减氮及配施生物有机肥和镁肥对建三江水稻品质的影响

赵婷婷，姜玉伟，陈曦，仲维君，张丽微，刘显爽，郑桂萍，潘世驹

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.黑龙江省建三江创业农场科技园区）

减氮及配施生物有机肥和镁肥对建三江水稻品质的影响

赵婷婷1，姜玉伟1，陈曦2，仲维君1，张丽微1，刘显爽2，郑桂萍1，潘世驹1

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.黑龙江省建三江创业农场科技园区）

为了提高稻米品质，采用随机区组试验设计，探究减量施肥及配施生物有机肥对水稻品质的影响。结果表明，常规施肥中氮肥减少20%并增加（归复记）生物有机肥及镁肥，提高了稻米的碾磨、外观及营养品质，对两品种的食味评分的影响尤为显著。

水稻；减少氮肥；生物有机肥；品质

水稻是我国最重要的粮食作物之一，全世界2/3的人口以稻米为主食。由此可见稻米在粮食生产中占有重要的地位[1-3]。我国对稻米的加工品质、营养品质、外观品质以及蒸煮品质的研究较美国、日本、泰国等国家以及水稻研究所相比研究较晚一些[4]。而近几年随着人口的增长，经济迅速的发展，人们对水稻品质的要求也日益提高，人们越来越多地注重产品综合质量[5-6]。黑龙江不仅是我国粳稻种植面积最大的省份，而且拥有丰富的自然资源，生态环境优良，十分利于优质米生产，目前已成为全国最大的绿色、有机食品生产基地[7]。特别是我国加入世界贸易组织后，为提高稻米在国际市场的竞争力，稻米品质改良已成为目前水稻栽培和育种的关键目标之一[8]。

然而在水稻生产区域，每年以增加肥料的施入量来获得高产，尤其是氮肥的使用量大幅度提高，肥料利用率仅为土壤施肥的1/10～1/5，不仅浪费了资源，而且增加成本，特别是对环境造成了严重的污染，使稻米在生长时期发生倒伏、后期贪青晚熟、加重病虫害发生，更使稻米的品质受到严重的影响[9-10]。因此要合理施肥提高肥料利用率，一方面可以节约资源、改善环境，另一方面还能减少污染、提升稻米品质。

目前，国内外对稻米的评价品质的指标主要包括以下几类：碾磨品质、外观品质、蒸煮和食用品质、营养品质[11-12]。稻米品质的好坏与肥料有着密不可分的关系。其中氮肥对稻米品质的形成有很大的作用，同时也是影响稻米品质的主要因素之一，有学者研究认为，适量增施氮肥有利于提稻米的产量及商品品质[13]。张俊国等[14]研究表明，氮素水平不同的条件下，大多数稻米品种的蛋白质和直链淀粉的含量，均随着氮肥的施用量的增加而上升。与此同时，米饭的硬度也逐渐增加，蒸煮品质降低，食味变差。镁是水稻生长所必需的中量元素，对水稻产量和品质均有一定的影响[15-16]。据国外文献报道，日本的多位学者进行过关于镁与稻谷及稻米的品质的研究。一致看法认为镁及镁与钾的比值对稻米的品质及食味评分产生很大的影响。由此可见，镁有利于提升稻米的品质，目前，有机肥的施用不仅提升了稻米的产量且差异达到显著水平，而且对稻米的食味品质和营养品质有明显改善作用[17]。近十几年来有关氮肥与水稻品质国内外开展了许多相关研究[18-19]，但在寒地对减少施氮量、同时配施生物有机肥及镁肥对稻米品质的影响研究较少。为此，拟于黑龙江省水稻主产区建三江开展减氮与肥料配施对稻米品质影响的研究，为黑龙江稻米品质的进一步提高以及水稻产业化发展提供理论参考和技术支持。

1 试验材料与方法

1.1 试验品种：龙庆稻3号、庆20-04

1.2 试验设计：采用常规化肥和归复记（生物有机肥）及镁肥配施，设计如表1。氮肥的施用比例为基肥：分蘖肥：穗肥为4∶4∶2；磷肥100%基施，钾肥基肥和穗肥的施用比例为基肥：穗肥（5∶5）；归复记生物有机肥为氮磷钾≥5%、有机质40%，100%基施；硫酸镁105 kg·hm-2分两次施肥基肥和穗肥各50%。每个处理小区面积24 m2，小区长6 m、宽4 m，共两个小区。3次重复，4月7日进行浸种、催芽，采用半钵盘育苗，播种量芽种125 g·盘-1。3.1～3.5叶时人工插秧，插秧规格30×12 cm，每个品种每一处理8行，行长10 m。田间管理同当地常规生产。成熟期收获前调查每小区除边行外长势均匀的1行的穗数，每小区按平均穗数取有代表性的中等植株5株，考察穗数、穗粒数、结实率及千粒重，然后将各处理进行自然阴干，进行品质测定。

表1 不同处理的施肥种类及施肥时期和施用量Table 1Different types of fertilizer treatment and the period and amount of fertilization

1.3 碾磨品质的测定

用FC-2K型实验砻谷机（YAMAMOTO，离心式）加工成糙米，用日本公司生产的VP-32型实验碾米机（YAMAMOTO，直立式）加工精米，之后再从精米中分离整精米，以测定稻米的糙米率、精米率和整精米率。

1.4 外观品质的测定

外观品质用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪测定不同粒位糙米及精米。测定指标：糙米粒长、糙米粒宽、垩白率、垩白度等。

1.5 营养品质的测定

用德国BRUKER公司生产的VECTOR 22/N型近红外光谱仪测定该品种精米的直链淀粉含量、蛋白质含量。

1.6 食味品质的测定

食味品质用日本佐竹公司（SATAKE）生产的米饭食味计（STA1A）进行食味评分的测定。

1.7 数据处理

利用DPS和EXCEL2003统计软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对稻米碾磨品质的影响

不同处理对稻米碾磨品质的影响如表2所示，与CK相比龙庆稻3号的糙米率、精米率均有所提高，其中以处理3的提高效果明显，其平均值分别为81.3%、72.1%、68.8%，整精米率的变化不大，且均未达到显著水平；庆20-04的糙米率、精米率、整精米率以对照最高，其平均值分别为80.4%、72.8%、67.8%，其次是处理3，其中精米率、整精米率以处理2最低，比对照降低6.0%，差异达到显著水平。

表2 不同处理对稻米碾磨品质的影响Table 2Effect of different treatments on rice milling quality

2.2 不同处理对两品种外观品质的影响

施肥量不同对垩白粒率的影响如图1所示，两品种垩白粒率以处理4最好，较对对照低了8.3%、13.0%，两品种的垩白粒率表现为处理4＜处理3＜对照＜处理2＜处理ck，各处理与对照差异不显著。

图1 不同处理对稻米垩白粒率的影响Fig.1Effect of different treatments on grain yield of rice

施肥量不同对两品种垩白度的影响如图2所示，两品种在处理1的垩白度最小。龙庆稻3号处理4＜处理3＜对照＜处理2＜ck。庆20-04处理2＜处理3＜处理4＜对照＜ck，较对照分别降低了11.5%、8.3%，各处理与对照相比差异不显著。

图2 不同处理对稻米垩白度的影响Fig.2Effect of different treatments on the degree of rice grai

2.3 施肥量不同对两品种营养品质的影响

施肥量不同对两品种蛋白质的影响如图3所示，两品种在处理3蛋白质含最低，分别为7.7、7.6与对照相比降低了1.3%、2.6%；龙庆稻3号各处理与对照差异不显著；庆20-04以处理2最大，较对照提高了3.8%，差异达到显著水平。其他各处理较对照差异不显著。

图3 不同处理对稻米蛋白质的影响Fig.3Effect of different treatments on protein of rice

施肥量不同对两品种直链淀粉的影响如图4所示，两品种以处理4最低，较对照分别降低0.5%、0.6%龙庆稻3号各处理与对照相比差异不显著；庆20-04处理4＜处理2＜处理1处理3＜对照，与对照相比分别降低5.9%、4.7%、4.1%、2.9%其中处理1、2、4与对照差异达到极显著水平，综上所述，降低氮肥用量增加生物有机肥在一定程度上可降低稻米的直链淀粉含量。

2.4 不同处理对稻米食味评分的影响

不同处理对稻米食味评分的影响如图5，两品种4个处理的食味评分均较对照高。龙庆稻3号处理1、处理2比对照提高了4.8%、5.0%差异达到显著水平；庆20-04的4个处理分别比对照提高5.1%、5.0%、4.1%、3.7%差异达到显著或极显著水平。

图4 不同处理对稻米直链淀粉的影响Fig.4Effect of different treatments on amylose content of rice

图5 不同处理对稻米食味评分的影响Fig.5Effect of different treatments on the score of the rice taste

3 结论与讨论

3.1 结论

两品种以处理3即氮肥减少20%+归复记300 kg·hm-2+硫酸镁52.5 kg·hm-2时的碾磨品质最好，分别较对照提高了2.5%、1.7%、0.7%；两品种以处理1即氮肥减少20%+归复记150 kg·hm-2的外观品质最好，分别较对照低了11.5%、8.3%；两品种以处理3蛋白质含最低，较对照降低了1.3%、2.6%；两品种以处理4即氮磷钾均减少20%+归复记300 kg·hm-2直链淀粉含量最低，较对照分别降低0.5%、0.6%；提高了稻米的营养品质。两品种4个处理的食味评分均高于对照，龙庆稻3号提高幅度在2.37～4.08；庆20-04提高幅度在3.33～4.08；综上所述，减量施肥及配施生物有机肥和镁肥，提高了稻米的碾磨品质、改善了稻米的外观品质、增加了稻米的营养品质以及食味评分。

3.2 讨论

张洪程等[25]的研究认为，氮肥使用量的多少对稻米的加工品质无显著差异。而许仁良等[20]研究表明，降低氮肥用量会使稻米的垩白性状变劣，从而影响加工品质。沈明星等[21]研究认为，氮磷钾配施与单一施氮、不施肥处理对稻米品质有差异显著，使稻米的加工品质得到了显著的提高，对改善稻米的外观品质差异不显著，且劣化趋势较为明显。因此在选择肥料配施要考虑稻米对肥料的吸收状况。张军[22]等人经过大量研究认为，在施肥量相同的情况下，适当降低前期氮肥施用量，能够明显提高粗蛋白的含量、提高整精米率，使稻米的加工品质得到改善。节约成本的同时，增加农民的收益。张小明等[23]研究认为，肥料与稻米的食味关系密不可分，稻米的直链淀粉含量与米饭的综合评价达显著负相关。表明肥料施用量影响稻米的口感，从而影响着稻米的食味评分。关于施氮水平对稻米蒸煮味品质的影响，前人已做过大量的研究，多数学者认为适量提高氮肥含量可以提高糙米率，改善稻米营养品质以及增加稻米蛋白含量[24-26]，王巧珍[27]研究认为，随施氮量的增加稻米蛋白质含量呈上升趋势，精米率、直链淀粉含量、整精米率等随着施氮量的增加而下降。而徐大勇等研究认为，适当减低氮肥用量和氮肥追肥时期前移，可以提高食味品质。试验认为，减量施肥及配施生物有机肥和镁肥，提高了稻米的碾磨品质、外观品质、营养品质这与前人研究结果有相似之处。但减少氮肥对龙庆稻3号食味综合评分影响小，对庆20-04的食味综合评分影响大，且差异达到显著极显著，这与前人研究的结论不尽一致。可能是因为品种差异导致一些研究结论不一致，有待于进一步研究。合理的施用氮肥对提高水稻品质是一项重要栽培措施，在制定栽培方案时，应根据具体的内在品质需求来调整施肥量。以达到预期的品质的影响效应分析结果提供相应的参考。

［1］张凤鸣，孙世臣.黑龙江省的水稻生产与发展［J］.黑龙江农业科学，2007，27（20）：13-15.

［2］左远志.黑龙江省水稻生产现状及前景展望［J］.中国农学通报，2005，21（1）：335-340.

［3］于清涛，肖佳雷，龙江雨，等.黑龙江省水稻生产现状及其发展趋势［J］.中国种业，2011（7）：12-14.

［4］何秀英，廖耀平，程永盛，等.水稻品质研究进展与展望［J］.广东农业科学，2009，10（1）：11-16.

［5］Edmeades D C.The long-term effects of manures and fertilizers onsoil productivity and quality A review［J］.Nutri Cycl Agroecosys，2003（66）：165-180.

［6］汪贞，席运官.国内外有机水稻发展现状及有机稻米品质研究［J］.上海农业学报，2014，30（1）：103-107.

［7］黑龙江省农垦总局.黑龙江垦区农产品质量追溯系统顶日建设进展与成效［J］.中国农垦，2011，10（6）：12-14.

［8］石孝均，毛知耘，石孝洪，等.硅锌镁对水稻营养效应研究［J］.西南农业大学学报，1996，18（5）；53-55.

［9］朱彩云，郭玉华，崔鑫福，等.不同施氮水平对粳稻米质的影响［J］.中国农学通报，2006，22（3）：175-178.

［10］黄辉.我国农业发展现状和土壤施肥情况［J］.中国农资，2011（2）：48-49.

［11］莫惠栋.我国稻米品质的改良［J］.中国农业科学，1993，26（4）：8-14.

［12］赵洪英.硅钾镁对水稻生育和品质的影响［D］.大庆：黑龙江八一农垦大学，2009.

［13］张艳霞，丁艳锋，王强盛，等.氮素穗肥对不同品种稻米品质性状的影响［J］.植物营养与肥料学报，2007，13（6）：1080-1085.

［14］张俊国，张三元，杨春刚，等.不同施氮水平对水稻主要食味品质性状影响的研究［J］.吉林农业科学，2010，35（4）：29-33.

［15］戴平安，易国英，郑圣先，等.硫镁钙营养不同配经量对水稻产量和品质的影响［J］.作物研究，1999（3）：31-35.

［16］李晓鸣.矿质镁对水稻产量和品质影响的研究［J］.植物营养与肥料学报，2002（1）：125-126.

［17］王艾平，邓接楼.生物有机肥对水稻产量和品质影响的研究［J］.作物杂志，2006（5）：28-30.

［18］李永杰.施氮量对水稻产量品质的影响及对稻米储藏特性的研究［D］.天津：农学院，2014.

［19］郑桂萍，梁金国，赵洋，等.有机肥及与化肥配施对水稻空育163品质的影响［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2014，26（2）：13-16.

［20］许仁良，戴其根，霍中洋，等.施氮量对水稻不同品种类型稻米品质的影响［J］.扬州大学学报，2005，26（1）：66-68.

［21］沈明星.长期氮磷钾配施对稻米品质的影响［J］.上海农业学报，2004，20（2）：60-62.

［22］张军，谢兆伟，朱敏敏，等.不同施氮时期对水稻剑叶光合特性及稻米品质的影响［J］.江苏农报，2008，24（5）：656-661.

［23］张小明，石春海，富田桂，等.粳稻米淀粉特性与食味间的相关性分析［J］.中国水稻科学，2002，16（2）：157-161.

［24］Edmeades D C.The long-term effects of manures and fertilizers on soil productivity and quality：A review［J］. Nutri Cycl Agroecosys，2003，66：165-180.

［25］刘建，魏亚凤，徐少安，等.蘖穗肥氮素配比对水稻产量、品质及氮肥利用率的影响［J］.华中农业大学学报，2006，25（3）：223-227.

［26］宋冬明，孟昭河.黑龙江省水稻品质现状评价［J］.黑龙江农业科学，2016（3）：1-4.

［27］王巧珍.氮肥施用量对机插水稻产量及品质的影响［J］.现代农业科技，2011（4）：283-284.

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

黑龙江省农垦总局科技局科技攻关项目（HNK125B-08-21A）；施肥对寒地水稻抗性及产量品质的调控效应研究与示范。作者简介：赵婷婷（1990-），女，黑龙江八一农垦大学农学院2015级硕士研究生。

郑桂萍，女，教授，博士研究生导师，E-mail：byndzgp@163.com。