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作物杂志,2022, 第3期: 168–173 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.03.024

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

氮肥减量对优质稻籽粒蛋白质影响及其合理性评价

王保君1(), 程旺大1, 沈亚强1, 秦叶波2, 苏瑶3, 陈贵4, 鲁晨妮4, 张红梅1()   

  1. 1嘉兴市农业科学研究院生态环境研究所,314016,浙江嘉兴
    2浙江省农业技术推广中心,310020,浙江杭州
    3浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,310021,浙江杭州
    4嘉兴市农业科学研究院生物技术研究所,314016,浙江嘉兴
  • 收稿日期:2021-04-07 修回日期:2021-05-17 出版日期:2022-06-15 发布日期:2022-06-20
  • 通讯作者: 张红梅
  • 作者简介:王保君,主要从事耕作制度与农业生态研究,E-mail： wbj19901012@163.com
  • 基金资助:
    浙江省公益项目(LGN20C130003);嘉兴市科技项目(2020AZ10002);浙江省农业重大技术协同推广计划(2019XTTGLY01);浙江省三农六方科技协作计划(2021SNLF002)

Effects of Nitrogen Fertilizer Reduction on Grain Protein of High Quality Rice and Its Rationality Evaluation

Wang Baojun1(), Cheng Wangda1, Shen Yaqiang1, Qin Yebo2, Su Yao3, Chen Gui4, Lu Chenni4, Zhang Hongmei1()   

  1. 1Institute of Eco-Environmental Sciences, Jiaxing Academy of Agricultural Sciences, Jiaxing 314016, Zhejiang, China
    2Zhejiang Agricultural Technology Extension Center, Hangzhou 310020, Zhejiang, China
    3Institute of Environment, Resources, Soil and Fertilizer, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, Zhejiang, China
    4Institute of Biotechnology Research, Jiaxing Academy of Agricultural Sciences, Jiaxing 314016, Zhejiang, China
  • Received:2021-04-07 Revised:2021-05-17 Online:2022-06-15 Published:2022-06-20
  • Contact: Zhang Hongmei

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116

摘要：

氮肥作为保证水稻稳产和稻米品质的重要农业生产资源,在保证我国粮食安全方面发挥着重要的作用,但过多的氮肥投入势必对生态环境安全造成不利影响。为了明确浙北地区优质稻生产合理的施氮量,通过大田试验,采用随机区组设计,设置对照（不施肥,N0）、常规施氮（270kg/hm2纯氮,N）、氮肥减量15%（229.5kg/hm2纯氮,N-15%）和氮肥减量30%（189kg/hm2纯氮,N-30%）4个处理,研究氮肥减量对浙北优质稻籽粒蛋白质含量的影响,并对其施氮的合理性进行评价。结果表明,同N处理相比,N-15%和N-30%处理的产量与籽粒后期蛋白质及其组分含量差异不显著。N-15%和N-30%处理的氮素利用率分别提高了1.97%和8.11%,农田氮素盈余分别显著降低了20.56%和23.89%（P<0.05）,通过层次分析法（AHP）对浙北优质稻氮肥减量措施综合评价,得分为N-15%（0.86）>N-30%（0.67）>N（0.65）>N0（0.17）。综上所述,氮肥减量15%（229.5kg/hm2）为浙北地区优质稻生产较为适宜的施氮量。

关键词: 优质稻, 蛋白质, 氮素盈余, 氮素利用率, 层次分析法

Abstract:

As an important agricultural production resource to ensure stable rice yield and quality, nitrogen fertilizer plays an important role in ensuring food security in China. However, excessive nitrogen fertilizer input is bound to cause a certain impact on the ecological environment security. To determine the reasonable nitrogen application rate for high-quality rice production in northern Zhejiang, a field experiment was carried out and the random block design was adopted. Four nitrogen application levels were set: contrast (no fertilization, N0), conventional nitrogen application (270kg/ha pure nitrogen, N), nitrogen fertilizer reduction of 15% (229.5kg/ha pure nitrogen, N-15%), and nitrogen fertilizer reduction of 30% (189kg/ha pure nitrogen, N-30%), to investigate the effects of nitrogen reduction on grain protein and evaluate the rationality of nitrogen application in northern Zhejiang. The results showed that the contents of protein and its components, rice yield under nitrogen reduction were no significant difference with N-15% and N-30% treatments. N-15% and N-30% treatments could increase nitrogen use efficiency by 1.97%, 8.11% and decrease nitrogen surplus by 20.56%, 23.89% (P < 0.05), respectively. The comprehensive evaluation score of nitrogen reduction measures for high-quality rice in northern Zhejiang by analytic hierarchy process was N-15% (0.86) > N-30% (0.67) > N (0.65) > N0 (0.17). In conclusion, 15% reduction of nitrogen fertilizer (229.5kg/ha) was the most suitable nitrogen application rate for high-quality rice production in northern Zhejiang.

Key words: High-quality rice, Protein, Nitrogen surplus, Nitrogen use efficiency, Analytic hierarchy process

表1

不同处理施肥方案

处理
Treatment		 施肥方式
Fertilization
method		 施肥量
Fertilization rate (kg/hm2)		 施肥日期
Fertilization
date
N P2O5 K2O
N0 基肥 0 45 135 2019-06-21
追肥 0 0 0 2019-07-02
追肥 0 0 0 2019-08-08
N 基肥 108 45 135 2019-06-21
追肥 81 0 0 2019-07-02
追肥 81 0 0 2019-08-08
N-15% 基肥 91.80 45 135 2019-06-21
追肥 68.85 0 0 2019-07-02
追肥 68.85 0 0 2019-08-08
N-30% 基肥 75.6 45 135 2019-06-21
追肥 56.7 0 0 2019-07-02
追肥 56.7 0 0 2019-08-08

表2

浙北优质稻氮肥减量合理性综合评价指标权重

目标层
Target
layer		 准则层
Standard
layer		 权重
Weight		 指标层
Index
layer		 综合权重
Comprehensive
weight
氮肥减量
合理性
Reducing
nitrogen
fertilizer		 作物 0.833 产量（+） 0.6944
蛋白质（+） 0.1386
环境 0.167 NUE（+） 0.0835
Nsur（-） 0.0835

图1

浙北优质稻氮肥减量对籽粒蛋白质含量的影响 不同小写字母表示处理间差异显著（P < 0.05）,下同

图2

浙北优质稻氮肥减量对籽粒蛋白质组分动态变化的影响

表3

浙北优质稻氮肥减量对籽粒蛋白质组分占总蛋白比例的影响

处理
Treatment		 清蛋白
Albumin		 球蛋白
Globulin		 醇溶蛋白
Alcohol soluble protein		 谷蛋白
Glutelin
N0 6.38±0.57a 16.91±0.74a 6.56±1.27a 52.58±0.59a
N 6.15±1.07a 18.86±3.43a 5.59±0.50a 58.94±1.08a
N-15% 6.13±0.57a 17.72±2.32a 4.47±0.82a 58.71±4.10a
N-30% 6.33±0.18a 16.83±0.29a 4.95±1.40a 56.53±6.14a

图3

浙北优质稻氮肥减量对水稻产量及地上部分干物质重的影响

图4

浙北优质稻氮肥减量对Nsur和NUE的影响

图5

浙北优质稻氮肥减量合理性综合得分

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