氮肥用量对优质粳稻产量、品质及氮肥利用率的影响

李楠杨洋申逸男张秀双王紫郝鹏

（1辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁盘锦 124010；2辽宁省水土保持研究所，辽宁朝阳122000；第一作者：59383441＠qq.com）

氮素影响着水稻的生长发育和产量的形成。合理施用氮肥可以有效提高水稻产量、改善稻米品质，并提高氮肥利用率[1-2]。氮肥利用率低导致大量氮素损失，不仅浪费了资源，增加了生产成本，还会造成环境污染等一系列问题[3]。学者们对于氮肥利用问题开展了许多研究[4-8]。本试验以优质粳稻品种沈农315和沈稻11为材料，研究了其在不同施氮条件下的产量及氮肥利用率情况，以为水稻高产高效优质栽培以及氮高效水稻品种选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为棕壤土，试验前测定其理化性质。供试水稻品种为沈农315和沈稻11。

1.2 试验方法

于2016年在辽宁省盐碱地利用研究所试验基地进行，设4个施氮水平处理：N1，低氮，施用量150 kg/hm2；N2，中氮，施用量 180 kg/hm2；N3，高氮，施用量 210 kg/hm2；CK，不施氮肥。采用完全随机设计，3次重复，氮肥为尿素，按照基∶蘖∶穗肥为6∶3∶1的比例进行施用。磷肥（磷酸钙）施用量为375 kg/hm2，钾肥（硫酸钾）施用量为150 kg/hm2，磷钾肥全部作为基肥施入。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 干物质积累

将测定完叶面积指数的植株样烘干即可得到干物质量。烘干条件为105℃杀青0.5 h，85℃烘干至恒质量（约为48 h）。成熟期测定籽粒和茎秆总干质量。

1.3.2 产量及产量构成因素

每个小区都选取具有代表性的10丛调查成穗数，再根据每丛平均穗数取众数进行考种，分别调查每穗粒数、空秕粒数、千粒重等。测定实际产量。

1.4 数据处理

用Excel和DPS数据处理系统进行数据处理和统计分析。氮肥吸收和利用率计算参照刘立军等[9]的方法计算，具体如下：

氮肥利用率（%）=（施氮区植株氮素积累量-不施氮区氮素积累量）/施氮量×100；

氮素生产效率（kg/kg）=单位面积水稻籽粒产量/单位面积植株氮素积累量；

氮素收获指数（%）=（成熟期单位面积植株穗部氮素积累量/植株氮素积累量）×100；

氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区稻谷产量-不施氮区稻谷产量）/施氮量；

氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区稻谷产量/施氮量。

2 结果与分析

2.1 施氮量对产量的影响

由表1可知，与CK相比，施氮处理的有效穗数、穗粒数、结实率和产量明显增加，2个品种均以N3处理最高，其次为N2、N1、CK。同一施氮水平下，沈农315产量明显高于沈稻11。沈稻315 N3处理的产量与N1、N2、CK相比分别增加了19.32%、2.29%和49.70%；沈稻 11 N3处理的产量分别比N1、N2和CK增加了20.39%、2.51%和39.67%；施氮处理产量明显高于无氮处理。沈稻315每穗粒数N3处理最高，为91.84粒，分别比N1、N2、CK处理增加5.42%、4.89%、7.06%；沈稻11每穗粒数N3处理最高，为102.67粒，分别比N1、N2、CK处理增加3.36%、2.43%、4.52%；施氮处理明显高于无氮处理。随着施氮量的增加，结实率也呈增加的趋势，2个品种均表现为N3＞N2＞N1＞CK。千粒重各处理间无明显变化。

表1 不同施氮量对水稻产量及产量构成的影响

表2 施氮量对水稻植株含氮量的影响 （g/kg）

表3 施氮量对水稻植株吸氮量的影响 （kg/hm）2

表4 施氮量对水稻氮肥利用率的影响

表5 品种与施氮量对营养品质交互作用的F检验

2.2 施氮量对植株含氮量的影响

从表2可知，水稻植株含氮量随着生育期的推进逐渐减小，N-n期和拔节期沈农315和沈稻11 N3处理水稻植株含氮量高于其他处理；齐穗期和成熟期表现为N2处理植株含氮量高于其他处理。沈农315植株含氮量高于沈稻11，这可能也是造成沈农315产量高于沈稻11的原因之一。

2.3 施氮量对植株吸氮量的影响

由表3可知，在水稻生长发育过程中，随着施氮量的增加，各处理植株吸氮量不断增加，不同生育期各处理水稻吸氮量呈现多元化。N-n期和拔节期植株吸氮量以N3处理最大，齐穗期、成熟期2个品种各处理植株吸氮量表现为N2＞N3＞N1＞CK。分析认为，N2处理的施肥量能够使水稻合理的运用氮肥，在满足水稻生长发育需求的同时，还能促进水稻对氮素的吸收利用[10]。沈农315水稻植株吸氮量高于沈稻11，说明在水稻生长发育过程中，沈农315对氮素的需求量大于沈稻11。

2.4 施氮量对氮肥利用率的影响

由表4可知，2个品种氮肥农学利用率均以N2处理最高，分别为16.89 kg/kg和18.89 kg/kg，较N1、N3处理分别高出51.75%、8.83%和36.19%、9.25%。稻谷生产效率2个品种不同处理间变化不大。氮肥偏生产力以N1处理最高，N1和N2处理相差不大。氮肥利用率与氮肥农学利用率呈现相同变化趋势，N2处理最大，分别较 N1和 N3处理高 22.49%、10.05%和19.72%、10.82%。由此可见，合理的施肥可以提高氮肥利用率。

2.5 品种与施氮量对营养品质的交互作用

由表5中可见，品种与施氮量交互作用对水稻营养品质的影响明显。蛋白质含量受施氮量影响达极显著水平，受品种与施氮量的交互作用影响达显著水平。脂肪酸含量受品种与施氮量交互作用的影响达显著水平。直链淀粉含量受施氮量影响达显著水平。食味值受施氮量的影响达极显著水平，受品种与施氮量的交互作用的影响达显著水平。

3 讨论与结论

王麟等[11]研究认为，东农428在秸秆还田的情况下，施氮量为133 kg/hm2可获得高产。付立东等[12]通过研究发现，在施氮量为270 kg/hm2、基蘖穗肥比例为2∶5∶3时，水稻产量可达9.78 t/hm2。本试验中，随着施氮量的增加，沈农315与沈稻11的产量明显增加，均在N3处理时达到高产。沈稻315 N3处理的产量比N1、N2处理和CK分别增加了19.32%、2.29%和49.70%，沈稻11 N3处理的产量比N1、N2处理和CK分别增加了20.39%、2.51%和39.67%。N3处理较高的有效穗数和每穗粒数是其获得高产的原因所在。

不同氮肥运筹影响着水稻对氮素的吸收利用。在本试验中，齐穗期后N2处理的植株吸氮量、含氮量相对较大。成熟期沈农315 N2处理吸氮量较N1、N3处理和CK分别高出4.53%、0.38%和56.53%；沈稻11 N3处理较 N1、N2处理和 CK分别高 5.79%、0.73%和58.02%。在N2处理时，氮肥的吸收利用率较大，但在N3处理产量达到最大值，这说明施肥量与产量之间存在着一定的关系，并不是说产量越高肥料利用率也越高。

施用氮肥不仅会影响水稻产量，也会影响稻米品质，蛋白质含量、直链淀粉含量和食味值受施氮量的影响达显著或极显著水平，蛋白质含量、脂肪酸含量和食味值受品种与施氮量的交互作用的影响达显著水平。产量和品质密不可分，但人们往往很难兼顾产量与品质。氮肥对各个品质性状的影响都不尽相同。因此，如何通过氮肥的合理运筹兼顾产量与品质是今后研究的方向。