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施氮量和氮肥运筹模式对糯稻产量及品质的影响

2015-12-06周兴兵朱永川郭晓艺徐富贤

作物研究 2015年6期
关键词:糯稻穗肥支链

蒋 鹏,熊 洪,张 林,周兴兵,朱永川,刘 茂,郭晓艺,徐富贤

(四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室,四川德阳 618000;国家水稻改良中心四川泸州分中心,四川泸州646100)

施氮量和氮肥运筹模式对糯稻产量及品质的影响

蒋 鹏,熊 洪,张 林,周兴兵,朱永川,刘 茂,郭晓艺,徐富贤*

(四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室,四川德阳618000;国家水稻改良中心四川泸州分中心,四川泸州646100)

以渝香糯1号为材料,于2015年在四川德阳进行大田试验。设0、120、180 kg/hm2共3个施氮水平(分别记作N0、N120、N180),2种不同施氮比例,即底、蘖肥比7∶3(A)和底、蘖、穗肥比5∶2∶3(B),研究施氮量和氮肥运筹模式对糯稻产量和品质的影响。结果表明,与低氮(N0)相比,高氮(N180)和中氮(N120)处理渝香糯1号的产量分别增加了31.8%和29.9%,其优势主要表现在有效穗数和每穗粒数上。相同施氮量条件下,采用B种氮肥运筹模式的渝香糯1号产量低于采用A种氮肥运筹模式,N120和N180分别降低了2.9%和2.1%,但差异均无统计学意义。与A种氮肥运筹模式相比,采用B种氮肥运筹模式的总淀粉、支链淀粉含量平均分别提高了9.2%、9.5%。可见,在糯稻生产上适当氮肥后移有利于糯米品质的提高。

糯稻;施氮量;品质;产量

目前,有关糯稻的研究主要以品种改良较多[1~4]。糯稻的产量不仅取决于基因型,而且还受栽培管理的影响。施氮是影响水稻产量和品质的重要栽培管理措施。程建东等[5]的研究表明,重穗型品种“秋风糯”的最佳施氮量为300 kg/hm2。谢必武等[6]分析了栽插密度、施氮量和移栽叶龄对三峡糯1号产量的影响,结果表明施氮量对三峡糯1号产量的影响最大,适宜的施氮量为90~120 kg/hm2。徐宗俦[7]的研究表明,在施氮量为37.5 kg/hm2时,增施磷、钾肥有利于优化糯稻的经济性状,如提高成穗率,增加结实率和粒重,协调个体与群体的关系,N、P、K的最佳配比为1∶2∶2。王向平等[8]认为,糯稻产量水平在10 t/hm2以上时的最佳施氮量为300~337.5 kg/hm2,N、P、K比列为1.0∶0.3∶0.6。这些研究主要针对施氮量、氮磷钾配比对糯稻产量的影响,而关于施氮量和氮肥运筹模式对糯稻产量及营养品质影响的研究较少。笔者通过大田试验研究施氮量和氮肥运筹模式对糯稻产量形成的特点、干物质生产特性以及营养品质等的影响,以期为糯稻合理施氮提供依据。

1 材料与方法

1.1材料

供试材料为渝香糯1号。种子由重庆市农业科学院再生稻研究中心提供。

1.2试验设计

于2014年在四川省德阳市孝泉镇进行大田试验。设3个施氮水平,0、120、180 kg/hm2,分别记作N0、N120、N180;2种不同施氮比例,即底、蘖肥比为7∶3(A)、底、蘖、穗肥比为5∶2∶3(B)。具体组合见表1。底肥于移栽前1 d施用,分蘖肥于移栽后7~10 d施用,穗肥于幼穗分化二期施用。磷肥全部做基肥,用量为62.4 kg/hm2;钾肥分基肥和穗肥2次施用,基肥、穗肥比1∶1,总用量为135 kg/hm2。小区面积20 m2,3次重复,随机区组排列。于4月5日播种,5月8日移栽,每公顷移栽19.5万穴,每穴4~5苗,其他按高产栽培管理进行。

表1 大田施氮处理组合Table 1 Nitrogen treatments in the paddy field experiment

1.3测定项目

1.3.1干物质产量

于成熟期按茎蘖平均数每小区取代表性植株5穴,将植株分成稻草、实粒、秕粒3部分,置于105℃下杀青30 min,75℃下烘至恒重,用百分之一电子天平称重,同时计算单位面积干物质重。

1.3.2产量及产量构成

水稻成熟期每小区单收单晒,折算为14%含水量后计为实收产量。同时,每小区调查30穴植株穗数,用于计算有效穗,并根据平均数每小区取代表性植株5穴作为考种样本,考察每穗粒数、结实率和粒重(烘干重)。

1.3.3稻米营养品质

水稻收获晒干储藏3个月后,各小区随机选取500 g用于稻米品质测定。参照GB/T17891-1999测定糙米率、精米率、整精米率、蛋白质、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉。

2 结果与分析

2.1产量及产量构成

2.1.1产量

由表2可知,不同施氮量对渝香糯1号产量影响显著。与N0相比,N120和 N180分别增产29.9%和31.8%,差异达显著水平;但N120和N180差异无统计学意义。相同施氮量条件下,采用B氮肥运筹模式(底、蘖、穗肥比5∶2∶3),渝香糯1号的产量低于A氮肥运筹模式(底、蘖肥比7∶3),N120和N180分别降低了2.9%和2.1%,但差异均无统计学意义。

2.1.2产量构成

由表2还可以看出,不同施氮量对渝香糯1号单位面积有效穗数影响显著,N120和N180分别比N0高了13.5%和19.4%,N120和N180间差异无统计学意义。相同施氮量下,采用B氮肥运筹模式,渝香糯1号有效穗数低于A氮肥运筹模式,N120和N180分别降低了4.1%和5.7%,差异均无统计学意义。相关分析表明,渝香糯1号的单位面积有效穗数与最高分蘖呈显著正相关,与成穗率关系不明显(图1)。由此可见,增加渝香糯1号的最高分蘖数是提高单位面积有效穗数的关键途径。不同施氮量对渝香糯1号每穗粒数影响显著。与N0相比,N120和N180分别增加了14.9%和6.2%。相同施氮量条件下,不同氮肥运筹模式间渝香糯1号的每穗粒数差异较小(除N120A外)。N120和N180的群体颖花量均显著高于N0,分别高了30.3%和26.7%;但N120和N180间差异较小。采用B氮肥运筹模式,渝香糯1号的群体颖花量低于 A氮肥运筹模式,N120和N180分别降低了19.8%和7.2%,前者差异显著,后者差异无统计学意义。不同施氮量对渝香糯1号结实率和粒重的影响较小。相同施氮量条件下,采用B氮肥运筹模式的结实率和粒重略低于采用A模式。

表2 不同施氮量和氮肥运筹模式下的糯稻产量及产量构成Table 2 Nitrogen rates and nitrogen app lication regimes on grain yield and yield com ponen ts of glutinous rice

2.2干物质生产及收获指数

由表3可知,不同施氮量对渝香糯1号成熟期干物质产量的影响显著。与N0相比,N120和N180分别提高了17.8%和23.4%,差异达显著水平。相同施氮量条件下,采用B氮肥运筹模式的干物质产量低于A氮肥运筹模式,N120和N180分别降低了6.9%和12.2%。不同施氮量间收获指数差异无统计学意义。相同施氮水平下,2种施氮模式间均一致,A氮肥运筹模式高于B氮肥运筹模式。

表3 不同处理糯稻的干物质产量和收获指数Tab le 3 Different treatments on dry matter and harvest index of glutinous rice

2.3糯稻品质

由表4可知,不同施氮量对渝香糯1号的糙米率、精米率、整精米率的影响不明显,其中以N120和N180的整精米率略高于N0,说明施氮可提高糯稻的整精米率。相同施氮量条件下,采用B氮肥运筹模式的糙米率、精米率略低于采用A氮肥运筹模式。不同施氮量对渝香糯1号的蛋白质、直链淀粉含量影响不明显。N120条件下,采用B氮肥运筹模式的蛋白质含量略低于采用A氮肥运筹模式,但N180条件下则相反。施氮量对总淀粉、支链淀粉含量的影响差异显著。N120条件下,与A氮肥运筹模式相比,B氮肥运筹模式的总淀粉、支链淀粉含量分别增加了10.0%和10.2%,差异达显著水平。N180条件下不同氮肥运筹模式总淀粉、支链淀粉含量的变化趋势与N120一致。

表4 不同施氮量和氮肥运筹模式下的糯稻品质(%)Table 4 Nitrogen rates and nitrogen application regimes on rice quality of glutinous rice

3 结论与讨论

在一定施氮量范围内,增加施氮量可以显著增加糯稻的产量[5,7,8]。本试验结果表明,中氮处理(N120)和高氮处理(N180)的产量显著高于N0处理。这主要是由于增加施氮量显著提高了渝香糯1号单位面积有效穗数和每穗粒数。相同施氮量条件下,采用B氮肥运筹模式(底、蘖、穗肥比5∶2∶3),渝香糯1号的单位面积有效穗数、每穗粒数和结实率均呈下降趋势,因而造成产量均较A氮肥运筹模式低。相关分析结果表明,单位面积有效穗数与最高分蘖数呈显著正相关(y=0.366 6x+127.36,R2= 0.493 8),而与成穗率的相关性不显著,也就是说,增大最高分蘖数可提高有效穗数。分蘖的发生与植株当时的氮素营养密切相关[9]。本研究中,B氮肥运筹模式降低了基蘖肥的施用量是其最高分蘖数减少的主要原因,进而导致有效穗数减少,引起其产量降低。

糯稻的品质除了受其品种本身遗传特性控制外,种植环境、移栽密度、施氮量及氮肥运筹模式等外界因素都可能对糯稻的品质产生影响。本试验结果表明,施氮量对渝香糯1号的糙米率、精米率、整精米率影响不明显。增加施氮量和提高氮肥在穗肥中的比例,蛋白质含量提高(除N120B外),这主要是因为植株生育后期功能蛋白质水解酶活性提高使蛋白质降解得更加彻底,增加了抽穗后氮素向籽粒的运输数量[10]。增加施氮量和提高氮肥在穗肥中的比例,总淀粉、支链淀粉含量显著提高,这主要是适当减少基蘖肥施氮比例、增加穗粒肥施氮比例有利于提高籽粒灌浆中后期ADPG焦磷酸化酶、Q酶和SSS的活性,而支链淀粉含量与籽粒灌浆中后期ADPG焦磷酸化酶、淀粉分支酶(Q酶)和淀粉合成酶(SSS)的活性呈显著正相关[11]。此外,支链淀粉含量还与糯米制品的品质密切相关。黄岩[12]认为支链淀粉含量与汤圆的冻裂率呈显著负相关,与汤圆粘聚性呈显著正相关。杨停等[13]认为,糯米的支链淀粉含量越高,米酒的醇厚感越浓,米酒的感官品质越好,也就是说糯米淀粉含量,尤其是支链淀粉的含量决定了糯米制品的质量。本试验结果表明,适当增加穗肥用量可显著增加糯米总淀粉和支链淀粉的含量,即通过合理的氮肥管理可改善糯米的品质。

施氮通过显著增加单位面积有效穗数和每穗粒数而提高渝香糯1号的产量。本试验中,在每公顷施氮120~180 kg条件下,采用底、蘖、穗肥比5∶2∶3的氮肥运筹模式,渝香糯1号不仅可获得较高的产量水平,还能显著提高糯米中的总淀粉含量和支链淀粉含量。

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Effect of Nitrogen Rates and Nitrogen App lication Regimes on Grain Yield and Rice Quality of G lutinous Rice

JIANG Peng,XIONG Hong,ZHANG Lin,ZHOU Xing-bing,ZHU Yong-chuan,LIU Mao,GUO Xiao-yi,XU Fu-xian*
(Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding,Ministry of Agriculture,Deyang,Sichuan 618000,China;Luzhou Branch of National Rice Improvement Center,Luzhou 646100,China)

In order to understand the effects of nitrogen rates and nitrogen application regimes on grain yield and rice quality of glutinous rice,a field experimentwas done in Deyang city,Sichuan Province,China,in 2015.A inbred glutinous rice,Yuxiangnuo 1,was grown in three N treatments(N00 kg N per hectare;N120120 kg N per hectare;N180180 kg N per hectare)and two nitrogen application regimes(basal∶early tillering=7∶3,A;basal∶early tillering∶panicle initiation= 5∶2∶3,B).The result show that N180and N120produced 31.8%and 29.9%higher grain yield than N0,respectively.Higher grain yield under treatment N180and N120were associated with higher panicles perm2and spikelets per panicle.Under the same nitrogen application rate,treatment B had lower grain yield than treatment A by 2.9%for N120and by 2.1%for N180.On average,starch content and amylopectin content under treatment B were 9.2%and 9.5%higher than those under treatment A.Our result suggest that adopting nitrogen application regime(basal∶early tillering∶panicle initiation=5∶2∶3)without penalty grain yield but quality improvement of glutinous rice.

glutinous rice;nitrogen rates;rice quality;grain yield

S511.2+30.62

A

1001-5280(2015)06-0595-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.06.05

2015-08-11

蒋 鹏(1982-),男,广西桂平人,Email:jiangyipeng137@163.com。*通信作者:徐富贤,研究员,主要从事水稻栽培、生理、生态研究,Email:xu6501@163.com。

四川科技支撑计划项目(2014NZ0128);四川省农科院中试熟化项目(2011BAD16BO5-1);西南水稻创新体系建设项目(18090001524)。

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