余恩唯，蔡沁，徐益，叢舒敏，陳京都，胡雅杰*
(1 揚州大學農學院/江蘇省作物遺傳生理重點實驗室/江蘇省糧食作物現代產業技術協同創新中心，江蘇 揚州 225009；
2 揚州市農業技術綜合服務中心，江蘇 揚州 225101)
近年來，長江中下游地區水稻生長生育階段常遭遇持續多日的陰雨天氣，特別是分蘗期易受梅雨天氣影響，造成水稻分蘗期低溫寡照，影響水稻分蘗生長，制約水稻生產。
分蘗期是水稻產量構成因素中單位面積穗數形成的關鍵時期，生育前期的分蘗數量與質量決定了水稻穗數[1]。
充足的光照是水稻高產的必要條件，光照時間減少和光強減弱往往會導致水稻光合效率降低，同化物合成減少，進而影響水稻生長發育[2]。
分蘗期弱光脅迫會抑制水稻分蘗的發生[3-4]，使生育期延遲[3，5]，減少最高分蘗數，降低分蘗成穗率，造成單位面積穗數下降[4]、產量降低[4，6-7]，且影響稻米品質[8-10]。
劉奇華等[11]以低直鏈淀粉含量和中直鏈淀粉含量的品種為材料進行研究，發現分蘗期弱光脅迫會導致稻米糙米率和精米率下降，但整精米率升高，堊白粒率降低，外觀品質提高。
水稻分蘗期弱光導致不同耐受型水稻品種稻米的直鏈淀粉含量降低，蛋白質含量升高，食味值降低，食味品質下降[10]。
但也有研究[11-12]認為，水稻分蘗期弱光使得稻米直鏈淀粉含量顯著增加，稻米RVA 譜崩解值增大，消減值降低，食味變優。
氮素對水稻分蘗及產量的形成具有重要作用。正常光照條件下，分蘗期合理施用氮肥能顯著增加有效分蘗數，提高分蘗成穗率，從而增加產量[13-15]，而過量施氮會導致稻米中蛋白質含量增加，進而降低稻米食味品質[16]。
目前，關于分蘗期弱光脅迫條件下水稻產量和品質對氮素響應的研究較少。
因此，本研究以常規粳稻品種為試驗材料，在分蘗期設置不同光照和不同氮肥水平處理，以探究分蘗期弱光脅迫對水稻產量和品質的影響及其對氮肥的響應，為長江中下游地區陰雨天氣下水稻高產優質栽培提供技術支持。
1.1 試驗材料與地點
選用江蘇地區種植面積較大的常規粳稻南粳9108 為試驗材料，于2021 年在江蘇省揚州市廣陵區沙頭鎮(119°34′E，32°27′N)開展試驗。
試驗地土壤為沙壤土，含有機質21.01 g/kg、堿解氮157.29 mg/kg、全氮1.45 g/kg、有效磷18.77 mg/kg、速效鉀138.65 mg/kg。
2021 年水稻生育期間的降水量、溫度、光照情況見圖1。
1.2 試驗設計與栽培管理
采用裂區試驗設計，光照處理為主區，氮素水平為裂區。
主區設置弱光、正常光照(CK)2 種處理，弱光處理采用50%透光率黑色遮陽網于栽后5 d 開始遮光，持續25 d。
在不同光照條件下設置3 個分蘗期氮素施用水平，分別為72 kg/hm2(N1)、90 kg/hm2(N2)、108 kg/hm2(N3)。
其他氮肥運籌方式一致，P、K 肥作基肥一次施用，具體施肥方式見表1。
表1 各處理氮肥運籌及磷鉀肥用量Table 1 Nitrogen operation and phosphorus and potassium fertilizer of each treatments kg·hm-2
采用塑料軟盤育秧，于5 月22 日播種，6 月13日移栽，株行距為30 cm×12 cm，每穴4 苗。
各處理重復2 次，每小區面積9 m2。
處理期間干濕交替灌溉，小區間作埂用塑料薄膜覆蓋防止串肥，保證獨立排灌，其余按照常規高產栽培措施實施。
1.3 測定指標與方法
1.3.1 莖蘗動態和產量測定
栽后5 d 開始調查水稻莖蘗動態，各處理調查10 穴，5 次重復。
成熟期取樣測定理論產量，調查單位面積穗數，各處理調查10 穴，5 次重復。
各處理隨機取3 穴植株，調查每穗粒數、千粒質量和結實率。
收獲時測定實際產量，采取兩點取樣法，每點取50 穴，機械脫粒，去除雜質，曬干，測定水分，折算實產(14.5%含水量)。
1.3.2 稻米品質
收獲并測定稻谷實際產量后，參照《GB/T17891-2017 優質稻谷》的要求，測定糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量和蛋白質含量。
采用日本佐竹公司的STA1A 米飯食味計測定米飯的外觀、硬度、黏度和食味值。
1.4 數據分析
采用Office 2016 進行試驗數據處理；
采用SPSS 16.0 軟件進行方差分析和多重比較，多重比較采用LSD 法。
2.1 分蘗期莖蘗動態
由圖2 可知，相同氮素水平下，弱光脅迫處理顯著減少了水稻莖蘗數。
相同光照條件下，莖蘗數隨著氮素施用量增大而增多。
因此，分蘗期弱光可抑制水稻分蘗的發生，增施氮素則能促進水稻分蘗的發生。
圖2 水稻分蘗期各處理莖蘗動態Fig.2 Tillering dynamics under different treatmentsat tillering stage of rice
2.2 產量及構成因素
由表2 可知，分蘗期不同光照和不同氮素水平處理下水稻產量存在顯著差異。
相同氮素水平下，弱光處理水稻產量顯著低于CK，其在N1、N2 和N3處理下的產量分別降低18.8%、15.6%和12.5%。弱光處理下，N2 和N3 的產量則分別較N1 處理提高12.7%和19.7%。
對產量構成因素進行進一步分析，弱光處理每公頃有效穗數顯著減少，N1、N2和N3 氮素水平下分別降低16.3%、10.5% 和10.2%。
弱光脅迫下，每公頃有效穗數隨著氮素用量增加而增加，N2 和N3 的穗數分別較N1 處理提高了10.2%和13.9%。
水稻分蘗期弱光脅迫和氮素用量對每穗粒數、結實率和千粒質量的影響則較小。
因此，分蘗期弱光脅迫主要導致穗數減少而造成減產，而增施氮素能緩解弱光脅迫對產量的影響。
表2 不同處理水稻產量及其構成因素Table 2 Rice yield and its components of different treatments
2.3 稻米加工和外觀品質
由表3 可知，相同氮素水平下，弱光處理降低了糙米率，但提高了整精米率；
且隨著氮素水平的提高，稻米的精米率和整精米率增大。
分蘗期的光照和氮素水平對稻米外觀品質也具有影響。
相同氮素水平下，弱光處理稻米的堊白粒率和堊白度顯著降低。
弱光脅迫下，堊白粒率和堊白度隨氮素施用量的增加而降低。
表3 不同處理下稻米加工和外觀品質Table 3 Milling and appearance quality of rice under different treatments %
2.4 稻米食味品質
由表4 可知，稻米直鏈淀粉含量隨分蘗期施氮量的增加而降低，蛋白質含量則隨之升高。
分蘗期弱光處理降低了稻米直鏈淀粉含量，提高了蛋白質含量，顯著降低了稻米食味值。
弱光條件下，N1 處理食味值顯著高于N2 和N3 處理，但N2 和N3 無顯著差異。
進一步分析發現，分蘗期的弱光脅迫和增施氮素處理均顯著降低了米飯外觀、黏度和平衡度，增加了米飯硬度。
分蘗期弱光脅迫主要抑制水稻分蘗的發生，減少分蘗數，降低最終穗數[4，10]，使得產量下降。
合理的氮素運籌能促進分蘗的發生，提高植株光合效率[17-19]。
黃麗芬等[20]研究發現，在分蘗期弱光脅迫處理下，水稻分蘗數與氮素用量呈正相關。
本研究中，水稻分蘗期的弱光處理抑制了水稻分蘗的發生，相同氮素水平下，弱光顯著減少了水稻穗數，從而導致產量降低。
弱光脅迫下，穗數隨氮素施用量的增大而增多。
因此，分蘗期弱光脅迫會抑制分蘗的發生，從而減少穗數，降低產量，而增施氮素可減弱弱光脅迫對分蘗的抑制進而緩解其對產量的影響。
分蘗期弱光脅迫可導致水稻生育期推遲[5]，影響稻米品質形成。
劉奇華等[11]以中、低直鏈淀粉含量水稻品種為試驗材料開展研究，發現水稻分蘗期遮陰會降低稻米精米率和整精米率，減少稻米堊白度，增加稻米直鏈淀粉含量。
趙祥[10]發現生育前期遮陰會降低稻米直鏈淀粉含量。
張麗微[15]研究發現，分蘗期施氮量為51.75 kg/hm2的處理糙米率、精米率最高，食味值較好。
李艷紅等[21]研究發現，分蘗期施氮60 kg/hm2協同濕潤灌溉處理能顯著提高稻米加工和外觀品質。
本試驗結果表明，分蘗期弱光脅迫處理下，稻米直鏈淀粉含量降低，蛋白質含量提高，稻米食味品質降低。
但在弱光脅迫下，增加分蘗期氮肥用量可改善稻米加工和外觀品質，但稻米食味品質進一步變劣。
分蘗期弱光脅迫可抑制水稻分蘗的發生，降低穗數而導致減產。
弱光脅迫下，增加分蘗期氮素用量有利于提高水稻分蘗數和最終穗數，從而緩解弱光脅迫對水稻產量的影響。
分蘗期弱光脅迫對不同稻米品質指標影響不一，可降低稻米堊白粒率和堊白度，但也會降低食味品質。
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