日本產(chǎn)包膜控釋氮肥對稻米品質(zhì)的影響

居靜等

摘要：應(yīng)用日本產(chǎn)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(zhì)的影響。結(jié)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(guān)鍵詞：包膜控釋氮肥；水稻；加工品質(zhì)；外觀品質(zhì)；蒸煮品質(zhì)

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(yīng)用等相關(guān)研究。Tel：（0514）87979528；E-mail：jujing@yzu.edu.cn。施用氮肥是提高水稻產(chǎn)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(nóng)業(yè)及農(nóng)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(nóng)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(chǎn)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(shù)，相繼研制并推出緩/控釋肥料系列產(chǎn)品。目前，美國和日本在緩/控釋肥料方面的研究處于世界領(lǐng)先地位[7]，但是美國消費的緩/控釋肥料92%用于非農(nóng)業(yè)市場，僅8%用于高價農(nóng)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(yīng)用于水稻種植上的技術(shù)理論較之歐美可能更為成熟，日本生產(chǎn)的樹脂型包膜肥料不同于傳統(tǒng)包膜肥料，表現(xiàn)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(diào)一致，較少受到土壤水分、土壤質(zhì)地、微生物、pH值的影響[11]。如今，隨著飲食結(jié)構(gòu)的改善，人們不僅對稻米數(shù)量的需求量增加，而且對不同品質(zhì)檔次的需求也日趨多樣化。稻米品質(zhì)的評價主要包括以下幾個方面：外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)等，稻米品質(zhì)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(zhì)的重要因子。關(guān)于常規(guī)氮肥與稻米品質(zhì)的關(guān)系，國內(nèi)外已有不少的研究報道，但是，有關(guān)控釋氮肥對稻米品質(zhì)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(zhì)影響的試驗，旨在為水稻優(yōu)質(zhì)米生產(chǎn)提供依據(jù)。

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(nóng)業(yè)科學研究所實驗田進行。當?shù)赝寥李愋蜑樯叭劳临|(zhì)，肥力中等，土壤含有機質(zhì)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(chǎn)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(shè)計

本試驗為裂區(qū)設(shè)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(shè)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?shù)亓晳T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?shù)厮旧a(chǎn)。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(zhì)測定：按1988年農(nóng)業(yè)部頒布的標準NY 147—1988《米質(zhì)測定方法》測定稻米的加工品質(zhì)（糙米率、精米率、整精米率）、外觀品質(zhì)（堊白率、堊白度、籽粒長寬比等）、蒸煮品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)（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(shù)5.95換算成粗蛋白含量。

1.4數(shù)據(jù)分析方法

2結(jié)果與分析

2.1控釋氮肥對不同水稻品種加工品質(zhì)的影響

稻米的加工品質(zhì)又稱碾磨品質(zhì)，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(zhì)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(xiàn)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(jié)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(zhì)的影響

稻米外觀品質(zhì)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(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

與稻米的蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)密切相關(guān)的理化指標主要有直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)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。控釋肥也沒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(jié)論

3.1控釋氮肥對稻米加工品質(zhì)的影響

良好的加工品質(zhì)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(jié)論[12-13]一致，適當增施氮肥可改善稻米加工品質(zhì)。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(jié)果說明，施用控釋肥并沒有影響到稻米的加工品質(zhì)。

3.2控釋氮肥對稻米外觀品質(zhì)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(zhì)的提高[15-16]。本研究結(jié)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(zhì)的供應(yīng)關(guān)系很密切。施肥處理能夠保證灌漿的正常速度及原物質(zhì)的供應(yīng)，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(zhì)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(zhì)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(zhì)有密切關(guān)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(zhì)含量呈直線負相關(guān)[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(zhì)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(zhì)，而且影響著稻米蒸煮食味品質(zhì)。蛋白質(zhì)含量與養(yǎng)分吸收有關(guān)，眾多研究都認為，稻米蛋白質(zhì)含量隨施氮量的增加而提高，兩者呈極顯著正相關(guān)[16，24]。本研究的結(jié)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(guān)，后期養(yǎng)分供應(yīng)大小決定了籽粒蛋白含量大小。

膠稠度是評價米飯質(zhì)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(jié)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(jié)論與部分研究結(jié)果一致[25-26]，但也與一些研究結(jié)果相反[27-28]。

參考文獻：

[1]彭少兵，黃見良，鐘旭華，等. 提高中國稻田氮肥利用率的研究策略[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2002，35（9）：1095-1103.

[2]朱兆良. 農(nóng)田中氮肥的損失與對策[J]. 土壤與環(huán)境，2000，9（1）：1-6.

[3]李榮剛. 高產(chǎn)農(nóng)田氮素肥效與調(diào)控途——以江蘇太湖地區(qū)稻麥兩熟農(nóng)區(qū)為例推及全省[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學，2000.

[4]尹娟，勉韶平. 稻田中氮肥損失途徑研究進展[J]. 農(nóng)業(yè)科學研究，2005，26（2）：76-80.

[5]馬松，許自成，蘇永士，等. 控釋肥對土壤肥力與生物活性的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學，2010（5）：1067-1069.

[6]向平安，周燕，江巨鰲，等. 洞庭湖區(qū)氮肥外部成本及稻田氮素經(jīng)濟生態(tài)最佳投入研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2006，39（12）：2531-2537.

[7]李衛(wèi)華，陳超，黃東風，等. 緩/控釋肥料的最新研究動態(tài)及其展望[J]. 水土保持研究，2008，15（6）：263-266.

[8]龍繼銳，馬國輝，周靜，等. 中國緩/控釋肥料的研發(fā)現(xiàn)狀及展望[J]. 作物研究，2006（5）：514-516.

[9]酒田直克，山本一夫，中原秀雄，等. 被覆肥料窒素の土壌中での挙動[J]. 日本土壌肥料學雑誌，1995，66：25-28.

[10]澤英司·小林新，羽生友治 被覆肥料の溶出速度に及ぼす土壌水分の影響[J]. 日本土壌肥料學雑誌，1998，69：582-589.

[11]祝紅福，熊遠福，鄒應(yīng)斌，等. 包膜型緩/控釋肥的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 化肥設(shè)計，2008，46（3）：61-64.

[12]羅明，張洪程，戴其根，等. 施氮對稻米品質(zhì)形成的影響研究進展[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學，2004（5）：49-51.

[13]胡曙鋆，陳云明，方兆偉，等. 氮磷鉀肥施用量和運籌對加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2005（3）：26-28.

[14]金正勛，秋太權(quán)，孫艷麗，等. 氮肥對稻米堊白及蒸煮食味品質(zhì)特性的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2001，7（1）：31-35，10.

[15]柳金來，宋繼娟，周柏明，等. 氮肥施用量與水稻品質(zhì)的關(guān)系[J]. 土壤肥料，2005（1）：17-19.

[16]李國生，張耗，王志琴，等. 氮素水平對水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 揚州大學學報：農(nóng)業(yè)與生命科學版，2007，28（4）：66-70.

[17]徐大勇，金軍，胡曙鋆，等. 氮磷鉀肥施用量對稻米直鏈淀粉含量和淀粉粘滯特性的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2004，20（5）：99-102，111.

[18]徐大勇，金軍，胡曙鋆，等. 氮磷鉀肥運籌對稻米直鏈淀粉含量和淀粉黏滯譜特征參數(shù)的影響[J]. 作物學報，2005，31（7）：921-925.

[19]陳新紅，劉凱，徐國偉，等. 結(jié)實期氮素營養(yǎng)和土壤水分對水稻光合特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 上海交通大學學報：農(nóng)業(yè)科學版，2004，22（1）：48-53.

[20]呂川根，徐耀垣. N素影響稻米品質(zhì)的機理初探[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，1990，6（3）：64-65.

[21]陳能，羅玉坤，朱智偉，等. 優(yōu)質(zhì)食用稻米品質(zhì)的理化指標與食味的相關(guān)性研究[J]. 中國水稻科學，1997，11（2）：70-76.

[22]陳能，羅玉坤，朱智偉，等. 食用稻米米飯質(zhì)地及適口性的研究[J]. 中國水稻科學，1999，13（3）：152-156.

[23]劉宜柏，黃英金. 稻米食味品質(zhì)的相關(guān)性研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學學報，1989，11（4）：1-5.

[24]馮衛(wèi)東，楊生龍，張俊杰，等. 日本水稻品質(zhì)研究的理論與實踐綜述——關(guān)于米的食味[J]. 寧夏農(nóng)林科技，2005（4）：54-56.

[25]韓春雷，侯守貴，劉憲，等. 栽培技術(shù)對稻米品質(zhì)的作用及其數(shù)量關(guān)系的研究[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學，1997（1）：18-21.

[26]陳新紅，劉凱，徐國偉，等. 氮素與土壤水分對水稻養(yǎng)分吸收和稻米品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2004，32（3）：15-19，24.

[27]陳亞琴，劉喜. 不同施肥方法對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，1998，14（5）：64-66.

[28]趙居生，陳秀琴，李素敏，等. 施肥對粳稻食味品質(zhì)的影響[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學，2004，10（3）：15-17.劉科，何愛斌，范勝利，等. 氮肥后移對兩系超級雜交稻產(chǎn)量和氮肥利用率的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2015，43（2）：70-73.