滨海稻区优质粳稻产量形成及品质对穗肥施用时期的响应

马 畅，付立东，吕小红，隋 鑫，杜 萌，李 旭，李振宇，于亚辉

(辽宁省盐碱地利用研究所，辽宁盘锦 124010)

穗肥在水稻的生育过程中发挥着关键调控的作用，前人研究认为，高产水稻中有80%以上的籽粒产量来自于抽穗后的光合积累[1]，穗肥的施用可以增强抽穗至成熟期干物质积累量[2]、调节水稻结实率、减少颖花退化[3]，进而提高产量。相关研究认为，过早或过迟施用穗肥均不利于水稻群体的构建[4]；穗肥可以调节水稻的结实率及穗粒数进而影响产量[5]；适当的氮素穗肥后移可以起到增产和提高总体氮肥利用率的作用[6-7]。生产中，不仅应注意与产量相适应的肥料总施用量和各生育时期的施肥比例，还应关注穗肥的适宜施用时期。

氮肥对稻米品质有重要调控作用，稻米品质因穗肥施用时期的不同表现并不一致[8]，相关研究认为，穗肥的施用对外观品质及加工品质的提升有显著的促进作用，但食味品质变劣[9-10]。丁艳锋等认为，倒0.5叶施穗肥显著提高了籽粒发育过程中蛋白质的积累[11]。何小娥等认为，杂交稻提早施用穗肥，加工品质提高了但外观品质却下降了，在幼穗分化2期施用穗肥最佳[12]。朱晓彦等认为，推迟施用穗肥在改善食味品质的同时提高了营养品质[13]。可见，不同学者的研究结论不尽相同。

水稻对氮素施用时期的响应可能由于品种、生育期、土壤特性及生态条件的差异而不同，前人研究多集中在以速效氮肥为底肥的基础上探索适宜的穗肥施用时期，本试验以长效缓控释复合肥(缓混肥)为基肥，以2个优质粳稻品种为材料进行不同穗肥时期处理，研究水稻的产量形成、颖花退化、病害发生和品质的变化，探索长效缓控释复合肥与速效氮肥配合施用的高效穗肥施用时期，为滨海稻区优质粳稻优质高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在2021年于辽宁省盘锦市的大洼区新建试验基地(122.19°E，44.04°N)进行，土壤类型为滨海盐滞型水稻土。其中土壤有机质含量为 21.741 g/kg，全氮含量为1.274 g/kg，碱解氮含量为89.54 mg/kg，速效磷含量为37.761 mg/kg，速效钾含量为256.594 mg/kg，全盐含量为0.122 4%，pH值7.46。供试材料为辽宁省盐碱地利用研究所选育的优质水稻新品种盐粳219、盐粳313，生育期为158～162 d，属于中晚熟粳型常规水稻品种。

1.2 试验方法

试验为随机区组设计，3次重复，分别设倒5叶(T1)、倒3叶(T2)、倒1叶(T3)3个穗肥施肥时期，不施氮肥(CK)为对照。T1、T2、T3施氮总量为 240 kg/hm2，在旋地前施用荣和缓释复合肥(N、P2O5、K2O含量分别为30%、14%、8%)600 kg作为基肥，7叶龄施入尿素(含N 46%)70.5 kg/hm2作为蘖肥，穗肥施用尿素60 kg/hm2。CK不施氮肥，只施入磷肥、钾肥，施用量为P2O584 kg/hm2，K2O 48 kg/hm2，在旋地前施入过磷酸钙(含P2O514%)600 kg/hm2、硫酸钾(含K2O 50%)96 kg/hm2作为基肥。4月13日育苗，5月26日移栽，移栽密度 30 cm×18 cm，每穴4～5株，10月8日收获。小区长8.5 m，宽3.6 m，面积30.6 m2。四周做宽 45 cm、高35 cm的田埂，防止肥渗漏，田间管理参照高产生产田。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 退化颖花数调查 于抽穗期取代表性3穴，每穴取8穗，调查每穗的颖花退化数。

分化颖花数=形成颖花数(实际颖花数)+退化颖花数。

1.3.2 纹枯病、稻瘟病的病情指数、发病率调查 于成熟期每个处理随机取3点，每点3株调查纹枯病、稻瘟病的发病情况。

植株发病率=染病株数/调查总株数×100%；

植株病情指数=[∑(各级病株数×相应级数)/调查总株数×最高级别值]×100%。

1.3.3 测产及考种 成熟期每小区取3点，每点 2 m2收获测产，测量成熟期收获穗数，室内考种，调查一次枝梗数、二次枝梗数、每穗实粒数、每穗秕粒数、千粒质量，计算结实率。

1.3.4 氮素积累及氮肥利用率 根据田间平均茎蘖数，成熟期每个小区选取有代表性的3穴植物样，分成穗和茎叶2个部分，置于烘箱中杀青并烘干，恒质量后称量。烘干的植物样磨碎过80目筛，消化后采用凯氏定氮仪(型号：Foss KjeltecTM8400，Swiss)测量植株全氮量。计算氮收获指数、氮吸收利用效率及氮生理利用效率，计算方法参照文献[14]。

1.3.5 品质测定 加工品质、外观品质、米饭食味评分和物理特性的测定参照文献[15]。淀粉糊化特性采用快速黏度分析仪(型号：Perten RVA 4500)测定，方法参照文献[16]。

2 结果与分析

2.1 产量及产量构成因素对穗肥施用时期的响应

由表1可知，随着穗肥施用时期的延后，产量、每穗实粒数、结实率、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率呈下降趋势。不同穗肥施用处理间，产量、穗数、实粒数、秕粒数、千粒质量、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗结实率差异不显著。T3处理下结实率、二次枝梗结实率显著低于CK和T1处理。由于一次枝梗结实率间差异不显著，因此结实率的差异主要由于二次枝梗结实率的差异造成的。不同穗肥时期处理下，穗数无显著差异，显著高于CK。T3处理下秕粒数显著高于CK。品种间表现为盐粳219的产量、每穗实粒数、每穗秕粒数、二次枝梗数显著高于盐粳313，盐粳313的穗数、结实率、千粒质量、一次枝梗结实率显著高于盐粳219，二者的一次枝梗数和二次枝梗结实率无显著差异。穗肥施用时期和品种影响着产量和产量构成因素，其中穗肥施用时期对产量、穗数、二次枝梗结实率影响较大，品种对千粒质量、二次枝梗数、每穗实粒数、结实率及每穗秕粒数影响较大。

表1 产量构成及产量对穗肥施用时期的响应

2.2 氮肥利用率及氮素吸收对穗肥施用时期的响应

由表2可知，施氮处理(T1、T2、T3)的穗吸氮量、茎叶吸氮量和总吸氮量显著高于不施氮(CK)。茎叶吸氮量随着穗肥施用时期的延后呈上升趋势，处理间无显著差异；植株穗吸氮量和总吸氮量呈下降趋势，各处理间穗吸氮量差异显著；各处理间氮生理利用效率差异不显著，氮吸收利用效率和氮收获指数有下降趋势，其中T3处理下氮吸收利用效率显著低于T1处理，T2、T3处理下氮收获指数显著低于T1处理，说明过晚施入穗肥会影响植株对氮素的吸收，同时穗肥晚施不利于氮素在穗部的积累和转化。

表2 氮肥利用率和氮素吸收对穗肥施用时期的响应

2.3 颖花形成和退化对穗肥施用时期的响应

随着穗肥施用时期的延后，盐粳219、盐粳313的形成颖花数呈下降趋势，退化颖花数呈上升趋势，T3处理下退化颖花数显著高于T1处理。盐粳219在T1处理下形成颖花数、分化颖花数最多，退化颖花数最少；盐粳313在T1处理下形成颖花数最多，退化颖花数最少，分化颖花数与T2处理差异不显著(表3)。因此T1处理有利于颖花数的形成和分化，减少颖花退化。

表3 颖花退化对穗肥施用时期的响应

2.4 稻瘟病和纹枯病对穗肥施用时期的响应

由表4可知，穗肥施用时期对稻瘟病的发病率和病情指数无显著影响，处理间无显著差异。T3处理的纹枯病发病率和病情指数显著高于其他处理，即过晚施入穗肥会加重纹枯病病害发生率、发病程度。品种间表现为盐粳219的稻瘟病发病率、病情指数高于盐粳313，盐粳313的纹枯病发病率、病情指数高于盐粳219，品种间差异均不显著。

表4 稻瘟病和纹枯病对穗肥施用时期的响应

2.5 稻米加工品质、外观品质对穗肥施用时期的响应

由表5可知，随穗肥施用时期的延后，稻米的糙米率、精米率、透明度、精白度、粒厚呈下降趋势，处理间糙米率、精米率、整精米率、透明度、粒厚无显著差异，说明穗肥施用时期对加工品质无显著影响。T3处理下精白度、白度显著低于CK。与CK相比，氮肥的施用增加了垩白度，T1处理与CK差异不显著，T2、T3处理显著高于T1处理和CK，随着穗肥晚施，稻米的垩白度增大，外观品质有变劣的可能。品种间，盐粳313的加工品质比盐粳219差，其中整精米率显著低于盐粳219。盐粳313的粒厚显著比盐粳219大，垩白度、白度、透明度、精白度二者无显著差异。

表5 稻米加工品质和外观品质对穗肥施用时期的响应

2.6 稻米食味品质对穗肥施用时期的响应

穗肥施用时期、品种及二者互作显著或极显著影响米饭食味评分。随着穗肥施用时期的延后，米饭的综合评分逐渐降低，处理间差异显著。味道、口感呈下降趋势，完整性呈相反趋势。施用氮肥后，米饭的香气、光泽、味道、口感均下降，处理间硬度、黏度差异不显著。T3处理下，味道、口感显著低于T1、T2处理。品种间，盐粳219综合、香气、光泽、味道、口感显著高于盐粳313，完整性、硬度显著低于盐粳313，因此盐粳219的食味品质优于盐粳313(表6)。

表6 米饭食味评分和物理特性对穗肥施用时期的响应

2.7 淀粉糊化特性对穗肥施用时期的响应

随着穗肥施用时期的延后，淀粉峰值黏度、热浆黏度、崩解值呈下降趋势(表7)。T3处理的峰值黏度显著低于其他处理，T3处理的冷胶黏度最低，显著低于CK处理，T3处理的崩解值显著低于T1处理，T1处理的消减值显著低于其他处理。RVA谱可以反映稻米的蒸煮食用品质[17]，一般认为峰值黏度、崩解值大，消减值小的水稻品种品质好[18]，因此T1处理品质优于其他处理，T3处理品质差。CK下峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、峰值时间、糊化温度均最高，其中热浆黏度、冷胶黏度、峰值时间显著高于其他处理。盐粳219的淀粉糊化特性均高于盐粳313，差异达到显著水平。

3 结论与讨论

前人对穗肥施用量、施肥比例、施用时期开展了大量研究，关于穗肥最佳施用时期因生态类型、品种类型和生育期不同结果各异。杨敏等认为，喀斯特区域杂交稻在倒3叶施穗肥产量最高[19]。朱晓彦等认为，穗肥施用时期提早到倒4叶，甚至倒5叶可获得较多的颖花量从而高产[20]。陈应明认为，不同品种存在不同的最适时期[10]。张庆等认为，穗肥施用应根据生产目标不同而有所选择[21]。本试验研究认为，对于中晚熟常规水稻品种，穗肥施用时期不宜过晚，适宜的穗肥施用时期是倒5叶，最晚不应晚于倒3叶施穗肥。穗肥晚施会增加退化颖花数，增加秕粒数，减少枝梗分化，降低结实率，尤其是二次枝梗结实率；降低氮吸收利用效率和氮收获指数，降低食味品质。倒5叶施穗肥增产的原因是每穗实粒数增加、结实率提高，与徐茂等研究结论[2]一致。有研究认为，产量随穗肥施用的延迟呈先增加后减少的趋势[22]，本试验结果表明，倒5叶施穗肥产量最高，不同穗肥处理下产量无显著差异，可能是由于前期施肥比例较大，同时缓释肥作为基肥肥效持续时间长，各处理在孕穗期仍保持一定的氮含量。关于穗肥施用时期对品质的影响，不同学者研究结论并不一致，朱晓彦等认为，推迟施用穗肥可以降低直链淀粉含量，改善稻米品质[13]；崔晶等认为，幼穗形成期与幼穗形成7 d后追肥，会导致蛋白质含量上升、最高黏度下降，即稻米理化性质变差[22]。这可能是因为试验品种类型和生态区的不同，不同水稻类型品种对氮素穗肥的响应不一致。本试验与张庆研究结论[21]基本一致，随着穗肥施用延迟，米饭食味值降低，淀粉崩解值、峰值黏度、热浆黏度下降，即推迟穗肥施用不利于食味优良稻米品质提升，优质水稻生产穗肥应早施。

凌启鸿等研究认为，穗肥施用时期与水稻品种和熟期类型关系密切，早熟的品种只需要施用保花肥，中熟的品种适宜施用保花肥，而晚熟的品种是促花肥和保花肥并重[23]。李子昂通过对北方不同熟期粳稻的穗肥施用发现，北方粳稻最佳穗肥运筹模式是“倒4叶+倒1叶”，同时认为北方粳稻促花肥最佳施用时期倒4叶>倒5叶，保花肥最佳施用时期倒1叶>倒2叶[24]。本试验考虑生产实际和省工高效的原则，仅针对一次穗肥进行了研究，今后可进一步细化穗肥施用时期，对一次穗肥和促花肥、保花肥组合施用进行比较研究。