不同施氮量对盐碱地水稻产量及品质的影响

严凯蒋玉兰肖天晶戴其根,2*

（1扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州225009；2扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心，江苏扬州225009；*通讯作者：qgdai@yzu.edu.cn）

不同施氮量对盐碱地水稻产量及品质的影响

严凯1蒋玉兰1肖天晶1戴其根1,2*

（1扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州225009；2扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心，江苏扬州225009；*通讯作者：qgdai@yzu.edu.cn）

以南粳9108为试验材料，研究了施氮量对盐碱地水稻产量及品质的影响。结果表明，在一定范围内，水稻产量随着施氮量的增加而增加，在施氮量为20 kg/667m2时产量最高；盐碱地条件下，增施氮肥会增加稻米的垩白粒率、垩白度和蛋白质含量，降低直链淀粉含量；此外，施氮量的增加还会显著降低稻米的蒸煮品质与食味品质。

水稻；施氮量；产量；品质；盐碱地

我国耕地资源紧缺，东部沿海不仅经济发达，而且是传统的水稻主产区，“人、地、粮”矛盾突出，沿海滩涂无疑成为重要的后备耕地资源。北起辽宁，南至广西，我国沿海滩涂总面积220万hm2以上，其中以江苏面积最大，达67万hm2，占全国的近1/3。这些滩涂大多连片集中分布，且继续淤长，加上雨热同季、雨量丰沛，一直是开发利用的重点。截止2012年，仅江苏沿海滩涂围垦面积就达28万hm2，按照60%的比例可以用于耐盐水稻新品种的种植，其面积达17万hm2。到2020年，江苏沿海滩涂计划在盐城射阳河口至南通东灶港之间进行围填，形成18万hm2左右的土地后备资源，相当于又增加了一个中等规模行政县的土地[1]。

水稻常作为盐碱地土壤改良的“先锋”作物，利用其一定的耐盐碱性和灌溉水生的独特优势，可以加快盐碱土的脱盐与有机质的积累，实现盐碱土的改良利用。但水稻在盐碱地栽培，往往不能取得高产优质[2-3]。前人对盐碱地种植水稻的研究多集中在适应品种的选育、适合密度的探究方面[4-7]，对盐碱地水稻种植的适宜施肥量，及施肥量与水稻产量、品质关系的研究相对较少。因此，本试验以优质软米南粳9108为材料，在江苏省射阳县的盐碱地上，模拟机插条件，设置了6个不同氮肥水平处理，研究氮肥用量对水稻产量及稻米食味特征的影响，以期为盐碱地水稻的高产优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点和试验材料

供试材料为迟熟中粳型软米品种南粳9108。试验于2014-2015年在江苏射阳顺泰农场进行。土壤为沙壤土，耕作层电导率为2.5~3.5 ms/m，pH值在8.0~8.7之间，碱解氮66.42 mg/kg，速效磷22.19 mg/kg，速效钾93mg/kg。

1.2 试验设计

试验以纯N用量不同共设6个处理：N0，0 kg/667 m2；N14，14 kg/667 m2；N17，17 kg/667 m2；N20，20 kg/ 667m2；N23，23 kg/667m2；N26，26 kg/667 m2。每个处理3次重复，随机区组排列，每个小区30 m2，各个小区之间做埂，并用塑料薄膜覆盖埂体，保证单独排灌，防止窜肥。氮肥中基蘖肥∶穗肥=6∶4，基蘖肥中基肥与分蘖肥比为5∶5。分蘖肥分2次施，第1次在栽后7 d施，第2次在栽后14 d施。穗肥也分2次施用，分别在倒4叶和倒2叶施，用量各占50%。同时每个小区施用过磷酸钙40 kg/667m2作为基肥。5月12日播种，秧龄27 d，人工模拟机插，栽插规格为30 cm×12 cm，每丛4苗。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 产量及产量构成

成熟期每个小区收割100丛测定实际产量；每个小区随机取5丛有代表性的稻株，测定产量构成。

1.3.2 稻米品质

水稻收获后脱粒，摊晒后储藏3个月，待理化性质稳定后，每个处理称取6份，每份130 g稻谷，按照GB/ T 17891-1999测定糙米率、精米率、整精米率、粒长、粒宽、长宽比、垩白粒率、垩白度。用FOSSTECATOR公司生产的Infratec 1241 Grain Analyzer近红外快速品质分析仪测定精米样本的总蛋白含量和直链淀粉含量。采用米饭食味计（STA1A，日本佐竹公司）测定米饭的香气、光泽、完整性、味道、口感的评分和综合评分值。

表1 不同施氮水平下的水稻产量及其构成因素

表2 不同施氮量水平下的稻米碾磨加工品质和外观品质

1.3.3 米粉RVA谱特征

采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司的Super 3型RVA（rapid viscosity analyzer）快速测定，用TWC（thermal cycle for windows）配套软件分析数据。按照AACC（美国谷物化学家协会）规程（1995-61-02）和RACI标准方法，当米粉含水量为12.00%时，取3.00 g样品加25.00 g蒸馏水。在搅拌中，罐内温度于50℃保持1.0 min，以11.84℃/min的速度上升至95℃（3.8 min）保持2.5 min，再以11.84℃/min的速度下降至50℃并保持1.4min。搅拌器的转动速度在起始10 s内为960 r/min，之后保持在160 r/min。稻米RVA谱特性用最高黏度（peak viscosity）、热浆黏度（hot viscosity）、最终黏度（final viscosity）3个一级参数和崩解值（breakdown，最高黏度与热浆黏度之差）、消减值（setback，最终黏度与最高黏度之差）、回复值（consistence，最终黏度与热浆黏度之差）3个二级参数表示，单位为cP（centiPoise），同时记录起始糊化温度（pasting temperature）。

1.4 数据计算和统计分析

用Microsoft Excel和DPS软件统计分析数据和作图，采用最小显著差数法（LSD）进行多重比较。因2年的试验结果趋势基本一致，试验结果以2年的平均值表示。

2 结果与分析

2.1 施氮量对水稻产量及产量构成的影响

由表1可知，南粳9108的产量随着施氮量的增加呈现先上升后下降的趋势，在N20处理时产量最高，随后略有下降，但下降不显著；有效穗数同样随着施肥量的增加呈先上升后下降的趋势，在N20处理时最多，且施氮量对有效穗数影响较大，除N20处理和N23处理、N23处理与N26处理差异不显著外，相邻施肥水平处理都存在显著差异；每穗粒数随着施氮量的提高而增多；千粒重和结实率随着施氮量的提高呈下降趋势，但千粒重除N0处理外，施氮处理之间并没有显著差异，说明氮肥对千粒重的影响较小；结实率随施肥量的增加而下降，N23、N26处理极显著低于其他处理。

2.2 施氮量对稻米品质的影响

2.2.1 对碾磨加工品质的影响

由表2可知，施氮量对稻米的碾磨加工品质有一定影响，但作用不明显。糙米率在6个处理之间有起伏波动，但没有显著差异；精米率和整精米率都随着施氮量的增加而呈现上升趋势，但除了N0处理外，施氮处理之间的差异并没有达到显著水平。说明稻米的研磨加工品质受氮肥影响较小。

2.2.2 对外观品质的影响

由表2可以看出，随着施氮量的增加，稻米的粒长、粒宽、长宽比均有所增加，但除了N0水平下的粒长、粒宽显著变短外，其他处理间无显著差异。施氮量对垩白的影响较大，随着氮肥用量的增加，垩白粒率和垩白度增加，最高的N26处理较最低的N0处理分别高出2.51个和0.49个百分点。

表3 不同施氮量水平下米饭食味品质特征

表4 不同施氮量水平下淀粉RVA谱特征值

图1 不同施氮量水平下的稻米直链淀粉含量

图2 不同施氮量水平下的稻米蛋白质含量

2.2.3 对营养和蒸煮食味品质的影响

从图1和图2可以看出，随着施氮量的提高，直链淀粉含量下降，且个别处理之间存在显著差异；而蛋白质含量则随着施氮量增加呈现上升趋势，低氮（N0）、中氮（N14、N17、N20）和高氮（N23、N26）处理之间存在显著差异。由表3可知，随着施氮量增加，米饭的香气、光泽、味道、口感都会降低，且高施氮量和低施氮量之间存在极显著差异，而米饭的完整性随着施氮水平提高呈上升趋势，综合前面5个指标得出，米饭的食味值随着施氮量增加呈下降趋势，且处理间的差异显著。

2.2.4 对稻米淀粉RVA谱特征值的影响

由表4可以看出，施氮量与最高黏度、热浆黏度、冷胶黏度、崩解值均呈负相关关系，与消减值呈正相关关系，由消减值和崩解值得到的回复值随着施氮量的增加而减小。从参数也可以看出，峰值黏度时间和糊化温度与施氮量之间没有显著相关性。

3 讨论

3.1 施氮量对水稻产量及产量构成的影响

盐碱地多为肥力较差的耕作土壤，水稻生长易形成弱苗，且多数水稻受盐胁迫，分蘖较少，不易高产[8]。增施氮肥是提高水稻产量的有效途径，但施氮量并非越多越好，研究[9-12]表明，当施氮量达到一定水平后，再增施氮肥反而会导致植株贪青迟熟、千粒重下降、结实率降低、易倒伏，并且会加重盐碱地的土壤板结。樊红柱等[13]在四川的试验表明，随着施氮量增加，水稻产量呈现先上升后下降的趋势，且在施氮量10 kg/667 m2时达最高产量。而在山地丘陵地区，陈安强等[14]兼顾环境因素认为，福建、四川、云南、江西的容许施氮量为9.0～12.0、10.3～12.4、15～15.8和12.3～16.6 kg/667 m2。张学军认为，在宁夏黄灌区水稻高产的最佳施氮量为16 kg/667 m2。本研究得出的结论与前人研究结果基本一致，但最高产施氮量为20 kg/667m2，较前人的研究结果更高，造成这种差异的原因有很多，除了地理区位和品种需肥特性不同外，还有一个不可忽略的原因是盐碱地水稻氮素利用效率低，因此需要施用更多的氮肥，这与李锐[15]的研究结果一致，该研究认为，低肥力土壤上水稻吸收的氮素转化为产量的能力更低。

水稻产量的形成不是单一因素决定的，而是由各个不同的产量结构组合而成。魏海燕[16]等以南粳46为材料研究后发现，随着施氮量增加，南粳46单位面积穗数先增加后减少，每穗粒数则呈现上升趋势。黄元才等[17]认为，单位面积穗数和每穗粒数受氮肥的影响较大，属于产量构成因素中的氮肥反应敏感因子。本试验研究结果与前人研究大致相同，但据王才林等[18]研究表明，南粳9108的结实率在93%以上，但本研究中除了N20处理外，其他处理结实率均低于93%，这里的结实率下降可能是由于盐胁迫导致水稻孕穗期花药不育造成的。

3.2 施氮量对稻米品质的影响

3.2.1 施氮量对稻米加工品质的影响

施氮量对稻米的加工品质影响较小，前人研究结果不一。杨志根等[19]以嘉兴香米为材料，研究后认为，施氮量的增加会导致糙米率、精米率和整精米率的下降。而张岳芳等[20]进行的两优培九盆栽试验则表明，施氮量的增加会提高加工品质；魏海燕等[21]以超级粳稻为材料同样得到此结论。本试验结果表明，施氮量的增加会略微增加精米率和整精米率，这可能是由于氮肥的施用具有扩源强库的功效，有利于促进籽粒的灌浆充实，使胚乳结构相对致密，提高精米率的同时，使谷粒硬性增加，能获得较高的整精米率。

3.2.2 施氮量对稻米外观品质的影响

刘建等[22]研究表明，大田施氮量在0~30 kg/667 m2范围内，随着施氮量增加，稻米垩白减少，垩白度下降，外观品质明显改善。而殷春渊等[23]研究发现，随着施氮量的增加，新稻22的垩白粒率和垩白度都显著增加。魏海燕等[21]则认为，施氮量对垩白的影响因品种而异，品种间差异很大。施氮量对稻米的外观品质具有明显的调节作用，本试验研究结果表明，在盐碱地栽培，施氮量的增加会导致南粳9108垩白粒率和垩白度增加。同时，本研究还发现，施氮量的增加会略微增加稻米的粒长和粒宽，但并不会改变长宽比。这个结果与张上都等[24]在Y两优585上的试验结果基本一致。

3.2.3 施氮量对稻米营养及蒸煮食味品质的影响

近年来，随着人们生活水平的提高，稻米的营养品质和蒸煮食味品质越来越得到人们的重视，国内外在稻米营养与蒸煮食味品质方面做了较多的研究[25-28]。蛋白质含量是评价稻米营养品质的重要指标，王慧贞等[29]认为，施氮量增加会提高稻米蛋白质含量。本研究中，随着施氮量增加，蛋白质含量呈上升趋势，且N0处理极显著低于其他处理。林桂海等[30]研究表明，施氮量对稻米直链淀粉含量有极显著影响。许仁良等[31]发现，随着施氮量增加直链淀粉含量显著增加。魏海燕等[16]则认为，施氮量增加会导致稻米直链淀粉含量降低。本试验研究结果与魏海燕等的相同。

姜元华等[32]对南粳9108和南粳5055试验发现，氮肥水平和品种对粳型软米食味品质与质构特征具有显著影响，增加施氮量降低了供试品种米饭的口感、光泽、味道和香气，但增加其完整性。杨静等[33]则认为，供氮水平对氮肥的响应程度取决于水稻的品种特性。高辉等[34]根据水稻蒸煮食味特性对氮肥使用量的响应将粳稻分为氮迟钝型、氮中间型和氮敏感型，同样说明了不同品种的食味品质对氮肥响应程度不同。本试验结果认为，增施氮肥显著降低了南粳9108的口感、光泽、味道和香气，但对完整性有显著提高。相较于姜元华对南粳9108的研究，本试验结果显示，N0、N14、N17、N20、N23和N26的施氮水平下南粳9108食味值分别为77.31、75.10、73.96、71.03、67.71和66.51，均高于姜元华等得到的均值61.93，该结果与张鹏里等[35]的研究结论相同。研究表明，滨海盐碱土壤、质地较轻土壤、冲积层土壤、灰褐色土壤的土型以及富含有机质、磷、镁、硅、锌的土壤，生产出的稻米食味较好。张鹏里等[35]认为，滨海盐碱土壤生产的稻米之所以食味较好，其主要原因是该稻田土壤曾长期受海潮侵袭，氯化镁含量较高，而镁对稻米蒸煮食味品质有重要影响。

3.2.4 施氮量对稻米淀粉RVA谱特性的影响

稻米淀粉的RVA谱特性是评价稻米品质的重要指标[36]，与蒸煮食味品质有着密切的联系，其特征的变化直接影响稻米的蒸煮食味品质。隋炯明等[37]研究得出，RVA谱特征值除最高黏度（PKV）外，其他指标与主要的食味品质之间存在极为密切的关系，以测定的RVA谱特征值反映稻米的食味品质优劣具有可行性。舒庆尧等[38-39]也认为，崩解值大、消减值绝对值小的的稻米蒸煮食味好。但李刚等[40]发现，只有低直链淀粉含量的水稻品种（10%＜直链淀粉含量＜20%）的蒸煮食味品质才和RVA有显著相关性。本试验材料南粳9108属于低直链淀粉含量品种，因此，蒸煮食味品质与RVA谱特征值具有显著相关性。本试验研究表明，施氮量越低，热浆黏度、冷胶黏度和崩解值越高，其蒸煮食味品质更好。

4 结论

盐碱地水稻的产量对氮肥有显著的响应。本试验中，随着施氮量的增加，水稻产量呈先上升后下降的趋势，在施氮量为20 kg/667m2时产量最高，达688 kg/ 667m2。因此，盐碱地水稻生产上在增加施氮量的同时也要注意控制氮肥的增量。从产量构成因素来看，增加施氮量会显著提高有效穗数，盐碱地栽培条件下，水稻分蘖少，因此适当增施氮肥增加分蘖在生产中很有必要。但更要注意到的是施氮量提高会导致结实率显著下降，盐碱地水稻的结实率原本较低，因此更容易在过量增施氮肥后出现大量水稻不结实的情况，生产上要切忌盲目增施氮肥。

施氮量同时也会影响稻米的品质。稻米加工品质受品种遗传特性较大，一般没有显著变化，外观品质方面，稻米的粒型并无多大变化，但增施氮肥会显著增加稻米的垩白。盐碱地种植的稻米食味品质好于一般土壤中种植的稻米，但施氮量增加仍然会导致蒸煮食味品质的下降。因此，生产上施氮要注意协调产量和品质，进行定向定量施肥，实现盐碱地水稻生产的高产和优质。

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Effects of Nitrogen Amount on Grain Yield and Quality of Rice on Saline-alkaline Land

YAN Kai1,JIANG Yulan1,XIAO Tianjing1,DAIQigen1,2*
（1Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009,China;2Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley,Ministry of Agriculture,Yangzhou,Jiangsu 225009,China;*Corresponding author:qgdai@yzu.edu.cn）

A field experimentwas conductwith Nanjing 9108 asmaterial.The effect of nitrogen fertilizer application on rice yield and quality on saline-alkaline land were studied.The results showed that the yield improved with nitrogen fertilizer application increased within a given range,and it obtained the maximum yield under nitrogen fertilizer application of 20 kg/667 m2;the chalky rice rate, chalkiness degree and protein content of rice were increased with the increasing amount of nitrogen fertilizer,while amylose content of rice was decreased.In addition,the eating characteristic properties of rice also decreased.

rice;nitrogen fertilizer application;yield;quality;saline-alkaline land

S511.062

：A

：1006-8082（2017）03-0035-06

2016－12－08

国家科技支撑计划（2015BAD01B02）；江苏省重点研发计划（BE2015337）