氮肥与穴苗数对机插优质稻南粳9108产量及主要品质性状的影响

张军王爱华方书亮裘实周冬冬刘忠红

（1淮安市农业技术推广中心，江苏淮安22300；2扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏 扬州 225009；第一作者：zhangjun19831120＠163.com）

水稻是我国重要的粮食作物，60%以上人口以稻米为主食。随着人们生活水平的提高，我国水稻栽培已由过去的单一追求高产，逐步向高产、优质、高效、生态、安全综合提升转变。稻米品质除由遗传因素决定外，还受栽培环境、肥水管理、贮藏加工等因素的影响，其中氮肥和栽插密度对稻米品质有很大的影响[1]。

淮安市机插水稻面积15.0万hm2左右，约占全市水稻种植面积的70%，种植品种以常规粳型水稻品种为主，90%以上的水稻插秧机为30 cm行距机型，栽插规格多为30 cm×12 cm。南粳9108因具备品质优、产量高等特点，在淮安推广应用面积迅速扩大[2]，2016年全市机插南粳9108面积已达到4.3万hm2。农户为追求高产往往盲目增加播种量和施氮量，大田单穴苗数多集中在 5～8苗，施纯氮 300～375 kg/hm2，这不仅使得南粳9108产量和品质潜力不能充分发挥，而且带来一定的面源污染，制约了机插优质粳稻在当地的进一步发展。鉴于此，本研究选择优质稻南粳9108为研究对象，在机插条件下，探讨氮肥和穴苗数对其产量和主要品质性状的影响，以期为淮安及相似生态环境地区机插粳稻高产优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为南粳9108，属迟熟中粳类型，由江苏省农业科学院粮食作物研究所提供。

1.2 试验设计

试验于2017—2018年在淮安市稻麦示范基地（位于淮阴区凌桥镇，118°51′E，33°35′N）进行，2 年试验相同。试验地前茬为小麦（产量6 985.80 kg/hm2），土壤类型属淤泥质土，0～20 cm土层含有机质21.42 g/kg、全氮1.59 g/kg、速效磷 48.22 mg/kg、速效钾 98.28 mg/kg。采用裂区设计，施氮水平为大裂区，设225 kg/hm2（A1）、270 kg/hm2（A2）、315 kg/hm2（A3）3个施肥处理；以栽插苗数为小裂区，设 3 苗/穴（B1）和 5 苗/穴（B2）2 个处理。6月1日播种，6月22日移栽，人工模拟机插，栽插规格统一为30 cm×12 cm，3次重复，随机区组排列，小区面积12 m2，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。氮肥运筹按基肥∶蘖肥∶穗肥=3∶4∶3的比例施用，分蘖肥于栽后7 d和14 d分2次等量施用，穗肥于倒4叶和倒2叶期等量施用。磷肥（过磷酸钙）施用量折合P2O5为90 kg/hm2，钾肥（氯化钾）施用量折合K2O为150 kg/hm2，磷肥一次性基施，钾肥分别于耕翻前、拔节期等量施入。水分管理及病虫草害防治等相关的栽培措施均按照高产栽培要求实施。

表1 不同处理对机插稻南粳9108产量及产量构成的影响

1.3 测定内容及方法

1.3.1 产量测定

成熟期选取50穴调查穗数，取其中5穴调查每穗粒数、结实率和千粒重，计算理论产量，小区实收测产。

1.3.2 稻米品质

参照GB/T17891-1999《优质稻谷》测定出糙率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白大小、垩白度、胶稠度等。采用瑞典FOSSTECHTOR公司生产的近红外谷物分析仪（Infrared 1241 grain analyzer）测定精米的蛋白质含量和直链淀粉含量。

1.3.3 稻米米粉粘滞特性

采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super3 型 RVA（Rapid Viscosity-Analyzer）快速测定米粉谱粘滞特性，用 TWC（Thermal Cycle for Windows）配套软件分析。按照AACC（美国谷物化学家协会）规程（1995-61-02）和RACI标准方法，当米粉含水量为12.00%时，样品量为 3.0000 g，蒸馏水为 25.0000 g。在搅拌过程中，罐内温度50℃下保持1 min，以11.84℃/min 的速度上升到 95℃（3.8 min）并保持 2.5 min，再以11.84℃/min 的速度下降到 50℃并保持 1.4 min。搅拌器的转动速度在起始10 s内为960 r/min，之后保持在160 r/min。

RVA谱特征值包括峰值粘度（peak viscosity）、热浆粘度（trough viscosity）、最终粘度（final viscosity）、崩解值（breakdown，峰值粘度-热浆粘度）、消减值（setback，最终粘度-峰值粘度）和起始糊化温度（past temperature）等。

1.4 数据处理

运用Microsoft Excel软件录入和整理数据；运用DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 对机插水稻南粳9108产量的影响

由表1可知，氮肥用量、穴苗数及其互作对南粳9108产量有极显著影响。其中以A2B1处理产量最高，2 年实产分别为 10 772.85 kg/hm2和 10 702.80 kg/hm2。同一施肥水平下，低肥时表现为B1处理产量低于B2处理，而中、高肥时则是B1处理产量高于B2处理。相同栽插密度条件下，随施氮量增加，产量表现为先增后降趋势，不同处理产量的差异达极显著水平。

进一步分析不同处理产量构成因素（表1）发现，氮肥用量、穴苗数及两者互作对有效穗数和每穗粒数有极显著影响，氮肥用量对千粒重影响显著。同一施肥水平下，增加穴苗数可以提高群体有效穗数，低肥处理下不同穴苗数处理间差异极显著，高肥处理下不同穴苗数处理间差异不显著；穗型变小，中、高肥下不同穴苗数处理间差异极显著，而低肥处理下不同穴苗数处理间差异不显著；结实率B1处理高于B2处理，但差异不显著；千粒重同一施肥水平不同穴苗数处理间差异不显著。相同栽插密度下，随施肥量增加，群体穗数呈增加趋势，不同施氮量间差异达极显著水平；每穗粒数和千粒重呈先增后降趋势，不同施肥量之间差异达显著或极显著水平，但结实率差异不显著。综上可知，以追求高产为目标时，A2B1组合处理最优。

表2 不同处理对机插稻南粳9108加工品质的影响 （%）

表3 不同处理对机插稻南粳9108外观品质的影响

2.2 对机插水稻南粳9108加工品质的影响

由表2可知，氮肥用量和穴苗数对机插稻南粳9108的加工品质有显著或极显著影响，其中氮肥用量对3个指标的影响均达极显著水平，穴苗数对整精米率影响极显著，两者互作对整精米率影响极显著，2年表现相同趋势。具体分析，同一施肥水平下，随着穴苗数的增加，机插南粳9108的出糙率、精米率和整精米率均呈降低趋势；同一栽插密度下，随施氮量增加，糙米率呈增加趋势，但精米率和整精米率呈下降趋势，以A1B1处理整精米率最高，2年分别为 65.02%和65.94%。

2.3 对机插水稻南粳9108外观品质的影响

由表3可知，氮肥用量对南粳9108外观品质中的垩白粒率、垩白度有极显著影响，穴苗数及两者互作对外观品质影响不显著，2年趋势一致。同一施肥水平下，随穴苗数增加，垩白粒率、垩白度呈增加趋势，但差异不显著；同一栽插密度下，随施氮量增加，垩白粒率、垩白度均呈减小趋势，处理间差异极显著；不同处理的长宽比差异不显著。

2.4 对机插水稻南粳9108蒸煮食味和营养品质的影响

从表4可知，氮肥用量对南粳9108的直链淀粉含量、蛋白质含量、胶稠度和食味值有显著或极显著影响；穴苗数对食味值的影响显著，但2者互作对蒸煮食味和营养品质的影响不显著。同一氮肥水平下，随穴苗数增加，蛋白质含量、胶稠度和食味值呈下降趋势，但差异不显著，而直链淀粉含量无规律性变化；同一栽插密度下，随施氮量增加，蛋白质含量呈增加趋势，其他指标呈下降趋势，差异达显著或极显著水平。A1B1处理的食味值最高，2年分别达62.16和63.05，较A3B2分别高 8.18%和 10.34%。

2.5 对机插水稻南粳9108淀粉RVA谱特性的影响

由表5可知，氮肥用量对南粳9108淀粉RVA谱中的峰值黏度、崩解值、最终粘度、消减值及糊化温度有极显著影响，对热浆粘度有显著影响；穴苗数对最终粘度影响极显著，对峰值粘度和糊化温度影响显著，对其他特征值影响不显著；两者互作对各特征值影响不显著。同一氮肥水平下，随穴苗数增加，各特征值均呈增加趋势，多数差异不显著；相同栽插密度下，随施氮量增加，峰值黏度、热浆粘度、崩解值、最终黏度呈降低趋势，而消减值和糊化温度呈增加趋势。综上可知，A1B1处理的RVA谱特征值优于其他处理，低氮低密处理下的南粳9108食味品质较好。

表4 不同处理对机插稻南粳9108蒸煮食味和营养品质的影响

表5 不同处理对机插稻南粳9108淀粉RVA谱特性的影响

3 讨论与结论

3.1 氮肥用量和穴苗数对机插南粳9108产量和品质的影响

前人针对氮肥或栽插密度（穴苗数）对水稻产量和品质性状的影响已开展了大量研究[3-8]，但由于选择的品种、试验设计或生态条件不同得出的结论不一。关于氮肥和栽插密度的互作效应也有一定的研究[9-10]。

前人研究认为，随施氮量增加，水稻产量呈先增后减趋势，本文研究得出相同结论，以2017年为例，当施氮量增加至270 kg/hm2时，实产分别为10 772.85 kg/hm2和10 069.35 kg/hm2，显著或极显著高于其他处理。陈留根等[3]对常规粳稻南粳44和杂交粳稻常优1号的研究表明，随施氮量增加，2个品种的糙米率、精米率及整精米率呈增加趋势，本研究中随施氮增加糙米率

呈增加趋势，而精米率和整精米率却呈降低趋势，这可能是由于施氮量增加导致南粳9108在当地熟期推迟有关。王艳等[11]研究认为，日本优质水稻栽培总施氮量为 133.5 kg/hm2的处理较 258.0 kg/hm2的处理食味值高。本试验中，低氮处理南粳9108的食味值也高于中、高氮处理。叶全宝等[12]研究表明，随施氮量增加，淀粉RVA谱的峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终粘度下降或变小，消减值则先减后增，其他特征值无明显规律，而本试验结果中的消减值和糊化温度呈增加趋势。钱银飞等[13]对3种穗型常规粳稻品种的研究认为，随穴苗数增加，产量呈先增后减趋势，本试验结果表明，低氮条件下，随穴苗数增加，产量呈增加趋势，而中、高氮条件下呈降低趋势；加工品质和外观品质均变劣，蛋白质含量、胶稠度和食味值呈下降趋势，而直链淀粉含量无规律性变化，淀粉RVA谱各特征值均呈增加趋势，食味变劣，与钱银飞等的结论有所不同，可能是选择的品种及试验处理不同。综上可知，通过适量增施氮肥或增加穴苗数可提升南粳9108的产量水平，但与改善稻米品质性状存在矛盾。从高产栽培角度出发可选用270 kg/hm2、3苗/穴的组合，若要实现稳产优质的目标可选择施氮量为225 kg/hm2、5苗/穴的组合。

3.2 机插稻南粳9108高产优质栽培技术关键

近几年生产实践表明，南粳9108在淮安市表现出产量高、抗性强、品质优的综合性状[2]。笔者对南粳9108机插高产优质栽培的关键技术总结如下：一是控制播量培育壮秧。干种播量控制在120～130 g/盘，培育叶色翠绿、无病虫害的健壮秧苗。二是品质保优栽培。定量化设定肥料用量以及肥料运筹，施氮总量240～270 kg/hm2，氮肥尽量前移，穗肥在倒4叶至倒3叶期一次性施用，采取有机无机肥配合，增施有机肥，减少化学肥料的使用量。三是农药减量绿色防控。开展病虫草害监测预警，大力推广高效低毒低残留农药、采用太阳能诱杀器等无污染、无能耗的绿色杀虫手段，对病虫进行诱杀，重点做好“两病两虫”的防治工作。四是稻米储藏与加工。采用低温远红外干燥技术，干燥均匀，精确控制含水率，减少黄米、断米；采用保鲜库进行稻谷仓储，实现稻米的保鲜，保持最佳口感；采用稻米精碾、抛光、色选等调质技术，以及稻米分级及各类包装、保鲜处理技术，提高稻米产品科技含量和商品外观品质。