減氮及配施生物有機(jī)肥和鎂肥對(duì)建三江水稻品質(zhì)的影響

趙婷婷，姜玉偉，陳曦，仲維君，張麗微，劉顯爽，鄭桂萍，潘世駒

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.黑龍江省建三江創(chuàng)業(yè)農(nóng)場(chǎng)科技園區(qū)）

減氮及配施生物有機(jī)肥和鎂肥對(duì)建三江水稻品質(zhì)的影響

趙婷婷1，姜玉偉1，陳曦2，仲維君1，張麗微1，劉顯爽2，鄭桂萍1，潘世駒1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.黑龍江省建三江創(chuàng)業(yè)農(nóng)場(chǎng)科技園區(qū)）

為了提高稻米品質(zhì)，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，探究減量施肥及配施生物有機(jī)肥對(duì)水稻品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，常規(guī)施肥中氮肥減少20%并增加（歸復(fù)記）生物有機(jī)肥及鎂肥，提高了稻米的碾磨、外觀及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，對(duì)兩品種的食味評(píng)分的影響尤為顯著。

水稻；減少氮肥；生物有機(jī)肥；品質(zhì)

水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，全世界2/3的人口以稻米為主食。由此可見稻米在糧食生產(chǎn)中占有重要的地位[1-3]。我國(guó)對(duì)稻米的加工品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、外觀品質(zhì)以及蒸煮品質(zhì)的研究較美國(guó)、日本、泰國(guó)等國(guó)家以及水稻研究所相比研究較晚一些[4]。而近幾年隨著人口的增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展，人們對(duì)水稻品質(zhì)的要求也日益提高，人們?cè)絹碓蕉嗟刈⒅禺a(chǎn)品綜合質(zhì)量[5-6]。黑龍江不僅是我國(guó)粳稻種植面積最大的省份，而且擁有豐富的自然資源，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，十分利于優(yōu)質(zhì)米生產(chǎn)，目前已成為全國(guó)最大的綠色、有機(jī)食品生產(chǎn)基地[7]。特別是我國(guó)加入世界貿(mào)易組織后，為提高稻米在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，稻米品質(zhì)改良已成為目前水稻栽培和育種的關(guān)鍵目標(biāo)之一[8]。

然而在水稻生產(chǎn)區(qū)域，每年以增加肥料的施入量來獲得高產(chǎn)，尤其是氮肥的使用量大幅度提高，肥料利用率僅為土壤施肥的1/10～1/5，不僅浪費(fèi)了資源，而且增加成本，特別是對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，使稻米在生長(zhǎng)時(shí)期發(fā)生倒伏、后期貪青晚熟、加重病蟲害發(fā)生，更使稻米的品質(zhì)受到嚴(yán)重的影響[9-10]。因此要合理施肥提高肥料利用率，一方面可以節(jié)約資源、改善環(huán)境，另一方面還能減少污染、提升稻米品質(zhì)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)稻米的評(píng)價(jià)品質(zhì)的指標(biāo)主要包括以下幾類：碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮和食用品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[11-12]。稻米品質(zhì)的好壞與肥料有著密不可分的關(guān)系。其中氮肥對(duì)稻米品質(zhì)的形成有很大的作用，同時(shí)也是影響稻米品質(zhì)的主要因素之一，有學(xué)者研究認(rèn)為，適量增施氮肥有利于提稻米的產(chǎn)量及商品品質(zhì)[13]。張俊國(guó)等[14]研究表明，氮素水平不同的條件下，大多數(shù)稻米品種的蛋白質(zhì)和直鏈淀粉的含量，均隨著氮肥的施用量的增加而上升。與此同時(shí)，米飯的硬度也逐漸增加，蒸煮品質(zhì)降低，食味變差。鎂是水稻生長(zhǎng)所必需的中量元素，對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)均有一定的影響[15-16]。據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道，日本的多位學(xué)者進(jìn)行過關(guān)于鎂與稻谷及稻米的品質(zhì)的研究。一致看法認(rèn)為鎂及鎂與鉀的比值對(duì)稻米的品質(zhì)及食味評(píng)分產(chǎn)生很大的影響。由此可見，鎂有利于提升稻米的品質(zhì)，目前，有機(jī)肥的施用不僅提升了稻米的產(chǎn)量且差異達(dá)到顯著水平，而且對(duì)稻米的食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有明顯改善作用[17]。近十幾年來有關(guān)氮肥與水稻品質(zhì)國(guó)內(nèi)外開展了許多相關(guān)研究[18-19]，但在寒地對(duì)減少施氮量、同時(shí)配施生物有機(jī)肥及鎂肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響研究較少。為此，擬于黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)建三江開展減氮與肥料配施對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究，為黑龍江稻米品質(zhì)的進(jìn)一步提高以及水稻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論參考和技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)品種：龍慶稻3號(hào)、慶20-04

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用常規(guī)化肥和歸復(fù)記（生物有機(jī)肥）及鎂肥配施，設(shè)計(jì)如表1。氮肥的施用比例為基肥：分蘗肥：穗肥為4∶4∶2；磷肥100%基施，鉀肥基肥和穗肥的施用比例為基肥：穗肥（5∶5）；歸復(fù)記生物有機(jī)肥為氮磷鉀≥5%、有機(jī)質(zhì)40%，100%基施；硫酸鎂105 kg·hm-2分兩次施肥基肥和穗肥各50%。每個(gè)處理小區(qū)面積24 m2，小區(qū)長(zhǎng)6 m、寬4 m，共兩個(gè)小區(qū)。3次重復(fù)，4月7日進(jìn)行浸種、催芽，采用半缽盤育苗，播種量芽種125 g·盤-1。3.1～3.5葉時(shí)人工插秧，插秧規(guī)格30×12 cm，每個(gè)品種每一處理8行，行長(zhǎng)10 m。田間管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)。成熟期收獲前調(diào)查每小區(qū)除邊行外長(zhǎng)勢(shì)均勻的1行的穗數(shù)，每小區(qū)按平均穗數(shù)取有代表性的中等植株5株，考察穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒重，然后將各處理進(jìn)行自然陰干，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

表1 不同處理的施肥種類及施肥時(shí)期和施用量Table 1Different types of fertilizer treatment and the period and amount of fertilization

1.3 碾磨品質(zhì)的測(cè)定

用FC-2K型實(shí)驗(yàn)礱谷機(jī)（YAMAMOTO，離心式）加工成糙米，用日本公司生產(chǎn)的VP-32型實(shí)驗(yàn)?zāi)朊讬C(jī)（YAMAMOTO，直立式）加工精米，之后再?gòu)木字蟹蛛x整精米，以測(cè)定稻米的糙米率、精米率和整精米率。

1.4 外觀品質(zhì)的測(cè)定

外觀品質(zhì)用日本靜岡機(jī)械株式會(huì)社生產(chǎn)的ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測(cè)定不同粒位糙米及精米。測(cè)定指標(biāo)：糙米粒長(zhǎng)、糙米粒寬、堊白率、堊白度等。

1.5 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的測(cè)定

用德國(guó)BRUKER公司生產(chǎn)的VECTOR 22/N型近紅外光譜儀測(cè)定該品種精米的直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量。

1.6 食味品質(zhì)的測(cè)定

食味品質(zhì)用日本佐竹公司（SATAKE）生產(chǎn)的米飯食味計(jì)（STA1A）進(jìn)行食味評(píng)分的測(cè)定。

1.7 數(shù)據(jù)處理

利用DPS和EXCEL2003統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)稻米碾磨品質(zhì)的影響

不同處理對(duì)稻米碾磨品質(zhì)的影響如表2所示，與CK相比龍慶稻3號(hào)的糙米率、精米率均有所提高，其中以處理3的提高效果明顯，其平均值分別為81.3%、72.1%、68.8%，整精米率的變化不大，且均未達(dá)到顯著水平；慶20-04的糙米率、精米率、整精米率以對(duì)照最高，其平均值分別為80.4%、72.8%、67.8%，其次是處理3，其中精米率、整精米率以處理2最低，比對(duì)照降低6.0%，差異達(dá)到顯著水平。

表2 不同處理對(duì)稻米碾磨品質(zhì)的影響Table 2Effect of different treatments on rice milling quality

2.2 不同處理對(duì)兩品種外觀品質(zhì)的影響

施肥量不同對(duì)堊白粒率的影響如圖1所示，兩品種堊白粒率以處理4最好，較對(duì)對(duì)照低了8.3%、13.0%，兩品種的堊白粒率表現(xiàn)為處理4＜處理3＜對(duì)照＜處理2＜處理ck，各處理與對(duì)照差異不顯著。

圖1 不同處理對(duì)稻米堊白粒率的影響Fig.1Effect of different treatments on grain yield of rice

施肥量不同對(duì)兩品種堊白度的影響如圖2所示，兩品種在處理1的堊白度最小。龍慶稻3號(hào)處理4＜處理3＜對(duì)照＜處理2＜ck。慶20-04處理2＜處理3＜處理4＜對(duì)照＜ck，較對(duì)照分別降低了11.5%、8.3%，各處理與對(duì)照相比差異不顯著。

圖2 不同處理對(duì)稻米堊白度的影響Fig.2Effect of different treatments on the degree of rice grai

2.3 施肥量不同對(duì)兩品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

施肥量不同對(duì)兩品種蛋白質(zhì)的影響如圖3所示，兩品種在處理3蛋白質(zhì)含最低，分別為7.7、7.6與對(duì)照相比降低了1.3%、2.6%；龍慶稻3號(hào)各處理與對(duì)照差異不顯著；慶20-04以處理2最大，較對(duì)照提高了3.8%，差異達(dá)到顯著水平。其他各處理較對(duì)照差異不顯著。

圖3 不同處理對(duì)稻米蛋白質(zhì)的影響Fig.3Effect of different treatments on protein of rice

施肥量不同對(duì)兩品種直鏈淀粉的影響如圖4所示，兩品種以處理4最低，較對(duì)照分別降低0.5%、0.6%龍慶稻3號(hào)各處理與對(duì)照相比差異不顯著；慶20-04處理4＜處理2＜處理1處理3＜對(duì)照，與對(duì)照相比分別降低5.9%、4.7%、4.1%、2.9%其中處理1、2、4與對(duì)照差異達(dá)到極顯著水平，綜上所述，降低氮肥用量增加生物有機(jī)肥在一定程度上可降低稻米的直鏈淀粉含量。

2.4 不同處理對(duì)稻米食味評(píng)分的影響

不同處理對(duì)稻米食味評(píng)分的影響如圖5，兩品種4個(gè)處理的食味評(píng)分均較對(duì)照高。龍慶稻3號(hào)處理1、處理2比對(duì)照提高了4.8%、5.0%差異達(dá)到顯著水平；慶20-04的4個(gè)處理分別比對(duì)照提高5.1%、5.0%、4.1%、3.7%差異達(dá)到顯著或極顯著水平。

圖4 不同處理對(duì)稻米直鏈淀粉的影響Fig.4Effect of different treatments on amylose content of rice

圖5 不同處理對(duì)稻米食味評(píng)分的影響Fig.5Effect of different treatments on the score of the rice taste

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

兩品種以處理3即氮肥減少20%+歸復(fù)記300 kg·hm-2+硫酸鎂52.5 kg·hm-2時(shí)的碾磨品質(zhì)最好，分別較對(duì)照提高了2.5%、1.7%、0.7%；兩品種以處理1即氮肥減少20%+歸復(fù)記150 kg·hm-2的外觀品質(zhì)最好，分別較對(duì)照低了11.5%、8.3%；兩品種以處理3蛋白質(zhì)含最低，較對(duì)照降低了1.3%、2.6%；兩品種以處理4即氮磷鉀均減少20%+歸復(fù)記300 kg·hm-2直鏈淀粉含量最低，較對(duì)照分別降低0.5%、0.6%；提高了稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。兩品種4個(gè)處理的食味評(píng)分均高于對(duì)照，龍慶稻3號(hào)提高幅度在2.37～4.08；慶20-04提高幅度在3.33～4.08；綜上所述，減量施肥及配施生物有機(jī)肥和鎂肥，提高了稻米的碾磨品質(zhì)、改善了稻米的外觀品質(zhì)、增加了稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以及食味評(píng)分。

3.2 討論

張洪程等[25]的研究認(rèn)為，氮肥使用量的多少對(duì)稻米的加工品質(zhì)無顯著差異。而許仁良等[20]研究表明，降低氮肥用量會(huì)使稻米的堊白性狀變劣，從而影響加工品質(zhì)。沈明星等[21]研究認(rèn)為，氮磷鉀配施與單一施氮、不施肥處理對(duì)稻米品質(zhì)有差異顯著，使稻米的加工品質(zhì)得到了顯著的提高，對(duì)改善稻米的外觀品質(zhì)差異不顯著，且劣化趨勢(shì)較為明顯。因此在選擇肥料配施要考慮稻米對(duì)肥料的吸收狀況。張軍[22]等人經(jīng)過大量研究認(rèn)為，在施肥量相同的情況下，適當(dāng)降低前期氮肥施用量，能夠明顯提高粗蛋白的含量、提高整精米率，使稻米的加工品質(zhì)得到改善。節(jié)約成本的同時(shí)，增加農(nóng)民的收益。張小明等[23]研究認(rèn)為，肥料與稻米的食味關(guān)系密不可分，稻米的直鏈淀粉含量與米飯的綜合評(píng)價(jià)達(dá)顯著負(fù)相關(guān)。表明肥料施用量影響稻米的口感，從而影響著稻米的食味評(píng)分。關(guān)于施氮水平對(duì)稻米蒸煮味品質(zhì)的影響，前人已做過大量的研究，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為適量提高氮肥含量可以提高糙米率，改善稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以及增加稻米蛋白含量[24-26]，王巧珍[27]研究認(rèn)為，隨施氮量的增加稻米蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)，精米率、直鏈淀粉含量、整精米率等隨著施氮量的增加而下降。而徐大勇等研究認(rèn)為，適當(dāng)減低氮肥用量和氮肥追肥時(shí)期前移，可以提高食味品質(zhì)。試驗(yàn)認(rèn)為，減量施肥及配施生物有機(jī)肥和鎂肥，提高了稻米的碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)這與前人研究結(jié)果有相似之處。但減少氮肥對(duì)龍慶稻3號(hào)食味綜合評(píng)分影響小，對(duì)慶20-04的食味綜合評(píng)分影響大，且差異達(dá)到顯著極顯著，這與前人研究的結(jié)論不盡一致?？赡苁且?yàn)槠贩N差異導(dǎo)致一些研究結(jié)論不一致，有待于進(jìn)一步研究。合理的施用氮肥對(duì)提高水稻品質(zhì)是一項(xiàng)重要栽培措施，在制定栽培方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的內(nèi)在品質(zhì)需求來調(diào)整施肥量。以達(dá)到預(yù)期的品質(zhì)的影響效應(yīng)分析結(jié)果提供相應(yīng)的參考。

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Effect of Reduced Fertilizer Application and Combined Application on the Quality of Rice in Jiansanjiang

Zhao Tingting1，Jiang Yuwei1，Chen Xi2，Zhong Weijun1，Zhang Liwei1，Liu Xianshuang2，Zheng Guiping1，Pan Shiju1
（1.Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Heilongjiang Province Build Three Rivers Entrepreneurial Farm Technology Park）

In order to improve the quality of rice，dtherandomized block experiment was designed to explore the effect of reducing the amount of fertilizer and the application of bio organic fertilizer on the quality of rice.The Results showed that nitrogen in conventional fertilization decreased by 20%and increased（return to remember）the biological organic fertilizer and magnesium fertilizer，and improved the rice milling，appearance and nutritional quality，the influence of two varieties of taste score was particularly significant.

rice；reduced nitrogen fertilizer；biological organic fertilizer；quality

S5-33

A

1002-2090（2017）04-0001-04

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.04.001

2016-06-30

黑龍江省農(nóng)墾總局科技局科技攻關(guān)項(xiàng)目（HNK125B-08-21A）；施肥對(duì)寒地水稻抗性及產(chǎn)量品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)研究與示范。作者簡(jiǎn)介：趙婷婷（1990-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院2015級(jí)碩士研究生。

鄭桂萍，女，教授，博士研究生導(dǎo)師，E-mail：byndzgp@163.com。