生物有机肥对中稻及再生稻产量和品质的影响研究

李龙辉 周 伟 张 甲 晏承兴 卿明敬 李承端 周 静

（1 重庆三峡学院生物与食品工程学院，万州404020；2 重庆三峡农业科学院，万州404155；3 重庆市万州区农业技术与机械推广中心，万州404120）

水稻作为我国最重要的粮食作物之一，其产量和品质对国家粮食安全以及社会稳定等方面均有着巨大作用。我国的水稻种植范围广泛，年栽培面积超过了2900 万hm2[1]，不过受国家农业产业结构调整、社会经济发展和自然条件变化等一些因素的影响，我国水稻的真实种植面积有一定的下降[2]，而水稻产量和品质的提高，除了耕地面积增加和水稻育种突破之外，耕作栽培技术水平的提高也是重要方面之一[3]。再生稻是采用一定的农艺措施，在头季稻收割后利用稻桩上的休眠芽萌发、生长、抽穗至成穗成熟，达到一种两收的目的，是提高复种指数和经济效益的有效措施之一[4-7]，具有省种、省工、节水、调节劳力、生育期短、生产成本相对较低等优势，是一种环境友好型的水稻栽培模式[8-10]。生物有机肥是以各种优质肥料型有机质为载体，并且加入特定功能微生物复合而成的一类肥料，它兼具了微生物肥和有机肥的效应[11-12]。研究表明，施用生物有机肥能有效提高土壤有机质含量、改善土壤理化性状，调节植物生长发育、增强植物抗病（虫）能力，改善植物根际营养环境，提升农产品品质[13]，是改良地力的有效方式[14]。本试验通过研究生物有机肥不同施用水平对中稻和再生稻产量以及品质的影响，以期为中稻和再生稻生物有机肥的施用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点试验于2022 年3-11 月在重庆市开州区竹溪镇平溪村进行（31°6′35″N，108°15′27″E，海拔190m）。

1.2 试验地概况试验田土壤碱解氮155mg/kg，有效磷6.8mg/kg，速效钾145.4mg/kg，有机质42.1g/kg，pH 值7.0，地力均匀，地势平坦，排灌方便。

1.3 供试材料

1.3.1 供试水稻品种供试水稻品种为川农优538（渝审稻20210007）。

1.3.2 供试肥料（1）科特宝贝生物有机肥：由重庆诺道邦农业发展有限公司提供，总养分（N+P2O5+K2O≥2.95%）、有机质（以干基计）≥40%、水分≤45%、pH 值6.4、有效活菌数≥0.2 亿/g；（2）灭活后的科特宝贝生物有机肥；（3）有机肥：未加生物菌剂的生物有机肥，由重庆诺道邦农业发展有限公司提供；（4）无机化肥包括尿素（N ≥46.2%，四川天华股份有限公司）、过磷酸钙（P2O5≥12.0%，湖北兴发化工集团股份有限公司）、氯化钾（K2O ≥60%，中农集团控股股份有限公司）、锌肥（ZnSO4·7H2O ≥96%，重庆市万州区镁帅农资经营部）。

1.4 试验设计试验共设置8 个处理，分别是处理1（CK）：不施肥；处理2（L1）：常规施肥（尿素261kg/hm2、过磷酸钙750kg/hm2、氯化钾200kg/hm2）；处理3（L2）：科特宝贝生物有机肥2.25t/hm2+常规施肥；处理4（L3）：科特宝贝生物有机肥3.75t/hm2+常规施肥；处理5（L4）：科特宝贝生物有机肥2.25t/hm2+75%常规施肥；处理6（L5）：科特宝贝生物有机肥3.75t/hm2+75%常规施肥；处理7（L6）：灭活后的科特宝贝生物有机肥3.75t/hm2+75%常规施肥；处理8（L7）：有机肥3.75t/hm2+75%常规施肥。为防止水稻坐兜，所有处理都施用锌肥45kg/hm2作底肥。科特宝贝生物有机肥、灭活后的科特宝贝生物有机肥、有机肥、过磷酸钙、氯化钾作底肥一次性施用。尿素80%作底肥，20%待插秧后7～10d 转青后施用。

试验每个处理设3 次重复，田间随机区组排列。小区面积13.34m2，窝行距20.8cm×30cm。3月7 日播种，4 月16 日移栽，每穴栽壮苗2 株。试验四周设置4 行以上保护行，重复间走道50cm，区组间不设走道。各小区单独做埂，地膜包裹，独排独灌，防止水肥串连。各处理中稻成熟后及时单收，留桩高度约40cm。所有处理中稻收割前10d 施尿素225kg/hm2作为再生稻促芽肥，中稻收割后7d 施尿素150kg/hm2作为再生稻提苗肥。其他田间管理与当地一般大田保持一致。

1.5 测定指标

1.5.1 产量性状考察每个处理定点调查10 穴取平均值计算出有效穗数、株高和成穗率。在中稻和再生稻的成熟期，按照单窝有效穗数每小区选取5穴，晾晒过后进行穗长、千粒重、结实率、穗平着粒数等产量性状的考种；各小区实收产量经过脱粒晾晒后进行称重，取3 次重复平均值，按水分含量13%的标准，折算成单位面积的产量。

1.5.2 品质性状考察稻米的加工品质采用糙米机、精米机测定，营养品质采用多功能谷物近红外分析仪NIRSTMDA1650 测定，食味值采用大米食味计JSWL-II 测定。

1.6 数据处理与分析试验数据采用Excel 2007和SPSS 27.0 进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理中稻和再生稻产量分析如表1 所示，中稻产量中，L3、L4、L5、L7 四者产量均超过了12.00t/hm2，余下四者产量也达到11.40t/hm2以上；除L6 以外，其余处理产量均高于对照，排名第一的为L7，产量达到12.56t/hm2，与对照相比，增产幅度达到8.46%；排在第2 位、第3 位的为L4 和L3，增产幅度均为5.01%，二者产量几乎相同；L6 产量11.47t/hm2，低于对照组产量11.58t/hm2，减产幅度为0.95%。再生稻产量中，所有处理产量均高于对照组产量，L2、L3、L4、L7 四者产量超过了6.00t/hm2，增产幅度都超过了10%，其中L2 产量最高，达到6.44t/hm2，增产幅度达到了17.09%；余下四者产量也达到5.50t/hm2以上，增产幅度最小的为L5，仅有1.64%。两季总产量中，所有处理产量均高于对照组产量，L2、L3、L4、L7 产量超过了18.00t/hm2，增产幅度都超过了7%，其中L7 产量最高，达到18.64t/hm2，增产幅度达到了9.13%；余下四者产量达到17.00t/hm2以上，增产幅度最小的为L6，仅有1.70%。对中稻产量、再生稻产量以及两季总产量的方差显著性分析显示，三者均未达到显著性水平，差异不明显。不同施肥处理对中稻的增减产幅度为-0.95%～8.46%，极差为9.41%，对再生稻的增减产幅度为1.64%～17.09%，极差为15.45%，对两季总产量的增减产幅度为1.70%～9.13%，极差为7.43%，对再生稻的增减产幅度超过了10.00%，对中稻的增减产幅度未达到10.00%，所以，生物有机肥的施用对再生稻的增产效果最为明显，对中稻的增产效果次之。本次试验中，L7 的产量最高，L3、L4 次之，在产量上所有处理都没有显著性差异，从生产成本综合考虑，推荐施用L4，即科特宝贝生物有机肥2.25t/hm2+75%常规施肥。

表1 不同施肥处理产量表现

2.2 不同处理中稻和再生稻产量构成分析由表2可知，不同处理下，中稻的农艺性状表现为：株高变幅为125.6～138.3cm，L4 最高，L6 最低；穗长变幅为26.6～30.7cm，CK 最长，L4 最短；有效穗数变幅为225.3 万～281.7 万/hm2，CK 最少，L1 最多；成穗率变幅为64.6%～75.8%，L6 最高，L7 最低；穗平着粒数变幅为197.5～275.1 粒/穗，CK 最高，L7 最低；结实率变幅为78.3%～89.4%，L3 最高，CK 最低；千粒重变幅为26.0～27.6g，L4 最高，L1 和L5 最低。中稻的株高、穗长、有效穗数、成穗率、穗平着粒数、结实率和千粒重的部分处理间差异达到显著和极显著水平，且各处理的有效穗数和结实率均高于对照组。再生稻的农艺性状表现为：株高变幅为99.0～108.4cm，L1 最 高，L6 最 低；穗 长 变 幅 为18.6～20.7cm，CK 最长，L6 最短；有效穗数变幅为289.7 万～403.5 万/hm2，CK 最少，L6 最多；成穗率变幅为84.6%～89.0%，L4 最高，CK 最低；穗平着粒数变幅为82.0～106.1 粒/穗，CK 最高，L6 最低；结实率变幅为69.5%～83.8%，L7 最高，L3 最低；千粒重变幅为24.5～26.0g，CK 和L7 最高，L6 最低。再生稻的株高、穗长、有效穗数、穗平着粒数、结实率和千粒重部分处理间的差异达到显著和极显著水平，且各处理的有效穗数均高于对照组，成穗率未达到显著差异水平。与中稻相比，再生稻的株高、穗长、穗平着粒数、结实率和千粒重均呈现明显的下降趋势，而有效穗数和成穗率却有明显的上升趋势。

表2 不同施肥处理中稻和再生稻产量构成表现

2.3 不同处理中稻和再生稻农艺性状对产量的通径分析为探究中稻和再生稻农艺性状对各自产量的影响，展开了有效穗数（X1）、穗粒数（X2）、结实率（X3）、千粒重（X4）、株高（X5）、穗长（X6）、成穗率（X7）对产量（y）的通径分析。由表3 可知，中稻各农艺性状中，有效穗数、结实率、千粒重和株高与产量呈正相关趋势，穗粒数、穗长和成穗率与产量呈负相关趋势。其中对中稻产量的直接作用较大的为有效穗数、穗粒数、结实率和穗长，直接通径系数分别为2.873、2.138、1.114、1.118，其余因素直接通径系数均小于1，对中稻产量的直接作用较小。株高与产量的相关系数为0.658，对中稻产量的影响达到显著水平。再生稻各农艺性状中，有效穗数、结实率、成穗率三者与再生稻产量呈正相关趋势，其余因素与再生稻产量呈负相关趋势，有效穗数、千粒重、株高三者的直接通径系数大于1，对再生稻产量的直接作用较大，其余因素直接通径系数均小于1，对再生稻产量的直接作用较小。有效穗数与再生稻产量的相关系数最大，为0.655，对再生稻产量的影响达到显著水平，其余因素均未达到。

表3 不同施肥处理中稻和再生稻各因素对产量的通径分析

2.4 不同处理中稻和再生稻稻米品质分析由表4得出，不同处理的中稻稻米加工品质和外观品质，其糙米率、粒长和长宽比均无明显差异，而精米率、整精米率、垩白粒率和垩白度差异较为明显。与对照组相比，其余处理的垩白度均有所降低。除L5 的垩白粒率高于对照组外，其余处理均低于对照组。L3 和L6 的精米率略高于对照，其余处理的精米率均低于对照。L1、L2、L4 的整精米率低于对照组，其余处理均高于对照组。再生稻稻米加工品质和外观品质中，糙米率、垩白粒率和长宽比无明显差异，而精米率、整精米率、垩白度和粒长差异较为明显。与对照组相比，其余处理的垩白粒率均有所降低。L3、L5、L6 的精米率高于对照组，其余处理均低于对照组。L1、L2、L3 的整精米率低于对照组，其余处理均高于对照组。L1 和L6 的垩白度高于对照组，L5 与对照几乎相同，其余处理比对照组要低。由表5 可得，不同处理的中稻稻米营养品质和食味品质，其脂肪含量、蛋白质含量、直链淀粉含量以及淀粉含量均有明显的差异。除L3 脂肪含量略高于对照组外，其余处理均低于对照组。与对照组相比，所有处理蛋白质含量均低于对照组，而淀粉含量均高于对照组。直链淀粉含量L3 最高，L5 和L7与对照组相同，其余处理低于对照组。不同处理的再生稻稻米营养和食味品质，其脂肪含量、蛋白质含量、直链淀粉含量以及淀粉含量也均有明显的差异。除L3 和L6 脂肪含量略高于对照组外，其余处理均低于或等于对照组。除L7 蛋白质含量高于对照组外，其余处理均低于对照组。L5 和L7 的直链淀粉含量略高于对照组，其余处理均低于对照组。L4 的淀粉含量低于对照组，其余处理均高于对照组。在食味值上，中稻和再生稻均是对照组分值最低。

表4 不同施肥处理中稻和再生稻稻米加工品质及外观品质

表5 不同施肥处理中稻和再生稻营养品质及食味品质

3 结论与讨论

稻米是由淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质以及一些挥发性物质等化学物质构成，其中对稻米品质影响最大的是淀粉和蛋白质含量，一些挥发性物质也影响着食味值[15-16]。稻米品质主要由加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质构成。优质的食用稻米要具备易于加工、外观好看和食味值高等要素，才能在市场竞争中脱颖而出，从而被更多的人认可。糙米率、精米率和整精米率是衡量稻米加工品质的重要指标。精米的形状和垩白性状是决定稻米外观品质的重要因素，在优质大米评价中垩白度和垩白粒率是重要指标，降低垩白度和垩白粒率是水稻育种家们的重要目标[17]。直链淀粉含量是稻米蒸煮食味品质的决定性因素之一，食味值可以直观地反映出稻米品质的好坏。随着直链淀粉含量的增加，它会抑制淀粉在加热过程中的溶胀和膨胀，从而增加糊化温度，并降低稻米品质[18]。淀粉、脂肪和蛋白质都是稻米的重要营养元素，稻米中蛋白质含量高时，会抑制淀粉的吸水、膨胀以及糊化，使食味变差[19]。在一定范围内，提高稻米脂肪含量能极显著地改善稻米食味品质，脂肪含量高的米经过蒸煮后，表面光亮，米饭适口性和香气都较好[20-21]。

试验结果表明，生物有机肥的施用有利于中稻和再生稻产量的提高，并且对再生稻的增产效果要高于中稻，生物有机肥施用过后，中稻和再生稻的有效穗数、成穗率和结实率有所提高，进而提升水稻的产量。生物有机肥的施用对中稻和再生稻稻米品质也有一定的提升作用。从稻米的加工品质和外观品质来看，施用生物有机肥的处理，对中稻和再生稻稻米的垩白粒率有降低作用，对中稻的垩白度也有明显的降低作用，而且能够提高其糙米率和整精米率。从稻米的营养品质以及食味品质来看，施用生物有机肥的处理，其脂肪含量，无论是中稻还是再生稻，都有一定量的降低，直链淀粉含量方面也是如此，并且这一现象在蛋白质含量方面表现的更为明显。而在稻米淀粉含量上，施用生物有机肥的处理，中稻和再生稻都有所增加。中稻和再生稻稻米的食味值，均表现为对照组分值最低，并且二者食味值最高的处理，均为施用生物有机肥的处理。综上所述，生物有机肥的施用可以一定程度上提高中稻和再生稻稻米的品质。综合生产成本和经济效益考虑，本研究推荐的施肥方式是科特宝贝生物有机肥2.25t/hm2+75%常规施肥。