作物杂志, 2024, 40(5): 73-79 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.011

生理生化·植物营养·栽培耕作

氮肥减施对超级稻玮两优8612产量及品质的影响

何嘉辉,1,2, 李艳锋2, 严天泽2, 张选文2, 秦鹏2, 郭进有2, 王凯2, 刘雄伦,1, 杨远柱,1,2

1湖南农业大学农学院,410128,湖南长沙

2袁隆平农业高科技股份有限公司/杂交水稻全国重点实验室/农业农村部南方水稻品种创制重点实验室/抗病虫水稻育种湖南省工程实验室,410128,湖南长沙

The Effects of Reducing Nitrogen Fertilizer Application on the Yield and Quality of Super Rice Weiliangyou 8612

He Jiahui,1,2, Li Yanfeng2, Yan Tianze2, Zhang Xuanwen2, Qin Peng2, Guo Jinyou2, Wang Kai2, Liu Xionglun,1, Yang Yuanzhu,1,2

1College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China

2Yuan Longping High-Tech Agriculture Co., Ltd. / National Key Laboratory of Hybrid Rice / Key Laboratory of Southern Rice Innovation & Improvement, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Hunan Engineering Laboratory of Disease and Pest Resistant Rice Breeding, Changsha 410128, Hunan, China

通讯作者: 杨远柱,主要从事水稻育种研究,E-mail:yzhuyah@163.com刘雄伦,主要从事水稻抗稻瘟病研究,E-mail:xionglun@hunau.edu.cn

收稿日期: 2024-05-7   修回日期: 2024-06-5   网络出版日期: 2024-07-24

基金资助: 湖南省科技创新计划项目(2023NK1010)
深圳市科技计划项目(KJZD20230923114116031)

Received: 2024-05-7   Revised: 2024-06-5   Online: 2024-07-24

作者简介 About authors

何嘉辉,主要从事水稻育种研究,E-mail:hjh0340@126.com

摘要

为探究氮肥减施对玮两优8612产量和稻米品质的影响,确定生产中氮肥减施的可行性,设置了0 (N0)、50(N50)、100(N100)、150(N150,一般氮肥施用量)和200 kg/hm2(N200)5个氮肥施用水平,连续开展3年大田试验,测试其产量、产量相关性状及稻米品质。结果表明,与N150相比,适当增施(N200)和减施(N100)氮肥,玮两优8612的产量无显著增产或减产,对稻米加工、外观以及蒸煮品质也没有显著影响;N100处理下稻米蛋白质含量降低,有助于食味品质提升。综上,土壤肥力中等偏上的条件下,在氮肥减施(N100)处理下超级稻玮两优8612无显著减产;同时加工和外观品质指标对施氮量不敏感,氮肥减施下蛋白质含量下降,可以改善其食味品质。

关键词: 超级稻; 玮两优8612; 施氮量; 产量; 稻米品质

Abstract

To investigate the impact of reducing nitrogen fertilizer application on the yield and rice quality of Weiliangyou 8612, and to determine the feasibility of reducing nitrogen fertilizer application in production, five levels of nitrogen fertilizer application were set at 0 (N0), 50 (N50), 100 (N100), 150 (N150, general nitrogen fertilizer application amount), and 200 kg/ha (N200), a three-year field experiment was conducted to test its yield, yield-related traits, and rice quality. The results showed that compared with N150, appropriate increases (N200) and reductions (N100) in nitrogen fertilizer application did not significantly increase or decrease the yield of Weiliangyou 8612, nor did it have a significant impact on rice processing, appearance, and cooking quality. However, reducing nitrogen fertilizer application reduced the protein content of rice, which was helpful for improving the taste quality. In conclusion, under the condition of medium to above soil fertility, super rice Weiliangyou 8612 had no significant yield reduction under the treatment of nitrogen reduction (N100). Furthermore, processing and appearance quality indicators were not sensitive to nitrogen application rate, and a reduction in nitrogen fertilizer application leaded to a decrease in protein content, which could improve its taste quality.

Keywords: Super rice; Weiliangyou 8612; Nitrogen application rates; Yield; Rice quality

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本文引用格式

何嘉辉, 李艳锋, 严天泽, 张选文, 秦鹏, 郭进有, 王凯, 刘雄伦, 杨远柱. 氮肥减施对超级稻玮两优8612产量及品质的影响. 作物杂志, 2024, 40(5): 73-79 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.011

He Jiahui, Li Yanfeng, Yan Tianze, Zhang Xuanwen, Qin Peng, Guo Jinyou, Wang Kai, Liu Xionglun, Yang Yuanzhu. The Effects of Reducing Nitrogen Fertilizer Application on the Yield and Quality of Super Rice Weiliangyou 8612. Crops, 2024, 40(5): 73-79 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.011

水稻(Oryza sativa L.)是全世界重要的粮食作物之一,我国有65%以上的人口以大米为主食[1]。水稻生产事关我国粮食安全,在人口不断增长、耕地面积有限的情况下,高产、超高产仍是水稻研究的主题。我国超级稻育种计划开始于1996年,经过20多年努力,我国超级稻研究已取得突破性进展[2]。超级稻品种指符合《超级稻品种确认办法》中规定的产量、品质和抗性等各项指标的要求,经过农业农村部的认定,才能被冠名为“超级稻”[3]。截至2023年,经农业农村部确认,全国可冠名超级稻的水稻品种共128个[4]。超级稻品种的选育与推广为促进我国农业生产高产高效发展做出了重要贡献。

氮在水稻生长发育过程中起着至关重要的作用,水稻植株氮素的营养状况与产量和稻米品质形成等有密切的联系[5]。前人[6-9]研究表明,超级稻品种高产通常需要投入大量的氮肥。孙凡[10]研究指出,在180和90 kg/hm2的施氮量下,超级稻和普通水稻品种之间产量没有显著差异,说明低施氮条件下超级稻的高产优势并不明显。施用氮肥在一定程度上可以提高水稻产量,但过量施用可能会造成产量和稻米品质下降、氮肥利用率降低以及环境污染等一系列问题[11]。本试验通过系统分析不同氮肥减用水平对超级稻品种玮两优8612产量和品质的影响,确定其最佳氮肥施用量,为超级稻的氮肥合理施用提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021-2023年在湖南省长沙市宁乡市湖南隆平高科种业科学研究院有限公司关山基地(112°66′ E,28°32′ N)进行。试验田前茬为水稻,土壤肥力中上等,土壤养分基本情况见表1。2021年水稻移栽至成熟期内的平均日最低温、日最高温分别为25.7、32.9 ℃,2022年分别为26.2、34.0 ℃,2023年分别为25.4、31.9 ℃(图1)。所有气候数据来均自羲和能源气象大数据平台(https://xihe- energy.com/#climate)。

表1   土壤基本营养情况

Table 1  Basic nutrition conditions of soil

年份
Year
pH水解性氮
Hydrolyzed nitrogen
(mg/kg)
有效磷
Available P
(mg/kg)
速效钾
Available K
(mg/kg)
全氮
Total nitrogen
(g/kg)
全磷
Total phosphorus
(g/kg)
全钾
Total potassium
(g/kg)
有机质
Organic matter
(g/kg)
20214.98239.500.38161.502.040.4913.3029.33
20225.24222.440.50134.222.040.4214.1836.02
20235.34235.670.24205.222.290.4714.3738.50

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图1

图1   不同年份水稻移栽至成熟期生长季日最低气温和最高气温

Fig.1   Daily minimum and maximum temperatures during the growth season from rice transplanting to maturity in different years


1.2 试验材料与试验设计

选择籼型高产杂交稻玮两优8612作为试验材料,玮两优8612分别于2020和2023年通过长江中下游中籼迟熟组(国审稻20206128)和长江上游中籼迟熟组(国审稻20232012)审定,2023年推广面积超过20万hm2(300万亩),迅速成为南方稻区杂交中稻主推品种之一,同时,2023年玮两优8612被农业农村部确认为超级稻品种。

试验设置了不施氮(N0)、施氮50(N50)、100(N100)、150(N150)和200 kg/hm2(N200)5个施氮水平,根据2023年湖南省农业农村厅印发的《湖南省2023-2025年主要农作物科学施肥指导意见》推荐氮肥用量150 kg/hm2,将N0、N50、N100视为3个氮肥减施处理。每个氮肥处理设3次重复,2个相邻的小区所施氮肥不同,小区面积13.08 m2,每个小区周围设置田埂并覆盖膜,田埂高40 cm,每个小区单独设置排灌水口,避免串灌。

2021年于5月20日播种,6月10日人工移栽;2022年于5月21日播种,6月11日移栽;2023年于5月23日播种,6月13日移栽。同一小区内随机栽插试验材料,每穴双本移栽,株行距为20.0 cm×26.5 cm。不同施氮处理按基肥:分蘖期追肥:幼穗分化始期追肥=2:1:2施用,氮肥为尿素(N 46%)。试验田于耕翻前一次性施入过磷酸钙40 kg/hm2作基肥;钾肥施用量100 kg/hm2,采用60%的氯化钾,并按基肥:幼穗分化期追肥=1:1施入;锌肥施用量5 kg/hm2,采用22%的过硫酸锌,于耕翻前一次性施入。按照常规方法灌溉。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤基础地力

3年试验在不同的田块进行。每一年在试验田块耕地平田后,于基肥施用前1 d进行土样采集。按照5点取样的方法,每个取样点去除表层20 cm左右的浮土,取底层土壤,样品共5份。土壤样品在室内自然阴干后,粉碎过60目筛,每个土壤样品取150 g在湖南省农业科学院农化检测中心进行土壤理化性质测定。测定项目包括pH、水解性氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾和有机质含量。

1.3.2 干物质积累量

分别于抽穗期和成熟期采用平均茎蘖(每个小区数20穴计算平均分蘖)的方法,从各小区选取长势一致、有代表性的水稻3穴,植株连根拔出,清洗、去根,保留地上部分,放烘箱经105 ℃杀青30 min,然后80 ℃烘干至恒重后称重。

1.3.3 产量

于成熟期各小区取有代表性的8穴考察实际穗数,按照平均穗数取3穴脱粒后用考种仪(型号YTS-5D)测定每穗颖花数、结实率与千粒重。各小区全收计产,去除杂质,自然晾晒后测定产量(稻谷折合水分含量为13.5%)。

1.3.4 稻米品质

成熟期在每个小区选择生长整齐一致的3穴,脱粒后装于网袋中,于干燥处自然风干3个月后,进行稻米品质性状的测定。根据NY/T 83-2017[12]划分碱消值等级;根据NY/T 2334- 2013[13]测定粒长、粒宽、长/宽、垩白粒率、垩白度和透明度;根据GB/T 22294-2008[14]测定胶稠度;根据GB/T 15683-2008[15]测定直链淀粉含量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2017录入、整理和计算数据,运用DPS数据处理系统进行分析,采用LSD法进行数据间的多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对超级稻玮两优8612生育期及干物质积累的影响

2.1.1 对生育期的影响

表2可知,不同氮肥处理对超级稻玮两优8612生育期有一定的影响。与正常施氮处理(N150)相比,减施氮肥(N100、N50、N0)处理下玮两优8612抽穗期提前1~3 d,齐穗期提前2~3 d,成熟期提前2~4 d,全生育期提前2~4 d;同时,增施氮肥(N200)处理下,抽穗期、齐穗期、成熟期、全生育期均要延后1 d,生育期最长。

表2   不同氮肥处理下玮两优8612田间生育期

Table 2  Field growth period of Weiliangyou 8612 under different nitrogen application levels 月-日month-day

年份
Year
处理
Treatment
播种期
Sowing
移栽期
Transplanting
抽穗期
Heading
齐穗期
Full heading
成熟期
Maturity
全生育期
Growth duration (d)
2021N20005-2006-1008-2308-2609-26129
N15005-2006-1008-2208-2509-25128
N10005-2006-1008-2108-2409-24127
N5005-2006-1008-2008-2309-23126
N005-2006-1008-2008-2309-23126
2022N20005-2106-1108-1808-2309-23125
N15005-2106-1108-1708-2209-22124
N10005-2106-1108-1608-2109-20122
N5005-2106-1108-1508-2009-21123
N005-2106-1108-1408-1909-18120
2023N20005-2306-1308-1308-1709-20120
N15005-2306-1308-1308-1809-20120
N10005-2306-1308-1208-1709-19119
N5005-2306-1308-1208-1609-17117
N005-2306-1308-1208-1609-17117

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2.1.2 对干物质积累的影响

表3可知,2021年,低、中、高(N0、N100、N200)氮肥处理之间,抽穗期干物质积累量和收获指数差异不显著;N0和N00处理下成熟期干物质积累量显著低于N200处理。2022年减施氮肥,N100、N50处理下玮两优8612抽穗期干物质积累量与正常施氮处理(N150)差异不显著,N0处理下抽穗期干物质积累量要显著低于N150处理;同时,氮肥减施(N100、N50、N0)下,玮两优8612成熟期干物质积累量要显著低于N150处理,但收获指数与正常施氮处理(N150)无显著差异。说明与正常施氮处理(N150)相比,一定程度减施氮肥(0~150 kg/hm2),超级稻玮两优8612成熟期植株干物质积累量会显著下降,但对收获指数没有显著影响。

表3   不同施氮水平下玮两优8612干物质积累量及收获指数

Table 3  Dry matter accumulation and harvest indexes of Weiliangyou 8612 under different nitrogen fertilizer application levels

年份
Year
处理
Treatment
干物质积累量
Dry matter accumulation (t/hm2)
收获指数
Harvest
index (%)
抽穗期
Heading stage
成熟期
Maturity stage
2021N20015.52±1.01a23.09±2.06a49.41±3.66a
N10014.90±1.42a18.20±0.41b51.66±1.33a
N013.69±0.34a18.09±1.76b51.75±3.01a
2022N20014.09±1.00ab19.66±0.76ab53.41±0.82b
N15014.53±0.44a20.83±0.97a55.56±0.44a
N10013.14±0.17ab17.58±1.10cd55.79±0.96a
N5013.45±1.57ab18.31±0.97bc55.15±0.90ab
N012.28±1.43b15.58±1.56d54.69±1.86a
2023N20018.05±1.38a58.59±1.07ab
N15018.08±1.17a57.59±1.82ab
N10017.40±0.99ab60.03±1.32a
N5015.12±0.45bc58.99±0.63ab
N013.01±1.74c56.54±2.13b

同栏内不同小写字母者表示在P < 0.05水平上差异显著。下同。

Different lowercase letters in the same column indicate significant differences at the P < 0.05 level. The same below.

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2.2 氮肥减施对超级稻玮两优8612产量及其构成因素的影响

连续3年试验结果(表4)表明,在正常施氮(N150)的基础上,增施氮肥(N200)未显著提升玮两优8612的单产,甚至在2021和2022年度试验产量有所下降;同时,对单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重的影响也不显著;有2个年度试验结实率显著提高。在正常施氮的基础上,减施氮肥(N100处理)玮两优8612的产量变化不显著,甚至2022年度试验单产略有提升;减施氮肥(N50处理)仅2023年度试验减产显著;N0处理下3个年度试验均显著减产。产量构成因素方面,除2023年N100处理下的结实率显著低于N150处理外,N100、N50处理下的单位面积有效穗数、穗粒数、结实率及千粒重与N150相比均无显著差异;与N150处理相比,N0处理下不同年份间导致减产的产量构成因素并不一致。可见,适当减施氮肥不会影响超级稻玮两优8612产量构成因素之间的协调,对其产量未造成显著的影响。

表4   不同施氮水平下玮两优8612产量及其构成因素

Table 4  Yield and its components of Weiliangyou 8612 under different nitrogen application levels

年份
Year
处理
Treatment
产量
Yield (t/hm2)
有效穗数
Effective panicle number (/m2)
穗粒数
Spikelets per panicle
结实率
Seed-setting rate (%)
千粒重
1000-grain weight (g)
2021N20011.45±0.51a270.44±9.50a218.67±20.03ab81.90±4.41a25.23±0.12a
N15012.16±0.41a250.94±13.21ab221.33±2.08ab74.90±3.81b24.90±0.46a
N10012.10±0.47a245.91±8.51b207.33±19.86b75.83±1.72ab24.67±1.04a
N5011.47±0.59a228.93±6.07bc239.00±12.12a76.75±4.59ab25.00±0.80a
N010.59±0.34b215.85±19.41c194.00±22.72b81.65±1.52a25.80±0.53a
2022N20010.61±0.20a208.57±19.88a244.60±17.28ab90.30±0.71a24.73±1.05ab
N15010.88±0.85a204.66±1.35a260.95±8.95a85.73±2.07b25.03±0.26a
N10011.06±0.67a201.54±9.94a249.97±12.69a86.70±3.82ab24.73±0.21a
N5010.88±0.17a211.50±14.37a248.32±16.42ab86.64±1.74ab24.48±0.37ab
N09.64±0.61b224.98±23.20a226.07±9.60b85.90±1.84b23.93±0.15b
2023N20012.21±0.13a184.28±5.76a248.98±6.48a86.94±1.45ab26.56±1.17a
N15011.68±0.29ab191.04±14.81a235.06±26.16ab88.34±1.36a26.62±0.74a
N10011.29±0.47b194.97±17.12a245.05±22.87ab85.49±1.66b25.98±0.56a
N5010.52±0.34c188.68±9.12a249.29±7.85a87.06±1.98ab25.89±0.91a
N09.61±0.72d176.67±2.81a217.61±15.81b86.24±0.72ab24.30±0.62b
均值
Mean
N20011.42225.00237.4286.3825.51
N15011.57216.26239.1182.9925.52
N10011.49214.66234.1282.6725.13
N5010.95210.76245.5483.4825.12
N09.95203.75212.5684.6024.68
方差分析Analysis of variance
FF-value年Y13.83**69.53**16.68**67.78**17.11**
处理T17.40**3.23*6.50**2.84*2.66*
年×处理Y × T2.85*3.15**NS2.62*2.88*

*”表示在P < 0.05水平上差异显著;“**”表示在P < 0.01水平上差异极显著;NS表示在P < 0.05水平上差异不显著。

*”indicates significant difference at the P < 0.05 level;“**”indicates extremely significant difference at the P < 0.01 level; NS indicates no significant difference at the P < 0.05 level.

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2.3 氮肥减施对超级稻玮两优8612稻米品质的影响
2.3.1 对加工品质的影响

总体上,减施氮肥下玮两优8612的出糙率和整精米率呈下降趋势,N0处理的出糙率、整精米率与正常施氮处理(N150)相比3年平均分别降低1.17%和6.18%;其中,N100处理下玮两优8612稻米的出糙率和整精米率略有下降,3年平均分别下降0.08%和2.47%,但均未达到显著水平(表5)。由此可见,适当减施氮肥并不会对超级稻的加工品质造成显著影响。

表5   不同施氮水平下玮两优8612的加工品质

Table 5  Processing quality of Weiliangyou 8612 under different nitrogen application levels %

处理
Treatment
202120222023
出糙率
Brown rice rate
整精米率
Head milled rice rate
出糙率
Brown rice rate
整精米率
Head milled rice rate
出糙率
Brown rice rate
整精米率
Head milled rice rate
N20073.20±1.57a63.64±4.40a78.77±0.09a58.45±2.88a79.57±0.15a64.83±0.81a
N15071.35±2.19a62.91±5.54a78.50±0.12a58.10±0.96a79.33±0.21a64.10±0.61abc
N10071.19±0.39a58.45±3.44a78.50±0.38a57.81±0.73ab79.30±0.53ab64.27±0.45ab
N5070.66±1.55a60.04±0.25a77.82±0.08b55.67±1.78ab78.77±0.06b63.37±0.38bc
N070.79±0.69a56.51±4.04a77.67±0.35b53.99±3.09b78.03±0.32c63.17±0.15c

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2.3.2 对外观品质的影响

总体上,施氮量越低,玮两优8612的长宽比越大,垩白粒率和垩白度越高;其中,N100处理下玮两优8612稻米的垩白粒率和垩白度与N150处理相比3年平均分别上升了3.3和0.6个百分点,但除2022年度试验的垩白粒率外,其他2个年度试验差异均未达到显著水平(表6),说明适当增加氮肥施用量可以改善稻米的外观品质,当然,年度间外观品质的差异也可能是灌浆成熟期温光条件的差异所致,有待进一步研究。

表6   不同施氮水平下玮两优8612的外观品质

Table 6  Appearance quality of Weiliangyou 8612 under different nitrogen application levels

处理
Treatment
202120222023
长宽比
L/W
垩白粒率
CR (%)
垩白度
CD (%)
长宽比
L/W
垩白粒率
CR (%)
垩白度
CD (%)
长宽比
L/W
垩白粒率
CR (%)
垩白度
CD (%)
N2003.32±0.07a15.33±1.84c4.33±0.77c3.18±0.04a13.42±3.09c5.61±2.05b3.43±0.06a17.00±4.24b4.95±1.34c
N1503.30±0.06a14.75±5.24c4.34±1.64c3.20±0.03a17.50±3.78bc7.42±1.37ab3.40±0.00a21.50±0.71ab6.95±0.21ab
N1003.35±0.02a19.69±2.55bc5.22±0.68bc3.17±0.01a24.00±1.75a9.90±0.34a3.40±0.00a20.00±2.83ab5.45±0.49bc
N503.37±0.06a25.92±1.38a7.72±0.83a3.18±0.09a21.33±1.76ab9.32±0.90a3.43±0.06a27.00±2.83a8.45±0.35a
N03.34±0.02a24.75±2.65ab6.78±1.38ab3.24±0.04a23.25±1.25a9.22±2.16a3.37±0.06a19.50±2.12b7.15±0.64ab

L/W:长宽比,CR:垩白粒率,CD:垩白度。

L/W: ratio of length to width of kernel, CR: chalkiness rate, CD: chalkiness degree.

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2.3.3 对蒸煮和营养品质的影响

总体上,不同施氮量处理对玮两优8612的直链淀粉含量、碱消值和胶稠度影响不大,2023年直链淀粉含量、碱消值和胶稠度的差异均未达到显著性水平(表7)。此外,施氮量越低,玮两优8612的稻米蛋白质含量越低(图2),N100处理下稻米蛋白质含量3年平均值为7.27%,较N150处理降低了6.30%。减施氮肥有助于玮两优8612食味品质的提升。

表7   不同施氮水平下玮两优8612的蒸煮品质

Table 7  Cooking quality of Weiliangyou 8612 under different nitrogen application levels

处理
Treatment
202120222023
直链淀粉含量
AC (%)
碱消值
ASV
胶稠度
GC (mm)
直链淀粉含量
AC (%)
碱消值
ASV
胶稠度
GC (mm)
直链淀粉含量
AC (%)
碱消值
ASV
胶稠度
GC (mm)
N20012.60±0.17b3.20±0.10b70.33±6.51a13.15±0.57ab3.00±0.00a75.83±2.31a11.33±0.29a3.00±0.00a80.67±4.51a
N15013.07±0.15a3.23±0.06ab71.33±1.15a12.85±0.04ab3.07±0.12a74.33±5.35a11.83±0.47a3.00±0.00a81.33±5.51a
N10012.67±0.21ab3.20±0.10b75.00±2.65a13.45±0.50ab3.13±0.22a78.83±3.82a11.67±0.40a3.00±0.00a82.33±4.04a
N5012.70±0.20ab3.50±0.17ab72.33±1.53a13.58±0.36a3.22±0.28a78.33±4.54a11.73±0.40a3.17±0.29a79.67±0.58a
N012.97±0.40ab3.57±0.38a74.67±1.53a12.68±0.53b3.15±0.27a74.50±3.91a11.53±0.15a3.07±0.12a81.67±4.51a

AC:直链淀粉含量,ASV:碱消值,GC:胶稠度,下同。

AC: amylose content, ASV: alkali spreading value; GC: gel consistency, the same below.

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图2

图2   不同施氮水平对玮两优8612蛋白质含量的影响

Fig.2   Effects of different nitrogen application levels on protein content of Weiliangyou 8612


2.4 不同氮肥处理对超级稻玮两优8612稻谷储存期理化指标的影响

不同氮肥用量处理的玮两优8612稻谷储存15个月(收获后放置15个月)后,与储存3个月(收获后放置3个月)相比,碱消值无显著变化;稻米胶稠度出现了不同程度的下降,其中N100、N50处理的稻米胶稠度显著下降;过量减施氮肥(N50和N0),稻米直链淀粉含量显著下降(表8)。说明施氮量过少,在储存过程中其稻米理化指标衰退较快,不利于稻米品质的保持。

表8   不同施氮水平下玮两优8612稻米储藏后理化指标变化

Table 8  Changes in rice physicochemical indicators of Weiliangyou 8612 after storage under different nitrogen application levels

处理
Treatment
储存时间(月)
Storage
time (month)
直链淀
粉含量
AC (%)
碱消值
ASV
胶稠度
GC (mm)
N200313.43±0.14a3.00±0.00a74.50±2.12a
1513.24±0.11a3.00±0.00a70.33±1.15a
N150312.82±0.05a3.00±0.00a71.00±1.41a
1513.03±0.13a3.00±0.00a68.50±0.71a
N100312.87±0.52a3.11±0.19a78.00±1.41a
1513.13±0.39a3.38±0.06a67.00±1.41b
N50313.24±0.29a3.00±0.00a83.50±0.71a
1511.92±0.04b3.00±0.00a60.50±0.71b
N0313.29±0.16a3.00±0.00a70.00±2.83a
1512.34±0.03b3.00±0.00a68.00±1.00a

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3 讨论

超级稻品种的超高产记录一般是在理想栽培环境下实现的,如充足的光温资源、较高的土壤肥力以及氮肥等资源的大量投入[11,16]。Chen等[17]比较了超级稻品种和普通杂交稻品种在不同氮肥条件下的产量表现,结果表明在氮肥施用量为225 kg/hm2条件下,超级稻品种比普通杂交稻品种的产量高11.3%~14.1%,但是氮肥用量下降至150 kg/hm2时,二者的产量没有显著差异。本研究中,2021和2022年度试验表明,在正常施氮(150 kg/hm2)基础上增施氮肥可以显著提高超级稻玮两优8612的结实率,但产量、有效穗数、穗粒数及千粒重没有发生显著的变化。同时,在N150的基础上减施氮肥,N100处理3年平均单产为11.49 t/hm2,与N150处理(11.57 t/hm2)基本持平。结果表明,适当减施氮肥不会影响超级稻玮两优8612产量构成因子之间的协调,对其产量未造成显著影响,这可能与超级稻玮两优8612自身具有氮肥高效利用特性有关。

研究[18]表明,增施氮肥会使稻米加工品质和营养品质提高,但外观品质和蒸煮食味品质会变差。万靓军等[19]研究指出,增施氮肥可显著改善稻米外观品质,增加稻米蛋白质含量,降低直链淀粉含量,改善稻米营养品质。本研究中,增施氮肥(N200)处理可以提高超级稻玮两优8612稻米的出糙率和整精米率,同时降低稻米垩白粒率和垩白度;减施氮肥(N100、N50、N0)处理稻米的出糙率和整精米率下降,垩白粒率和垩白度增加。适量的减施氮肥(N100)对超级稻玮两优8612的加工、外观及蒸煮品质无显著影响。此外,减施氮肥稻米蛋白质含量下降,有助于食味品质的提升[20-21],本研究中,N100处理下稻米蛋白质含量3年平均值为7.27%,较N150处理降低了6.30%,食味品质得到改善。Liang等[22]研究了氮肥施用对水稻贮藏后品质的影响,发现合理的施氮量对于获得优质蒸煮和食味品质尤为重要,然而,高氮可能有利于在存储期间保持蒸煮和食味品质的稳定性。在本研究中发现,不同氮肥处理下超级稻玮两优8612储存期内稻米碱消值无显著变化,N100、N50处理下储存15个月后稻米胶稠度均显著下降,N50、N0处理下储存15个月后稻米直链淀含量均出现了显著的下降。说明氮肥用量会对超级稻玮两优8612储存期内稻米理化指标的变化造成影响,低氮条件下稻谷储存过程中理化指标衰退更快,从而影响其蒸煮品质。

4 结论

在推荐氮肥用量150 kg/hm2的基础上适当增施氮肥(200 kg/hm2),超级稻玮两优8612的产量没有显著提高;适当减施氮肥(100 kg/hm2)玮两优8612的产量也没有出现显著下降。同时100、150 kg/hm2处理下玮两优8612稻米加工、外观以及蒸煮品质指标没有出现显著的变化。因此,土壤肥力中等偏上的条件下,在150 kg/hm2的基础上适当减施氮肥,即氮肥施用量为100~150 kg/hm2时,能够保证超级稻玮两优8612获得较高的产量;加工、外观品质对施氮量不敏感,同时蛋白质含量下降,可以改善其食味品质。

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湘两优900(超优千号)是袁隆平院士团队最新培育的两系超级稻新组合,该组合株叶形态理想,根系发达,熟期适中,具有穗大粒多、结实率高、高产稳产等特点。2019年湘两优900在四川省德昌县进行百亩片超高产攻关示范,平均单产达16.35 t/hm2。本文介绍了湘两优900的特征特性,单产16.35 t/hm2的超高产栽培技术,并提出了进一步提高产量潜力的措施。

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Y两优900是以广适性光温敏不育系Y58S为母本,籼粳杂交选育的偏籼型恢复系R900为父本配组育成的超高产杂交稻新组合,具有根系发达、穗大粒多、结实率高、株叶形态理想、熟期适中、适应性广、高产稳产、优质多抗等特点。2014年在湖南溆浦对该组合进行了较大面积攻关试验,创造了6.84 hm2面积单产15.40 t/hm2的世界纪录。介绍了Y两优900的特征特性,并详细阐述了Y两优900百亩攻关片单产达15.40 t/hm2的高产栽培技术。

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探明绿色超级稻的农艺与生理性状, 对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料, 1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照, 观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明, 与对照品种相比, 绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高, 较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比, 抽穗期较高的糖花比, 灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。

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