施氮量对水稻品种太安1号产量和品质的影响

摘要 以优质食味粳稻新品种太安1号为研究对象，通过大田对比试验方法，设置7种施氮水平，分别为0 、135、180 、225、270 、315、360 kg/hm2，研究不同施氮水平对太安1号稻谷产量和稻米品质的影响。结果表明，在一定范围内，产量随着氮肥用量的增加呈先上升后下降的变化趋势，其中氮素水平315 kg/hm2处理的表现最高，但有倒伏风险；在稻米品质方面，随氮肥用量的增加，糙米率、精米率和整精米率均有所上升，碾米品质逐渐提高；但垩白度和垩白粒率随施氮量的增加显著增加，稻米外观品质有所下降；蛋白质含量随施氮量增加逐渐升高，而直链淀粉含量和胶稠度与施氮量相关不显著。该试验条件下，施氮量在270～315 kg/hm2，太安1号的产量和品质较为理想。

关键词 施氮量；太安1号；产量；品质

中图分类号 S 511 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）20-0123-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.031

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Nitrogen Fertilizer Application on Grain Yield and Quality of Tai’an 1

ZHANG Yu，ZHANG Qiu-li，LI Gang et al

（Shanghai Agricultural Technology Extension and Service Center，Shanghai 201103）

Abstract The new high-quality and delicious japonica rice variety Tai’an 1 as the research material，seven nitrogen application levels treatments were set up，which were 0 kg/hm2 （CK），135 kg/hm2 （N1），180 kg/hm2 （N2），225 kg/hm2 （N3），270 kg/hm2 （N4），315 kg/hm2 （N5） and 360 kg/hm2 （N6） respectively ，to study the effects of different nitrogen application rates on the yield and quality of Tai'an 1.The experimental results showed that within a certain range，the yield showed a trend of first increasing and then decreasing with the increase of nitrogen application，and the highest performance observed in the treatment of 315 kg/hm2.In terms of rice quality，as the amount of nitrogen fertilizer increase，the brown rice rate，milled rice rate，and whole milled rice rate increase，and the milling quality gradually improved.The chalkiness degree and chalky grain rate significantly increased with the increase of nitrogen application，while the appearance quality decreased;the protein content showed an increasing trend with the increase of nitrogen application，while the changes in amylose content and gel consistency with nitrogen application were not significant.Under the conditions of this experiment，the yield and quality of Tai’an 1 could be coordinated when the nitrogen application level ranges from 270 to 315 kg/hm2.

Key words Nitrogen fertilizer application;Tai’an 1;Yield;Quality

高产和优质一直是水稻生产追求的目标，水稻的产量和品质除受品种自身遗传特性外，环境因素和栽培措施也起到很大作用［1］。氮肥作为水稻增产的决定因子在我国农业生产中发挥举足轻重的作用［2］。但过多施用氮肥不仅增加生产成本、降低经济效益，导致氮肥利用率降低，造成生态环境污染［3］。氮肥作为调节水稻生产过程中的重要措施，不仅影响水稻产量，对稻米品质也有一定的改变，氮肥的合理施用对水稻产量的提高和稻米品质的改善起到重要的作用［4-5］。魏海燕等［6］研究认为，水稻产量随着氮肥用量的增加呈先增后降的趋势，其中在262.5 kg/hm2施氮量条件下产量最高，且稻米外观品质随氮肥用量的增加呈增加的趋势，而外观品质有所下降；从夕汉等［7］研究表明，增施氮肥可提高水稻产量是因为有效穗数和每穗实粒数增加，且对稻米垩白、直链淀粉含量、胶稠度和蛋白质含量均影响较大。近年来，由于人们生活水平的提高，对于优质食味稻米的市场需求量也逐年提升，有关稻米食味品质的研究也越来越受到人们的关注［8］。“太安1号”是上海市农业科学院作物育种栽培研究所在2023年通过上海市审定的优质食味粳稻新品种，以稳产、品质优、食味佳等特点，在上海市郊及周边地区具有推广前景。笔者以优质食味粳稻新品种“太安1号”为研究对象，研究不同施氮量对其产量和品质的影响，以期为该品种在本地区高产优质生产中的氮肥合理施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年6—10月在上海市闵行区谷杰粮食专业合作社进行。试验地土壤质地为砂壤土，地力中等，采用5点取样法采取0～20 cm土层测定土壤理化性质，其中含有机质16.15 g/kg、全氮11.2 g/kg、有效磷20.05 mg/kg、速效钾148.00 mg/kg。水稻主要生育阶段的气象数据见表1。

供试材料为太安1号。

1.2 试验设计

采用大田对比试验方法，设135、180、225、270、315、360 kg/hm2和不施肥料的对照共7个处理，分别用N1、N2、N3、N4、N5、N6 和CK表示，基蘖肥：穗肥=8：2，各处理试验面积1 500 m2左右，不设重复。统一采用机械塑盘育秧，于2022年5月21日播种，6月14日栽插，移栽叶龄为3叶左右，栽插行株距为25.0 cm×13.5 cm，每穴4苗左右；有效分蘖阶段保持浅水勤灌、促蘖促长，茎蘖数达到目标穗数进行分次搁田控制无效分蘖，拔节孕穗阶段采用干湿交替，抽穗扬花阶段田间保持浅水层，灌浆结实阶段采用干湿交替，在收获前7～10 d断水。2022年6 月7日施基肥42%缓释肥（30%-6%-6%），6月20日施返青肥尿素、6月27日施分蘖肥尿素，7月31日施穗肥45%三元复合肥（15%-15%-15%）。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 茎蘖动态及生育期记录。

从稻谷播种至水稻成熟，记录各处理的关键生育期，并于移栽后至齐穗期每隔7 d定点、定株记录茎蘖数。

1.3.2 株高和节点长度。

在水稻成熟期，取代表性植株5穴，测定各处理株高和基部第一、第二节间长度。

1.3.3 产量性状。

在水稻成熟期，各处理分别取有代表性茎蘖数的植株10穴，调查有效穗数、每穗总粒数、结实率、千粒重等。成熟期从各处理取代表性30穴，重复3次，脱粒、去杂、晒干后称重，按照14.5%水分含量换算实际产量。

1.3.4 稻米品质。

将水稻收获、脱粒、晒干，各处理（含重复）取净稻谷500 g，依照GB/T17891—2017《优质稻谷》标准测定稻米的相关指标（糙米率、精米率、整精米率、垩白度、透明度、胶稠度、直链淀粉、蛋白质含量等）。

1.4 数据分析 采用Excel进行数据处理和图表绘制；采用DPS统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻茎蘖动态及生育期的影响

从图1可以看出，太安1号的茎蘖数随生育进程推进先增后减最后趋于平稳，且不同处理之间，随着施氮量的增加，茎蘖数呈递增趋势，除对照CK外，表现为N6处理茎蘖数最高，N1处理茎蘖数最低，不同处理均在7月22日左右达到最高茎蘖数，且N6处理比N1处理最高茎蘖数多9.86×105株/hm2。由表2可知，随着氮肥用量的增加，各处理的生育期逐渐推迟，其中，N1处理比N6处理始穗期早5 d，全生育期早5 d，对照CK处理最早成熟，全生育天数141 d，比N6处理早11 d。

2.2 不同处理对水稻农艺性状的影响

由表3可知，不同施氮量水平下，最高茎蘖数总体呈随着施氮量的增加而增加的趋势，在N6处理达到最大；成穗率呈先增后降的趋势，其中在N4处理成穗率最高，达85.37%，且显著高于N1、N2和CK处理。不同氮肥处理的株高随着施氮量的增加呈逐渐增加的趋势，太安1号在N6处理时，株高最高，且显著高于N1、N2 和CK处理，而与N3、N4、N5处理差异不显著；植株第一和第二节间长度也与株高呈相似变化趋势，都是随着施氮量的增加而增加，且第一节间N6处理显著高于N1、N2 和CK处理，第二节间N6处理显著高于N1、N2、N3、N4 和CK处理，且N1、N2、N3、N4、N5处理间差异不显著。N5和N6处理的植株在生育后期有部分发生倾斜现象，说明施氮量过多增加倒伏风险，在一定范围条件下，减少氮肥施用量可缩短第一和第二节间长度，使得株高降低，增强植株的抗倒性。

2.3 不同处理对水稻产量及其构成因素的影响

由表4、图2可知，产量随着施氮量的增加先增加后减少，其中在N5处理，即施氮量315 kg/hm2时产量最高，达8 301.90 kg/hm2，显著高于N1、N2、N3 和CK处理，且比N1和CK处理分别高31.9%和74.3%。从产量构成各因素分析，有效穗数随着施氮量的增加呈上升趋势，在N6处理施氮量时最高为358.05×104穗/hm2；每穗总粒数随着施氮量的增加先上升后下降，其中在N3处理最高，N6处理最低；结实率和千粒重表现相似趋势，均随氮素施用量的增加总体呈下降趋势，均在CK处理最高，结实率表现为N5处理最低，千粒重表现为N2处理最低。

2.4 不同处理对稻米品质的影响

优质高产同步提升现已成为我国稻米发展的重要目标，稻米食味品质的研究受到广

泛关注 ［9］。由表5可知，太安1号的糙米率、精米率和整精米率均有相似的变化趋势，即随着施氮量的增加而上升，各处理均在N6处理达到最高，且N6糙米率显著高于N1、N2、N3、N4和不施氮的CK处理，精米率表现为N6和N5处理显著高于N1、N2 和CK处理，各处理中，整精米率N5、N6处理之间无显著差异，但这2个处理均显著高于其他处理。相关分析表明，施氮量增加可显著提升太安1号的糙米率、精米率和整精米率，说明增施氮肥有利于提高太安1号的碾米品质。

垩白不仅是稻米外观品质中的一项重要评价指标，而且一定程度上也影响稻米的加工和蒸煮食味品质［10-11］。由表5可知，稻米的垩白度和垩白粒率随氮肥用量的增加逐渐增大，其中，N6处理的垩白度和垩白粒率均显著高于其他处理，比N1和不施氮条件下的CK处理分别增加6.4百分点、28.5百分点和6.5百分点、32.0百分点。相关分析表明，氮肥增加可显著增加“太安1号”的垩白粒率和垩白度，说明增施氮肥影响太安1号的外观品质。

蛋白质是水稻胚乳中仅次于淀粉的主要成分，是水稻营养品质的重要指标［11］。由表5可知，随着氮肥用量的增加，各处理的蛋白质含量逐渐增加，其中N6、N5、N4、N3处理之间无显著差异，但均显著高于N1 、N2和CK处理。直链淀粉含量与米饭的黏性、质地和光泽度等有密切关系［12］。直链淀粉含量随施氮量的增加呈先上升后下降的趋势，其中在N3处理下直链淀粉含量最高，达9.70%，与N4、N5、N6处理差异不显著，但显著高于N1和CK。胶稠度与米饭硬度有关，反映淀粉米胶冷却后的延展性，是评价米饭质地的一项物理指标［12］。胶稠度变化趋势不明显，其中N4处理最高，N5处理最低，两者达显著差异，其他处理差异均不显著。相关分析表明，太安1号的蛋白质含量与氮肥施用水平呈显著相关，而直链淀粉含量和胶稠度与氮肥施用水平相关不显著。

3 结论与讨论

氮肥对水稻产量和稻米品质有重要影响，对于提高水稻新品种的产量和优化稻米的食用品质都有着重要作用［13］。研究表明，随着施氮量的增加，水稻产量呈抛物线变化趋势，即先随氮肥用量增加产量提高，达到一定产量水平后，再增施氮肥，产量不会继续增加而有所下降［6，14］。该试验结果表明，在一定范围内， 太安1号产量随氮肥用量的增加先增加后下降，施氮量在315 kg/hm2条件下最高，但270、315、360 kg/hm2 的产量未达显著差异，且株高随施氮量增加而增加，在315和360 kg/hm2条件下，由于基部节间增加株高较高，田间有植株发生倾斜现象，因此，太安1号获得高产且倒伏风险较低的适宜施氮量在270～315 kg/hm2。

该试验结果表明，太安1号的碾米品质，即稻米的糙米率、精米率和整精米率均随施氮量的增加而提高，这与魏海燕等［6］的研究结果一致。在外观品质方面，垩白度和垩白粒率随施氮量的增加显著上升，即外观品质有所下降，可能与增施氮肥使穗分化的颖花量增加，影响了部分籽粒灌浆，导致灌浆不充分、粒形偏小［6，14］ ，这与李国生等［15-16］的研究结果一致。蛋白质含量随施氮量增加呈增加趋势，而直链淀粉含量和胶稠度随施氮量变化趋势不明显，而研究表明，淀粉含量与氮肥的施用量呈显著相关，施氮量增加导致蛋白质含量增加而直链淀粉含量下降［17］，增施氮肥可降低直链淀粉含量和直链与支链淀粉的比例，进而影响稻米的蒸煮食味品质［18-19］；研究表明，稻米直链淀粉含量随氮肥用量的增加而升高，这可能是增施氮肥延长了水稻的生育期，且在水稻灌浆结实阶段，籽粒充盈过程中，胚乳中的淀粉、蛋白质积累速度变慢［7］。该研究条件下，适当增加氮肥用量可以提高稻米的加工品质与营养品质，但同时降低了稻米的外观品质，对蒸煮食味品质的影响则不显著。

综上所述，一般认为，产量高与品质优是相互矛盾的，不同基因型的水稻品种在不同氮肥水平条件下，对产量尤其是稻米品质的影响存在差异。该试验结果表明，在上海地区，太安1号施氮量在270～315 kg/hm2产量和品质较为协调统一，可以获得产量高、品质优、抗倒性强的表现。

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