检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

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

RichHTML

3

PDF (PC)

181

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

[1] Yu C Q, Huang X, Chen H, et al. Managing nitrogen to restore water quality in China. Nature, 2019, 567(7749):516-520.
doi: 10.1038/s41586-019-1001-1
[2] 巨晓棠, 张翀. 论合理施氮的原则和指标. 土壤学报, 2021, 58(1):1-14.
[3] 许仁良, 戴其根, 霍中洋, 等. 施氮量对水稻不同品种类型稻米品质的影响. 扬州大学学报, 2005, 26(1):66-68.
[4] 兰宇辰, 郭晓红, 李猛, 等. 施氮量与移栽密度互作对垦粳7号稻米品质的影响. 中国农业科技导报, 2021, 23(1):136-145.
[5] 岳红亮, 赵庆勇, 赵春芳, 等. 江苏省半糯粳稻食味品质特征及其与感官评价的关系. 中国粮油学报, 2020, 35(6):7-14,22.
[6] 吴家青, 熊若愚, 解嘉鑫, 等. 稻米食味品质形成及其响应氮素调控作用的研究进展. 中国稻米, 2021, 27(2):28-37.
[7] 巨晓棠, 谷保静. 氮素管理的指标. 土壤学报, 2017, 54(2):281-296.
[8] Zhang C, Ju X T, Powlson D S, et al. Nitrogen surplus benchmarks for controlling N pollution in the main cropping systems of China. Environmental Science and Technology, 2019, 53(12):1-28.
doi: 10.1021/acs.est.8b06630
[9] 刘宏元, 张爱平, 杨世琦, 等. 山东省冬小麦―夏玉米轮作体系土壤氮素盈余指标体系的构建与评价——以德州市为例. 农业环境科学学报, 2019, 38(6):1321-1329.
[10] 黄晶, 刘立生, 马常宝, 等. 近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(6):987-998.
[11] 陆若辉, 虞轶俊, 吴春燕, 等. 浙江省主要作物的化肥施用现状与减施潜力估算. 浙江农业科学, 2020, 61(4):757-760,775.
[12] 杨静, 罗秋香, 钱春荣, 等. 氮素对稻米蛋白质组分含量及蒸煮食味品质的影响. 东北农业大学学报, 2006, 37(2):145-150.
[13] 王江飞, 周柯锦, 汪小泉, 等. 杭嘉湖地区大气氮、磷沉降特征研究. 中国环境科学, 2015, 35(9):2754-2763.
[14] 张欢, 李恒鹏, 李新艳, 等. 太湖流域典型农业区氮平衡时间变化特征及驱动因素. 土壤通报, 2014, 45(5):1119-1129.
[15] 董燕红, 钟定胜, 卢小丽. 主成分与层次分析法在区域可持续发展能力评价中的应用对比. 安全与环境学报, 2016, 16(1):359-365.
[16] 路凯, 赵庆勇, 周丽慧, 等. 稻米蛋白质含量与食味品质的关系及其影响因素研究进展. 江苏农业学报, 2020, 36(5):1305-1311.
[17] 唐健, 唐闯, 郭保卫, 等. 氮肥施用量对机插优质晚稻产量和稻米品质的影响. 作物学报, 2020, 46(1):117-130.
[18] 石吕, 张新月, 孙惠艳, 等. 不同类型水稻品种稻米蛋白质含量与蒸煮食味品质的关系及后期氮肥的效应. 中国水稻科学, 2019, 33(6):541-552.
[19] 郭晓红, 姜红芳, 王鹤璎, 等. 氮肥运筹对寒地水稻籽粒植酸、蛋白质和矿质元素的影响. 核农学报, 2020, 34(7):1534-1542.
[20] 史登林, 王小利, 刘安凯, 等. 黄壤稻田土壤微生物量碳氮及水稻品质对生物炭配施氮肥的响应. 环境科学, 2021, 42(1):443-449.
[21] 兰艳, 黄曌, 胡明明, 等. 施氮量对低谷蛋白水稻籽粒品质及蛋白质组分的影响. 浙江农业学报, 2019, 31(2):182-190.
[22] 张桂莲, 杨定照, 张顺堂, 等. 不同成熟度对水稻种子萌发及其生理特性的影响. 植物生理学报, 2012, 48(3):272-276.
[23] 梁成刚, 陈利平, 汪燕, 等. 高温对水稻灌浆期籽粒氮代谢关键酶活性及蛋白质含量的影响. 中国水稻科学, 2010, 24(4):398-402.
[24] 贾琰, 沈阳, 邹德堂, 等. 孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻籽粒灌浆及其氮素积累的影响. 中国水稻科学, 2015, 29(3):259-272.
[25] 仇景涛, 吴壮, 蒋天昊, 等. 不同生育时期氮肥减施对水稻群体生产特征的影响及减肥策略初步分析. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2020, 41(3):52-58,65.
[26] 刘红江, 郭智, 郑建初, 等. 太湖地区氮肥减量对水稻产量和氮素流失的影响. 生态学杂志, 2017, 36(3):713-718.
[27] 吴萌, 李委涛, 刘佳, 等. 红壤水稻土上双季稻氮素减施增效方法比较. 土壤, 2017, 49(4):685-691.
[28] 薛金元, 许芳芳, 王娟娟, 等. 减氮增密对水稻产量、氮素吸收及土壤剖面养分分布的影响. 河南农业科学, 2021, 50(6):82-90.
[29] 宁运旺, 张辉, 王磊, 等. 基肥结合抽穗期追肥稳定稻麦产量并提高氮肥利用率及经济效益. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(8):1407-1419.
[30] 熊鹰. 湖南省生态安全综合评价研究. 长沙:湖南大学, 2008.
[31] 何锦, 马雪梅, 庞雅婕, 等. 三江平原典型农垦区水土质量综合评价体系研究. 地质调查与研究, 2020, 43(3):271-278.
[32] 李治兵, 沈涛, 肖怡然, 等. 西北地区农业生态和经济系统协调发展研究. 中国农业资源与区划, 2020, 41(12):237-244.
[33] 董娟, 唐琳, 郭春燕, 等. 基于熵权—模糊层次分析法的矿区复垦土壤培肥技术研究. 西南农业学报, 2019, 32(9):2109-2118.
[1] 陆丹丹, 叶苗, 张祖建. 稻米蛋白质及其组分研究概况及其对稻米品质的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 28–34
[2] 高甜甜, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 常旭虹, 赵广才. 不同春小麦品种对氮肥处理的响应[J]. 作物杂志, 2021, (6): 67–71
[3] 邓超超, 王蕾, 徐也, 周琦, 宿翠翠, 蔡小斌, 缪平贵, 赵海鹏, 张燕, 王育才, 张想平. 施氮量和播种量对大麦[2011(07)814]鲜叶产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (5): 108–113
[4] 王庆彬, 聂振田, 卢洁春, 彭春娥, 张民, 孟慧, 刘治国, 耿全政. 宛氏拟青霉提取物对夏玉米产量及氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 166–171
[5] 王玉娇, 曹祺, 常旭虹, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 石书兵. 不同土壤条件下化学调控对小麦产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 96–100
[6] 赵宇杨, 宋健, 邱丽娟. 大豆G位点近等基因系叶片类囊体蛋白质组比较分析[J]. 作物杂志, 2020, (6): 8–16
[7] 陈迪文,周文灵,敖俊华,黄莹,江永,韩西红,秦益民,沈宏. 海藻提取物对甜玉米产量、品质及氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2020, (2): 134–139
[8] 陈庭木,孙志广,邢运高,方兆伟,王宝祥,刘艳,徐大勇. 水稻可消化蛋白质含量测定方法研究及资源筛选[J]. 作物杂志, 2020, (1): 61–66
[9] 石吕,薛亚光,魏亚凤,李波,石晓旭,刘建. 不同氮素粒肥水平下精米蒸煮食味品质变化及其与矿质元素含量相关性分析[J]. 作物杂志, 2019, (6): 57–65
[10] 郭明明,樊继伟,王康君,孙中伟,张广旭,陈凤,李强,李筠,章跃树,赵广才. 潮盐土条件下不同小麦品种（系）子粒品质差异分析[J]. 作物杂志, 2019, (6): 134–139
[11] 崔月峰,孙国才,卢铁钢,王桂艳,王健,黄文佳,栾和林. 不同秸秆还田方式对北方超级稻氮素吸收利用的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 164–169
[12] 周志波,易亚科,陈光辉. 播种量、基质和药剂处理对优质晚稻玉针香秧苗素质和产量性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 129–135
[13] 张燕,尹翠,曹云娥. 蚯蚓发酵液对果蔬品质的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 102–106
[14] 朱英杰,常旭虹,王德梅,杨玉双,王雨,吕冰,马瑞琦,刘莹,王玉娇,赵广才,陶志强. 黑土与潮土对不同春小麦营养品质的影响[J]. 作物杂志, 2017, (6): 84–90
[15] 王树杰,冯辉,郜战宁,薛正刚,杨永乾,潘正茂,张春生. 氮肥水平对不同棱型大麦品种子粒灌浆及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (4): 129–133
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!