氮肥减量下不同基蘖肥与穗肥运筹对机插稻生长发育特性的影响

杜同庆，仝 斌，徐 鹏，李振宏

（睢宁县农业技术推广中心，江苏 睢宁 221200）

氮肥运筹是影响水稻产量、品质的重要栽培措施，而且也影响生态环境。目前，淮北地区水稻高产栽培中，氮肥（纯氮）施用量一般为300～350 kg/hm，高的达375 kg/hm。化肥过量使用不仅造成氮素的浪费，而且污染环境。因此，国家号召减肥减药、提质增效，减少化肥对环境与水体的污染。氮肥减量下，如何正确进行基蘖肥与穗肥比例的运筹，增加产量，提高品质，是一个值得深入研究的课题。本研究在氮肥施用总量减少10%的条件下，设置了3个不同的基蘖肥与穗肥质量施用比例（5∶5、6∶4、7∶3），研究其对水稻茎蘖动态、叶面积指数、干物质积累、产量及稻米品质的影响，以期为氮肥减量施用下水稻优质、高产栽培肥料运筹提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2021年在江苏省徐州市睢宁县稻麦科技综合示范基地（117°54′15″E、33°57′00″N）内进行。土壤类型为砂壤土，0～20 cm土壤全氮含量1.22 g/kg，速效钾含量82.1 mg/kg，速效磷含量15.7 mg/kg，有机质含量20.8 g/kg。前茬作物为小麦。供试品种为南粳5626，属中熟中粳稻品种，由江苏省农业科学院粮食作物研究所选育并提供试验用种。5月15日播种，6月17日洋马插秧机栽插，行株距分别为30、12 cm，每穴3～4苗，叶龄4.9叶。

1.2 试验设计

试验以大面积常规分次定量施肥为对照（CK），纯氮量为300 kg/hm，按基蘖肥、穗肥质量比6∶4施用；氮肥减量10%（270 kg/hm）下，设置3个不同基蘖肥与穗肥纯氮质量施用比例，分别为5∶5（处理1）、6∶4（处理2）、7∶3（处理3）。基蘖肥分别于整地、移栽后7 d等量施用，穗肥分别于倒4、倒2叶期2次等量追施。磷肥为过磷酸钙（PO150 kg/hm），一次性基施。钾肥为氯化钾（KO 300 kg/hm），分别于耕翻前、拔节期等量施入。采用随机区组试验设计，每个小区面积为300 m，3次重复。各小区间筑埂并用塑料薄膜深埋包埂，单排独灌。其他管理措施统一按超高产栽培要求实施。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 茎蘖动态。各小区定点20穴，自移栽至抽穗每隔7 d调查分蘖动态。

1.3.2 叶面积指数LAI及上3叶长度测定。在拔节期、孕穗期、抽穗期、成熟期4个时期，每期以平均茎蘖数为主要标准，取代表性植株30株，测定叶面积指数。齐穗期选代表性植株30株测定上3叶叶片长度，并计算平均值。

1.3.3 干物质量。分别于有效分蘖临界叶龄期（N-n期）、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期（抽穗后20 d）、成熟期，按每小区茎蘖数的平均数取代表性植株3穴，105℃杀青30 min，80℃烘干至恒质量，测定干物质量。

1.3.4 产量构成因素测定。有效穗数每小区查50穴，并计算每穴平均穗数，以平均穗数为标准，在小区不同区域取株高、穗型有代表性的20穴，测定其穗粒数、结实率。每小区取30 m实割，晒干换算成标准含水量后计算产量，并从测产的样本中取样，测定千粒质量。

1.3.5 稻米品质测定。按照GB/T 17891—1999《优质稻谷》测定碾米品质（糙米率、精米率、整精米率）、外观品质（垩白粒率），其他参数参见吕文俊等的方法。

1.4 数据处理与分析

运用SPSS 22.0和Excel 2007软件分析和处理数据。

2 结果与分析

2.1 茎蘖动态

由图1可知，6月17日移栽，基本苗为93.30万～93.75万株/hm，后每7 d调查各处理茎蘖动态变化。4个处理茎蘖消长动态的影响基本一致，均在移栽后42 d（7月29日）茎蘖数达到最大值，其中：对照（CK）处理最高，达430.95万株/hm；其次为处理3，达411.75万株/hm；最低为处理1，达405.60万株/hm。之后各处理茎蘖数开始消减，至抽穗期基本稳定，最终对照（CK）、处理1、处理2、处理3成穗数分别为348.60万、321.90万、335.10万、331.80万株/hm，成穗率分别为80.89%、79.36%、82.53%、80.58%。

图1 氮肥减量不同基蘖肥与穗肥施用比例对茎蘖动态的影响

2.2 干物质积累量

由表1可知，播种—N-n期、N-n—拔节期、拔节—抽穗期、抽穗—成熟期4个阶段的4个处理干物质积累量均呈先升高后下降的趋势，以拔节—抽穗期干物质积累量最高。4个阶段均是CK的干物质积累量高于其他处理，相应干物质积累量占全生育期干物质量的比例分别为4.57%、20.03%、40.02%、35.38%。减氮条件下，随着基蘖肥与穗肥质量施用比例的增加，播种—N-n期干物质积累量表现为处理2＞处理3＞处理1，占全生育期干物质量比例为处理3＞处理2＞处理1；N-n期—拔节期（即无效分蘖期），干物质量表现为处理3＞处理2＞处理1，占全生育期干物质量的比例同样表现为处理3＞处理2＞处理1。拔节后由于穗肥施用量的不同，拔节—抽穗期、抽穗—成熟期干物质积累量均表现为处理2＞处理1＞处理3。

表1 氮肥减量不同基蘖肥与穗肥质量施用比例对水稻干物质积累量的影响

2.3 叶面积指数及上3叶叶片长度变化

由表2可知，全生育期水稻叶面积指数均呈现出先上升后下降的变化趋势，孕穗期达最大值，此后平稳下降。CK各时期叶面积指数均高于氮肥减施3个处理，孕穗期LAI达到最大，为8.04。氮肥减施下，孕穗期LAI表现为处理3＞处理2＞处理1，其中处理3达7.84；成熟期时，3个处理叶面积指数变化趋势为处理1＞处理2＞处理3。对上3叶叶片长度分析，4个处理上3叶长整体均呈现为倒2叶＞倒3叶＞倒1叶，其中对照（CK）上3叶叶长均较其余3个处理长。氮肥减施下，倒1叶长度表现为处理1＞处理2＞处理3，倒2叶叶片长度为处理2最长，为14.83 cm。

表2 氮肥减量不同基蘖肥与穗肥质量施用比例对叶面积指数与上3叶叶片长度变化的影响

2.4 产量分析

由表3可知，穗数、穗粒数均以CK最高，分别达348.60万个/hm和138.65粒/穗。氮肥减量下，穗数随着基蘖肥与穗肥比例升高均呈现先增加后减少的趋势，但3个处理间差异无统计学意义。处理2穗粒数达134.84粒/穗，与CK之间差异无统计学意义，但极显著高于处理3。结实率方面，CK最低，为87.08%，其次为处理2，为88.40%，两者之间差异无统计学意义。处理3的结实率最高，达91.35%，与CK之间差异有高度统计学意义，但与处理1之间差异无统计学意义，与处理2之间差异有统计学意义。千粒质量方面，处理3最高，为25.92 g，与CK、处理2之间差异有高度统计学意义。实收产量方面，CK产量最高，为9 495.07 kg/hm，与处理1、处理3差异有高度统计学意义；其次为处理2，达9 208.59 kg/hm，与处理1、处理3之间差异无统计学意义，与CK间差异有统计学意义。

表3 氮肥减量不同基蘖肥与穗肥质量施用比例对产量及产量构成因素的影响

2.5 品质分析

由表4可知，CK的糙米率、精米率、整精米率最高，分别达86.31%、76.36%、72.99%。氮肥减量条件下，随着基蘖肥与穗肥施用比例的增加，糙米率、精米率、整精米率均呈现下降趋势，即处理1＞处理2＞处理3，3个处理之间差异均没有高度统计学意义，但处理3糙米率、精米率、整精米率极显著低于CK。外观品质方面，垩白率CK最高，为11.76%，处理3最低，为11.29%，两者之间差异有高度统计学意义。直链淀粉含量、胶稠度均以处理3最高，分别达16.01%、80.95 mm，3个氮肥减量处理呈现随着基蘖肥与穗肥施用比例的增加而增加。CK蛋白质含量最高，为8.52%，其他3个处理呈现随着基蘖肥与穗肥比例的增加而降低。口感值、食味值均以处理3最高，其次为处理2，两者之间差异均有统计学意义。

表4 氮肥减量不同基蘖肥与穗肥质量施用比例对稻米品质性状的影响

3 讨论与结论

在氮肥减量条件下，高峰苗、成穗数均较对照（CK）低，但3个处理高峰苗随着基蘖肥与穗肥质量比例的增加呈增加的趋势，而成穗率却先升后降。可见，增加基蘖肥用量可增加分蘖，但过量施用成穗率反而会减低。增加施氮量可以提高不同生育时间段内干物质积累量。氮肥减量下，随着基蘖肥与穗肥施用比例的增加，N-n—拔节期的3个处理的干物质积累量呈现增加的趋势；而拔节—抽穗期、抽穗—成熟期的3个处理的干物质积累量均呈现先升高后下降的趋势。这表明合理的基蘖肥与穗数比例可增加拔节后干物质的积累。减氮条件下，随着基蘖肥与穗肥质量比的升高，3个处理孕穗期叶面积指数呈现升高趋势，但至成熟期时，却呈现减少趋势，主要是前期施肥比例较高、无效分蘖较多所致。综合分析，氮肥减量下，前期基蘖肥的大量施用，可以使孕穗期叶面积指数增加，但也使得叶面积指数的消减幅度变大。氮肥减量下，随着基蘖肥与穗肥质量比例的升高，产量呈现出先升后降的趋势，处理2产量最高，达9 208.59 kg/hm。穗粒数的变化同样随着基蘖肥与穗肥质量比例的升高而呈现先升后降的趋势，其中以基蘖肥与穗肥质量比6∶4处理平均值最高，说明基蘖肥施氮量不足或过量均会影响大穗的形成，从而影响产量。结实率、千粒质量在3个氮肥减量处理间无明显变化规律。从稻米品质上分析，氮肥减量后，3个处理稻米的糙米率、精米率、整精米率、垩白率，随着基蘖肥与穗肥质量比例的增加均呈现逐渐下降的趋势。可见，加大穗肥氮素施用量对稻米的加工品质有显著性改善作用，但会使稻米的外观品质显著性变差，即垩白率提高。随着后期穗肥施氮量的减少，稻米直链淀粉含量上升，但蛋白质含量却降低。蛋白质含量的降低，胶稠度的升高，其口感将会变好，从而导致口感值、食味值均呈现上升趋势。因此，在氮肥减施10%的条件下，基蘖肥与穗肥质量比例的增加，有利于改善稻米蒸煮品质，其中基蘖肥与穗肥质量比6∶4可使水稻高产、优质得到较好的协调统一。