不同肥料种类及运筹对水稻产量和外观品质的影响

徐年龙，于洪喜，叶仁宏，王 升，王 飞，徐梦彬，周娜娜，王 振

（江苏省盐城农垦农业科学研究所，江苏盐城224341）

水稻是我国主要农作物，是全国人民的主要口粮之一。随着水稻品种的改良、生产技术的进步，我国粮食产量已实现了“十二连增”，达到2亿多t，不仅满足了基本需求，而且出现连年有余。人民的生活水平有了很大提高，这也直接导致了人们对稻米品质的要求越来越高，粮食数量与质量二者结构性的矛盾愈发明显，从市场表现为国内粮食价格的两级分化，低端劣质粮食无人问津，卖不出价；而高端优质稻米受到人们追捧，价格持续走俏。针对这种状况，中央提出了发展优质稻产业，推进粮食供给侧结构性改革的意见。

江苏农垦实行水稻规模化生产已有多年历史，机械化程度高，技术体系完备，水稻产量水平较高，可归因于水稻生产上主打品种均为高产品种，生产技术规程也以高产为导向。近年来，江苏农垦水稻产量水平上了新的台阶，也摸到了“天花板”，存在产量高而米质不理想的“稻强米弱”现象[1]，于是经过更新换代，使目前优质稻品种在江苏垦区种植结构中所占比重达到50%以上。稻米的产量和品质除受品种自身遗传因素控制外，环境因素、肥料施用等栽培措施均对其有较大的影响。而不同肥料种类对稻米品质性状的影响存在较大差异，对加工和外观品质影响则较明显[2-3]。如采用腐熟稻草型有机肥，可以提供较多的腐植质胶体，降低土壤容重，改善土壤结构，提高土壤的保水蓄肥能力，有利于水稻根系的生长和水稻对养分的吸收，还能提高土温[4]，且该有机肥与无机肥的配施可以促进肥料之间的螯合能力，增强肥料效应[5]。

如何保证优质水稻品种能够生产出优质稻米，从关键环节肥料入手，以解决“稻强米弱”的现象为本研究的主要目的。目前各种新型肥料的应用研究虽然较多，但方向较为分散，尚没有针对主栽优质稻品种进行系统的应用探索，结论也各不相同。本研究从肥料种类及运筹着手，探究不同种类肥料及运筹对当前主栽优质水稻品种产量和外观品质的影响，为垦区水稻优质栽培技术集成提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验品种：华粳3号，以秀水11为母本、泗稻10号为父本杂交选育而成的迟熟中粳稻品种。据农业部稻米及制品质量检测中心2002年检测，米质理化指标达到国标一级优质稻谷标准。

肥料：无机肥料[尿素（含 N 量 46%）、P、K肥]、有机肥料（大华生物有机肥料，以腐熟秸秆为主要原料，絮状固体，含氮量＜5%，有机质含量＞50%）、微量元素肥（三碘多微素，由山东三碘生化科技有限公司生产）、叶面硅肥（“倍优特”叶面硅肥，由烟台易宸生物科技有限公司生产）、活性硅钙肥（南京佳玛驰生态工程有限公司生产）。

1.2 试验时间及试验地概况

试验于2016年在江苏省盐城农垦农业科学研究所 1#试验田 9#地（120.28°E、33.68°N）进行。前茬作物为小麦，试验田块土壤肥力中等偏上，肥力较均匀，地势平坦，排灌方便。

根据2016年气象资料记录，试验所在地6月上旬至7月下旬，平均气温为26.6℃，比历年上升1.6℃；日照时数为267.1 h，比历年下降66.2 h；降水量为273.1 mm，比历年减少85.5 mm；8月中旬至9月上旬，平均气温为25.3℃，比历年下降0.05℃；降水量为151.7 mm，比历年少13.1 mm；日照时数为124.9 h，比历年少46 h。9月中旬至10月中旬，平均气温为20.3℃，比历年上升0.7℃；降水量为213.1 mm，比历年增加135 mm。日照时数为164.1 h，比历年减少58.3 h。

1.3 试验设计

试验采用大区设计，每个大区200 m2，每个处理重复3次。大区间用薄膜覆盖土埂隔离。采用9寸硬盘育秧，2016年5月20日机械流水线硬盘落谷，6月18日人工拉线移栽，株行距25.0 cm×12.4 cm，密度32.2万穴/hm2，每穴4苗。移栽秧龄4.5叶左右，移栽后7 d施第1次分蘖肥，移栽后14 d施第2次分蘖肥，倒4叶施促花肥，倒2叶施保花肥，水浆管理与病虫害防治同大田生产。

设置8个大区处理，各处理均单独增施P、K肥，常规处理总N量为322.5 kg/hm2，肥料用量运筹比例：基肥30%，第1次分蘖肥20%，第2次分蘖肥10%，促花肥20%，保花肥20%。

表1 不同肥料种类与运筹处理设计

1.4 测定项目与方法

全区收割计算实际产量，每个处理取样10穴考察株高、穗长、实粒数、千粒质量等农艺性状，晒干扬净后取样检测外观品质指标，主要包括糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率及垩白度。

2 结果与分析

2.1 华粳3号产量及产量结构分析

从表2中可以看出，不同处理产量大小表现为无氮区＜处理A＜处理C＜处理B＜常规处理＜处理D=处理E＜处理F，其中处理A比无氮区增产1.0%，增产不显著，比常规处理减产0.77 t/hm2，减产7.2%。处理B、处理C产量随着有机肥料用量的减少，无机氮肥用量的增加呈增加趋势，但是均低于常规处理。由此可以看出本试验采用的有机肥与常规无机氮肥不存在相互替代的关系，该有机肥以腐熟秸秆为主体原料，本身含有的氮含量低，且多处于不可利用状态，单纯施用该类有机肥会因为氮量过低引起水稻生长量不足，造成严重减产。处理D比常规处理增产0.10 t/hm2，增产0.9%，即在常规施肥基础上增施微量元素肥，对产量增幅不显著。微量元素肥在一定程度上能够提升水稻抗倒伏能力。处理E比常规处理增产0.10 t/hm2，增产比例0.9%，增产不显著。处理F比常规处理增产0.44 t/hm2，增产比例4.1%，增产显著（P＜0.05），但处理F的增产特征表现为有效穗数显著高于常规处理（P＜0.05），千粒质量低于常规处理，实粒数略高于常规处理，倒伏时间最早，倒伏程度最重，高峰苗最高，活性硅钙肥能够促进水稻的前期分蘖，增加群体分蘖数。

表2 不同肥料种类与运筹下华粳3号产量及产量结构

2.2 华粳3号产量及产量要素相关性分析

根据表3结果，华粳3号实际产量与有效穗数、千粒质量的相关系数分别为0.969、-0.815，达到极显著水平 (P＜0.01)，与实粒数的相关系数为0.673，达到显著水平(P＜0.05)。有效穗数与实粒数、千粒质量的相关系数分别为0.762、-0.740，达到显著水平(P＜0.05)。千粒质量与实粒数的相关系数为-0.690，达到显著水平(P＜0.05)。总体看，对实际产量影响最大的因素是有效穗数，而千粒质量与有效穗数、实粒数的相关系数为负数，千粒质量随着有效穗数、实粒数的增加而下降，呈负相关趋势。

表3 不同肥料种类与运筹下华粳3号产量及产量要素相关性分析

2.3 华粳3号稻米加工及外观品质分析

如表4所示，华粳3号从糙米率来看，各处理间差异不显著，无明显规律。从整精米率来看，无氮区＞处理A＞处理B=处理C＞常规处理，无氮区整精米率最高，随着有机肥料用量的减少，无机肥料施用量的增加，整精米率呈下降趋势，主要原因是氮量增加，穗容量增加，灌浆时间拉长，受气候条件影响，下部籽粒灌浆不充分，不完善粒增加；而处理E＞处理D＞常规处理＞处理F，说明在常规施肥的基础上施用活性硅钙肥能够降低整精米率。从垩白粒率来看，无氮区＞处理A＞处理C＞处理B＞常规处理，无氮区垩白粒率最高，随着有机肥料用量的减少，无机肥料施用量的增加，垩白粒率呈增加趋势，常规处理明显低于前面4个处理；而处理E＞处理D＞常规处理＞处理F，说明在常规施肥的基础上施用活性硅钙肥能够降低垩白粒率。从垩白度来看，无氮区＞处理A＞处理B＞处理C＞常规处理，无氮区垩白度最高；其次，处理B显著低于处理C（P＜0.05），常规处理显著低于无氮区、处理A和处理C（P＜0.05）；而处理E＞处理D＞常规处理＞处理F，说明在常规施肥的基础上施用活性硅钙肥能够降低垩白度。

表4 不同肥料种类与运筹下华粳3号稻米外观及加工品质

3 结论与讨论

2016年江苏盐城当地气候条件对水稻生长影响具体表现为：在水稻移栽期和分蘖期，高温少雨，前期发苗较为有利，搁田到位，有效控制无效分蘖；拔节孕穗期和抽穗期温度适宜，光照减少，较往年抽穗期推迟；灌浆期雨水过多，光照严重不足，使得水稻光合作用减弱，灌浆不足，从而降低千粒质量和结实率，影响了产量水平。

本研究结果表明，排除无氮区，处理A在基肥期一次性施入大华生物有机肥，产量最低，外观品质最差，且随着有机肥料用量的减少，无机氮肥用量的增加，产量、外观品质均呈上升趋势，说明单纯施用“大华”有机肥并不能够起到提升稻米外观品质的作用，因有机肥料的含氮量极低，且处于不可利用状态，即使大量施用也不能替代无机氮肥在水稻生长中的作用，建议在生产中，保证在正常肥料施用的基础上额外施用。杨泽敏等研究表明，随着氮肥施用量的增加，稻米的外观品质变劣，垩白米率和垩白度随着施氮量的增加而呈上升的趋势[6-10]，与本试验结论相悖，主要原因在于试验处理设计的氮量很低，氮量水平尚未达到降低稻米外观品质的拐点，当然也与当年气候、试验品种有一定的关系。

从产量上看，处理D、处理E、处理F的产量均高于常规处理，其中处理F的增产效果最明显，表明微量元素肥、叶面硅肥、活性硅钙肥均起到了增产的效果，其中处理F活性硅钙肥增产效果最明显。处理D、处理E的外观品质均低于常规处理，处理F的外观品质明显高于常规处理，即施用微量元素肥（处理D）、叶面肥（处理E）在提高了千粒质量的同时反而可能会降低稻米的外观品质，同时微量元素肥具有提升水稻植株抗倒能力的作用。活性硅钙肥在明显提升水稻产量的同时，对外观品质亦有明显的提升作用。

根据产量及产量要素相关性分析结果，不同处理对产量影响最大的因素是有效穗数，达到极显著正相关；产量与千粒质量的相关系数为-0.815，这与本试验选用材料华粳3号品种特性有关，千粒质量与有效穗数、实粒数的相关系数均为负数，关联到产量上最终表现为负相关。同时，也与水稻的“源库流”的协调性有关，库的大小主要受水稻分蘖能力、成花能力和受精结实能力所支配；而源的生产与积累则主要取决于根、叶等器官发育及其吸收、光合、呼吸等生理活动；至于流的状况除与茎秆发育密切相关外，还显著受制于稻株体内各种代谢活动。有效穗数、实粒数的增加提升了库容量，而在“源”“流”受气候等条件的影响下，提升不容易，最终表现为千粒质量的下降[11-12]。