实现泰两优1332优质高产的氮肥施用量探索

倪日群，林华，叶胜海

(1.温州市农业技术推广中心，浙江 温州 325000；2.浙江省农业科学院 作物与核技术利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻产量和稻米品质主要由品种自身的遗传基因控制，同时受产地环境、气候条件、栽培措施和贮藏加工等外在综合因素影响[1]，栽培措施方面以氮肥运筹对水稻产量和稻米品质的影响较大。研究认为，适量增施氮肥可增加有效穗数、每穗实粒数和千粒重，从而增加稻谷产量[2-4]。随着氮肥施用量的增加，直链淀粉含量下降，稻米的蛋白质含量提高，蒸煮食味品质变差[4-6]。除施氮量之外，稻米品质还受氮肥的施用时期与分配比例的直接影响[7]。适当增加穗肥中氮肥的比例，能有效改善稻米的加工品质和营养品质，增大稻米粒长和粒宽[8]。穗肥中氮肥比例过高时，虽然可显著提高稻米的整精米率和蛋白质含量，但同时也明显降低了稻米的外观品质及蒸煮食味品质[9]。研究不同氮肥施用量与水稻产量及稻米品质之间的关系，对于结合水稻品种的需肥特点和不同地域的水稻生产情况、因地制宜地确定水稻优质高产相协同的最佳施氮量具有重要意义。

泰两优1332是浙江科原种业有限公司、温州市农业科学研究院和深圳粤香种业科技有限公司合作育成的籼型两系杂交水稻，该组合稻米具有外观晶莹剔透、商品性好、米饭松软而不黏、饭冷不回生、富有弹性有嚼劲等特性，2017和2018年分别获得浙江“好味稻”新品种的最高食味评分和最具人气品种，2019年泰两优1332稻米获浙江好稻米评比金奖，2020年确定为浙江省种植业杂交晚稻主导品种。经连续3年多点品试和示范种植，表现为适应性广、分蘖力较强、株型挺拔、抗性较好、后期青秆黄熟、高产稳产、米质优等特点，目前已成为温州市连作晚稻主栽组合之一，2020年在温州地区的种植面积达2 450 hm2。本文通过研究优质连作杂交籼稻泰两优1332在不同氮肥水平下的水稻产量、稻米品质等关系，明确其需肥特性，确定水稻优质和高产相协同的最佳施氮量，旨在为双季稻地区优质连作晚稻生产的氮肥适当减量施用提供数据支撑与科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为优质连作杂交晚籼稻新组合泰两优1332。试验于2020年在乐清市虹桥镇南阳村试验田进行，稻田为典型的青紫塥黏型土壤，pH为5.26，有机质和全氮含量分别为51.12和2.29 g·kg-1，速效磷、速效钾、缓效钾含量分别为18.77、113.89、299.66 mg·kg-1。试验田地势平坦，排灌方便。6月29日播种，播种量为90 kg·hm-2，田间湿润育秧，于4.5～5.0叶龄移栽，栽插密度为12.0万丛·hm-2，单本插。大田水分管理和病虫害防治同常规栽培。

1.2 处理设计

氮肥处理设5个水平。T1～T5的纯氮施用量分别为90、135、180、225和270 kg·hm-2，分3次施入。第1次在移栽前1 d作基肥施用(占总氮量的60%)，第2次在插秧后7～10 d作追肥施入(占总氮量的20%)，第3次在移栽后40 d左右施用(占总氮量的20%)。所施氮肥为尿素，根据含氮量折合成纯氮。磷肥作基肥一次性施入，用量为16%过磷酸钙375 kg·hm-2(折P2O5为60 kg·hm-2)；氯化钾用量为180 kg·hm-2(折K2O为45 kg·hm-2)，作基肥(80%)和穗肥(20%)，基肥于移栽前1 d施用，穗肥于移栽后40 d左右施用。小区面积40 m2，采用随机区组设计，每处理重复3次，各小区间作埂隔离，并用塑料薄膜覆盖埂体以防渗漏，保证各处理间单独排灌，四周设同品种保护行。所有小区的磷、钾肥施用量和时期完全相同。

1.3 产量性状考种与稻米品质分析

在水稻成熟收获前，分别考查每处理小区的有效穗数；在水稻成熟期，对不同处理的每个小区分别选取3穴典型单株用于考种，考查每穗粒数、千粒重、结实率；分小区实割测产，并以13.5%水分换算成稻谷产量。

考种分析完成后，每小区取收获晒干后的1.0 kg稻谷样品，送中国水稻研究所稻米及制品质量监督检测中心进行稻米品质性状的测定分析。其中，稻米直链淀粉含量和胶稠度的测定分别采用碘蓝比色法和米胶延长法；蛋白质含量测定采用凯氏定氮法，换算系数为5.95。依照中华人民共和国农业部部颁标准(NY 147—1988)进行精米粉测定。

2 结果与分析

2.1 产量及其构成因素

由表1可见，随着氮肥施用量的增加，最高苗数量表现出不断增加的趋势，T5的最高苗数最高，各处理间差异明显。随着施氮量的增加，单位面积的有效穗数呈增加趋势，但分蘖成穗率却呈明显下降趋势。氮肥施用量对稻谷产量的影响表现为先上升后下降的趋势，以T4的产量最高，T5次之，远高于T1的稻谷产量，这说明在低施氮量水平下，增加氮肥施用量可明显提高单位面积有效穗数，进一步提升单产。虽然T5的产量水平较高，但过多的氮肥施用量导致水稻最高苗数过大，苗期群体生长过旺，后期叶片披垂，叶色贪青，从而引起分蘖成穗率和每穗总粒数的下降；而T4处理的有效穗数、每穗总粒数、千粒重相互协调，有利于发挥该品种的高产潜力。

表1 不同氮肥施用量对泰两优1332产量及其构成因素的影响

2.2 稻米加工及外观品质

由表2可见，在不同氮肥施用量处理下，各处理稻米的粒长、长宽比和透明度无差别。垩白粒率随着氮肥施用量的增加而提高，垩白度在低施氮量水平下较低，在中高施氮量水平下迅速上升，其中以T1和T2处理的稻米垩白粒率较低，以T2处理的垩白度最低，T4和T5的垩白粒率较高，T4的垩白度最高，这说明增施氮肥不利于稻米外观品质的改良。糙米率、精米率随着施氮量的增加有先升后降的趋势，在低施氮量水平下，糙米率、精米率相对较低，而高施氮量水平下则相对较高。整精米率随施氮量增加先增后降，仅在中施氮量水平下相对较高。总体来讲，T1处理的稻米加工品质较差，T4处理加工品质较好，但外观品质较差，T2处理的加工品质较好，而T3处理的稻米综合品质较好。

表2 不同氮肥施用量对稻米加工品质和外观品质的影响

2.3 稻米蒸煮食味品质和蛋白质含量

由表3可见，稻米蛋白质含量随着氮肥施用量的增加呈先增后降的趋势，中高施氮水平下的蛋白质含量相对较高。随着氮肥施用量的增加，直链淀粉含量呈下降趋势，碱消值则无变化。各处理胶稠度无明显变化规律。因此，氮肥施用量对稻米食味表现的影响可能主要体现在蛋白质对稻米食味品质的作用上。此外，各施氮量水平的米质综合指标均为2等。

表3 不同氮肥施用量对稻米蒸煮食味品质和蛋白质含量的影响

3 小结与讨论

氮素是水稻生长必不可少的营养元素，不仅是植物体内蛋白质、核酸、酶及叶绿素的组成成分，也是许多内源激素及其前体的重要组成部分[10-11]。关于氮肥施用量对水稻产量及其形成的影响已有大量研究报道[12-14]。现已基本明确，水稻产量与施氮量之间呈曲线关系，即随单位面积施氮量的增加，水稻产量的增幅逐渐减少，氮素利用率降低，而过量施用氮肥反而会引起水稻产量的下降。在不同氮肥施用量下，泰两优1332稻谷产量也表现出相似的特点。在本文研究结果中，适量增施氮肥能促进分蘖成穗和颖花分化，增加水稻的有效穗数、每穗总粒数，进而促进优质晚稻产量提升。而过量施用氮肥会造成苗期群体生长过旺，后期叶片披垂，叶色贪青，使低效和无效的分蘖增加，降低了每穗粒数、结实率和千粒重，导致稻谷产量降低。具体来讲，90 kg·hm-2施氮量处理的成穗率达70.7%，有效穗和实际产量分别为213.75万·hm-2、7.64 t·hm-2，远低于225 kg·hm-2处理的260.7万·hm-2、9.11 t·hm-2。当全生育期施氮量增加到270 kg·hm-2时，因最高苗群体过大，导致个体优势削弱，每穗总粒数下降，产量也出现下降趋势，这与施氮量过多导致水稻营养生长过剩、贪青晚熟有关[15]。

关于氮肥施用量对稻米加工品质和外观品质的影响，现有的研究结果也不尽相同。朱大伟[16]认为，随着施氮量的增加，稻米的加工品质有所改善，外观品质先改善后变劣。万靓军等[17]研究表明，增施氮肥显著改善了稻米外观品质，且能有效改善稻米营养品质。本研究结果表明，稻米垩白粒率和垩白度受氮肥施用量的影响较大，而长宽比、粒长和透明度几乎不受氮肥施用量的影响，这与贺帆等[18]的研究结果基本一致。在稻米外观品质方面，本研究结果显示，随着氮肥施用量增加，垩白粒率和垩白度有上升的趋势，这与殷春渊等[19]研究结果一致，而与金正勋等[20]的研究结果刚好相反。在加工品质方面，适当增施氮肥可提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，且中等施氮水平的效果最好，这与钱银飞等[21]的研究结果一致。在蒸煮品质方面，张洪程等[22]认为，增施氮肥导致直链淀粉含量和胶稠度增加；金正勋等[20]认为，增施氮肥引起直链淀粉含量降低，胶稠度变短；唐健等[23]研究发现，增施氮肥导致机插优质双季晚稻品种的直链淀粉含量减少，胶稠度增加。潘圣刚等[24]研究认为，提高氮肥在穗粒肥中所占的比例能显著提高蛋白质含量。石吕等[9]研究表明，后期氮肥施用均显著提高了不同籼、粳亚种水稻的精米蛋白质含量。至于后期氮肥施用导致稻米蛋白质含量明显升高，还是稻米淀粉性质是决定稻米蒸煮和食味品质变劣的主因，目前仍有较大争议，稻米蛋白质含量的增加直接导致稻米食味品质的下降，还是间接通过影响淀粉结构的合成或作用于淀粉糊化过程而产生，目前也无定论。因此，稻米品质还必须结合蛋白质含量、淀粉结构等相关指标进行综合判断。在本研究结果中，直链淀粉含量随着氮肥施用量的增加呈下降趋势，这与万靓军等[17]研究结果一致，与殷春渊等[19]研究结果相反。而稻米蛋白质含量随着氮肥施用量增加呈先增后降的趋势，这与上述研究结果不尽一致，可能是品种对肥料的反应不同造成的。具体来讲，全生育期施氮量180 kg·hm-2时，稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质较好。

综上，从提高产量、品质优化和成本核算等方面综合考虑，肥力水平中等偏上田块的泰两优1332连作晚稻高产优质栽培适宜的氮肥施用量为180～225 kg·hm-2，此时有效穗数、每穗粒数、千粒重相互比较协调，水稻产量最高，同时可以兼顾到稻米加工、外观、食味蒸煮品质。不少研究结果认为，后期氮素肥料的不合理施用会导致稻米品质下降[22-25]。后期氮肥对蒸煮和食味品质的劣化效应，在籼稻中表现更为明显，这一现象应在优质连作晚稻新组合泰两优1332推广应用与品质优化栽培中引起注意，后期谨慎施用氮素肥料，尽可能减少穗肥比例或后氮前移。