居靜等

摘要：應用日本產2種不同釋放類型的包膜控釋氮肥（直線型和S型）在3種不同類型水稻上（揚粳4038、揚稻6號、揚兩優(yōu)6號）進行田間試驗，研究其對水稻品質的影響。結果表明，施肥有利于提高稻米的糙米率、精米率、整精米率；與常規(guī)氮肥相比較，施用控釋氮肥并沒有明顯提高糙米率、精米率、整精米率，2種控釋氮肥處理間的糙米率、精米率、整精米率因品種不同而有所差異；施肥能降低稻米的堊白率、堊白度，與常規(guī)氮肥相比，控釋氮肥處理在一定程度上增加了稻米的堊白率、堊白度；與直線型控釋氮肥相比較，S型控釋氮肥更能增加稻米堊白率、堊白度；施肥處理明顯降低了稻米的直鏈淀粉含量，增加了粗蛋白的含量，對膠稠度沒有顯著的影響；與常規(guī)氮肥相比，控釋氮肥也沒有明顯增加直鏈淀粉含量、膠稠度，但是顯著增加了粗蛋白的含量，尤其是S型緩釋肥顯著增加了粗蛋白的含量。

關鍵詞：包膜控釋氮肥；水稻；加工品質；外觀品質；蒸煮品質

中圖分類號： S511.06文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）02-0067-03

收稿日期：2014-03-24

基金項目：中國博士后基金（編號：20100471398）；江蘇省博士后基金（編號：1001033B）；教育部留學回國人員啟動基金。

作者簡介：居靜（1976—），女，江蘇靖江人，博士，副教授，主要從事作物栽培、新型肥料的研制開發(fā)與應用等相關研究。Tel：（0514）87979528；E-mail：jujing@yzu.edu.cn。施用氮肥是提高水稻產量的主要途徑之一。目前，在氮肥施用中主要存在以下3個嚴重問題制約著農業(yè)及農業(yè)環(huán)境的進一步發(fā)展：一是氮肥施用量過高，我國稻田單季氮肥用量平均為180 kg/hm2，較世界平均用量大約高75%[1]；二是氮肥利用率低下，我國稻田單季氮肥吸收利用率為 33%～38%[2]，遠遠低于世界平均水平，甚至有些地區(qū)水稻的氮肥吸收利用率低于20%[3]，造成了氮肥資源的嚴重浪費；三是損失的氮肥造成農業(yè)面源污染，未被作物利用的氮素通過硝化、反硝化、揮發(fā)、徑流、淋洗等一系列過程進入環(huán)境[4-5]，不僅降低肥料報酬率，而且對環(huán)境產生不容忽視的負面影響[6]。為了解決這3個問題，科研工作者著手研究和改進氮肥的制作技術，相繼研制并推出緩/控釋肥料系列產品。目前，美國和日本在緩/控釋肥料方面的研究處于世界領先地位[7]，但是美國消費的緩/控釋肥料92%用于非農業(yè)市場，僅8%用于高價農作物[8]，而在日本，為了節(jié)省勞動力、提高氮素利用效率、減少肥料對河水污染，在水稻上一次性全量施用緩/控釋肥料已得到普及[9-10]。因此，日本在緩/控釋肥料應用于水稻種植上的技術理論較之歐美可能更為成熟，日本生產的樹脂型包膜肥料不同于傳統(tǒng)包膜肥料，表現出養(yǎng)分釋放可控性高，但受溫度影響較明顯，養(yǎng)分釋放與作物養(yǎng)分吸收比較容易達到協(xié)調一致，較少受到土壤水分、土壤質地、微生物、pH值的影響[11]。如今，隨著飲食結構的改善，人們不僅對稻米數量的需求量增加，而且對不同品質檔次的需求也日趨多樣化。稻米品質的評價主要包括以下幾個方面：外觀品質、食味品質、蒸煮品質和營養(yǎng)品質等，稻米品質既受遺傳控制，又受環(huán)境制約。氮素不僅是水稻重要的營養(yǎng)元素，也是影響稻米品質的重要因子。關于常規(guī)氮肥與稻米品質的關系，國內外已有不少的研究報道，但是，有關控釋氮肥對稻米品質的影響研究較少。為此，筆者2009—2010年開展控釋氮肥對不同類型水稻品質影響的試驗，旨在為水稻優(yōu)質米生產提供依據。

1材料與方法

本試驗于2009年、2010年6月在江蘇省揚州市里下河地區(qū)農業(yè)科學研究所實驗田進行。當地土壤類型為砂壤土質，肥力中等，土壤含有機質2.12%，速效氮26.56 mg/kg，速效磷3.83 mg/kg，速效鉀37.98 mg/kg。前茬為冬閑田。

1.1供試材料

供試水稻品種為揚稻6號（秈稻）、揚兩優(yōu)6號（雜交稻）、揚粳4038（粳稻）。大田育秧，5月18日播種，6月10日人工移栽。控釋肥料采用日本產包膜尿素控釋肥，理論釋放期為100 d左右，分為2種類型：直線型釋放類型，含氮量為42%，施入后養(yǎng)分逐漸釋放，呈直線型趨勢；S型釋放類型，含氮量為40%，施入后，前30 d養(yǎng)分釋放相當緩慢，之后養(yǎng)分釋放量迅速增加。常規(guī)氮、磷、鉀肥分別為尿素（464%）、過磷酸鈣（12.0%）、氯化鉀（60.5%）。

1.2試驗設計

本試驗為裂區(qū)設計，重復3次。以品種（揚稻6號、揚兩優(yōu)6號、揚粳4038）作為裂區(qū)，栽插密度為13.3 cm×25.0 cm（30萬穴/hm2）。以肥料處理為主區(qū)，設置4個處理：T1，S型釋放曲線控釋氮肥（純氮30 g/m2）；T2，直線型釋放曲線控釋氮肥（純氮30 g/m2）；T3，施用常規(guī)尿素肥料（純氮30 g/m2）；T4，對照，不施氮肥。控釋肥在移栽前1次施入，常規(guī)尿素肥料按當地習慣分基肥、分蘗肥、促花肥、保花肥4次施入。各施肥處理中磷鉀肥的用量相同。小區(qū)面積為15 m2，主區(qū)（肥料處理）之間用PVC隔板分隔，裂區(qū)間則筑埂分隔，其他田間管理措施同當地水稻生產。各處理施肥量見表1、表2。

1.3測定項目和方法

水稻稻米品質測定：按1988年農業(yè)部頒布的標準NY 147—1988《米質測定方法》測定稻米的加工品質（糙米率、精米率、整精米率）、外觀品質（堊白率、堊白度、籽粒長寬比等）、蒸煮品質及營養(yǎng)品質（直鏈淀粉、粗蛋白、膠稠度）。用碘蘭比色法測定稻米直鏈淀粉含量，用半微量凱氏定氮法測定糙米中的含氮量，乘以系數5.95換算成粗蛋白含量。

1.4數據分析方法

2結果與分析

2.1控釋氮肥對不同水稻品種加工品質的影響

稻米的加工品質又稱碾磨品質，其評價指標主要有糙米率、精米率、整精米率，分別指稻米出糙米、精米、完整精米的質量百分比。由表3可見，與對照相比，施肥下的糙米率、精米率、整精米率基本表現為增加或顯著增加，除了揚兩優(yōu)6號的直線型控釋肥處理。與常規(guī)施肥相比，在3個品種中，控釋肥沒有影響稻米糙米率、精米率、整精米率，除了揚稻6號整精米率、揚兩優(yōu)6號的直線型控釋肥處理精米率、整精米率。2種控釋肥料相比，在揚粳4038和揚稻6號上，糙米率、精米率、整精米率等沒有明顯差異。對于揚兩優(yōu)6號，S型控釋肥處理糙米率、精米率、整精米率要高于或顯著性高于直線型控釋肥。由以上結論可知，施肥有利于提高糙米率、精米率、整精米率，但是與常規(guī)肥料相比較，施用控釋肥并沒有明顯提高糙米率、精米率、整精米率，2種控釋肥之間在揚粳4038和揚稻6號上沒有明顯的差異，但是在揚兩優(yōu)6號上，S型控釋肥下的糙米率、精米率、整精米率要高于直線型控釋肥（表3）。

2.2控釋氮肥對不同水稻品種外觀品質的影響

稻米外觀品質包括堊白率和堊白度。堊白是指稻米胚乳中不透明的部分。堊白率和堊白度是衡量稻米心腹白米率和心腹白大小的指標。與對照相比，在3個品種中，施肥降低或顯著降低了稻米的堊白率及堊白度。與常規(guī)施肥相比，在3個品種中，控釋肥增加或顯著增加了稻米堊白率及堊白度，除了直線型控釋肥處理下的揚粳4038的堊白率和揚稻6號的堊白度。2種控釋肥料相比，S型控釋肥下的堊白率和堊白度高于或顯著高于直線型控釋肥，除了揚粳4038的堊白度。因此，總的看來，施肥能降低堊白率及堊白度，但是與常規(guī)施肥相比，控釋肥處理基本增加了稻米的堊白率和堊白度；與直

2.3控釋氮肥對不同水稻品種蒸煮品質和營養(yǎng)品質的影響

與稻米的蒸煮食味品質和營養(yǎng)品質密切相關的理化指標主要有直鏈淀粉含量、蛋白質含量、膠稠度等。

從直鏈淀粉含量來看，與對照相比，在3個品種中，施肥處理降低或顯著降低了直鏈淀粉含量；與常規(guī)肥料相比，在3個品種中，控釋肥下的直鏈淀粉沒有明顯區(qū)別，除了揚兩優(yōu)6號的S型控釋肥處理；2種控釋肥料相比，在3個品種中，S型控釋肥下的直線淀粉低于或顯著低于直線型控釋肥 （表5）。

從粗蛋白來看，與對照相比，在3個品種中，施肥處理顯著增加了稻米的粗蛋白含量；與常規(guī)肥料相比，在3個品種中，控釋肥顯著增加了稻米的粗蛋白含量；2種控釋肥相比，S型控釋肥下的粗蛋白的含量顯著高于直線性控釋肥（表5）。

從膠稠度來看，各品種間略有不同，對于揚粳4038，S型控釋肥下膠稠度要顯著低于其他處理，其余處理間差異不顯著；對于揚稻6號，與常規(guī)肥料處理相比較，控釋肥處理顯著降低了膠稠度，2種控釋肥之間差異不顯著；對于揚兩優(yōu)6號，各處理間差異不顯著（表5）。

因此，施肥處理明顯降低了稻米的直鏈淀粉含量、增加了粗蛋白的含量，對膠稠度沒有顯著的影響?？蒯尫室矝]有明顯增加直鏈淀粉含量和膠稠度，但是顯著增加了粗蛋白的含量，尤其S型控釋肥顯著增加了粗蛋白的含量。

3結論

3.1控釋氮肥對稻米加工品質的影響

良好的加工品質要求水稻有較高的糙米率、精米率、整精米率。本研究表明，施肥有利于提高糙米率、精米率、整精米率，這與前人研究結論[12-13]一致，適當增施氮肥可改善稻米加工品質。但是控釋肥施用并沒有明顯提高糙米率、精米率、整精米率，2種控釋肥之間也沒有明顯的差異。因此，本研究結果說明，施用控釋肥并沒有影響到稻米的加工品質。

3.2控釋氮肥對稻米外觀品質的影響

近年來研究認為，稻米堊白是由遺傳因素和環(huán)境條件共同作用引起的。有些研究認為隨著施氮量的增加，稻米的堊白度、堊白率逐漸降低[14]。有些研究認為，增施氮肥不利于外觀品質的提高[15-16]。本研究結果表明，施肥降低了稻米的堊白率及堊白度；與常規(guī)肥料相比，控釋肥處理增加了稻米的堊白率和堊白度；與直線型控釋肥相比較，S型控釋肥更能增加堊白率和堊白度。堊白率、堊白度大小與灌漿速度及原物質的供應關系很密切。施肥處理能夠保證灌漿的正常速度及原物質的供應，從而可以降低堊白率、堊白度。但是對于控釋肥，可能是由于前期養(yǎng)分釋放量少，導致源物質積累少，從而導致堊白率及堊白度增加。

3.3控釋氮肥對稻米蒸煮食味品質的影響

研究認為，直鏈淀粉含量與米飯的黏性、柔軟性、光澤度等食味品質有密切關系。隨著氮肥施用量的增加，直鏈淀粉含量逐漸下降[14，17-19]，可能由于直鏈淀粉含量與蛋白質含量呈直線負相關[20]。也有一些研究認為，隨氮素營養(yǎng)的增加，直鏈淀粉含量有所上升[21-23]。本研究表明，施肥處理明顯降低了稻米的直鏈淀粉含量，但是控釋肥略微提高了水稻的直鏈淀粉含量。不同類型控釋肥之間對直鏈淀粉含量差異不明顯。

籽粒蛋白質在稻米中的含量僅次于淀粉，其含量不僅決定水稻營養(yǎng)品質，而且影響著稻米蒸煮食味品質。蛋白質含量與養(yǎng)分吸收有關，眾多研究都認為，稻米蛋白質含量隨施氮量的增加而提高，兩者呈極顯著正相關[16，24]。本研究的結果同樣表明，施肥能顯著增加粗蛋白的含量，控釋肥比常規(guī)施肥更顯著，S型控釋肥比直線型更顯著。這可能與控釋肥，尤其是S型控釋肥后期養(yǎng)分釋放多有關，后期養(yǎng)分供應大小決定了籽粒蛋白含量大小。

膠稠度是評價米飯質地的1項物理指標，反映了淀粉米膠冷卻后的延展性，膠稠度長，則表示米飯較柔軟，短則米飯較硬。本研究的結果表明，施肥對膠稠度沒有顯著的影響，同樣施用控釋肥也沒有影響到稻米的膠稠度，這個結論與部分研究結果一致[25-26]，但也與一些研究結果相反[27-28]。

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