付雪蛟 吕小红 付立东 全革 王柏秋
摘 要:采用小区对比方法,在施氮量0~270 kg/hm2范围内,探讨水稻新品种盐粳219产量及品质对施氮量的响应,明确适宜的施氮量,为其优质高产施肥提供指导依据。结果表明,施氮处理中,随着施氮量的增加,盐粳219的株高、净光合速率、结实率、纹枯病的染病程度以及糙米率、精米率、整精米率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量呈增加趋势,成穗率、穗粒数、千粒重表现出降低趋势。施氮180 kg/hm2、210 kg/hm2、240 kg/hm2、270 kg/hm2处理分别比0 kg/hm2处理增产48.03%、52.91%、58.86%、63.71%,但稻米食味值分别较0 kg/hm2处理降低1.0、1.6、4.3、6.6分。兼顾产量与品质并结合大面积示范结果,建议滨海稻区水稻新品种盐粳219优质稳产栽培的适宜氮肥(N)量为180~210 kg/hm2,高产优质栽培的适宜施氮(N)量可增至240~270 kg/hm2。
关键词:水稻;食味;施氮量;产量;品质
Response of Yield and Quality of the New Rice Variety Yangeng-219 with
High Taste Value to Nitrogen Application
FU Xue-jiao , LV Xiao-hong* , FU Li-dong , QUAN Ge , WANG Bai-qiu
(Liaoning Institute of Saline-Alkali Land Utilization, Panjin Liaoning 124010, China)
Absrtact: In order to define the suitable amount of nitrogen application and provide guidance for high-quality and high-yield fertilization,the response of yield and quality of new rice variety Yangeng-219 with high taste value to nitrogen application was studied in the range of 0-270 kg/hm2 by plot contrast method. The results showed that with the increase of nitrogen application, the plant height, net photosynthetic rate, seed setting rate, infection degree of sheath blight, brown rice rate, milled rice rate, head rice rate, chalkiness degree, amylose content and protein content of Yangeng-219 showed an increasing trend, and its panicle percentage, grain number per panicle and 1000-grain weight showed a decreasing trend within the N treatments.The yield under treatments of 180 kg/hm2, 210 kg/hm2, 240 kg/hm2, 270 kg/hm2 increased by 48.03%,52.91%,58.86% and 63.71% compared with the treatment of 0 kg/hm2, but the rice taste value decreased by 1.0,1.6,4.3 and 6.6 points respectively. Taking into account both yield and quality, and combining with the results of large-scale demonstration, it was suggested that the suitable nitrogen fertilizer amount for high-quality and stable-yield cultivation of new rice variety Yangeng-219 was (N)180~210 kg/hm2, the suitable nitrogen application rate (N) for high-yield and high-quality cultivation could be increased to 240~270 kg/hm2.
Key words: Rice; Taste value; Nitrogen application; Yield; Quality
鹽粳219是辽宁省盐碱地利用研究所选育的高产、多抗、优质食味水稻新品种(审定编号:辽审稻20200030);2 a区域试验平均产量9.137 t/hm2,比对照增产4.8%,生产试验平均产量9.281 t/hm2,比对照增产2.3%;该品种达到了国家优质米一级标准,并在2020年荣获了第三届全国优质稻品种食味品质鉴评(粳稻)金奖,目前在盘锦稻区大面积推广应用。氮肥是水稻生长发育所必需的三大营养元素之一,对水稻产量和品质影响较大,适时适量施入氮素可促进水稻生长发育,促进水稻增产与稻米品质的稳定,但过量施入尤其是水稻生育后期增加施氮量对水稻的抗病性、产量、品质均有不利影响[1-4]。学者们在关于施氮量对水稻产量和品质影响方面已做了大量研究[5-8],但因研究地土壤状况或作物品种特性不同,水稻的适宜施氮量暂时尚无定论[9],针对特定地区和品种,如何合理施氮还应进一步研究。本研究以优质食味水稻新品种盐粳219为材料,分析不同施氮量下其产量和品质差异,试图找到二者最佳的施氮量,为其大面积优质高产施肥提供指导依据,进而促进盐粳219高产高效优质生产。
1 设计与方法
1.1 试验地概况
试验在位于盘锦市大洼区唐家镇刘家村的辽宁省盐碱地利用研究所实验基地进行,土壤类型为典型的滨海盐渍型水稻土,耕层土壤(0~15 cm)含有机质28.15 g/kg、全盐2.19 g/kg、pH值7.13、碱解氮108.3 mg/kg、有效磷47.1 mg/kg、速效钾266.6 mg/kg。
1.2 试验设计
施氮量(N)设CK0:0 kg/hm2、F1:180 kg/hm2、F2:210 kg/hm2、F3:240 kg/hm2、F4:270 kg/hm2 5个处理,随机排列,3次重复;小区面积21.0 m2。各处理的氮肥、磷肥(84 kg/hm2)、钾肥(48 kg/hm2)施入量与施入时期按表1进行。采用工厂化育秧技术培育壮秧,4月18日播种,播量85 g/盘。5月24日采用人工移栽,行穴距30.0 cm×18.0 cm,3~5本株/穴。灌水、施药防治病虫草害及其它田间管理措施按常规进行。
1.3 调查内容与方法
茎蘖动态:每个小区设3个调查点,每点定植6穴。分蘖初期开始6~7 d调查一次茎蘖数,主要调查N-n期(有效分蘖临界期,N为主茎叶片数、n为伸长节间数)、拔节期、齐穗期茎蘖数及成熟期穗数。
光合速率:采用LI-6400光合仪于齐穗期测定剑叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率。
病害:于成熟期調查水稻纹枯病、穗颈瘟的染病程度[10],计算植株发病率和植株病情指数。
植株发病率=(染病植株/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%。
产量构成与单产:成熟期各取具有代表性植株5穴,进行室内考种,调查每穴平均穗数、株高、穗长、每穗一次枝梗数、穗粒数、结实率、千粒重(饱粒重)。每个小区设置3个测产点,每点采集5 m2,风干后脱谷记单产。
稻米品质:稻谷收获后于阴凉干燥处风干1个月后用于品质测定。 糙米率、精米率、整精米率参照NY/T 83-2017《米质测定方法》[11]测定;垩白度采用JMWT12大米外观品质检测仪测定;直链淀粉含量、蛋白质含量、食味值采用佐竹RCTA11A米粒食味计测定。
2 结果与分析
2.1 盐粳219茎蘖及成穗率对施氮量的响应
表1结果表明,增加施氮量促进了水稻新品种盐粳219单位面积茎蘖数与收获穗数的增加,同时由于无效分蘖的增加降低了其茎蘖成穗率。N-n期、拔节期、齐穗期盐粳219茎蘖数以及成熟期穗数均表现为CK0
2.2 盐粳219齐穗期光合效应对施氮量的响应
表2结果表明,增加施氮量水稻新品种盐粳219齐穗期的净光合速率有所增加,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率有所降低。CK0处理的净光合速率26.19 μmolCO2·m-2s-1,比F1、F2、F3、F4处理的分别降低了4.49%、9.63%、10.64%、12.53%,CK0处理显著低于F1、F2、F3、F4处理,F1处理显著低于F2、F3、F4处理;气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率均表现为CK0>F1>F2>F3>F4,CK0处理均显著高于F1、F2、F3、F4处理,且F1、F2处理均显著高于F3、F4处理,说明F1、F2处理气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率的降幅明显低于F3、F4处理的降幅。
2.3 盐粳219成熟期纹枯病与穗颈瘟染病程度对施氮量的响应
表3结果表明,增加施氮量水稻新品种盐粳219成熟期水稻纹枯病的病株率、病情指数有所增加。纹枯病病株率、病情指数均表现为CK0 2.4 盐粳219农艺性状及产量对施氮量的响应 表4结果表明,施氮处理中,增加施氮量水稻新品种盐粳219的株高、单位面积收获穗数与结实率、产量有增加趋势,穗长、穗粒数、穗一次枝梗数、千粒重有降低趋势。CK0处理产量6.252 t/hm2,F1、F2、F3、F4处理分别比CK0增产48.03%、52.91%、58.86%、63.71%;CK0穗数与上述四处理存在显著差异,F3与F1处理之间,F4与F1、F2处理之间也存在显著差异;CK0处理颖花量22 942.9×104/hm2,比F1、F2、F3、F4处理分别减少了49.88%、51.49%、53.35%、53.14%,各处理之间均存在显著差异;每穗粒数表现为CK0>F1>F2>F3>F4,结实率表现为CK0>F4>F3=F2>F1,千粒重表现为CK0>F1>F2>F3=F4,CK0处理均显著高于其他四处理。株高表现为F4>F3>F2>F1>F0,穗长表现为CK0>F1>F2>F3>F4,每穗一次枝梗数表现为CK0 2.5 盐粳219稻米品质对施氮量的响应 表5结果表明,施氮处理中,增加施氮量水稻新品种盐粳219稻米的糙米率、精米率、整精米率及垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量有增加趋势,食味值有降低趋势。糙米率表现为CK0 3 结论与讨论 适宜增加施氮量可促进水稻产量的增加[3,12]。本试验在滨海稻区施氮量(N)0~270 kg/hm2条件下,随着施氮量的增加,水稻新品种盐粳219的产量随之增加,施氮量为270 kg/hm2的F4处理单产最高,达10.235 t/hm2,结实率的增加与千粒重的稳定是其获得高产的主要原因[2,13]。增加施氮量尤其是增加蘖肥施氮量,对于滨海盐碱地盐粳219茎蘖数的增加效果明显,这与李锐[14]的研究结果一致。协调基蘖穗肥施入比例,对盐粳219收获穗数、结实率的增加与千粒重的稳定起到了一定的作用[15,16]。增加施氮量盐粳219的株高、结实率有增加趋势,穗长、一次枝梗数、穗粒数、千粒重有降低趋势[1];增加施氮量盐粳219的纹枯病的染病程度加重,而对穗颈瘟染病程度影响不明显,但过量施入氮肥会使水稻贪青晚熟、加大倒伏与加重病害的风险[17]。隋鑫[18]的试验结果表明随着施氮量的增加,水稻净光合速率、气孔导度、蒸腾速率增加,王仁雷[19]也认为随着施氮量的增加,水稻净光合速率、气孔导度随之增加。而在本试验中,增加施氮量盐粳219的净光合速率有所增加,但气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率有所降低,這一结论与冯尚宗[20]的试验结果基本相同,这可能与选用材料品种特性或施氮量梯度不同有关。 增加施氮量稻米品质表现出降低趋势[21-24]。增加施氮量对盐粳219的糙米率、精米率、整精米率影响较小[25-27]。增加施氮量盐粳219的垩白度、直链淀粉、蛋白质略有增加,与李梅桢[3]在黄河三角洲的水稻氮肥施入量试验结果基本一致,与刘秋员[22]在豫南地区随着施氮量的增加稻米直连淀粉含量降低略有差异。CK0处理的蛋白质含量显著高于F1、F2、F3、F4处理,直链淀粉含量与上述四处理无显著差异,垩白度显著低于上述四处理,而CK0处理的稻米食味值却位居首位,且显著高于其F3、F4处理,说明稻米食味值是由蛋白质含量、直链淀粉含量、垩白度等多项指标共同作用的结果,这与汪男[28]在天津宁河区林场氮肥对水稻产量与品质的试验结果相近。 兼顾产量与品质并结合大面积示范结果,建议滨海稻区水稻新品种盐粳219优质稳产栽培的适宜氮肥(N)量为180~210 kg/hm2,高产优质栽培的适宜施氮(N)量可增至240~270 kg/hm2。 参考文献: [1] 佟彤,付立东.氮肥不同施入量对水稻新品种盐粳228产量的影响[J].北方水稻,2012(1):16-19. [2] 黄河,吕小红,杜萌,等.氮肥施入水平对盐粳22生长发育及产量的影响[J].辽宁农业科学,2021(2):37-40. [3] 李梅桢,董欢欢,郭涛,等.施氮量对黄河三角洲盐碱地水稻产量及品质的影响[J].青岛农业大学学报,2022,39(1):25-31. [4] 陈爱忠,潘晓华,吴建福,等.施氮量对双季超级稻产量、干物质生产及氮素吸收利用的影响[J].杂交水稻,2011,26(2):58-63. [5] 杨志远,胡蓉,孙永健,等.三角形强化栽培模式下氮肥运筹对II优498产量及氮肥利用的影响[J].作物学报,2012,38(6):1097-1106. [6] 柳金来,宋继娟,李福化,等.氮肥施用量对水田土壤肥力和水稻植株养分含量及产量的影响机制[J].农业与技术,2000,20(4):8-12. [7] 鲁艳红,廖育林,汤海涛,等.不同施氮量对水稻产量、氮素吸收及利用效率的影响[J].农业现代化研究,2010,31(4):479-483. [8] 冯洋.水稻不同产量水平适宜施氮量与主推品种氮效率筛选评价的研究[D].武汉:华中农业大学,2014. [9] 吕小红,王宇,马畅,等.氮密互作对滨海稻区不同品种粳稻产量及氮肥利用率的影响[J].沈阳农业大学学报,2022,53(1):1-8. [10] 任海,付立东,王宇,等.硅肥与基本苗配置对水稻生长发育、产量及品质的影响[J].中国土壤与肥料,2019(1):108-116. [11]中华人民共和国农业农村部.米质测定方法:NY/T 83-2017[S].北京:中国农业出版社,2017. [12] 王丹.付立东.氮肥不同施入量对水稻新品种盐粳939产量的影响[J].江苏农业科学,2014,42(5):73-75. [13] 付雪蛟,付立东.翠京原生物肥对滨海盐碱地水稻产量的影响[J].现代农业科技,2017(4):6-7. [14] 李锐.不同基础地力对水稻产量和肥料利用率效率的影响[D].武汉:华中农业大学,2011. [15] 付立东,王宇,隋鑫,等.氮素基蘗穗肥不同施入比例对超级稻生育及产量的影响[J].作物杂志,2010,138(5):34-38. [16] 从夕汉,施伏芝,阮新民,等. 氮肥水平对不同基因型水稻氮肥利用率、产量和品质的影响[J].应用生态学报,2017,28(4):1219-1226. [17] 闫凯,蒋玉兰,肖天晶,等.不同施氮量对盐碱地水稻产量及品质的影响[J].中国稻米,2017,23(3):35-39. [18] 隋鑫,吕小红,付雪蛟,等.氮肥施入量对滨海盐碱地水稻生长发育及产量与光合效应的影响[J].江苏农业科学,2016,44(5):94-96. [19] 王仁雷,华春.氮水平对水稻光合特性的影响[J].淮阴师范学院学报,2002(1):78-81. [20] 冯尚宗,丁效东,王世伟,等.不同施氮量对临沂地区水稻光合速率、氮肥转化效率及产量的影响[J].上海农业学报,2021,37(2):88-91. [21] 王朋,刘辉,陈晓丽.施氮量对两系杂交水稻产量和品质的影响[J].耕作与栽培,2006(5):33-35. [22] 金军.氮肥施用量施用时期对稻米品质及产量的影响[D]. 扬州:扬州大学,2002. [23] 黄元财,王伯伦,王术,等.施氮量对水稻产量和品质的影响[J].沈阳农业大学学报,2006,37(5):688-692. [24] 郭涛,侯红燕,王海凤,等.施氮量对黄河三角洲盐碱地圣稻2620产量、品质和淀粉RVA谱特性的影响[J].山东农业科学,2020,52(8):64-68. [25] 姜辉,王秋菊,孟英,等寒地水稻不同施氮水平对水稻产量、品质的影响[J].中国农学通报,2010,26(14):222-225. [26] 马畅,吕小红,王宇,等.滨海稻区不同施氮量下粳稻产量与品质的关系[J].江苏农业科学,2021,49(24):70-75. [27] 刘秋员,马中涛,宋晓华,等.豫南地区施氮量对优质食味粳稻品种南粳9108产量及品质的影响[J].信阳师范学院学报,2020,33(2):220-225. [28] 汪男,汤云龙,赵飞,等.氮肥处理对水稻产量及品质的影响[J].北方水稻,2021,51(2):1-7. 基金项目:农产品质量安全监管项目(151821301092361510),辽宁省自然基金资助计划(2020-MS-342),国家重点研发计划(2018YFD0300300),辽宁省农业科学院院长基金(2021QN2017)。 收稿日期:2022-11-01 作者简介:付雪蛟(1989-),男,硕士,助理研究员,从事水稻高产栽培研究。 *通讯作者:吕小红(1983-),女,博士,研究员,从事水稻高产栽培研究。