連續(xù)種植翻壓紫云英減施化肥對(duì)江西早稻產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響

王 赟，徐昌旭，周國(guó)朋，常單娜，高嵩涓*，曹衛(wèi)東*

（1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 江蘇南京 210095；2 江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所, 江西南昌 330200；3 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081）

水稻(Oryza sativaL.)是我國(guó)主要的糧食作物和我國(guó)65%以上人口的主食[1–2]。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高，我國(guó)在提高糧食產(chǎn)量保障糧食安全的同時(shí)，也越來(lái)越重視稻米品質(zhì)的提升[3–4]。在當(dāng)前部分生產(chǎn)者片面追求水稻高產(chǎn)，長(zhǎng)期過(guò)量且不均衡的投入化肥，造成土壤養(yǎng)分失衡[5]。利用大量冬閑田種植豆科綠肥，是我國(guó)南方稻田土壤培肥的重要措施。冬種綠肥能夠有效增加作物產(chǎn)量，改善土壤質(zhì)量，提高土壤肥力和資源利用效率，對(duì)糧食生產(chǎn)具有重要作用[6–8]，紫云英作冬綠肥配施化肥可優(yōu)化水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量穩(wěn)定性[6]。冬種紫云英能夠有效促進(jìn)水稻對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收，提高水稻養(yǎng)分累積量[9–11]。氮(N)是植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)元素，氮肥的施用對(duì)水稻產(chǎn)量和質(zhì)量的提高具有關(guān)鍵作用[12]。磷(P)也是作物生長(zhǎng)的重要元素，缺磷會(huì)直接影響植物光合產(chǎn)物的合成和對(duì)其他養(yǎng)分的吸收，增加水稻堊白指標(biāo)，最終影響稻米產(chǎn)量、品質(zhì)和食味值[13–14]。與單施化肥相比，冬種紫云英能夠顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，培育土壤碳庫(kù)和氮庫(kù)，增加無(wú)機(jī)氮、有效磷和速效鉀的供應(yīng)[9,15–17]。冬種綠肥對(duì)土壤肥力的改善不僅體現(xiàn)在提升土壤質(zhì)量等長(zhǎng)期效應(yīng)上，還有增加速效養(yǎng)分供應(yīng)、促進(jìn)后茬作物養(yǎng)分吸收的即時(shí)效應(yīng)，對(duì)作物增產(chǎn)、提質(zhì)有重要作用[18–20]。前人針對(duì)冬種綠肥提高土壤養(yǎng)分和水稻產(chǎn)量的研究較多，但鮮有冬種紫云英配施化肥對(duì)稻米品質(zhì)影響的報(bào)道，冬種綠肥在提高水稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)上對(duì)稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響尚不清楚。因此，研究綠肥對(duì)水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響具有十分重要的意義。本試驗(yàn)依托位于江西雙季稻區(qū)的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，研究冬種紫云英減施化肥在提高土壤肥力和水稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)上對(duì)稻米品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

定位試驗(yàn)始于2008年，地點(diǎn)位于江西省鄧家埠水稻原種場(chǎng) (東經(jīng) 116°85′，北緯 28°21′)。早稻生育期內(nèi)試驗(yàn)點(diǎn)氣溫與降水量如圖1所示，其中2020年早稻生育期內(nèi)總降水量為763.2 mm，平均氣溫26.1℃。土壤類型為低丘紅壤發(fā)育的紅壤性水稻土。試驗(yàn)開(kāi)始前土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)為 pH 5.82、有機(jī)質(zhì)30.17 g/kg、全氮 1.87 g/kg、全磷 0.43 g/kg、全鉀31.3 g/kg、堿解氮 144 mg/kg、有效磷 3.9 mg/kg、速效鉀58.0 mg/kg。供試紫云英品種為贛紫1號(hào)，紫云英鮮草含水量為89%，干物質(zhì)養(yǎng)分含量為N 2.59%、P 0.23%、K 1.86%。供試早稻品種為株二優(yōu)35。

圖1 早稻生育期降水量與溫度Fig. 1 Precipitation and temperature during early rice growth period

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)7個(gè)處理：1)冬閑不施肥對(duì)照(CK)；2)不施化肥，冬種紫云英并全部翻壓，紫云英還田量為22500 kg/hm2(MV)；3)冬閑水稻季施100%化肥(F100)；4)冬種紫云英，翻壓15000 kg/hm2紫云英+80%化肥(G1F80)；5)冬種紫云英，翻壓22500 kg/hm2紫云英+80%化肥(G1.5F80)；6)冬種紫云英，翻壓30000 kg/hm2紫云英+80%化肥(G2F80)；7)冬種紫云英，翻壓37500 kg/hm2紫云英+80%化肥(G2.5F80)。每處理設(shè)3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積21 m2。早稻100%化肥處理為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民常規(guī)施肥量，分別為N 150 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2；80% 化肥施加量為N 120 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 96 kg/hm2。晚稻化肥施肥量均為 N 180 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2；CK處理不施肥，其它處理肥料用量和施用方法相同，肥料類型與早稻相同。

其中氮、磷、鉀肥分別為尿素(N 46%)、過(guò)磷酸鈣 (P2O512%)、氯化鉀 (K2O 60%)。氮肥按照基肥占40%、分蘗肥占30%、穗肥占30%的施肥方式進(jìn)行施用(分蘗肥在移栽后5～7 天撒施，穗肥在主莖穗長(zhǎng)1～2 cm時(shí)施用)，磷肥和鉀肥全部用作基肥。

CK和F100處理冬季空閑(不種任何作物)，其它處理在冬季種植紫云英，紫云英播種量30 kg/hm2。在2019—2020年度，于2019年10月12日采用稻底套播的方式播種紫云英，各處理紫云英在2020年4月10日按各處理所需翻壓量進(jìn)行翻壓，4月29日移栽水稻，7月17日收獲早稻。各處理早稻生育期：CK和MV處理為108 天、F100處理為109 天、G1F80和G2F80處理為 110 天、G1.5F80和 G2.5F80處理為 111 天。

1.3 樣品采集及指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 水稻產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及土壤農(nóng)化性狀于早稻成熟期(2020年7月17日)進(jìn)行水稻測(cè)產(chǎn)和考種，并采集土壤樣品。每小區(qū)全區(qū)收獲測(cè)定水稻實(shí)際產(chǎn)量，選取100穴調(diào)查水稻有效穗數(shù)，計(jì)算平均有效穗數(shù)后選取3穴進(jìn)行考種，測(cè)定每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素。

采用5點(diǎn)取樣法在各小區(qū)內(nèi)取0—20 cm 耕層土壤樣品，剔除石礫和植物殘?bào)w等雜物，經(jīng)風(fēng)干過(guò)篩后測(cè)定土壤肥力。土壤pH采用5∶1水土比，電位法測(cè)定[21]；土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量使用C/N元素分析儀 (Flash Smart，Thermo Fisher Scientific，美國(guó))測(cè)定；土壤有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提—鉬銻鈧比色法測(cè)定[21]；土壤速效鉀含量采用1 mol/L醋酸銨浸提—原子吸收法測(cè)定[21]；無(wú)機(jī)氮(Nmin)采用 2 mol/L氯化鉀浸提—連續(xù)流動(dòng)分析儀(SAN++，Skalar，荷蘭)測(cè)定。

1.3.2 稻米品質(zhì) 堊白率、堊白度參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17891-2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》分析。淀粉含量參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15683-2008《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》分析。

1.3.3 蛋白質(zhì)、脂肪和氨基酸 脂肪含量參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》分析。蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法[22]分析，測(cè)定精米中的含氮量后，再乘以換算系數(shù) 5.95，計(jì)算稻米中蛋白質(zhì)含量。氨基酸含量采用 5 mL 20 mmol/L 的鹽酸溶液萃取1 h后，加入60 μL 硼酸鹽緩沖溶液，快速混合，在渦旋狀態(tài)下加入10 μL AccQ-2A 氨基酸衍生劑后置于55 ℃烘箱內(nèi)衍生化反應(yīng)，用高效液相色譜儀 (1260，Agilent，美國(guó))，AccQ Tag氨基酸分析柱 (150 mm×4.6 mm，5 μm，waters公司)測(cè)定水解氨基酸含量，分析7種必需氨基酸，即蘇氨酸(Thr)、苯丙氨酸(Phe)、亮氨酸(Leu)、甲硫氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)、賴氨酸(Lys)和纈氨酸(Val)，以及10種非必需氨基酸，即精氨酸(Arg)、酪氨酸(Tyr)、丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)、脯氨酸(Pro)、谷氨酸(Glu)、絲氨酸(Ser)、組氨酸(His)、氨基丁酸(Gaba)和半胱氨酸(Cys)[23]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析，采用Duncan法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(P< 0.05為差異顯著)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同紫云英翻壓量下的水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

從2009—2020年的水稻平均產(chǎn)量可知，相比F100處理，G1F80和G1.5F80處理水稻產(chǎn)量無(wú)顯著差異，繼續(xù)增加翻壓量后產(chǎn)量顯著提高，G2F80和G2.5F80處理分別增產(chǎn)6.3%和8.0%，其中G2.5F80處理的產(chǎn)量最高，達(dá)7.17 t/hm2。與F100處理相比，不同翻壓量紫云英配施80%化肥可提高水稻有效穗數(shù)，其中G2.5F80處理有效穗數(shù)最高，較F100處理顯著提高7.4%。減施化肥20%條件下不同紫云英翻壓量處理與F100處理的每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重指標(biāo)無(wú)顯著差異，均以G2.5F80處理最高(表1)。

表1 不同紫云英翻壓量下2009—2020年水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成Table 1 Rice yield and its components under different incorporation amounts of milk vetch (2009–2020)

2.2 不同紫云英翻壓量下的稻米外觀品質(zhì)

不同紫云英翻壓量對(duì)稻米外觀品質(zhì)有顯著影響(圖2)。相比CK和MV處理，F(xiàn)100和翻壓紫云英配施80%化肥處理均降低了稻米的堊白率和堊白度，其中F100和G2.5F80處理最低，堊白率分別為14.3%和14.2%，堊白度分別為1.7%和1.8%。與F100處理相比，減量施用化肥條件下紫云英翻壓量較低時(shí)，提高了稻米堊白度和堊白率。其中G1F80處理堊白率和堊白度分別增加7.9%和20.1%，G1.5F80處理分別增加了4.5%和12.6%，G2F80處理分別增加了5.1%和4.6%，G2.5F80和F100處理相比，稻米堊白率與堊白度沒(méi)有顯著差異。

圖2 不同紫云英翻壓量下稻米外觀品質(zhì)的變化Fig. 2 Changes of grain appearance quality under different incorporation amounts of milk vetch

2.3 不同紫云英翻壓量下稻米蒸煮食味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

2.3.1 不同紫云英翻壓量下的稻米淀粉含量 與F100處理相比，不同紫云英翻壓量均能顯著提高直鏈淀粉含量，降低支鏈淀粉含量(圖3)。其中以G1F80處理直鏈淀粉含量最高和支鏈淀粉含量最低，直鏈淀粉含量為13.90%，相比F100處理提高了10.14%，支鏈淀粉含量為44.17%，較F100處理降低了10.7%。紫云英與化肥配施處理，隨著紫云英翻壓量的增大稻米淀粉總量逐漸增加，具體為直鏈淀粉含量隨紫云英翻壓量增大而降低，支鏈淀粉含量隨紫云英翻壓量增大而升高。

圖3 不同紫云英翻壓量下稻米淀粉含量的變化Fig. 3 Changes of starch content under different incorporation amounts of milk vetch

2.3.2 不同紫云英翻壓量下稻米蛋白質(zhì)和脂肪含量與F100相比，單獨(dú)翻壓紫云英(MV)稻米蛋白質(zhì)含量沒(méi)有顯著變化，而紫云英+減施化肥處理，隨著紫云英翻壓量的增大，稻米蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)(圖4)，以G2.5F80處理稻米蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)8.59%，比G1F80處理顯著提高了22.2%，較F100處理提高19.1%。與F100處理相比，紫云英及紫云英配施化肥處理，稻米脂肪含量無(wú)顯著差異(圖4)，其中以G1F80處理稻米脂肪含量最低，相較F100處理降低了13.3%。

圖4 不同紫云英翻壓量下稻米蛋白質(zhì)和脂肪含量的變化Fig. 4 Changes of protein and fat content under different incorporation amounts of milk vetch

2.3.3 不同紫云英翻壓量下稻米氨基酸含量 不同紫云英翻壓量對(duì)稻米氨基酸總量有不同程度的影響(圖5)，G2.5F80處理稻米氨基酸總量最高，達(dá)13.63mg/g，相較于F100處理顯著升高了59.4%，其次是MV處理，氨基酸總量為12.71 mg/g，相較于F100處理升高了48.78%。非必需氨基酸含量以G2.5F80和 G1F80處理較高，分別為 12.34 mg/g 和 11.06 mg/g，較F100處理分別提高了68.1%和50.7% (圖5)。

圖5 不同紫云英翻壓量下稻米氨基酸含量和必需氨基酸含量的變化Fig. 5 Changes of amino acid content under different incorporation amounts of milk vetch

各處理間必需氨基酸含量無(wú)顯著差異(圖5)，其中MV處理的必需氨基酸含量最高，達(dá)1.81 mg/g，相較F100處理提高了49.8%，其必需氨基酸中，纈氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸和亮氨酸含量較高。G1.5F80處理的賴氨酸和異亮氨酸含量最高，相較F100分別提高了147.6%和145.7%。

2.4 不同紫云英翻壓量下的土壤農(nóng)化性狀

試驗(yàn)12年后，MV處理的土壤各指標(biāo)與CK無(wú)顯著差異，但與F100相比，除pH和速效鉀外，其余指標(biāo)均顯著降低。與CK相比，F(xiàn)100和減施化肥配合翻壓不同量紫云英均顯著降低了土壤pH，顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和無(wú)機(jī)氮含量(表2)。與F100相比，G1F80處理顯著降低了速效鉀含量，G1.5F80處理顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量(9.21%)，G2F80、G2.5F80處理顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，但G2.5F80顯著降低了速效鉀含量。綜合比較對(duì)土壤肥力指標(biāo)的影響，紫云英單獨(dú)翻壓只能維持土壤肥力，減施20%的化肥配合低量或高量紫云英翻壓(G1F80、G1.5F80、G2.5F80)與常規(guī)化肥用量(F100)的效果相當(dāng)，但長(zhǎng)期減施化肥會(huì)顯著降低土壤的速效鉀含量；只有配施適量紫云英(G2F80)才能在維持土壤速效養(yǎng)分含量的基礎(chǔ)上，較施用常規(guī)化肥(F100)顯著提高土壤的有機(jī)質(zhì)(13.1%)和全氮(12.8%)含量。

表2 不同紫云英翻壓量下土壤基礎(chǔ)性狀Table 2 Soil basic properties under different incorporation amounts of milk vetch

3 討論

3.1 不同紫云英翻壓量對(duì)土壤農(nóng)化性狀的影響

有研究指出，冬種紫云英能夠有效改善土壤農(nóng)化性狀，提高土壤肥力[20, 24–26]，培育土壤碳庫(kù)和氮庫(kù)[15, 27–29]，通過(guò)改變土壤氮的形態(tài)和土壤微生物群落，提高水稻氮肥利用率，進(jìn)而促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量提升[30–31]，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了許多有益的指導(dǎo)。并且冬種紫云英通過(guò)擴(kuò)充土壤養(yǎng)分庫(kù)容，達(dá)到節(jié)肥增效的目的[20]。相比單施化肥處理，長(zhǎng)期冬種紫云英配施80%化肥顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，增幅達(dá)3.95%和1.22%[6]。在本研究中，不同紫云英翻壓量配施80%化肥處理較單施化肥均提高了土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，其中G2F80處理的土壤有機(jī)質(zhì)和全氮最高，相較于F100處理分別顯著增加了13.1%和12.8%。翻壓紫云英不僅能提升土壤全量養(yǎng)分，而且還能增加速效養(yǎng)分的供應(yīng)[18,25]。本研究中，與單施化肥相比，翻壓紫云英配施減量化肥能夠提升土壤無(wú)機(jī)氮含量，但土壤速效鉀含量隨翻壓量的增加而逐漸減少，主要是由于鉀肥的投入量降低，隨著綠肥翻壓量的增加，總氮的投入相應(yīng)增加，由此增加了水稻對(duì)鉀的吸收?？梢?jiàn)，減施化肥20%配施紫云英30000 kg/hm2(G2F80)能夠在維持土壤速效養(yǎng)分含量的基礎(chǔ)上，較常規(guī)化肥(F100)處理顯著提高土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮含量，改善土壤肥力。紫云英對(duì)土壤農(nóng)化性狀的改善，可能是其增加水稻產(chǎn)量和提高稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要原因。

3.2 不同紫云英翻壓量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

大量研究表明，與單施化肥相比，冬種紫云英及減量配施化肥能夠提高水稻有效穗數(shù)、千粒重、實(shí)粒率等產(chǎn)量構(gòu)成因素[10, 32–33]，提高水稻的總分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)，并提高其葉面積指數(shù)，進(jìn)而促進(jìn)水稻增產(chǎn)[34]。也有研究指出，化肥和有機(jī)肥的配施有利于提高水稻株高、籽粒干質(zhì)量、分蘗數(shù)和水稻中后期干物質(zhì)累積量，從而促進(jìn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[35–36]。冬種紫云英能夠促進(jìn)水稻的光合作用，通過(guò)提高水稻的葉面積指數(shù)、光合速率和勢(shì)粒比，為產(chǎn)量形成提供更多的干物質(zhì)[10]。在本研究中，適量紫云英翻壓量配施80%化肥處理較常規(guī)施肥均顯著提高了水稻產(chǎn)量，并提高有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等產(chǎn)量構(gòu)成因素，主要原因是長(zhǎng)期翻壓適量紫云英提升了土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，提高了土壤對(duì)水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分的穩(wěn)定供應(yīng)，進(jìn)而提高肥料利用率，優(yōu)化水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素，與前人[10,32–33,37]研究結(jié)果一致。與單施化肥相比，紫云英翻壓量較低時(shí)減施化肥水稻結(jié)實(shí)率和千粒重有所下降，原因可能是長(zhǎng)期紫云英低翻壓量沒(méi)有顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，以及減施化肥在一定程度上影響了土壤氮磷鉀養(yǎng)分的供應(yīng)。

3.3 不同紫云英翻壓量對(duì)稻米品質(zhì)的影響

稻米品質(zhì)主要包括外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等[38]。稻米品質(zhì)不僅受遺傳因素、環(huán)境因素、水分管理、耕作方式和土壤肥力的影響，同時(shí)也與施肥方式有密切關(guān)系[39]。外觀品質(zhì)通常指水稻的堊白率、堊白度等，堊白指標(biāo)高的稻米透明度低，碎米率高，影響稻米的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。有研究指出，氮磷鉀肥配施或化肥配施有機(jī)肥可以降低稻米堊白率和堊白度，提高稻米外觀品質(zhì)[40–41]。稻米的堊白性狀與稻米中氮素含量呈負(fù)相關(guān)[42]。在本研究中化肥減施配合低紫云英翻壓量改善稻米外觀品質(zhì)的效果不如常規(guī)施肥和化肥減施配合高紫云英翻壓量。在紫云英翻壓量為30000和37500 kg/hm2時(shí)，稻米堊白度和堊白率才與F100處理接近，這也與紫云英翻壓量較低時(shí)，土壤中的有機(jī)質(zhì)和氮素含量的調(diào)節(jié)作用不足，減施化肥又影響了水稻的氮素營(yíng)養(yǎng)有關(guān)。當(dāng)然，早稻生長(zhǎng)期經(jīng)歷了低溫至高溫，灌漿期正值盛夏，溫度較高，有可能是生育期差異引起的灌漿不完全導(dǎo)致稻米堊白指標(biāo)增高[43]。

直鏈淀粉含量是評(píng)價(jià)稻米蒸煮食味品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，一定范圍內(nèi)較高的支鏈淀粉含量能夠提升稻米的蒸煮食味品質(zhì)。并且水稻植株體內(nèi)氮素含量能夠影響碳氮代謝過(guò)程，最終改變稻米中淀粉和蛋白質(zhì)的合成和含量變化[44]。有研究指出麥稈覆蓋還田和稻草全量還田能夠降低水稻直鏈淀粉含量[45–46]，但也有研究指出冬種綠肥在一定程度上增加了稻米的直鏈淀粉含量[47]。本研究中，與單施化肥相比，減施化肥配施不同翻壓量紫云英在一定程度上降低了稻米的支鏈淀粉含量，提高了稻米的直鏈淀粉含量。各翻壓量紫云英處理對(duì)比，G2.5F80處理的直鏈淀粉含量最低，可能是由于紫云英翻壓量較大時(shí)在水稻生長(zhǎng)后期，土壤氮素含量升高而降低了稻米中的直鏈淀粉含量[48]。蛋白質(zhì)含量是評(píng)價(jià)稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。適量紫云英+減施化肥能夠提升稻米蛋白質(zhì)含量，可能是紫云英配施化肥能夠平衡土壤中的氮素釋放速率，改善了土壤的供氮能力，使得水稻生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期能均衡吸收土壤中的氮素，提高水稻氮素累積量，有助于稻米中蛋白質(zhì)的形成[49]。紫云英翻壓量較低時(shí)向土壤中釋放的氮素含量有限，隨著翻壓量的增加，土壤供氮能力增強(qiáng)，稻米蛋白質(zhì)含量也隨之升高。稻米蒸煮食味品質(zhì)與稻米蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)[50]，這是由于較高的蛋白質(zhì)含量會(huì)影響稻米的吸水、膨脹和糊化，從而降低了稻米蒸煮食味品質(zhì)[51–52]。因此在評(píng)價(jià)不同紫云英翻壓量下稻米的蒸煮食味品質(zhì)時(shí)應(yīng)綜合考慮直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量之間的關(guān)系。在本研究中，G2F80和G2.5F80處理蛋白質(zhì)含量較高，但其直鏈淀粉含量小于14%，說(shuō)明較高的紫云英翻壓量在一定程度上提高了稻米的蛋白質(zhì)含量，改善了稻米的內(nèi)在品質(zhì)但降低了稻米的適口性。

氨基酸是人類的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，關(guān)系到人體營(yíng)養(yǎng)的供給水平，水稻生長(zhǎng)過(guò)程中的施肥量、施肥方式等都能夠極大程度地影響稻米氨基酸含量[53]。有研究指出，土壤中含氮量與稻米氨基酸含量呈正相關(guān)[54]，并且土壤氮庫(kù)的培育可以通過(guò)增加富含賴氨酸的谷蛋白的比例來(lái)提高土壤中的必需氨基酸含量[55]，改善稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[56]。本研究中，G1.5F80處理的賴氨酸和異亮氨酸含量最高，相較F100處理分別提高了147.6%和145.7%；G2.5F80處理顯著提高了稻米總氨基酸含量，MV處理的必需氨基酸含量最高，且賴氨酸含量最高。這可能是由于長(zhǎng)期種植翻壓紫云英后培育了土壤氮庫(kù)，提高了土壤綜合肥力和土壤質(zhì)量，進(jìn)而提高了稻米中氨基酸含量。水稻蛋白質(zhì)含量與氨基酸含量呈正相關(guān)關(guān)系[57]，G2.5F80處理稻米氨基酸含量顯著提升，進(jìn)而有利于稻米中蛋白質(zhì)的合成和蛋白質(zhì)質(zhì)量的提高，為人體生理功能提供物質(zhì)資源，促進(jìn)人體中酶、激素和維生素的合成。

4 結(jié)論

江西雙季稻區(qū)，連續(xù)多年種植翻壓低量紫云英(＜30000 kg/hm2)減施20%化肥，雖然沒(méi)有顯著降低水稻產(chǎn)量但是顯著降低了稻米的外觀和食味品質(zhì)，對(duì)稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改善和土壤肥力提升的效果與常規(guī)化肥沒(méi)有顯著差異，但顯著降低土壤有效鉀含量。種植翻壓高量紫云英(≥30000 kg/hm2)減施20%化肥才能有效改善土壤肥力，維持土壤速效養(yǎng)分含量(土壤速效鉀可能會(huì)有所降低，應(yīng)注意補(bǔ)充)，同時(shí)，增加水稻產(chǎn)量，提高稻米外觀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的同時(shí)，不降低食味品質(zhì)。綜合起來(lái)來(lái)看，長(zhǎng)期減少20%化肥用量，配合翻壓紫云英37500 kg/hm2可以提升江西雙季稻區(qū)的土壤質(zhì)量(注意鉀素補(bǔ)充)和水稻的高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)。