系)‘南粳9108’，‘G7012’和‘G7020’为供试材料。其中，‘南粳9108’是以‘关东194’为父本，以‘武香粳14’为母本培育而成的迟熟中粳品种，2013年通过江苏省审定。‘G7012’，‘G7020’均是以‘关东194’为父本，以‘武粳13’为母本杂交培育而成的优质迟熟中粳新品系。

1.2 试验设计

试验于2013年在江苏省农科院试验田进行，试验采用完全随机试验设计，设0、150、300、和450 kg/hm24个纯氮水平，分别用N0、N1、N2、N3表示。统一采用裂区试验设计，氮肥为主区，品种为裂区，3次重复，每小区10行×20列，共200穴，株行距为15 cm×30 cm。小区间筑埂隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证各小区单独排灌。试验于5月10日播种，6月10日移栽。各时期氮肥施用的比例为:基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2。基肥整地时施入，分蘖肥于移栽3 d后、7 d后分2次施入，穗肥分别于倒4、倒2叶叶龄期等量施入。其他管理措施按常规栽培要求实施。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量构成因素的测定 各小区于成熟期定点调查 20 穴植株的穗数，并取其中代表性植株 5穴考查每穗粒数、结实率和千粒重等，并实收小区测产。

1.3.2 稻米品质的测定 成熟后的种子风干后在常温下贮藏2 个月。按国家优质稻谷标准(GB/T1791-1999) 测定各品质指标，包括垩白率、垩白度、粒长、粒宽、长/宽、糙米率、精米率、整精米率、直链淀粉含量、糊化温度和RVA谱特征值。

1.4 数据分析

采用Excel2003和SPSS17.0软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 施氮量对产量构成因素的影响

有效穗、每穗粒数、千粒重、结实率和产量在氮肥水平和品种间均存在(极)显著差异，如图1所示，有效穗在3个品种(系)间都随施氮量的增加而增加，每穗粒数呈现先增加后降低的趋势，且在N2水平下达到最大值，千粒重则随施氮量的增加而减少。产量在3个品种(系)间的变化趋势不同，‘G7012’和‘G7020’随施氮量的增加而增加，‘南粳9108’产量随施氮量的增加，先增加后降低，在N2水平下达到最大值。

2.2 施氮量对稻米外观品质的影响

氮肥水平对供试品种(系)稻米外观品质的影响如图2所示，垩白率和垩白度在氮肥水平和品种间均存在极显著差异，而粒长、粒宽和长宽比在氮肥水平和品种间均未达到显著差异。垩白率和垩白度在3个品种(系)间都随施氮量的增加而降低，且N0、N1水平和N2、N3水平间均存在极显著差异。粒长、粒宽和长/宽在3个品种(系)间的变化趋势不一致，但在各氮肥水平间均未达到显著性差异。

2.3 施氮量对稻米加工、蒸煮品质的影响

氮肥水平对供试品种(系)稻米加工、蒸煮品质的影响如图3所示，糙米率、精米率和整精米率在氮肥水平和品种间均存在极显著差异，直链淀粉含量和糊化温度在品种间存在极显著差异，而在氮肥水平间无显著性差异。糙米率、精米率和整精米率在3个品种(系)间都随施氮量的增加而增加。直链淀粉含量随施氮量的增加而降低，但是各处理之间无显著性差异。糊化温度随施氮量的增加而增加，‘G7012’和‘南粳9108’在各处理间也无显著性差异，‘G7020’在N0、N1水平和N2、N3水平间均存在极显著差异。

图1 氮肥水平对不同品种(系)产量构成因素的影响Fig.1 Effects of yield components of different rice varieties (lines) under different N levels

2.4 施氮量对稻米RVA谱特征值的影响

如图4所示，峰值粘度和消减值在氮肥水平和品种间均存在极显著差异，热浆粘度、最终粘度、崩解值、回复值和峰值时间在品种间存在(极)显著差异，而在氮肥水平间无显著差异。峰值粘度和消减值在3个品种(系)间的变化趋势一致，其中，峰值粘度随施氮量的增加而降低，消减值则随施氮量的增加而增加。热浆粘度、最终粘度、崩解值、回复值和峰值时间在氮肥水平间的变化趋势不明显。

3 结论与讨论

3.1 施氮量对半糯粳稻产量的影响

氮对高等植物的正常生长发育具有重要作用，是水稻的重要营养元素。前人研究认为[12-15]，在一定施氮范围内，水稻的产量随着供氮水平的提高而增加，氮素积累总量和利用效率随着氮素水平的提高而增加，但是，超过一定的氮肥水平以后，水稻的产量和氮素利用效率将不再提高，稻米品质下降，严重影响了种植水稻的经济效益。柳金来等[5]研究表明，当氮素施用水平由低逐渐增高时，产量随氮素用量的增加相应的提高，但是当氮素用量达到一定水平时，再增加氮素，产量提高并不显著，甚至造成减产。本试验以3个半糯粳稻新品种(系)为材料，研究表明‘G7012’，‘G7020’产量随施氮量增加而增加，‘南粳9108’的产量呈现先增加后降低的趋势，且在施氮量300 kg/hm2时，产量最高。因此，施氮量对半糯粳稻产量的影响因品种而异，需要探索与各品种相配套的高产施肥技术。

图2 氮肥水平对不同品种(系)稻米外观品质的影响Fig.2 Effects of appearance quality of different rice varieties (lines) under different N levels

图3 氮肥水平对不同品种(系)稻米加工、蒸煮品质的影响Fig.3 Effects of processing and cooking quality of different rice varieties (lines) under different N levels

3.2 施氮量对半糯粳稻稻米品质的影响

稻米品质主要受遗传因素、自然环境、栽培技术等诸多因素的影响。在肥料因子中，氮肥是稻米品质的重要因素，其对稻米品质的影响，主要表现在施氮量和施氮时期上[2,16]。虽然关于施氮量对稻米品质影响的研究也较多，但由于稻米品质指标多，影响因素复杂，研究结果不尽相同，甚至相反[17-20]。

有关氮肥对外观品质的影响，一种认为增施氮肥有利于外观品质的提高，这种观点表明[21-24]氮肥施用量的增加可以降低稻米垩白度和垩白率，改善稻米外观品质。另一种则认为[25-27]，垩白率及垩白面积随氮素增加而提高，不利于外观品质的提高。另外，金军[28]、马群等[29]研究表明，氮肥用量对垩白率、垩白度的影响因品种而异。胡曙云等[30]则研究表明，增施氮肥能提高稻米外观品质，随着施氮量的增加，垩白率和垩白度先升高后下降，表现为随着施氮量的增加，在低氮水平，外观品质在一定范围内变差，随着施氮量进一步增加，外观品质有上升趋势。本试验以3个半糯粳稻新品种(系)为材料，结果表明垩白率和垩白度在品种(系)和施氮水平间差异显著，且随着施氮量的增加而降低。另外，粒长、粒宽及长/宽在施氮水平间无显著差异。

图4 氮肥水平对不同品种(系)稻米RVA谱特征值的影响Fig.4 Effects of starch RVA profiles of different rice varieties (lines) under different N levels

有关氮肥对加工品质的影响，金军[31]、罗明[32]、胡曙云[30]等研究认为，适当增施氮肥可改善稻米加工品质，出糙率、精米率、整精米率均随施氮量的增加呈上升趋势。陈新红等[17]研究认为，氮肥水平对出糙率、精米率无显著影响，但对整精米率有一定的影响，整精米率随氮素增加有提高的趋势。柳金来等[25]则研究表明，适当的施用氮肥有利于提高碾米品质，但施氮过量则碾米品质下降。本研究中，糙米率、精米率和整精米率在半糯品种(系)和施氮水平间差异显著，且随施氮量的增加而增加，与前人的研究结果基本一致。

有关氮肥用量对直链淀粉含量的影响，研究结果不一。金正勋[21]、徐大勇[33]、陈新红[17]、马群等[28]研究表明，随着氮肥施用量的增加，直链淀粉含量逐渐下降。有一些研究者则得出与上面完全相反的观点，认为随氮素营养的增加，直链淀粉含量有所上升[34-35]。此外，罗明等[32]研究认为，施氮量改善品质的程度因品种类型而异；不同品种的直链淀粉含量随施氮量的增加而上升，但上升幅度不大；金军[28]、赵居生[36]、蒋振华[37]等研究则认为直链淀粉含量对氮素反应不敏感，处理间无显著差异。本研究中，半糯粳稻品种(系)的直链淀粉含量随施氮量增加而降低，但各处理间无显著性差异。

稻米淀粉RVA 谱是指一定的米粉浆在加热、高温、冷却过程中，米粉的粘滞性发生一系列变化所形成的淀粉糊的粘度谱，它是淀粉热物理特性的反映。关于氮肥用量对RVA 谱特征值的影响，众多研究者得出较为一致的结论[33,38-40]：随着氮素营养的增加，消减值逐渐提高，峰值粘度、热浆粘度、最终粘度、崩解值逐渐下降或变小。李敏等[41]研究表明随着氮肥水平升高，峰值粘度、崩解值逐渐下降，消减值，糊化温度逐渐升高，热浆粘度、最终粘度和回复值变化无明显规律。本研究中，随着施氮量增加，半糯粳稻品种(系)的峰值粘度逐渐下降，消减值逐渐升高，热浆粘度、最终粘度、崩解值、回复值和峰值时间变化无明显规律。

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(责任编辑 李 洁)

Effects of Nitrogen Application on Grain Yield and Quality of Semi- glutinous Japonica

YU Xin, ZHAO Qing-yong, LIU Yan-qing, ZHANG Ya-dong, ZHU Zhen, ZHAO Ling, CHEN Tao, ZHOU Li-hui, YAO Shu, ZHAO Chun-fang, WANG Cai-lin*

(Institute of Food Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Jiangsu High Quality Rice Research and Development Center, Nanjing Branch of China National Center for Rice Improvement, Jiangsu Nanjing 210014, China)

The effects of nitrogen applied on grain yield and quality of semi-glutinous japonica were studied by using three new semi-glutinous japonica varieties(lines) cultivated by Jiangsu Academy of Agricultral Sciences as materials. The results were as follows: (i)Each yield component was significantly different among varieties(lines) and nitrogen levels. The yield of ‘G7012’and ‘G7020’ were increased with the level of nitrogen increased, while that of ‘Nanjing 9108’ was increased at first, and reached the highest value at N2level, then decreased at N3level. (ii)The differences in chalky grain rate and chalkiness degree between the varieties(lines) and nitrogen levels were significant. With the increasing nitrogen level, chalky grain rate and chalkiness degree decreased. (iii) Brown rice rate, milled rice rate and head rice rate between the varieties(lines) and nitrogen levels were significantly different, and they were decreased when nitrogen level increased. (iv) With the increasing nitrogen level, amylase content decreased, while the differences in amylase content between the varieties(lines) and nitrogen levels were not significant. With the increasing nitrogen level, pasting temperature decreased. (v) With the increasing nitrogen level, peak viscosity decreased, while setback increased, and hot viscosity, final viscosity, breakdown, setback, peak time didn’t have obvious regular changes.

Rice(OryzasativaL.); Semi-glutinous varieties; Nitrogen application; Yield; Rice quality

1001-4829(2016)07-1673-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.07.024

2015-06-17

江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(13)5001]；南方稻区超级粳稻高效育种技术与新品种选育(201403002-5-1)；国家现代产业技术体系建设专项资金(CARS-01-47)

于 新(1983-)，女，山东临沂人，硕士研究生，主要从事水稻遗传育种研究，E-mail：1002xin@163.com， *为通讯作者。

S511

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