不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻产量及品质的影响

郭慧婷 王英豪 王云翔 陈越 钱紫慧 赵灿 王维领 霍中洋

摘要：为在机插同步一次性侧深施肥条件下筛选出最佳控释期与缓速比组合，以达到提高杂交籼稻产量和改善品质的目的，为杂交籼稻高产优质轻简化生产提供科学依据。以杂交籼稻徽两优858为供试品种，设置2种不同释放期（60、100 d）的控释尿素按照5种配比（10 ∶0、8 ∶2、6 ∶4、5 ∶5、4 ∶6）与普通尿素组合，同时设置普通尿素分施作为对照。结果表明，控释期为60 d的各配比处理产量均高于控释期为100 d的各配比处理，其中60 d控释尿素6 ∶4的产量最高且与CK差异显著，100 d控释尿素处理下配比为8 ∶2的产量最高；垩白粒率和垩白度在60 d各配比处理下较CK显著降低，明显改善了稻米的外观品质；60 d控释尿素处理的食味值均高于CK，直链淀粉含量显著提高6.50%～13.94%，60 d各配比处理的峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度也均高于100 d各配比处理。因此，杂交籼稻徽两优858在机插同步一次性侧深施肥条件下，释放期为60 d的控释尿素与普通尿素采用6 ∶4的组配方式更利于提高产量和改善品质。

关键词：杂交籼稻；控释尿素；产量；品质；徽两优858

中图分类号：S511.2+10.6  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）08-0094-06

收稿日期：2023-07-11

基金项目：江苏省重点研发计划（编号：BE2020319）；江苏省农业科技自主创新资金［编号：CX（21）2001］。

作者简介；郭慧婷（1998—），女，江蘇盐城人，硕士研究生，研究方向为作物栽培与耕作新技术。E-mail：1207542193@qq.com。

通信作者：霍中洋，博士，教授，主要从事栽培生理研究。 E-mail：huozy69@163.com。

水稻是我国最重要的谷类作物之一，年耕面积达3 000万hm2，占我国耕地总面积的近1/3［1］。研究表明，2030年前我国水稻产量需增产20%才能满足人口增长的需求［2］。水稻的生产离不开氮肥的施用，氮是水稻生长的必需元素，在保障水稻产量和品质方面起着关键作用。然而，在我国水稻生产中，常有氮肥过量使用的情况发生，部分栽培地区的施氮量高达 300 kg/hm2，远高于建议的最佳施氮量［3］。过量施用氮肥会造成一系列的环境问题，包括温室气体排放、土壤酸化、水体富营养化和生物多样性的丧失［4］。目前，我国水稻生产的种植和收获机械化已经比较成熟，但施肥环节主要依靠人力或简易机械进行表面撒施，施肥深度和施肥量难以把控，仍需要多次追肥，增加劳作强度并需要大量的劳动力，影响了水稻的生产效率和效益。

施用控释尿素、侧深施肥是解决以上问题的有效途径。控释尿素养分释放缓慢，释放持续时间长，能为水稻整个生育期供应养分［5］，它具有养分高效、环保、省工省时等优点［6］，满足我国发展低碳农业的需求，已成为我国肥料发展的主导方向。水稻侧深施肥技术是指在水稻机插秧作业时，将肥料同时定量呈条带状均匀地施于秧苗一侧的土壤中，有利于水稻的养分吸收利用和根系生长，施肥量也较传统施肥降低约20%，可以降低劳作强度，且可同时实现水稻的高产稳产并降低环境污染。因此，将侧深施肥技术与控释尿素相结合的一次性施肥技术是目前水稻轻简化生产研究的主要方向。张欢等研究发现，缓控释肥侧深施用的水稻单位面积有效穗数和产量较缓控释肥表面撒施显著提高［7］。李玥研究表明，施用树脂包膜缓控释氮肥与常规氮肥配比能提高机插杂交稻氮素的吸收利用，增强光合能力从而促进水稻高产的形成［8］。文祥朋等的研究表明，控释尿素减施15%处理水稻不减产，与常规尿素配施还可在一定程度上提高水稻的蒸煮品质［9］。前人在缓控释肥与尿素配施对水稻生产的影响上已有了一定的研究，但没有明确不同释放期的控释肥及配比，根据水稻品种等因素的差异进行区分，无法满足各稻作区新品种水稻营养需求，缺乏与其相配套的肥料类型及轻简化的施肥技术。因此，本试验采用机插同步一次性侧深施肥技术，设置不同控释期控释尿素与普通尿素的不同配比，以提高杂交籼稻产量及优化稻米品质为目标，确定最佳控释期与缓速比的组合，为杂交籼稻高产优质轻简化生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

试验于2021年在江苏省泰州市姜堰区沈高镇河横村进行，前茬作物为小麦。土壤的质地为黏壤土，土壤全氮含量为1.96 g/kg，土壤含有机物质的量为35.72 g/kg，速效磷含量为62.54 mg/kg，速效钾含量为164.26 mg/kg。

供试水稻品种为徽两优858，由安徽省农业科学院水稻研究所选育。

供试控释肥是由安徽茂施新型肥料有限公司生产的树脂包膜控释尿素，包括2种控释期（60 d和100 d），60 d控释尿素总氮含量为45%，100 d控释尿素总氮含量为43%。

1.2 试验设计

采用田间小区试验，设置控释尿素和普通尿素5个不同配比复混一次性侧深基施，5个配比分别为10 ∶0、8 ∶2、6 ∶4、5 ∶5、4 ∶6，以普通尿素分次施用为对照（CK），共设11个处理，具体氮肥施用见表1。

氮肥施用总量为225 kg/hm2，氮、磷、钾施用比例为 1 ∶0.6 ∶0.6。氮肥按试验要求设计，磷肥全部基施，钾肥50%基施，50%拔节期施。小区面积为15 m2，重复2次，各小区做埂隔离，并用塑料薄膜覆盖，保证单独排灌。本试验采用机插软盘育秧，每盘干种子量为75 g，播种日期为2021年5月25日，移栽期为6月22日。移栽行株距为30 cm×12 cm，每667 m2插秧1.85万穴。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量测定

成熟期每小区普查50穴，计算有效穗数，按平均穗数取５穴调查每穗粒数、结实率与测定千粒重，计算理论产量，成熟后每小区割取50穴，脱粒、去杂后晾晒2 d，测水分、称重后换算成13.5%含水量时的籽粒重，计算实际产量。

1.3.2 加工品质和外观品质的测定

成熟期人工脱粒，用NP-4350型风选机等风量风选，去除空粒，用于加工品质和外观品质的测定。使用JLG-ⅡA型砻谷机、JNM-Ⅲ型碾米机进行稻米的加工，参照国家标准GB/T 17891—1999《优质稻谷》测定糙米率、精米率、整精米率、长宽比、垩白米率、垩白度。

1.3.3 蒸煮食味和营养品质的测定

采用米饭食味计（STA1A，日本佐竹公司）测定米饭的综合食味值。直链淀粉含量和蛋白质含量采用FOSS-TECATOR生产的近红外谷物分析仪（Infratec 1241 grain analyzer）測定。

1.3.4 RVA谱特征值的测定

采用Super3型RVA快速黏度分析仪测定，并用配套软件TWC对其进行分析。

1.4 数据计算与分析

运用Microsoft Excel软件进行数据录入与计算，用SPSS 23.0软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻产量及其构成因素的影响

由表2可知，不同控释期尿素配比对杂交籼稻的产量有显著影响，控释期为60 d的各配比处理产量均高于控释期为100 d的各配比处理，60 d各配比处理产量表现为A3＞A2＞A1＞A4＞A5，100 d各配比处理产量表现为B2>B1>B3>B4>B5，均呈先升后降的趋势。与常规分施普通尿素CK相比，A2、A3处理显著提高了水稻产量。对产量构成因素分析发现，不同控释尿素处理对有效穗数有显著影响，不同控释尿素与不同配比的交互作用对有效穗数也有显著影响，60 d各配比处理的有效穗数平均值高于100 d各处理的平均值，在2种控释期各处理下均呈先上升后下降的趋势，60 d控释期处理下A3有效穗数达最高且与其他配比差异显著，与CK相比 60 d 各配比处理下有效穗数显著提高了5.57%～12.68%；60 d各处理的每穗粒数和结实率除A5处理与CK差异显著外其他各配比处理与CK无显著差异；千粒重在各配比处理下差异不显著。可见，对于一次性侧深基施而言，足够的有效穗数是提高产量的关键。

2.2 不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻加工品质的影响

水稻加工品质主要包括糙米率、精米率和整精米率等3个指标。由表3可知，在一次性侧深基施下不同控释期尿素与普通尿素配比处理均提高了糙米率、精米率和整精米率，但与CK差异不显著。60 d控释尿素处理下的精米率和整精米率的平均值分别高于100 d控释尿素处理，3个指标在2种控释期不同配比处理下均随着控释尿素占比的减少呈下降的规律。由此可见，不同控释期尿素与普通尿素一次性侧深施用对杂交籼稻的加工品质影响不显著。

2.3 不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻外观品质的影响

由表4可知，长宽比与垩白度2个指标在60 d控释期尿素配比处理与100 d控释期尿素配比处理间差异显著，且不同控释尿素与不同配比的交互作用对外观品质的3个指标均有显著影响。60 d控释尿素各配比处理下，垩白粒率和垩白度与常规分施普通尿素相比显著降低，分别降低了18.27%～32.46%、15.43%～22.87%；100 d控释尿素各配比处理下，B1的垩白粒率和B1、B2的垩白度与CK差异显著，其他各处理与CK差异不显著。由此可见，60 d各配比处理明显改善了稻米的外观品质。

2.4 不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻蒸煮食味及营养品质的影响

由表5可知，不同配比处理对食味值、直链淀粉含量、蛋白质含量有极显著影响。60 d控释尿素各配比处理下，A4、A5的食味值显著高于CK，各配比处理下直链淀粉含量与CK相比显著提高了6.50%～13.94%。100 d 控释尿素各配比处理下，B5食味值最高且与CK差异显著，直链淀粉含量随着控释尿素占比的减少呈上升的趋势。蛋白质含量在2种控释期处理下则均随着控释尿素占比的减少呈下降的趋势，各处理与CK相比无显著差异。

2.5 不同控释期尿素与普通尿素配比对稻米RVA谱特征值的影响

由表6可知，不同控释期尿素对峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度和消减值有显著或极显著的影响，不同控释期尿素与不同配比的交互作用对峰值黏度和最终黏度有显著或极显著影响。60 d各配比处理的峰值黏度、热浆黏度、崩解值、 最终黏度均分别对应高于100 d各配比处理。60 d控释尿素各配比处理下，峰值黏度、崩解值和最终黏度均显著高于CK且均随控释尿素占比的减少呈上升趋势，消减值除A3外其余各处理显著低于CK。100 d控释尿素各配比处理下，峰值黏度、热浆黏度和最终黏度均显著高于CK，峰值黏度和最终黏度也呈现随控释尿素占比的减少而上升的规律，其中B5处理最高；消减值在B1、B2、B5处理下显著低于CK。峰值时间和糊化温度在各处理下无显著变化。

3 讨论

3.1 不同控释期尿素与普通尿素配比对水稻产量及其构成因素的影响

控释肥可以促进水稻生长和提高产量，目前国内外很多学者研究发现，等量施氮条件下控释尿素或控释掺混尿素处理能提高产量及其构成因子［10-12］。付正豪等的研究表明，在钵苗与毯苗2种机插栽培方式下，控释肥处理具有更高的有效穗数和群体颖花量，产量均显著高于常规分次施肥［13］。张敬昇等研究发现，添加20%比例以上控释氮肥，成熟期作物产量显著增加，比常规尿素处理增产11%，可显著提高水稻穗粒数13.79%与千粒重8.43%［14］。文祥朋等的研究也表明，与常规尿素相比， 控释尿素常量或与常规尿素配施均可增加有效穗数，显著增加水稻产量［9］。在本研究中，60 d控释尿素与普通尿素配比与常规分施尿素相比显著提高了有效穗数，产量较CK也明显提高，但本研究发现在控释期为100 d的各配比处理下，除B2处理外产量较常规分施尿素并未得到提高，与CK差异不显著，这可能是由于不同释放期的控释尿素对水稻养分需求的响应不同，徽两优858需肥规律与控释期为60 d的处理较为一致。

3.2 不同控释期尿素与普通尿素配比对稻米加工和外观品质的影响

稻米品质的好坏除遗传因素控制外，还与气候、土壤以及栽培措施等有很大关系［15］。在诸多栽培措施中，氮肥的施用是影响稻米品质的重要因素之一，大量研究表明，缓控释肥对稻米品质有显著影响。研究发现，一次性施用控释氮肥处理下水稻的加工品质、外观品质、精米淀粉含量和口感值均显著高于常规施氮处理［16］。居静等的研究表明，与常规氮肥相比较，施用控释氮肥对糙米率、精米率、整精米率没有明显影响［17］。侯均昊的研究表明，施用缓控释肥不会对稻米加工品质造成影响［18］。李宏亮的研究也表明，缓控释肥料处理与普通氮素定量分施相比较，碾磨品质没有显著差异［19］。在本研究中不同控释期尿素与普通尿素一次性侧深施用对杂交籼稻的加工品质影响不显著，这与前人的研究结果一致。稻米外观品质在市场流通过程中的影响较大，该品质越好越容易赢得消费者的青睐。姚久宝等的研究表明，一次性施入缓控释肥可降低垩白粒率［20］。周磊研究发现，与尿素定量分施处理相比，控释肥配方处理可显著降低稻米垩白率、垩白度和垩白面积［21］。本研究中，60、100 d控释尿素各配比处理与常规分施普通尿素相比降低了垩白粒率和垩白度，其中60 d各配比处理均与CK差异显著，这可能是100 d控释尿素肥效释放期较长，在水稻生长前期养分释放量少，导致前期干物质积累少，从而影响后期的籽粒灌浆过程，而60 d的控释尿素与普通尿素配比养分释放刚好能够满足徽两优858整个生育期的氮素供应，使得淀粉和蛋白质在胚乳细胞中充实良好，从而显著改善稻米的外观品质。

3.3 不同控释期尿素与普通尿素配比对稻米蒸煮食味及营养品质的影响

有研究发现与常规分次施肥相比，树脂包膜控释肥和尿素配比一次性基施可以增加直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量和胶稠度长度，提高稻米食味值［22］。高深的研究也表明，缓控释肥与常规分次施肥相比都有效地提高了稻米的食味品质，掺混肥处理下由于淀粉含量高，使其适口性更好，食味分数也最高［23］。周磊的研究表明，蛋白质含量在控释肥配方处理下低于CK，直链淀粉含量高于CK［21］。本研究结果与前人的研究结果相一致，60、100 d控释尿素处理均提高了直链淀粉含量，食味值较CK也有所增加，其中A4和A5处理显著高于CK。稻米淀粉RVA谱特征值也是评价稻米品质的重要指标之一，与蒸煮食味品质密切相关［24］。研究认为，食味值高的淀粉的黏度特性表现为消减值低，峰值黏度、热浆黏度和崩解值高［25］。有研究发现，在控释肥处理下，与对照相比各处理的峰值黏度和崩解值都较大，而消减值较小［22］。本研究中，60、100 d控释尿素配比处理与CK相比均提高了峰值黏度、熱浆黏度、崩解值、最终黏度，降低了消减值，其中 60 d 各处理与CK差异显著，A5处理下峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度的值最高，消减值最低，表明一次性侧深施用60 d控释期尿素能获得较好的食味口感。

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