减氮系统中通过控灌增密协同提升水稻产量与品质的创新研究

《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Enhancing rice grain yield and quality synergistically through controlled irrigation and increased planting density in nitrogen-reduced systems

本研究针对如何稳定水稻生产并保障粮食安全的核心问题，探讨了在减氮背景下，通过控制灌溉与增加种植密度来协同提升水稻产量和品质的可行性。研究结果表明，CDN处理（减氮增密结合控灌）在略微降低产量的同时，显著改善了稻米加工品质、外观品质和食味品质（如食味值提升8.37–27.66%），为水稻绿色优质生产提供了有效策略。

　　

确保水稻高产并改善谷物品质对于稳定水稻生产和保障粮食安全至关重要。本研究旨在探索在减氮系统中，通过控制灌溉(Controlled Irrigation)和增加种植密度(Increased Planting Density)能否协同提升谷物产量和品质，以保障粮食供应。研究人员利用杂交籼稻(hybrid indica rice)品种京粮优534(Jingliangyou534)进行田间试验，设置了四种管理措施：传统高产栽培(CK)、单一减氮(MN)、减氮增密(DN)以及减氮增密结合交替湿润和适度土壤干燥灌溉(CDN)。

研究结果显示，与CK相比，减氮系统导致谷物产量降低了0.64–6.08%，但显著提升了米饭食味值(cooked rice taste)和综合品质(comprehensive quality)，提升幅度分别为8.37–27.66%和4.15–8.71%。减氮系统中杂交籼稻的谷物产量表现为CK > CDN > DN > MN。相反，米饭食味品质的偏好排名为CDN > MN > DN > CK。与CK相比，CDN处理虽然略微降低了谷物产量，但显著提高了整精米率(milled rice rate)、精米率(head milled rice rate)、米饭食味品质（包括口感、外观和综合指标）以及稻米淀粉粘度参数（峰值粘度(peak viscosity)、谷值粘度(trough viscosity)、最终粘度(final viscosity)和崩解值(breakdown)），同时降低了垩白率(chalkiness rate)、垩白度(chalkiness degree)、蛋白质含量(protein content)和消减值(setback)。

这些发现表明，在高产栽培背景下适度减氮可以提升水稻的食味品质，但会伴随产量损失。虽然增加种植密度可以部分抵消减氮对水稻产量的不利影响，但可能损害稻米品质。然而，在减氮系统中整合控制灌溉和增加种植密度能够协同改善水稻的加工品质、外观品质和米饭食味品质，同时维持较高的谷物产量。

作者声明无利益冲突。