摘要：以优质稻桃优香占、隆晶优1号和五优308为材料， 研究4个施氮水平0 kg/hm2 （CK） 、105 kg/hm2 （N1） 、150 kg/hm2 （N2） 、195 kg/hm2 （N3） 对生育期、成穗率、氮素利用效率、产量和稻米品质的影响。结果表明：与对照相比， N1和N2处理的生育期与对照的生育期一致， 但N3处理导致生育期延长3~4 d;随着施氮量增加， 水稻氮素积累总量增加， 氮素的生产效率和收获指数下降；水稻单株的成穗率、有效穗数、穗粒数、结实率和产量均呈现先增后降的趋势， 其中以N2处理的产量最高；适量施氮提高了稻米整精米率， 降低了垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量， 提高了胶稠度， 其中以N2处理的稻米品质最佳。综合本试验结果， 桃优香占、隆晶优1号和五优308高产优质化栽培的适宜氮肥用量为150 kg/hm2.
关键词：优质稻； 氮肥； 氮素利用效率； 产量； 品质；
氮素是影响水稻生产的重要因素[1], 合理施氮不仅可以提高水稻氮素吸收利用效率， 提高水稻的产量和品质， 而且可以减少因过量施用氮肥造成的环境污染[2,3].研究[4,5]表明， 水稻生育后期施用氮肥的利用率高于前期， 适当增加穗肥比率可提高氮肥的吸收利用率与生产效率， 也是水稻高产群体质量的重要优化调控技术。关于施氮量对水稻产量、品质及氮素吸收利用率的影响已有较多研究[6,7].多数研究认为， 增加施氮量可以提高产量， 增加稻米的出糙率、精米率、整精米率和蛋白质含量， 降低胶稠度和直链淀粉含量。但不同施氮水平对优质稻产量、品质的影响报道不多。本研究中， 以3个优质稻品种为材料， 研究不同施氮量对其生育期、成穗率、氮素利用效率、产量及稻米品质的影响， 以期为优质稻高产优质化栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试优质稻为隆晶优1号、桃优香占、五优308.隆晶优1号由湖南亚华种业科学研究院提供；桃优香占由湖南金健种业有限公司提供；五优308为市场上购买。
1.2 供试土壤基本理化性状
土壤pH 6.15;有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为20.02、6.671、0.45、4.89 g/kg;碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为160.01、53.71、77.61mg/kg.
1.3 试验设计
试验于2016年在湖南农业大学教学试验田进行。氮肥施用量设4个水平， 分别为0 kg/hm2 （CK） 、105 kg/hm2 （N1） 、150 kg/hm2 （N2） 、195 kg/hm2 （N3） .氮肥分4次施用， 第1次在犁田时作基肥施用 （占总氮量50%） , 第2次在插秧后10 d作追肥施用 （占总氮量20%） , 第3次在穗分化始期施用 （占总氮量20%） , 第4次在倒1~2叶期施用 （占总氮量10%） .施用的氮肥为尿素， 根据含氮量换算折合成纯氮。磷肥 （过磷酸钙） 全部作基肥， 用量为50 kg/hm2;钾肥 （氯化钾） 用量为120 kg/hm2, 用作基肥和穗肥， 各占50%.采用裂区试验设计， 主区为施氮量， 副区为品种， 3次重复。小区面积8.7 m2.为防肥水渗漏， 各小区四周筑高田埂并覆盖塑料薄膜， 四周设置保护行。6月23日播种， 7月17日移栽， 插植规格为16.7 cm×20 cm, 每穴插1粒谷秧。其他管理同一般大田。生长期间记录播种期、移栽期、齐穗期、成熟期、生育期 （移栽至成熟） 和全生育期；移栽返青后每隔5 d计数分蘖数， 直至抽穗。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 干物质积累动态的调查
分别于齐穗期、齐穗后10、20、30 d, 每小区取5株代表性植株， 分离茎、叶、穗， 于烘箱中烘干， 称重。
1.4.2 氮含量的测定
于齐穗期、齐穗后10、20、30 d, 每小区取代表性植株5株， 分离茎鞘、叶片和穗部， 烘干称重；采用自动凯氏定氮仪VAP50测定氮含量；参考江立庚等[8]的方法计算氮素利用效率指标。
1.4.3 经济性状考察
成熟期每小区取5株植株的有效穗数， 调查每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒质量；成熟期各小区连续收割100株测产， 计算实际产量。
1.4.4 稻米品质分析
成熟期收割稻谷脱粒后， 存放在阴凉处通风3个月后， 参照GB/T17891-1999优质稻谷测定稻米品质指标。
1.5 数据分析
采用Microsoft Excel 2003和SAS进行数据处理与方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同施氮量对优质稻生育期的影响
从表1可知， 与对照相比， N1和N2处理的优质稻生育期与对照的一致， 但N3处理导致生育期延长， N3处理的齐穗期、成熟期推后3~4 d, 生育期和全生育期延长3~4 d.2016年10月受低温阴雨天气影响， 水稻生育后期有贪青晚熟现象， 特别是隆晶优1号受影响更明显。
表1 不同施氮量处理的生育期
2.2 不同施氮量对优质稻分蘖的影响
从图1可以看出， 桃优香占N3、N2、N1处理均于移栽后25 d达最高分蘖数， 比CK提前5 d, 且最高分蘖数比CK分别增加5.11%、6.67%、7.12%;隆晶优1号和五优308的表现与桃优香占基本一致， 隆晶优1号的N3、N2、N1处理最高分蘖数分别比CK增加4.19%、6.19%、8.25%;五优308的N3、N2、N1处理最高分蘖数分别比CK增加6.73%、7.34%、8.38%.
图1 不同施氮量处理的分蘖动态
2.3 不同施氮量对优质稻成穗率的影响
从图2可以看出， 3个品种的成穗率以N2处理的最高， 桃优香占、隆晶优1号和五优308的N2处理的成穗率分别比CK增加1.47%、4.94%、3.13%.
图2 不同施氮量处理的成穗率
2.4 不同施氮量对优质稻氮素吸收和利用效率的影响
从表2可知， 3个品种的氮素积累总量和氮素回收率在N2处理时达最高值；氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率、氮素收获指数、氮素运转效率、氮素农艺效率随施氮量增加呈下降趋势。
表2 不同施氮量处理的氮素吸收和利用效率
同一品种不同处理同列不同字母表示差异显着 （P<0.05） .
2.5 不同施氮量对优质稻生育后期氮素积累与利用的影响
从表3可知， 随着施氮量的增加， 生育后期干物质积累量和氮素积累量先增加后降低， 在N2处理时达最高值， 3个品种的表现趋势基本一致。表4显示， 随施氮量的增加， 氮素干物质生产效率下降。
表3 生育后期不同施氮量处理的干物质积累量和氮素积累量
同一品种不同处理同列不同字母表示差异显着 （P<0.05） .
表4 生育后期不同施氮量处理的氮素干物质生产效率
同一品种不同处理同列不同字母表示差异显着 （P<0.05） .
2.6 不同施氮量对优质稻产量构成因素与产量的影响
从表5可以看出， 随着施氮量的增加， 有效穗数、每穗总粒数、结实率、产量先增加后降低， 以N2处理的最高， CK的最低；3个品种的表现趋势一致。千粒质量各处理间无显着性差异。桃优香占、隆晶优1号和五优308的N2处理的实际产量分别为7 983.50、8 132.25、7 801.80 kg/hm2, 分别比CK增加5.91%、6.41%、5.29%.
表5 不同施氮量处理的产量构成因素及产量
同一品种不同处理同列不同字母表示差异显着 （P<0.05） .
2.7 不同施氮量对稻米品质的影响
从表6可以看出， 在加工品质方面， 随着施氮量的增加， 稻米的糙米率、精米率和整精米率先上升后下降， 除桃优香占的糙米率以N1处理的最高外， 其余的加工品质性状均以N2处理的最高；在外观品质方面， N2处理的垩白粒率、垩白度最低， 其次为N3或N1, CK的最大；在蒸煮品质方面， 与CK相比， N1、N2、N3处理的直链淀粉含量均降低， 胶稠度均提高， 说明适量施用氮肥有利于改善稻米的品质。
表6 不同施氮量处理的稻米品质性状
同一品种不同处理同列不同字母表示差异显着 （P<0.05） .
3 结论与讨论
氮素是水稻生长中必不可少的营养素之一， 但过多地施用氮素不仅增加生产成本， 而且会导致环境污染和稻米品质下降[9].从氮素积累量变化到物质生产变化过程中， 部分能量被消耗， 因此， 物质生产受栽培措施的影响在时间上比氮素积累滞后， 在程度上比氮素积累小。本研究结果表明， 随着施氮量的增加， 水稻氮素积累总量和干物质积累增加， 但氮素生产效率和收获指数则随着施氮量的增加而降低， 这可能是因为氮素水平对氮素积累的影响大于对干物质积累的影响， 导致水稻氮素生产效率下降。
关于氮肥对水稻产量及产量构成因子的影响， 较多研究者认为， 施用氮肥可增加有效穗数， 提高结实率， 从而增加籽粒产量[10,11,12].本研究结果表明， 适量增施氮肥， 增加了有效穗数、每穗总粒数、结实率， 提高了籽粒产量。适当施氮能促进分蘖成穗和颖花分化， 增加有效穗数和每穗总粒数， 但过量施氮， 导致低效和无效分蘖增加， 成穗数和每穗颖花数降低， 而且过量施氮导致水稻中、后期植株徒长， 贪青迟熟， 影响产量和品质。
稻米品质受遗传和环境双重因素影响[13].本研究结果表明， 在稻米外观品质方面， 垩白粒率、垩白度均随施氮量的增加而减小， 这与前人的研究结果[14]基本一致。在加工品质方面， 适当施用氮肥提高了稻米的糙米率、精米率和整精米率， 在中氮水平效果最好， 这与钱银飞等[11]的研究结果一致。在蒸煮品质方面， 张洪程等[6]认为， 增施氮肥可提高直链淀粉含量和胶稠度；金正勋等[14]研究认为， 增施氮肥导致直链淀粉含量降低， 胶稠度变短；本研究结果表明， 随着施氮量的增加， 稻米直链淀粉含量降低， 胶稠度增加， 这与张自常等[15]的研究结果一致。造成研究结果有差异的原因， 可能是因为不同的试验条件、不同品种和不同的氮素水平所致；因此， 氮肥运筹对水稻产量和品质的影响是多方面的。在实际生产上， 应针对不同品种施以合适的氮肥量， 以达到高产优质的目的， 同时需要进一步研究氮素营养的定向调控技术。
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