不同养分管理模式对水稻产量和品质的影响

陈光莉， 罗德强， 王荣基， 陈 东， 何 松

(1.贵州省正安县农业农村局， 贵州 正安 563499； 2.贵州省农业科学院 水稻研究所， 贵州 贵阳 550006； 3.贵州大学 农学院， 贵州 贵阳 550006)

水稻是人类最重要的粮食作物，化肥作为水稻生产上养分最重要的提供来源，对水稻生产有重要作用。适当的化肥用量和合适的施用方法能确保水稻产量水平的正常发挥，也能提高肥料利用效率及水稻的品质。但目前水稻生产上氮肥不合理施用的现象极为普遍，导致肥料利用率低。因此，研究不同养分管理模式对水稻产量和品质的影响，对水稻生产提质增效具有重要作用。随着水稻生产水平的逐步提高，化肥的投入量也越来也大，但过量的化肥投入和施用方法不合理给生态环境带来巨大压力[1]。有研究表明，我国水稻生产的化肥利用率远低于发达国家[2]。合理施用化肥是提升肥料利用的重要途径之一，氮、磷、钾配比并运用适当的施肥方式可以显著提高水稻产量[3-7]。丁小媛[6]研究得出，水稻最佳施肥量为氮肥225 kg/hm2，该条件下可实现水稻高产；而张上都等[8]研究认为，氮肥施用量为300 kg/hm2，可提高产量的同时还可提高稻米出糙率、精米率和整精米率。廖玉萍等[9]研究表明，有机肥和氮磷钾肥配合施用能够大幅度提高稻麦产量。随着人民生活水平的提高，水稻生产也由单纯追求高产的数量型向优质转变[10]，但水稻品质除受品种本身遗传特性影响外，还受栽培措施等外界环境的影响[11-12]。朱大伟[13]研究显示，加工品质及外观品质部分指标随穗肥增加而上升，食味品质随穗肥比例的增加而下降[13-14]。当基蘖肥与穗肥比例约为6∶4时，外观品质降低，加工品质和蛋白质含量提高[15-16]。近年来，随着人民生活水平的逐渐提高和农业产业结构调整，优质稻米受到亲睐。正安县水稻生产中优质稻面积约占水稻面积的50%，特别是以宜香优2115为主的水稻品种应用面积越来越大，但由于受传统栽培模式的影响，水稻产量徘徊不前。为了加快推进该地区优质稻生产，使优质稻生产能在提高产量的同时，又能保持原有品质或略有提高，以生产上应用面积较大的宜香优2115和丰优香占为材料，在中等肥力的土壤条件下，比较传统施肥管理模式和精确施肥管理模式的水稻产量和稻米品质差异，探明不同养分管理模式对水稻产量和品质的影响，为进一步合理制定水稻优质高产栽培养分管理措施提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019在正安县瑞溪镇三把车村进行，海拔620 m，试验地土壤有机质44.52 g/kg，全氮1.96 g/kg，碱解氮185.08 mg/kg，速效磷26.92 mg/kg，速效钾254.06 mg/kg，试验田块排灌方便。

1.2 材料

1.2.1 水稻品种 供试水稻品种为宜香优2115和丰优香占，均由贵州金农科技有限责任公司提供。

1.2.2 肥料 试验用肥为尿素(N≥46.2%)，过磷酸钙(P2O5≥12.0%)，氯化钾(K2O≥60.0%)，复合肥(N︰P2O5︰K2O=15%︰15%︰15%)，供试肥料均为市购。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验以养分管理模式为研究对象，设置传统施肥管理模式(Traditional fertilization mode，TFM)和精确施肥管理模式(Precise Fertilization Model，PFM)2个处理。传统施肥管理模式(TFM)：按照当地大面积水稻生产模式进行，移栽规格为26.6 cm×26.6 cm，移栽前施复合肥50 kg/667m2作底肥，移栽后7～10 d施尿素5 kg/667m2作追肥，从移栽至水稻成熟田间保持淹水状态。精确施肥管理模式(PFM)：移栽规格为33.3 cm×16.5 cm，总施用尿素26.1 kg/667m2(折合纯氮 12 kg/667m2)，氮︰磷︰钾为1︰0.5︰1，具体施肥方式为移栽前施过磷酸钙50 kg/667m2、氯化钾10 kg/667m2、尿素9.4 kg/667m2作底肥，移栽后5 d施尿素6.3 kg/667m2作分蘖肥，拔节期施氯化钾10 kg/667m2，倒4叶和倒2叶期施尿素7.3 kg/667m2和3.1 kg/667m2作促花肥和保花肥。水分管理为移栽后浅水，N-n期排水晒田，抽穗扬花期干湿交替。采用大区对比形式，同田安排PFM和TFM养分管理模式，每种养分管理模式面积150 m2(10 m×15 m)，四周筑埂并用薄膜包埂，防止串肥。

1.3.2 调查取样 水稻成熟期，每个大区采取对角线3点调查，每点10穴，同时取样1穴用于室内考种，将3点共3穴考种结果平均后计算理论产量。收割时，每种模式按对角线3点取样法，每点取出田谷1 kg，其余的收割后晒干、除杂，称重计产。将各点取样的稻谷分别在室内自然风干，然后将相同养分管理模式的3个样混合，剔除杂质后称重，将重量计入总产。将风干去除杂质的样品取0.5 kg，按照NY/T 593-2013《食用稻品种品质》标准检测稻米品质。

2 结果与分析

2.1 不同养分管理模式水稻的产量

从表1看出，同一品种采用不同的养分管理模式产量有差异。精确施肥管理与传统施肥管理模式相比，宜香优2115平均增产1 231.5 kg/hm2，增幅14.5%；丰优香占平均增产940 kg/hm2，增幅10.8%。从产量构成因素看，2种模式产量差异的主要原因是单位面积有效穗差异较大，其次是穗粒数，因此导致群体颖花量有较大差异，颖花量精确施肥模式宜香优2115比常规模式高24.9%，丰优香占比常规模式高14.4%。2个品种不同模式下的结实率和千粒重差异不大。

表1 不同养分管理方式水稻的产量及其产量构成因子特征

2.2 不同养分管理模式水稻的加工品质

从表2看出，不同养分管理模式对水稻糙米率和精米率影响不大，但对整精米率有影响，宜香优2115和丰优香占2个品种结果基本一致，均表现为传统施肥管理模式比精确施肥管理模式的整精米率偏高，宜香优2115高3.7百分点，丰优香占高1.4百分点。

表2 不同养分管理模式水稻的加工品质

2.3 不同养分管理稻米的外观品质

从外观品质看(表3)，相同品种在不同养分管理条件下，粒长、长宽比、透明度无差异，垩白粒率和垩白度差异不明显。但从2个品种看，相同养分模式下，不同品种间外观品质差异较大，可能稻米外观品质由品种本身遗传特性决定所致。

2.4 不同养分管理稻米的食味及营养品质

从表4看出，不同养分管理的稻米碱消值没有差异，胶稠度以传统施肥管理模式略高于精确施肥管理模式，直链淀粉含量基本没有差异，蛋白质含量差异较大，精确施肥条件稻米的蛋白质含量高于传统施肥管理模式，其中，宜香优2115高0.9百分点，丰优香占高0.27百分点。说明在水稻生长后期施用氮肥能促进稻米中蛋白质含量的提高。

表3 不同养分管理模式稻米的外观品质

表4 不同养分管理模式稻米的食味及营养品质

3 结论与讨论

关于氮肥对水稻产量的影响目前研究较多，针对不同的品种或研究区域可能有一些差异，但其研究结果的变化趋势基本一致。而对稻米品质而言，不同的研究者用不同的品种在不同的区域研究结果不尽一致。有研究认为，抽穗后追肥能提高整精米率[17]，穗肥的施用不会增加垩白率，但透明度会下降[16]；也有研究认为，在氮肥总量一定时，后期施肥产量提高，在一定范围内随氮肥后移比重增加，稻米垩白率和垩白度下降。何虎等[18]认为，穗肥对粒长没有影响，粒宽差异不规律。潘圣刚等[19]研究认为，在水稻生长后期，提高穗粒肥中氮肥比例，蛋白质含量显著提高。研究结果表明，与传统施肥管理模式相比，采用精确施肥模式可提高水稻产量，其中，宜香优2115平均增产14.5%，丰优香占平均增产10.8%；整精米率略有降低，粒长、长宽比、透明度没有差异，垩白粒率、垩白度、碱消值和胶稠度差异不明显，直链淀粉含量基本无差异，蛋白质含量差异较大。因此，采用精确施肥模式在水稻生长后期追施氮肥可以提高产量的同时，又能保持原有品质或略有提升。同时，精确施肥模式通过对肥料的分次施用，可大大提高肥料利用效率。