浅析影响稻米品质因素、对策与改进栽培技术措施
2016-12-16杨洁
杨 洁
(农业部食品质量监督检验测试中心(武汉),武汉 430064)
浅析影响稻米品质因素、对策与改进栽培技术措施
杨 洁
(农业部食品质量监督检验测试中心(武汉),武汉 430064)
目前北方稻区水稻生产栽培技术,基本上还是以产量为主兼顾稻米品质,因此应建立一套比较完善的科学的优质稻米生产栽培技术体系,方能保证稻米的优质性与安全性。本文较详细的叙述了影响粳稻优质米生产因素与栽培技术措施,优质稻米标准,品种因素,生态环境,农艺性状等诸多因素的影响,并提出改进技术措施供生产优质稻米参考。
影响稻米品质因素;优质稻米标准;改进技术措施
北方水稻生产具有独特的优质稻米生产环境与气象条件,利于优质水稻生产、研究,提高稻米品质。随着人们生活水平不断提高,促使优质水稻生产向优质兼顾高产目标的方向发展,目前北方水稻生产其产量基本上达到了较高水平,而稻米品质则相对较差,比如直链淀粉含量、垩白率均较高,整精米率低、食味品质也较差,在国内外优质稻米市场竞争力较弱,在市场经济发展的今天,我们在水稻生产注重稻谷产量的同时,更重要的是提高稻米品质,使其产品具有较高的市场竞争力,我们生产的优质稻米在国内外粮食市场上能占有一席之地,本文对影响稻米品质因素,作了较为具体的分析,以及应采取的对策与技术措施,旨在推进北方优质稻米生产的发展。
1 北方稻区优质米基本现状
目前北方稻区水稻生产栽培技术体制,如育秧方式、移栽密度、施肥机制、灌溉模式,收获加工及应用各种化学激素调控激素措施,基本上还是以产量高为主体,兼顾稻米品质,从这一点看,优质稻米生产栽培技术尚需要建立一套比较完善的科学的栽培技术体系,方能保证稻米的优质性和安全性。自20世纪90年代中期农业科学研究机构,在水稻生产区相继开展了土壤环境、水源质量、空气质量、施肥种类、施肥技术、灌溉方式、农药类型、病虫害防治技术研究与探讨。初步规范与制定了优质稻米生产技术流程,建立了优质稻米生产基地,通过研究、示范与推广,对有效地推进优质稻米生产起到了促进作用。但对优质稻米生产技术中怎样去提高稻米品质的优质性常常被忽视。优质稻米生产技术与措施对生态环境、水源质量、空气净化、土壤肥料、农药施用均有比较严格的相同指标的限制。优质稻米生产主要是怎样调节肥料种类,施肥时期与病虫草害的防治。从稻米品质分析结果表明,同一个水稻品种,在相同生态环境下其整精米率、蛋白质含量、适口性以及粘性等差别较大,优质稻米生产强调早育苗育壮秧、早移栽、稀植、多施氮肥、并施穗肥,生产后期施“氮”、“钾”对稻米品质的影响以及灌溉技术、减少化肥、农药用量等,这些关键栽培技术,北方稻区均没有一个规范性的确定,因此生产的稻米品质达不到优质米的标准,根据中国水稻所调查,表现好的优质食用稻米品种不多,约占品种总数的1/10,稻米品质主要问题表现为碾米品质差、碎米率高、整米率低、垩白度大、外观品质差、直链淀粉含量偏高、米饭不柔软、口感及食味品质差等。
2 优质稻米的标准
北方水稻品种几经更新换代,产量都有了不同程度的提高,稻米品质相应也得到改善,品质是米质本身理化特性的综合反映,诸如外观品质、碾米品质、蒸煮品质、食味品质、营养品质及贮藏品质等,国家农业部关于优质稻米指标规定内容:糙米率、精米率、整精米率、粒形、垩白度、垩白率、透明度、糊化温度、胶稠度、直链淀粉、蛋白质等11项指标作为检验优质稻米的标准。
碾米品质:系指稻谷在脱壳及碾米过程中稻米品质的特性:常用糙米率、精米率、整精米率三项指标表示。
外观品质:系指稻米粒形、大小、垩白度、透明度、颜色以及米粒光泽度等是商品稻米价值的主要指标。
蒸煮品质:系指在蒸煮食用过程中稻米所表现的理化性质及感官特性,诸如米粒的吸水性、延伸性、糊化性、柔软性、粘弹性以及散发的香味等。主要用糊化温度、胶稠度、直链淀粉含量三项指标表示。
营养品质主要是指稻米的营养成分,如蛋白质、维生素、矿物质元素、淀粉含量等,近年来北方稻区有些省份曾举办过几次优质稻米评选活动,从评选出来的优质稻米品种在食味指标与日本优质稻米如“秋田小町”、韩国的“珍富10号”等品种相比,差距并不太明显;直链淀粉含量有所下降,可见北方水稻生产的优质米品种水平已基本赶上日本或韩国。
3 影响稻米品质因素
稻米品质的优劣主要是受品种本身遗传特性和生态环境、栽培技术等因素影响,此外还受收获脱粒、蒸煮烹调技术等诸多因素影响,而使水稻不能正常生育的栽培环境因素亦会影响稻米品质。
3.1 品种特性
水稻品种本身遗特性是影响稻米品质的主要因素,而整米率、粒长、垩白率、垩白度、直链淀粉含量及胶稠度六项指标则是影响稻米品质的主要因素,品种不同,品质亦不同,直链淀粉含量以及蛋白质含量亦不同,研究表明,稻米中直链淀粉含量是受遗传力控制的,生态环境因素的影响较小,而蛋白质含量受品种本身遗传力控制较弱,而受生态环境因素影响较强。不同熟期的品种,其稻米蛋白质含量变幅较大,通常在6%~14%之间,早熟及中熟水稻品种蛋白质含量比较高,中晚熟品种蛋白质含量较低。
3.2 生态环境
生态环境因素包括:①地理生态环境主要是纬度、海拔、地貌特点及土壤环境等因素;②气象条件主要是:温度、光照等。研究表明;同一个水稻品种栽培在不同年份,生态区域相同,其稻米品质不尽相同,变化较大,同一个水稻品种栽培在不同年份的生态区域,其稻米品质差异也较明显。
3.2.1 海拔 海拔高度能影响稻米的垩白大小及胚乳淀粉小细胞数量,稻米品质亦有所改变,它的影响程度因品种优劣不同而有所不同,稻米品质越好的品种,改善幅度越大而较为理想的海拔高度在750~950 m,对稻米品质影响较好。
3.2.2 环境污染 环境污染直接影响到稻米卫生品质的优劣,如工业重金属污染、农药、化肥污染、城市排出的废水污染等,研究表明:工业污染氯离子、硫离子、重金属汞、铅等废弃物、城市排出的废水污染,使稻米卫生品质变劣,人食用后易患疾病,农药中的有机磷、砷、苯其衍生物残留在稻谷中亦危害人类健康。
3.2.3 土壤类型与地质 根据日本研究报道,土壤对稻米食味有着一定的影响,认为花岗岩比火山土的稻米食味好,沙质土比粘重土排水性好,稻米食味也好,自流灌溉比井水灌溉的稻米品质好,湿田稻米比干旱田稻米食味好;就地理形态而言,平原区栽培水稻比山区和盆地栽培的稻米食味好。
3.2.4 温度、雨量、光照 水稻灌浆结实期的温度是影响稻米品质重要的生态环境因子,贡献率可达88.5%,水稻灌浆结实期气温为21~26℃为宜,如果此期天气温度过高,会导致灌浆速度加快,籽粒充实度差,会使碾米品质降低,从而造成糙米率、精米率、整精米率下降,且垩白面积增大垩白率增高,使蒸煮品质、食味品质变差,如此期相对较低温生态环境则比高温生态环境所造成的不利因素要小些。实践证明,低温寒冷,昼夜温差较大的地区栽培的水稻其稻米的直链淀粉含量较低,米饭柔软,碱消值较大,食味较好,相反高温昼夜温差小的地区种植的水稻其稻米品质较差。
雨量、湿度及台风等因素也会有不同程度的影响水稻生育后期子粒灌浆,从而影响稻米品质,据报道,水稻抽穗开花灌浆期间,经过风吹处理,会使稻米外观品质变劣。
光照时间的长短是影响稻米品质的重要因子之一。研究表明,水稻灌浆期间如果光照不足,会导致碳水化合物积累的少,子粒灌浆差,不饱满,不实粒多,粒重下降,青米粒增多,加工品质变劣,出米率低下,同时也由于光照不足,也会是蛋白质及直链淀粉含量增加,食味品质下降,尤其生育后期光照不足会使光合作用减弱,碳水化合物的形成受到抑制,子粒饱满度差,青粒增多,蛋白质及直链淀粉含量也会增加,导致食味品质不佳。
4 农艺技术措施因素的影响
4.1 播种育苗移栽密度
播种期的早晚是通过灌浆期的温度及光照条件影响的,据 AkranM (1985)和 Dhaliwal.y.S(1986)报道,晚播或迟播均能降低直链淀粉含量。邵冬生(1987)研究认为,早播可降低整精米率,提高精米率、糊化温度、粗蛋白质,并使胶稠度变硬,晚播则相反。据分析,播种过早,灌浆期易迂高温,降低加工、外观、蒸煮食用品质,提高了营养品质。相反晚播利于加工、外观和蒸煮食用品质,但降低了营养品质。研究结果表明,水稻栽培密度对稻米品质也有较大影响,并指出每穴基本苗数栽插过多,株行距过小,会导致糙米率、精米率、整精米率下降,垩白粒率和垩白度有所增加,直链淀粉含量及胶稠度会有所提高,蛋白质含量会下降,稻米品质较差,合理稀植则有利于提高稻米品质的糙米率、精米率、整精米率以及米粒的透明度。
4.2 施肥
施肥因素一是施肥种类,二是施肥时间,对稻米的品质影响很大。水稻一生主要需氮、磷、钾、硅四大元素而对稻谷产量和稻米品质影响较大的是氮肥,次之钾肥,再次之磷肥和硅肥,氮肥是影响稻米品质的重要因素,如施用科学得当不但能提高稻谷产量,同时还能改善稻米外观品质、营养品质以及加工品质,在施用同一种氮肥的情况下,一定范围内施氮量越大则整精米率、蛋白质含量越高,垩白率、垩白面积和直链淀粉含量越低。研究结果还表明,不同施肥方式对稻米品质的影响亦不同,一次性投入氮肥比在水稻生育期间均匀施用氮肥能够提高直链淀粉含量,而降低蛋白质含量,分期施用氮肥,尤其抽穗期或齐穗期追施氮肥对提高稻米品质中的蛋白质含量及降低直链淀粉含量的效果较好。增施钾肥则能提高整精米率和蛋白质含量,降低垩白率和垩白度,尤其当钾肥和氮肥配合施用时,则能更好地改善稻米品质,出现理想的效果,硅肥是当前水稻优质米栽培必不可少的元素,试验结果表明,硅肥能够明显降低垩白率、垩白度,既能提高外观品质,又能改善稻米食味品质,科学施用有机肥料,稻米的有机酸含量增加、食味好、口感佳。
4.3 灌溉
灌溉包括水质与技术两方面。水质的好坏直接影响稻米品质的优劣。城市污水灌溉生产出的稻米品质较差,甚至含有毒物质,导致人不能食用,水质好的自流灌溉生产出优质稻米。灌溉技术是否得当对稻米品质也有一定影响。水稻植株对土壤水分的敏感性发生一定的作用。特别是集中体现在水稻生育后期,由于长时间的灌溉和生育后期停水过早,都会影响提高稻米品质,水稻生育中期应适当晒田,生育后期,干干湿湿利于子粒饱满,提高产量及稻米品质,致使稻米加工品质、食味品质均有较好的效果。
4.4 收获时期与方法
收获时期过早过晚都会降低稻米加工品质。适时收获能提高稻米品质。整精米率、蛋白质和腊熟期开始随着收获时间的延长而提高,至水稻黄熟期其蛋白质含量及整精米率达到最高值,之后又会呈下降趋势,随着收获时间的延长,直链淀粉含量亦增加,而米粒长度则相反,随着收获时间延长而降低。收获方法对稻米加工品质有一定影响,人工收获会提高稻米加工品质,机械收获使稻米加工品质明显降低。
4.5 仓贮技术
仓贮技术因素对稻米品质产生一定影响,稻谷散仓贮藏,稻谷含水量在16%以上,仓贮温度较高时,谷堆会局部发热,发生霉变,此时应尽早通风降温及时翻仓晾晒,降低温度,降低含水量,否则会导致稻米品质严重下降,发霉变质,不能食用。稻谷仓贮技术比较严格,稍有不慎将会造成很大的经济损失。甚至稻谷干燥、加工、蒸煮方法是否得当均会对稻米品质产生一定影响,因此仓贮技术因素不容忽视。
5 对策与技术措施
5.1 生产优质稻米的有利条件
随着人们生活水平的提高,优质稻米的生产随着我国经济的快速发展,稻米品质的安全性、优质性、保护环境健康意识的普及,市场对优质稻米的需求多样性条件下应运而生,从而加快了传统农业生产模式向现代化农业生产结构调整和转变,建立生态农业是优质稻米生产的载体,优质稻米的开发必将以生态农业为技术保障,优质稻米将在可持续发展的认识和地位日益加强的基础上逐步兴起,依靠先进的农业技术治理农业内部的环境污染和生态平衡,建立优质稻米高产集成栽培技术体系为发展优质稻米生产的有利条件。
5.2 优质稻米生产对策
5.2.1 加速选育优质稻新品种 重点选育适于优质稻生产的品种即整精米率高、外观品质好,垩白率、垩白度、直链淀粉含量低,米饭柔软食味佳、适口性强的优质水稻新品种。
5.2.2 完善优质水稻生产技术操作体系 优质水稻生产环境决定稻米品质独特性。只有严谨规范生产技术,才会生产出合特定标准的优质稻米,影响优质水稻生产的外部环境有无工业三废污染源,内部生产环境即土壤是否重金属值含量过高,化肥、农药等农资环境负效作用在土壤中残留,所有这些影响稻米品质因素,均必须按照标准要求及规程要求予以严格、科学的掌握,优质水稻生产决不能混同与一般水稻生产,优质稻米的执行标准是衡量优质水稻生产条件的质量是否合乎规模的唯一衡量尺度。它具有强制性的特点,而产地环境质量标准是优质水稻生产基地的衡量尺度,也是生产优质稻米的先决条件。只有符合优质水稻产品产地环境质量标准,按照优质水稻生产技术流程生产,方能达到优质稻米的先决条件,产品质量标准是检验优质稻米生产过程的尺度,是优质稻米的最终判断。生产的优质稻米不符合这一标准,就说明生产的优质稻米生产过程未按照质量标准要求或规程操作失控,其结果也就不成其为优质稻米,优质稻米的质量标准及生产操作技术规程是优质稻米技术的核心,即包括生产、加工全过程,其操作技术主要是:品种、栽培、肥料、植保、收获、贮藏、加工设备以及用材等各个技术环节。综上所述,都是优质稻米生产技术要求作出量化的可操作性规定,尤其要严格具体规定化肥、农药的使用技术环节。
5.3 主要技术措施
5.3.1 有机肥施用 优质稻米生产通常施用有机肥,水稻生育期所需的养分齐全,有机肥料主要来源于动物的粪便以及植物腐烂物经过发酵吸附有机物释放氨态氮,施用方法一般采用80%做底肥,20%做返青肥。
5.3.2 防治杂草 防止杂草是生产优质稻米的重要技术措施。近年来很多地方利用稻草还田技术防治田间杂草产生很好的效果,例如水稻移栽一周左右,将稻草扎成小捆,平铺在行间,以稻草压制杂草生长,稻草腐烂发酵产生硫化物亦可抑制杂草生长,使之不再发生。
5.3.3 灌溉技术 灌溉技术科学与否会对稻米品质的好坏产生一定的影响。因此要求优质稻米生产对灌溉技术要建立起有效的排灌促控系统,水稻生育前期田间要建立浅水层,利于有效分蘖,增强根系发育及活力,水稻分蘖后期稻田要保持中短期湿润状态,即“落水增氧”形成良好的根际生态环境,促进根系发育,提高根系活力,减数分裂拔节孕穗期田间要建立起约6 cm的水层,此期间主要是深水护胎,以防止发生低温冷害,优质稻米栽培其土壤结构要求良好,植株发育较壮,耐寒性较强于一般水稻栽培,水稻抽穗后,应采用浅、湿交替灌溉技术,浅—湿—浅的灌溉方式,以提高根系活力。植株健壮生长,防止生育后期贪青晚熟即便轻霜仍保持功能叶片进行光合作用,促使子粒饱满,提高结实率等“活秆成熟”理想的秋优型。水稻生产后期优质稻米生产,田间不能过早断水否则降低稻米品质,因此要求田间持水时间要稍长一些,研究表明,优质稻米生产田每667 m2田间用水量约 600~700 m3。
5.3.4 病虫害防治 从育苗插秧到本田管理,培育壮秧,植株健壮是抵御或防治病虫害发生的重要基础,根系发达,植株健壮,就能抵抗病虫害。亦可从植物体中摄取各种抗逆激素进行生物防治病虫害。
6 讨论
北方稻区地域辽阔,水稻栽培历史悠久,其气候、土壤、生态环境以及现有集成的栽培技术,均利于发展优质稻米生产,是我国主要优质稻米生产区域。我国北方稻区是出口日本、韩国的主要产地,随着我国粮食对外开放,稻谷渠道畅通,粳稻出口量会增加,粮食市场竞争会更加激烈,竞争能力的强弱主要取决于“稻米质量”,即稻米品质及安全性。因此北方稻区要转变将水稻生产优势转变为生产优质稻米出口优势及稻米市场销售优势,只有发展优质稻米生产,提高创造“品牌稻米”增强市场竞争力,才能是我国优质大米,在国际稻米市场上有较大的影响力去占领市场。
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(责任编辑:宋双)
The Factor,Countermeasure and Cultural Approach on Affecting Rice Quality
YANG Jie
(Ministry of Agriculture Centre for Food Quality Supervision and Testing(Wuhan),Wuhan 430064,China)
For now,the rice cultivation technology in north China basically consisted mainly of yield balanced quality,so we should build a relatively perfect and scientific cultivating technology system on high-quality rice to ensure its highquality and security.The factor and cultural approach on affecting rice quality were described in details in paper,at the same time the influencing factors such as standard of high-quality,factors of varieties,ecological environment and agronomic characters were also introduced and then it proposed technology-improvements for reference.
Affecting factor on rice quality;Standard of high-quality rice;Improvement measure
S-1 文献标志码:A 文章编号:1673-6737(2016)06-0060-05
2016-10-09
杨洁(1969-),女,副研究员,主要从事稻米品质分析研究。