氮素是水稻生长发育的必需营养元素。有关氮肥运筹方式对水稻产量与品质的影响已有大量研究。众多学者认为，氮肥后移能显著提高水稻产量[5⇓-7]，其原因在于适当增加后期氮肥比例能提高成穗率和穗粒数[8]。林郸等[9]认为，增加穗肥比例有利于实现提质与丰产的协调统一，以基肥:蘖肥:穗肥=3:3:4处理的效果最佳。稻米品质主要由遗传基因决定，但也受到氮肥运筹的显著影响[10⇓-12]，因为稻米品质是籽粒灌浆期碳氮代谢与化合物积累的结果，而氮素是影响籽粒蛋白质和淀粉合成、转化的主要元素[13-14]。有研究[15-16]认为，重施基蘖肥会提高垩白粒率与直链淀粉含量，降低籽粒蛋白质含量，但可提高稻米蒸煮与食味品质；也有研究[17-18]认为，氮肥后移能显著提高水稻整精米率和胶稠度，降低糊化温度，改善稻米加工和蒸煮食味品质。
可见，氮肥运筹方式对水稻产量和品质有重要影响，但前人研究结果不尽相同，还需因地制宜开展进一步研究。湘南地区是湖南省乃至全国重要的双季稻产区，对保障国家粮食安全做出了重要贡献。本研究针对湘南双季稻区，研究氮肥运筹对双季杂交稻产量形成与稻米品质的影响，明确其适宜的氮肥运筹方式，为完善湘南双季稻高产优质高效栽培技术提供支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地概况与试验材料
2020年3-10月在湖南省衡阳县西渡镇梅花村富农优质稻种植合作社开展大田试验，在湖南农业大学作物生理与分子生物学教育部重点实验室进行室内试验。试验田土壤主要理化性状为pH 6.22、有机质25.20g/kg、全氮1.50g/kg、全磷0.64g/kg、全钾19.30g/kg、碱解氮162.30mg/kg、有效磷9.60mg/kg、有效钾102.43mg/kg。供试早稻品种为陆两优996和株两优819，晚稻品种为H优518和盛泰优018。
1.2 试验设计
早、晚稻均开展氮肥运筹试验，设置3个氮肥运筹方式处理，分蘖肥:穗肥:粒肥分别为7:2:1（N1）、6:3:1（N2）和5:4:1（N3）。早、晚稻各处理氮、磷、钾肥总量一致（N 150kg/hm2、P2O5 75kg/hm2、K2O 120kg/hm2），供试氮肥为含N 46%的尿素，磷肥为含P2O5 12%的过磷酸钙，钾肥为含K2O 60%的氯化钾。氮肥分分蘖肥、穗肥与粒肥3次施用，分蘖肥于水稻返青后（插秧后7d）施用，穗肥在拔节始期（插秧后35d）施用，粒肥在齐穗期（80%稻穗开始伸出剑叶叶鞘）施用；磷肥和钾肥均作基肥一次性施入。
试验采取随机区组设计，3个处理，3次重复，早、晚稻各处理田间布局一致。早稻3月20日播种，4月20日移栽；晚稻6月20日播种，7月20日移栽；手工插秧，早稻株行距16.7cm×20.0cm，晚稻株行距20.0cm×20.0cm，每穴基本苗2~3株，小区面积20m2，小区间田埂用塑料薄膜覆盖，两侧压至犁底层。其他管理按当地高产田习惯进行。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 生育期
记录移栽期、分蘖盛期、孕穗期、齐穗期、灌浆中期和成熟期的具体日期。
1.3.2 茎蘖动态
返青后各小区定点调查长势一致且具代表性的连续10蔸水稻，记录10蔸水稻的总茎蘖数，再根据其种植密度计算每平方米的茎蘖数，每6d记录一次，直至齐穗，并记载成熟期的有效穗数；成穗率=有效穗数/最高茎蘖数。
1.3.3 叶面积指数与叶绿素含量
分别于分蘖盛期、孕穗期、齐穗期和灌浆中期取样，每小区根据单穴平均茎蘖数取稻株3穴，按照长宽系数法（系数为0.75）计算全株绿叶面积，并计算叶面积指数（LAI）。用日本产SPAD-502型SPAD仪测定稻株剑叶（分蘖盛期测倒2叶）上、中、下3个点的相对叶绿素含量（SPAD值），每个小区测15片叶，取平均值。
1.3.4 干物质积累
分别于分蘖盛期、孕穗期、齐穗期、灌浆中期和成熟期进行田间取样，每小区根据单穴平均茎蘖数取稻株3穴。将茎、叶、穗分别装袋，105℃杀青30min后，80℃烘至恒重后称重。
1.3.5 产量及其构成因素
成熟期每小区数80穴水稻有效穗数，根据平均值每小区取5穴带回室内，考察穗粒数、结实率和千粒重，计算理论产量。各小区避免边3行后随机实收80穴，脱粒后去除稻草及空粒，称重，用烘干法测含水率，折算含水量13.5%的实际产量，实际产量=实收产量×（1-实测水分含量）/0.865。
1.3.6 稻米品质
将上述实收稻谷晒干，在室内储藏3个月后，参照《GB/T 17891-1999优质稻谷》测定碾米品质（糙米率、精米率、整精米率）、外观品质（垩白粒率、垩白度、米粒长、宽、长宽比）、蒸煮食味品质（胶稠度、直链淀粉含量）和食味品质。采用光谱仪测定直链淀粉含量。以淀粉黏滞谱（RVA谱）特征参数表征，釆用澳大利亚仪器公司生产的快速黏度测定仪测定食味品质，用TWC（Thermal Cycle for Win-dows）配套软件进行数据分析。
1.4 数据处理
利用Excel软件进行数据初步处理与作图，利用DPS软件进行方差分析与多重比较。
2 结果与分析
2.1 氮肥运筹对湘南双季稻生长发育的影响
2.1.1 对湘南双季稻茎蘖动态的影响
由图1可以看出，2个早稻品种均于5月3日进入快速分蘖期，除株两优819的N1处理于5月28日达到最高茎蘖数外，其他处理均于5月23日达到最高茎蘖数。株两优819和陆两优996最高茎蘖数均以N1处理最多，分别为499.0和472.3，N2处理次之，N3处理最少。最高茎蘖数后，茎蘖数迅速下降，至成熟期，株两优819和陆两优996均以N2处理下降幅度最小，成穗率最高，分别为74.0%和69.8%。
图1
由图2可知，与早稻一致，晚稻品种盛泰优018和H优518的最高茎蘖数也均表现为N1>N2>N3趋势，N1处理分别为483.0和467.7，N2处理分别为455.0和434.8，N3处理分别为426.3和418.9；而最终盛泰优018和H优518的成穗率均以N2处理的最高，分别为72.5%和76.9%。
图2
2.1.2 对湘南双季稻叶面积指数的影响
由表1可知，分蘖盛期，早、晚稻各处理间的LAI基本上无明显差异；孕穗期―灌浆中期，早、晚稻各品种的LAI均表现为N2>N3>N1趋势；孕穗期，早稻2个品种N2处理的LAI均显著高于其他2个处理，晚稻2个品种N2与N3处理均显著大于N1处理；齐穗期早稻2个品种N2显著高于N1处理，但与N3处理差异不显著，灌浆中期早稻2个品种N2处理显著高于其他2个处理，晚稻2个品种在齐穗期和灌浆中期表现为各处理间差异达极显著水平。
表1 氮肥运筹对水稻LAI的影响
Table 1
| 季别Season | 品种Variety | 处理Treatment | 分蘖期Tillering stage | 孕穗期Booting stage | 齐穗期Full heading stage | 灌浆期Filling stage |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | N1 | 2.46a | 3.70c | 4.25b | 3.52b |
| N2 | 2.35a | 4.25a | 4.89a | 4.02a | ||
| N3 | 2.25a | 3.98b | 4.56ab | 3.61b | ||
| 陆两优996 | N1 | 2.36a | 3.51b | 4.04b | 3.38b | |
| N2 | 2.22a | 4.18a | 4.67a | 3.99a | ||
| N3 | 2.16a | 3.60b | 4.35ab | 3.45b | ||
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | N1 | 2.66a | 4.20b | 4.66c | 3.82c |
| N2 | 2.78a | 4.60a | 5.26a | 4.32a | ||
| N3 | 2.62a | 4.55a | 4.91b | 4.08b | ||
| H优518 | N1 | 3.20a | 4.50b | 5.06c | 4.07c | |
| N2 | 3.13a | 5.18a | 5.84a | 4.68a | ||
| N3 | 2.91a | 4.97a | 5.31b | 4.38b |
各品种同列数据不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）。下同
Different lowercase letters in the same column of data of various varieties indicate significant difference (P < 0.05). The same below
2.1.3 对湘南双季超级稻SPAD值的影响
由表2可知，早、晚稻SPAD值随生育进程推进均呈现先增加后降低趋势，且在齐穗期最高。分蘖盛期，早、晚稻SPAD值均表现出N1>N2>N3趋势，其中早稻2个品种的N1处理均显著高于其他2个处理，晚稻2个品种的N1显著高于N3处理，但与N2处理差异不显著。而从孕穗期直至灌浆中期，早、晚稻SPAD值则均表现为N2>N3>N1；在该阶段生育期间，株两优819的N2和N3处理无明显差异，但均显著高于N1处理，陆两优996的N2处理显著高于其他2个处理，晚稻2个品种均表现为N2与N1处理差异达显著水平，但与N3处理无明显差异。
表2 氮肥运筹对水稻叶片 SPAD 值的影响
Table 2
| 季别Season | 品种Variety | 处理Treatment | 分蘖期Tillering stage | 孕穗期Booting stage | 齐穗期Full heading stage | 灌浆期Filling stage |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | N1 | 37.63a | 42.10b | 44.67b | 43.43b |
| N2 | 36.73b | 44.67a | 47.53a | 46.07a | ||
| N3 | 36.70b | 44.40a | 46.17a | 45.50a | ||
| 陆两优996 | N1 | 37.90a | 41.20b | 46.23b | 43.10c | |
| N2 | 36.73b | 43.91a | 48.80a | 45.83a | ||
| N3 | 35.71c | 41.83b | 47.57b | 44.77b | ||
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | N1 | 41.23a | 43.91b | 45.57b | 44.67b |
| N2 | 40.87ab | 45.86a | 48.10a | 46.90a | ||
| N3 | 40.50b | 45.17ab | 47.30ab | 46.40a | ||
| H优518 | N1 | 42.40a | 44.63b | 46.63b | 45.30b | |
| N2 | 42.13a | 46.73a | 48.80a | 47.10a | ||
| N3 | 39.87b | 45.10ab | 47.73ab | 46.83ab |
2.1.4 对湘南双季稻地上部干物重的影响
由表3可知，各处理分蘖盛期干物重一般以N1处理略大，但无显著差异；从孕穗期开始，早晚稻各品种干物重均以N2处理最大，但处理间差异表现略有不同。孕穗期，株两优819的N2与N3处理显著高于N1处理，陆两优996处理间差异不显著，2个晚稻品种N2显著高于N3和N1处理；齐穗期，2个早稻品种与盛泰优018的N2处理显著高于N1，但与N3处理差异不显著，而H优518表现N2>N3>N1，处理间差异均达显著水平；灌浆中期与成熟期表现一致，2个早稻品种表现N2>N3>N1趋势，且处理间差异均达显著水平，而晚稻品种仅N2与N1处理间差异达显著水平，N3处理略低于N2处理，差异不显著。整体来看，孕穗期至成熟期，各品种干物重均以N2处理最大。
表3 氮肥运筹对水稻干物重的影响
Table 3
| 季别 Season | 品种 Variety | 处理 Treatment | 分蘖期 Tillering stage | 孕穗期 Booting stage | 齐穗期 Full heading stage | 灌浆期 Filling stage | 成熟期 Maturity stage |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | N1 | 2.91a | 3.64b | 7.18b | 9.17c | 10.22c |
| N2 | 2.83a | 4.62a | 8.35a | 10.76a | 12.17a | ||
| N3 | 2.79a | 4.46a | 8.04a | 10.15b | 11.51b | ||
| 陆两优996 | N1 | 3.24a | 3.63a | 6.78b | 8.25c | 9.52c | |
| N2 | 3.15a | 3.94a | 8.61a | 10.20a | 11.23a | ||
| N3 | 3.10a | 3.64a | 7.52ab | 9.07b | 10.24b | ||
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | N1 | 3.42a | 4.49b | 7.17b | 9.12b | 10.53b |
| N2 | 3.37a | 5.22a | 8.99a | 10.95a | 12.71a | ||
| N3 | 3.28a | 4.51b | 8.00ab | 10.29a | 12.22a | ||
| H优518 | N1 | 3.66a | 5.53b | 7.89c | 10.20b | 11.56b | |
| N2 | 3.73a | 6.32a | 9.53a | 11.60a | 13.01a | ||
| N3 | 3.55a | 5.78b | 8.60b | 11.03ab | 12.60ab |
2.2 氮肥运筹对双季稻产量及其构成因素的影响及相关性分析
2.2.1 产量及其构成因素
由表4所示，早稻2个品种产量均表现出N2>N3>N1趋势，且N2显著高于N1处理；其中株两优819的N2处理实际产量较N1与N3处理分别高12.00%和7.49%，陆两优996的N2处理较N1与N3处理分别高10.36%和3.78%。2个品种有效穗数均表现N2>N3>N1的趋势，但处理差异显著性因品种表现不同，其中株两优819的N2处理显著高于其他2个处理，而陆两优996各处理间差异不显著；穗粒数，除陆两优996的N3处理显著降低外，一般表现无显著差异；千粒重，除陆两优996的N1处理显著降低外，一般表现无显著差异。
表4 氮肥运筹对水稻产量及其构成因素的影响
Table 4
| 品种 Variety | 处理 Treatment | 有效穗数 Effective number of panicles (×104/hm2) | 穗粒数 Grains per panicle | 结实率 Seed-setting rate (%) | 千粒重 1000-grain weight (g) | 理论产量 Theoretical yield (t/hm2) | 实际产量 Actual yield (t/hm2) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 株两优819 Zhuliangyou 819 | N1 | 294.25b | 83.91a | 80.12a | 27.26a | 5.44b | 5.25b |
| N2 | 354.25a | 82.35a | 77.28b | 27.86a | 6.21a | 5.88a | |
| N3 | 316.64b | 82.29a | 79.02ab | 27.92a | 5.80ab | 5.47b | |
| 陆两优996 Luliangyou 996 | N1 | 292.63a | 79.98a | 78.56a | 26.67b | 4.93b | 4.73b |
| N2 | 305.85a | 80.37a | 76.87a | 28.52ab | 5.46a | 5.22a | |
| N3 | 298.13a | 74.28b | 77.62a | 30.11a | 5.20ab | 5.03ab | |
| 盛泰优018 Shengtaiyou 018 | N1 | 302.61b | 113.32a | 65.98b | 29.11a | 6.58a | 6.34b |
| N2 | 330.08a | 110.33a | 71.43a | 28.68a | 7.39a | 7.11a | |
| N3 | 309.17b | 112.05a | 72.71a | 28.14a | 7.08a | 6.78ab | |
| H优518 H You 518 | N1 | 307.64b | 115.22b | 68.14a | 24.58a | 5.93b | 5.77b |
| N2 | 336.88a | 122.37a | 70.74a | 23.87a | 6.92a | 6.66a | |
| N3 | 322.94ab | 120.62a | 66.47a | 24.93a | 6.43ab | 6.24ab |
与早稻一致，晚稻2个品种实际产量表现N2>N3>N1趋势，且N2处理显著高于N1处理；其中盛泰优018 N2处理实际产量较N1与N3处理分别提高12.15%和4.87%，H优518 N2处理较N1与N3处理分别提高15.42%和6.73%。2个品种有效穗数均表现N2>N3>N1的趋势，其中N2处理显著高于N1处理；2个品种各处理穗粒数和千粒重均无显著差异，结实率除盛泰优018的N1处理显著较低外，其他无显著差异。
2.2.2 产量及其构成因素相关性分析
对水稻产量与其构成因素进行相关性分析（表5），发现各品种产量构成因素与产量的相关系数均表现为有效穗数>穗粒数>千粒重>结实率。其中，产量与有效穗数呈极显著正相关，与穗粒数呈显著正相关（除盛泰优018外），与结实率和千粒重相关性不显著。可见，氮肥运筹方式主要通过提高有效穗数和穗粒数来提高产量。
表5 产量与其构成因素的相关系数
Table 5
| 季别 Season | 品种 Variety | 有效穗数 Effective number of panicles | 穗粒数 Grains per panicle | 千粒重 1000-grain weight | 结实率 Seed-setting rate |
|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | 0.887** | 0.558* | 0.171 | -0.402 |
| 陆两优996 | 0.837** | 0.657* | 0.136 | -0.385 | |
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | 0.812** | 0.405 | 0.225 | -0.157 |
| H优518 | 0.702** | 0.755** | 0.328 | -0.298 |
“*”和“**”分别表示相关性达显著和极显著水平
“*”and“**”indicate significant and extremely significant correlation, respectively
2.3 氮肥运筹对双季稻米质的影响
2.3.1 稻米加工及蒸煮品质
由表6可知，早、晚稻各品种的糙米率、精米率和整精米率均随穗肥比例增加呈先增后降趋势，均以N2处理最高，且多显著高于N3和N1处理。随穗肥比例增加，早、晚稻品种的直链淀粉含量呈下降趋势，N3显著低于N1处理，但与N2处理无显著差异；除株两优819略有差异之外，胶稠度一般随穗肥比例增加而降低，其中N1显著高于N3处理。
表6 氮肥运筹对稻米加工及蒸煮品质的影响
Table 6
| 季别 Season | 品种 Variety | 处理 Treatment | 糙米率 Brown rice rate (%) | 精米率 Milled rice rate (%) | 整精米率 Head rice rate (%) | 直链淀粉含量 Amylose content (%) | 胶稠度 Gel consistency (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | N1 | 78.23b | 69.67b | 59.02b | 19.06a | 51.8a |
| N2 | 80.71a | 71.59a | 62.41a | 18.58ab | 48.8b | ||
| N3 | 79.33b | 69.95b | 59.95b | 18.06b | 49.2b | ||
| 陆两优996 | N1 | 78.67b | 69.76b | 56.51a | 18.59a | 57.0a | |
| N2 | 81.36a | 72.06a | 57.93a | 17.19b | 56.5a | ||
| N3 | 80.07ab | 70.02b | 56.75a | 17.25b | 51.7b | ||
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | N1 | 81.61b | 74.20b | 65.78b | 13.11a | 79.5a |
| N2 | 83.55a | 76.18a | 68.23a | 12.81ab | 74.5b | ||
| N3 | 82.29ab | 74.56b | 64.10b | 12.60b | 73.0b | ||
| H优518 | N1 | 82.89b | 73.92b | 62.10ab | 12.86a | 75.5a | |
| N2 | 83.61a | 74.15a | 63.24a | 12.31b | 73.0ab | ||
| N3 | 82.74b | 73.78b | 60.23b | 12.26b | 71.0b |
2.3.2 稻米外观品质
由表7可知，早、晚稻各品种的垩白粒率和垩白度均表现N1>N3>N2，除盛泰优018略有差异外，N2处理显著低于N1和N3处理；氮肥运筹对粒长、粒宽和长宽比影响均不显著。可见，氮肥运筹对稻米外观品质的影响主要表现在垩白粒率和垩白度方面，N2处理的稻米外观品质最好。
表7 氮肥运筹对稻米外观品质的影响
Table 7
| 季别 Season | 品种 Variety | 处理 Treatment | 垩白粒率 Chalky grain rate (%) | 垩白度 Chalkiness (%) | 粒长 Grain length (mm) | 粒宽 Grain width (mm) | 长宽比 Length-width ratio |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | N1 | 14.09a | 3.34a | 7.20a | 2.03a | 3.55a |
| N2 | 9.54b | 2.32b | 7.13a | 2.10a | 3.40a | ||
| N3 | 13.17a | 3.04a | 7.05a | 2.00a | 3.53a | ||
| 陆两优996 | N1 | 15.91a | 3.61a | 7.02a | 2.01a | 3.50a | |
| N2 | 12.68b | 2.66b | 7.14a | 2.03a | 3.52a | ||
| N3 | 14.77a | 3.29a | 6.99a | 2.04a | 3.43a | ||
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | N1 | 12.64a | 2.79a | 6.96a | 1.98a | 3.52a |
| N2 | 9.29b | 1.76b | 6.96a | 1.96a | 3.55a | ||
| N3 | 11.11a | 1.98b | 6.97a | 1.96a | 3.56a | ||
| H优518 | N1 | 20.51a | 4.24a | 7.16a | 2.01a | 3.56a | |
| N2 | 14.64c | 2.85b | 7.28a | 2.03a | 3.59a | ||
| N3 | 18.21b | 4.01a | 7.30a | 2.03a | 3.60a |
2.3.3 稻米RVA谱特征值
稻米RVA谱是模拟日常稻米蒸煮过程而测得淀粉黏滞变化的特性，其特征值与稻米食味品质的关系较为密切。由表8可知，各品种峰值黏度、热浆黏度、崩解值及最终黏度均表现N1>N2>N3趋势，其中，N1显著高于N3处理，但与N2处理差异大部分不显著；早、晚稻品种的稻米消减值表现不尽一致，随穗肥比例增加，早稻2个品种的消减值呈增大趋势，且N1显著低于另外2个处理，而晚稻2个品种消减值的绝对值以N3处理最小；除株两优819外，其他3个品种稻米淀粉的峰值时间和糊化温度在各处理间差异均不显著。
表8 氮肥运筹对稻米淀粉RVA谱特征值的影响
Table 8
| 季别 Season | 品种 Variety | 处理 Treatment | 峰值黏度 Peak viscosity (cP) | 热浆黏度 Hot viscosity (cP) | 崩解值 Breakdown value (cP) | 最终黏度 Final viscosity (cP) | 消减值 Setback (cP) | 峰值时间 Peak time (min) | 糊化温度 Gelatinization temperature (℃) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 早稻Early rice | 株两优819 | N1 | 2389.3a | 1679.7a | 776.3a | 2859.3a | 390.0b | 6.50b | 86.35b |
| N2 | 2247.0a | 1529.5ab | 717.5ab | 2777.5a | 430.5a | 6.54b | 89.43a | ||
| N3 | 2097.3b | 1480.7b | 616.7c | 2543.3b | 446.0a | 7.00a | 90.52a | ||
| 陆两优996 | N1 | 2224.0a | 1692.7a | 681.3a | 2575.7a | 387.5b | 6.56a | 89.07a | |
| N2 | 2205.5a | 1640.0ab | 656.0a | 2548.3a | 406.3b | 6.73a | 89.97a | ||
| N3 | 2112.5b | 1576.0b | 513.3b | 2511.0a | 460.0a | 6.82a | 89.85a | ||
| 晚稻Late rice | 盛泰优018 | N1 | 3412.3a | 2233.3a | 1379.0a | 3324.3a | -147.5ab | 6.11a | 78.17a |
| N2 | 3343.3a | 2138.3b | 1105.0ab | 3115.0ab | -162.5b | 6.42a | 78.10a | ||
| N3 | 2790.7b | 1820.3b | 970.3c | 2795.7b | -124.0a | 6.20a | 78.40a | ||
| H优518 | N1 | 3527.3a | 2385.0a | 1342.3a | 3565.7a | -305.0b | 6.38a | 78.37a | |
| N2 | 3406.5a | 2211.0a | 1216.5a | 3343.0a | -320.0b | 6.20a | 78.38a | ||
| N3 | 2947.0b | 1905.0b | 818.0b | 2766.0b | -167.3a | 6.29a | 78.73a |
3 讨论
3.1 氮肥运筹对水稻生长发育及产量的影响
氮素是水稻生长重要营养元素之一，合理的氮肥运筹方式能促进水稻生长发育，优化群体结构和塑造高质量群体，对提高水稻产量具有现实意义[19]。前人关于不同氮肥比例对水稻影响的研究较多，且一致认为适当前氮后移能改善水稻生长，显著提高产量，但氮肥运筹比例结果不一，可能是选择的品种或栽培方式不同造成的；孙国华等[20]针对直播水稻研究发现，基蘖肥:穗肥=6:4能提高植株LAI和光合速率，促进营养物质向籽粒转移，有利于提高每穗实粒数和结实率，从而达到增产效果；张洪程等[21]认为，水稻氮肥后移（基蘖肥:穗肥=5:5）能显著减少无效分蘖，提高叶绿素含量，促进颖花分化，增加群体总颖花量，通过提高有效穗数和每穗粒数来增加产量。本研究发现，不同氮肥运筹方式对早、晚稻生长发育影响显著，以分蘖肥:穗肥:粒肥=6:3:1（N2）处理效果最好，较其他2个处理显著提高了水稻成穗率、LAI、SPAD值及干物质重量；因为适当的氮肥后移可确保前期氮素供应，促进后期植株群体生长发育；前期有效控制无效分蘖的发生，提高分蘖成穗率，中后期增施穗肥能保证植株养分充足，促进水稻对营养物质的吸收，提高植株有效叶面积，增加叶绿素含量，从而提高光合效率，显著增加抽穗后干物质积累量[22]。
关于氮肥运筹对水稻产量的影响，杨安中等[23]研究表明，提高后期施氮比例能减少无效分蘖，提高成穗率和有效穗数；重施基蘖肥会造成水稻前期群体数量过大[24-25]，而前氮后移能有效控制前中期物质生产，形成合理的后期群体结构，提高产量[26-27]。本研究结果表明，N2（分蘖肥:穗肥:粒肥=6:3:1）处理产量最高，N1（7:2:1）处理最低；N2处理早稻平均实际产量较N1与N3（5:4:1）处理分别高11.22%和5.71%，晚稻较N1与N3处理分别高13.71%和5.76%，增产的原因主要是有效穗数显著提高，表明在同一施氮量条件下，分蘖肥:穗肥:粒肥=6:3:1处理不但能提高茎蘖数，而且能为促进颖花分化与防止颖花退化提供充足的养分，从而确保了有效穗数的增加，为水稻获得高产奠定了基础，这与前人[28⇓-30]研究结果一致。
3.2 氮肥运筹对稻米品质的影响
3.2.1 对稻米加工品质的影响
3.2.2 对稻米外观品质的影响
在氮肥运筹对稻米外观品质影响方面，赵学智等[35]和陈光莉等[36]结果均表明，适当的氮肥后移能减少稻米垩白粒率和垩白度，提高水稻外观品质；杨泽敏等[37]研究发现，前期重施基肥符合早稻生育期短、灌浆快的特点，能使其快速吸收并充分利用氮素营养，故能改善稻米外观品质，而重施穗肥符合晚稻生育期长、灌浆缓慢的特点，在生育后期确保籽粒足够氮素营养吸收，有利于优质米的形成。本研究中，不同氮肥运筹方式对早、晚稻的垩白度和垩白粒率均有显著影响，但各处理间粒长、粒宽及长宽比差异不显著；早、晚稻垩白度和垩白粒率均呈N1>N3>N2趋势，因此稻米外观品质以N2处理效果最佳，这与潘圣刚等[38]试验结果较为一致，因为在较高密度群体基础上，中后期适宜穗肥的施用能够改善群体和个体生长矛盾，帮助水稻快速吸收营养成分及积累碳水化合物，提高稻米的外观品质。
3.2.3 对稻米蒸煮食味品质的影响
关于RVA谱特征参数，一般认为，峰值黏度高、崩解值大、消减值的绝对值小，稻米食味品质较好[45-46]。刘建等[47]研究表明，在总施氮量一致情况下，增加穗肥用量会导致最高黏度、热浆黏度以及崩解值降低，消解值和糊化温度提高；李书先等[34]和徐大勇等[48]研究认为，与全施基蘖肥方式相比，前氮后移处理显著降低了峰值黏度和崩解值，提高了消减值。本研究中，随着穗肥比例的增加，早稻品种消减值呈增大趋势，早、晚稻稻米的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度及崩解值均呈下降趋势，其中N1处理显著高于N3处理，但与N2处理差异一般不显著。因此，从稻米RVA谱特征参数来看，N1处理稻米食味品质最好，略优于N2处理，而N3处理米质最差。关于RVA谱特征值的变化，应
该与穗肥比重增加提高了稻米蛋白质含量有关，已有研究[49]表明，蛋白质含量与最高黏度、热浆黏度以及崩解值等均呈显著负相关，而与消减值之间呈极显著正相关。
综上所述，不同氮肥运筹方式对稻米品质各指标间的影响关系较为复杂。本研究中，提高穗肥比例能显著提高稻米加工品质和外观品质，但会导致稻米的蒸煮食味品质变差，对其RVA谱特征值的各项指标造成不利影响。有研究表明，前氮后移、增施穗肥能维持叶片、茎鞘和穗部较高的氮素浓度，提高叶片光合速率，防止叶片早衰，延长籽粒有效灌浆期，增加向籽粒的灌浆物质运转[50]，因此增加粒重和籽粒充实度，提高籽粒中蛋白质含量，从而既提高了产量，也改善稻米加工品质和外观品质[51]，但稻米中较高含量的谷蛋白和醇溶蛋白对食味值产生的负作用最为突出[10]。因此，如何通过合理的氮肥运筹来协调产量与品质的关系，使其在较大程度上协调一致，是需进一步研究的问题。
4 结论
氮肥运筹对湘南双季稻生长发育、产量及品质均有显著影响。在总施氮量一致的条件下，N2处理产量最高，且其稻米加工品质和外观品质最好，但食味品质略差于N1处理。整体来看，湘南双季稻在施纯氮150kg/hm2条件下，分蘖肥:穗肥:粒肥=6:3:1处理可较好地兼顾高产和优质，是湘南双季稻较理想的氮肥运筹方式。
参考文献
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
DOI:10.16819/j.1001-7216.2019.9022
[本文引用: 2]
目的 为揭示不同类型水稻品种稻米蛋白质含量与其蒸煮食味品质间的关系及其对不同后期施氮水平的响应。方法 以3个常规籼稻品种和3个常规粳稻品种为供试材料,在抽穗期实施不同氮肥水平的处理,分析稻米蛋白质及其组分含量与蒸煮食味品质的关系。结果 不论籼粳亚种,后期氮素肥料均显著增加了稻米蛋白质含量,品种对氮素的反应存在明显不同,但肥料处理效应大于品种间差异。随着后期氮肥水平的提高,稻米中四种蛋白组分含量也显著增加,以醇溶蛋白和谷蛋白对氮肥的施用反应较大;直链淀粉含量有所下降,胶稠度显著变短;淀粉糊化特征值中最高黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度下降,而回复值、消减值呈上升趋势;食味值显著下降。相关分析显示,籼﹑粳稻总蛋白质含量与胶稠度呈极显著负相关;籼稻蛋白质含量与食味值(r=-0.975<sup>**</sup>)﹑最高黏度呈极显著负相关,与崩解值呈负相关,与回复值﹑消减值呈正相关或显著正相关;粳稻蛋白质含量与食味值(r=-0.923<sup>**</sup>)和崩解值呈极显著负相关,与最高黏度呈显著负相关,与回复值﹑消减值的关系和籼稻基本相同。籼、粳稻食味值均与球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白显著负相关,与清蛋白(即比例最小的组分)的关系,籼稻呈极显著负相关,而粳稻相关性未达显著。结论 后期氮肥水平的增加显著提高稻米蛋白质及其组分含量。稻米蛋白质含量的增加,显著劣化稻米蒸煮品质和适口性。四种蛋白组分的增加均会不同程度地劣化稻米食味,其中,尤以球蛋白和醇溶蛋白的负效应较为显著,谷蛋白对食味的负效应也不可忽视,在籼稻品种中表现更明显。
Charactering protein fraction concentrations as influenced by nitrogen application in low-glutelin rice cultivars
DOI:10.1016/S2095-3119(15)61182-0 URL [本文引用: 1]
实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量和品质的影响
DOI:10.16819/j.1001-7216.2018.7102 237
[本文引用: 1]
【目的】本研究旨在阐明实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量、氮肥利用效率和稻米品质的影响。【方法】以4个粳稻品种(淮稻5号、连粳7号、宁粳1号和扬粳4308)为材料,设置了氮空白、农民常规施肥和实地氮肥管理3个氮肥处理,观察了不同氮肥处理下产量构成、氮肥利用效率和稻米品质的变化特征。【结果】与农民常规施肥相比,实地氮肥管理显著提高了水稻的产量和氮肥利用效率。实地氮肥管理显著提高了水稻的整精米率、胶稠度、热浆黏度和崩解值,显著增加了稻米中清蛋白和谷蛋白的含量,显著降低了垩白度、直链淀粉含量和糊化温度。依据不同品种在较低施氮量下产量和氮肥利用效率的响应,将供试品种分为A型(淮稻5号和连粳7号)和B型(宁粳1号和扬粳4038)。与氮响应B型品种相比,氮响应A型品种的整精米率、清蛋白和谷蛋白含量、崩解值较高,垩白度、直链淀粉含量、消减值较低。【结论】实地氮肥管理可以提高不同粳稻品种的产量和氮肥利用效率,对氮响应A型品种的效果更为明显,其米质对氮肥的响应更为敏感。
不同氮肥群体最高生产力水稻品种的物质生产积累
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.20.004
[本文引用: 1]
【目的】研究不同氮肥群体最高生产力水稻品种间物质生产积累特性之间的差异。【方法】以长江中下游地区有代表性的50个早熟晚粳品种为供试材料，设置7个氮肥群体（0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg•hm-2），得出各品种在这7个氮肥群体下出现的最高生产力及其对应施氮水平，将该最高生产力定义为氮肥群体最高生产力。根据各品种的氮肥群体最高生产力将50个供试材料分成4个生产力等级：低层水平（氮肥群体最高生产力≤9.00 t•hm-2）、中层水平（9.00 t•hm-2≤氮肥群体最高生产力≤9.75 t•hm-2）、高层水平（9.75 t•hm-2≤氮肥群体最高生产力≤10.50 t•hm-2）、顶层水平（氮肥群体最高生产力≥10.50 t•hm-2）。在此基础上，对各类型品种间的干物质积累量、叶面积指数、光合势、群体生长率、净同化率等方面进行系统的比较研究。【结果】（1）在总施氮量0—337.5 kg•hm-2范围内，随着氮肥群体的增加，50个粳稻品种在拔节、抽穗期干物质积累量均显著增加，而成熟期则表现为先增后减的变化趋势。（2）拔节期群体干物质积累量随着生产力等级的增加而减小，抽穗期4个生产力等级间的干物质积累量差异较小，成熟期干物质积累量则随着生产力等级的增加而显著增加。（3）水稻生育前期（播种至拔节阶段）干物质积累量与氮肥群体最高生产力呈显著负相关，表现为随生产力等级增加而减小；而生育中、后期（拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段）干物质积累量与氮肥群体最高生产力呈显著正相关，表现为随生产力等级增加而增加。各生育阶段干物质积累量占总干物重的比例变化规律与阶段干物质积累量一致。（4）不同生产力等级水稻品种的经济系数随着生产力等级的增加而显著增加。（5）拔节前4个生产力等级品种间叶面积指数和光合势差异较小，而群体生长率和净同化率则随着生产力等级的递增呈显著递减趋势；拔节至抽穗及抽穗至成熟阶段，叶面积指数、光合势、群体生长率和净同化率均随着生产力等级的递增呈增加趋势。【结论】氮肥群体最高生产力处于顶层水平品种干物质生产在抽穗至成熟阶段优势明显，具有较高的叶面积指数、光合势、群体生长率和净同化率。
水稻氮肥精确后移及其机制
DOI:10.3724/SP.J.1006.2011.01837
[本文引用: 1]
以早熟晚粳品种武运粳7号、武香粳14、常优1号为供试材料，通过搁田后一次性追肥试验来精确确定高产高效的氮肥后移施用叶龄期；在此基础之上，对氮肥精确后移施用模式进行了研究，并探讨了其高产高效机理。结果表明: (1)倒四、倒三叶是早熟晚粳稻最利于高产高效的追肥叶龄期。从产量构成因素看，倒四、倒三叶追肥群体穗数足、穗型大，群体颖花量高，且结实率与千粒重均可稳定在正常水平；从群体生长发育来看，倒四、倒三叶追肥群体茎蘖消长平缓，高峰苗适中，成穗率高(80%左右)，生育中、后期氮肥累积量大，适宜叶面积指数高，群体光合势强，干物质积累多，最终产量高，氮素当季利用率亦高。(2)较之常规施氮模式，氮肥精确后移模式产量显著高，氮素当季利用率、生理利用率、施氮增产力以及表观生产力均显著高，百公斤籽粒需氮量则略低，在大面积生产上应用表现显著增产增效。其高产高效机理为，既能巩固穗数，又能有效控制无效(低效)分蘖，获取高成穗率，形成足量的群体有效穗数；既能攻取大穗，又能防止群体叶面积过度增长，于生育中期形成较高且适宜的叶面积指数与配置良好的冠层结构，具有较高粒叶比，使抽穗期群体干物质数量足且质量优；既能提高抽穗后群体干物质积累量，又能协调群体茎鞘物质输出与运转，以强源畅流促进群体库容的有效充实。
Effects of nitrogen application time on caryopsis development and grain quality of rice variety Yangdao 6
A pot experiment was conducted to study the effects of different nitrogen application time (during the tillering or the booting stages) with the same nitrogen rates on the caryopsis development and grain quality of rice variety Yangdao 6. The increased nitrogen fertilizer (urea), especially applied during the booting stage, could evidently increase the milled rice rate, head rice rate and protein content in rice grains compared with the control (no nitrogen application), and decrease chalky grain rate and amylose content. Moreover, the increased nitrogen fertilizer significantly affected the caryopsis development and enhanced the grain weight when nitrogen applied during the tillering and the booting stages, especially during the booting stage. During caryopsis development the increased nitrogen fertilizer applied during the tillering and booting stages could obviously decrease the total starch and amylose contents, but not obviously for the amylopectin content in rice grain. Increased topdressing of nitrogen fertilizer, especially applied during the booting stage, had significant effect on the development and structures of amyloplasts and proteinoplasts. That is, it could change the distribution, number and shape of amyloplasts and proteinoplasts in the endosperm cells especially in grain abdomen. Compared with the control the arrangements of amyloplasts and proteinoplasts were closer, with more numbers, higher density and less interspaces each ohter. Furthermore, most amyloplasts showed polyhedron under the increased nitrogen fertilizer level.
Variation in cooking and eating quality traits in Japanese rice germplasm accessions
水稻籽粒蛋白质含量选择对杂种早代蒸煮食味品质的影响
选用品质和产量性状不同的4个粳稻品种配制2个杂交组合，研究籽粒蛋白质含量选择对水稻杂种早代蒸煮食味品质的影响。各品质性状变异系数的变化范围在9.73%~94.99%；直链淀粉含量与蛋白质含量间存在明显的动态关系；稻米味度值先是随着蛋白质含量的下降而增加，当蛋白质含量下降到某一临界值后，随蛋白质含量下降而下降，蛋白质与直链淀粉含量适中的后代株系味度值较高；在蛋白质含量水平较高时，稻米RVA谱特性随着蛋白质含量的下降有所改善，但蛋白质含量下降到一定程度后则又会导致RVA谱特性变劣；蛋白质含量过高或过低都会导致稻米蒸煮食味品质变劣，协调蛋白质与直链淀粉含量的平衡关系是提高稻米蒸煮食味品质的关键。
秸秆全量还田与氮肥运筹对机插优质食味水稻产量及品质的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2017.01802
[本文引用: 1]
以江苏优质食味水稻代表性品种南粳5055和南粳46为材料，在总施纯氮量为300 kg hm-2条件下，设置9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6共6种基蘖肥与穗肥比例运筹，探讨秸秆全量还田与不同氮肥运筹比例对机插优质食味水稻产量及稻米品质的影响。结果表明，与秸秆不还田相比，秸秆全量还田具有显著的增产效应，南粳5055、南粳46平均增产5.04%、4.64%；随基蘖氮肥占总施氮量比例下降，秸秆全量还田机插粳稻产量呈先增后减趋势，基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时，水稻产量最高。秸秆全量还田显著增加了稻米的蛋白质含量，降低了垩白率和垩白度，对改善稻米的外观品质和营养品质有一定作用。秸秆全量还田还有利于蒸煮食味品质的改善，显著提高稻米的崩解值和食味值，显著降低稻米的消减值。提高穗肥占总施氮量的比例可以显著改善稻米的加工和营养品质，提高整精米率，但同时增加了稻米垩白，降低了稻米外观品质，且稻米蒸煮食味品质也有所下降。
