鎂水耦合對寒地水稻品質(zhì)的影響

摘要：在黑龍江慶安水利試驗站，以水稻（Oryza sativa L.）龍慶稻3號為試驗材料，采用隨機區(qū)組法，以負壓式土壤濕度計監(jiān)測土壤水勢，研究鎂水耦合對寒地水稻品質(zhì)的影響，以期為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。結(jié)果表明，龍慶稻3號堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量和米飯食味評分鎂肥與水分間存在互作反應。與對照相比，鎂肥施用后龍慶稻3號的堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量均降低，米飯食味評分值提高；與常規(guī)水分管理相比，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理的龍慶稻3號的整精米率提高，堊白粒率、堊白度和米飯食味評分值均降低。以-15～-20 kPa為控水下限同時施用鎂肥的處理，龍慶稻3號稻米的商品品質(zhì)（加工和外觀品質(zhì)）最好；以常規(guī)水分管理同時施用鎂肥的處理，龍慶稻3號稻米的營養(yǎng)食味品質(zhì)較好。

關(guān)鍵詞：水稻（Oryza sativa L.）；品質(zhì)；鎂水耦合

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）21-5458-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.21.006

Effect of Magnesium Fertilizer and Water Coupling on Quality of Rice in Cold Region

GUO Xiao-hong1，ZHOU Jian1，YIN Da-wei1，JIANG Yu-wei1，PAN Shi-ju1，

SUN Li-ming2，SUN Yu-jun1，JIN Zhe1，HUANG Wen-qiang1，Lü Yan-dong1

（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University/Key Laboratory of Varieties Improvement and

Cultivation of Crops in Cold Region of Heilongjiang Ministry of Education，Daqing 163319，Heilongjiang，China；

2.Nengjiang Farm of Heilongjiang Province，Jiusan 161431，Heilongjiang，China）

Abstract： To provide the theory basis and technical support for making high yield and quality cultivation technique，with Longqingdao No.3 as material，the effects of magnesium fertilizer and water coupling on quality of rice in cold region were studied with the random area group experiment by examining soil water potential with a negative pressure soil moisture meter in Qing’an irrigation testing station of Heilongjiang province. The results showed that there were interaction of chalkiness rate，chalkiness degree，amylose content，protein content and rice taste value of Longqingdao No.3 between magnesium fertilizer and water existed. Following application of magnesium fertilizer，chalkiness rate，chalkiness degree，amylose content and protein content of Longqingdao No.3 were decreased，but rice taste value of Longqingdao No.3 was increased. Compared with conventional water management，head rice rate of Longqingdao No.3 was increased，chalkiness rate，chalkiness degree and rice taste value of Longqingdao No.3 were decreased when intermittent controlling water treatments at -15～-20 kPa of soil water potential were carried out from re-green to mature. When intermittent controlling water treatments at -15～-20 kPa of soil water potential was carried out from re-green to mature and magnesium fertilizer was applied，commercial qualities of Longqingdao No.3 were best，but nutrient quality and rice taste value of Longqingdao No.3 were best under the condition of conventional water management.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； quality； magnesium and water coupling

收稿日期：2015-08-14

基金項目：國家自然科學基金青年基金項目（31200510）；國家科技支撐計劃項目（2011BAD16B11；2013BAD07B01）；黑龍江省博士后資助

經(jīng)費項目（LBH-Z13167）；黑龍江省農(nóng)墾總局科研項目（HNK125B-07-08；HNK12A-02-18）；黑龍江八一農(nóng)墾大學省作物學重點

學科學術(shù)骨干科研啟動金項目（ZWXQDJ-8）；黑龍江八一農(nóng)墾大學博士啟動金項目（XDB 2012-03）；大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃

項目（201310223009）

作者簡介：郭曉紅（1980-），女，黑龍江寧安人，副教授，博士，主要從事水稻節(jié)水栽培研究，（電話）13936929375（電子信箱）guoxh1980@163.com；

通信作者，呂艷東（1978-），男，黑龍江肇州人，副研究員，博士，主要從事水稻節(jié)水栽培研究，（電話）13836962989（電子信箱）

luyandong336@sohu.com。郭曉紅等：鎂水耦合對寒地水稻品質(zhì)的影響

水稻（Oryza sativa L.）是中國最主要的糧食作物之一，水稻品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響其商品價值和種植推廣[1]。水稻品質(zhì)受品種遺傳特性和環(huán)境條件的綜合影響[2]，在諸多環(huán)境因子中，水分和肥料是重要的影響因素。長期以來，國內(nèi)外在水分與肥料對水稻品質(zhì)的影響方面進行了大量研究[3-10]，但這些研究大多只探討了單一因素對水稻品質(zhì)的影響。總體來看，關(guān)于肥料與水分對水稻產(chǎn)量的影響研究較多[11-16]，在品質(zhì)方面的研究相對較少，涉及水肥交互作用的研究也較缺乏[17-19]。因此，很難為水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)制定合理的肥水應用方案。為了既能節(jié)水、合理施用肥料，又能避免盲目節(jié)水而導致的水稻品質(zhì)變劣，本研究對土壤水勢進行了嚴格監(jiān)測，研究返青至成熟期控水及不同的鎂肥處理對寒地水稻品質(zhì)的影響，以期為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2014年在黑龍江省慶安水利試驗站進行。

1.2 供試品種

供試水稻品種為龍慶稻3號。

1.3 試驗設(shè)計

采用二因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，3次重復。肥料種類為史丹利復合肥（N∶P2O5∶K2O=30∶5∶5）和99.5%七水硫酸鎂。施肥方法：史丹利復合肥312.5 kg/hm2、鎂肥60 kg/hm2作基肥在最后一次水整地前施入，耙入土中8～10 cm；60 kg/hm2鎂肥用于中期追肥，追肥時期12葉品種于葉齡9.0～9.3時進行，各種肥料施入量及比例如表1所示。分蘗肥早施，分兩次進行，第一次施分蘗肥總量的70%～80%，于返青后（4葉期）立即施用；第二次施分蘗肥總量的20%～30%，12葉品種于葉齡6.0時施于色淡、生長差、分蘗少處。用負壓式真空表監(jiān)測土壤水勢，當土壤水勢達-15～-20 kPa時灌水，即-15～-20 kPa為控水下限。具體操作為秧苗移栽本田后，5～6 cm水層深水護苗返青，在返青后的各個生育階段，除除草和施肥期間外，灌水后田面不再保留水層，水勢管理如表2所示，以常規(guī)栽培的水分管理為CK；蠟熟末停灌。

1.4 栽培方式

育苗按常規(guī)旱育壯苗模式化進行，在同一條件下育苗。每個小區(qū)面積400 m2，每個小區(qū)單排單灌，行距30 cm，穴距14 cm，每穴4苗。本田按葉齡指標計劃管理。適期收割。

1.5 測試內(nèi)容與方法

水稻收獲后風干2～3個月，按《中國農(nóng)業(yè)標準匯編：糧油作物卷》的標準測定品質(zhì)。用FC-2K型實驗礱谷機（YAMAMOTO，離心式）加工成糙米，用日本公司生產(chǎn)的VP-32型實驗碾米機（YAMAMOTO，直立式）加工精米；堊白率、堊白度用日本靜岡機械株式會社生產(chǎn)的ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測定；直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量用FOSS公司生產(chǎn)的1241型近紅外谷物分析儀測定；食味品質(zhì)用日本佐竹公司（SATAKE）生產(chǎn)的米飯食味計（STA1A）進行測定；以黑龍江省佳木斯市生產(chǎn)的空育131（感官食味綜合評分75分）為對照。

2 結(jié)果與分析

2.1 鎂肥與水分耦合對稻米整精米率的影響

鎂肥與水分耦合對龍慶稻3號整精米率影響的F測驗結(jié)果表明，水分間的差異顯著，肥料間、肥料與水分互作的差異不顯著。肥料處理間的比較結(jié)果表明，龍慶稻3號以F2處理的整精米率較大，F(xiàn)1處理（CK）的較小，但兩種肥料處理間的差異均未達顯著水平。水分處理間的比較結(jié)果表明，龍慶稻3號以S2處理的整精米率較大，S1處理（CK）的較小，且兩種水分處理間的差異達極顯著水平（圖1）。

由于鎂肥與水分間不存在互作效應，說明各處理組合的效應是各單因素效應的簡單相加。龍慶稻3號以F2S2處理的整精米率最高，以F1S1處理的整精米率最低，且兩處理的差異達極顯著水平。從表3可以看出，在沒有施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時其整精米率較高，而以常規(guī)的水分管理其整精米率較低，且兩處理的差異達極顯著水平；在施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時其整精米率較高，而以常規(guī)的水分管理其整精米率較低，且兩處理的差異同樣達極顯著水平；即以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號整精米率的增加。在以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理和常規(guī)水分管理情況下，龍慶稻3號均以施用鎂肥時其整精米率較高，而以不施用鎂肥時其整精米率較低，但兩處理的差異不顯著，即施用鎂肥有使龍慶稻3號整精米率增加的趨勢。

2.2 鎂肥與水分耦合對稻米堊白粒率和堊白度的影響

從圖2、圖3可知，兩肥料處理間，龍慶稻3號以F1處理（CK）的堊白粒率和堊白度較大，F(xiàn)2處理的較小，且兩種肥料處理間的差異均達極顯著水平；兩水分處理間，龍慶稻3號以S1處理（CK）的堊白粒率和堊白度較大，S2處理的較小，且兩種水分處理間的差異均達顯著水平。上述結(jié)果說明鎂肥的施用、以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理均能夠降低龍慶稻3號的堊白粒率和堊白度。

由表4可知，龍慶稻3號以F2S2處理的堊白粒率和堊白度最低，以F1S1處理的堊白粒率和堊白度最高，且兩處理的差異均達極顯著水平。在沒有施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理其堊白粒率和堊白度較低，而以常規(guī)的水分管理其堊白粒率和堊白度較高，但兩處理的差異均不顯著；在施用鎂肥的情況下，龍慶稻3號以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理時其堊白粒率和堊白度較低，而以常規(guī)的水分管理其堊白粒率和堊白度較高，且兩處理的差異達極顯著水平，說明以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理有利于龍慶稻3號堊白粒率和堊白度的降低。由表4還可以看出，在以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理和常規(guī)水分管理情況下，龍慶稻3號均以施用鎂肥時其堊白粒率和堊白度較低，而以不施用鎂肥時其堊白粒率和堊白度較高，即施用鎂肥有使龍慶稻3號堊白粒率和堊白度降低的趨勢。

2.3 鎂肥與水分耦合對稻米直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量的影響

由圖4、圖5可知，兩肥料處理間，龍慶稻3號以F2處理的直鏈淀粉含量較低，F(xiàn)1處理（CK）的較高，但兩種肥料處理間的差異未達顯著水平；龍慶稻3號以F2處理的蛋白質(zhì)含量較低，F(xiàn)1處理（CK）的較高，且兩種肥料處理間的差異達顯著水平。兩水分處理間，龍慶稻3號的直鏈淀粉含量相差較小；蛋白質(zhì)含量以S1處理（CK）的較低，S2處理的較高，但兩種肥料處理間的差異未達顯著水平。上述結(jié)果說明鎂肥的施用能夠降低龍慶稻3號的直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量。

由表5可知，龍慶稻3號各處理組合間直鏈淀粉含量差異較小，均未達顯著水平；蛋白質(zhì)含量以F1S1處理最高，以F2S1處理最低，且兩處理的差異達顯著水平。

2.4 鎂肥與水分耦合對米飯食味評分的影響

兩種肥料處理間，龍慶稻3號以F2處理的米飯食味評分值較高，F(xiàn)1處理（CK）的較低，且兩種肥料處理間的差異達顯著水平；兩種水分處理間，龍慶稻3號以S1處理（CK）的米飯食味評分值較高，S2處理的較低，但兩種肥料處理間的差異未達顯著水平（圖6）。上述結(jié)果說明，施用鎂肥能夠提高龍慶稻3號的米飯食味評分值，這與鎂肥施用后降低了龍慶稻3號的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量相一致；以-15～ -20 kPa為控水下限的水分管理不利于龍慶稻3號米飯食味評分值的增加，這同樣與以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理增加了龍慶稻3號的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量相一致。

由表6可知，龍慶稻3號以F2S1處理的米飯食味評分最高，以F1S2處理的米飯食味評分最低，且兩處理的差異達顯著水平。

3 討論

鎂是水稻生長所必需的中量元素，對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)均有一定的影響[20，21]。戴平安等[21]研究認為增施鎂肥能提高整精米率；錢永德等[22]研究認為在一定范圍內(nèi)增施鎂肥有提高整精米率的效果，適量施用鎂肥可以明顯改善外觀品質(zhì)；還有研究指出，鎂肥能夠降低堊白粒率和堊白度[20，23]。錢永德等[22]研究認為在氮肥337.5 kg/hm2時配合施用鎂肥處理可降低子粒粗蛋白質(zhì)含量；李曉鳴[20]研究認為鎂能提高稻米蛋白質(zhì)含量和降低直鏈淀粉含量；殷大偉等[24]研究認為鎂肥會使墾粳1號的直鏈淀粉含量下降，但卻使空育131的直鏈淀粉含量增加。楊文祥等[25，26]研究認為鎂肥可以提高稻米的食味品質(zhì)；殷大偉等[24]研究認為隨著鎂肥的增加，米飯食味評分也增加，但鎂肥施用量大于240 kg/hm2時會出現(xiàn)食味評分值降低，蛋白質(zhì)含量增加的現(xiàn)象，進而降低稻米品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，鎂肥施用后，龍慶稻3號的整精米率有增加的趨勢，堊白粒率和堊白度均降低，米飯食味評分值提高，這與前人的研究結(jié)果相同；龍慶稻3號的直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量均降低，這與前人的研究結(jié)果有所差異，這可能與試驗所用的品種不同有關(guān)，也可能與試驗的土壤及氣象條件不同有關(guān)。本試驗是通過基肥和追肥兩次施用鎂肥來改善稻米品質(zhì)的，是否可以通過葉面噴施鎂肥或其他方式施用鎂肥來提高稻米品質(zhì)還需進一步研究。

彭世彰等[27]研究認為控灌水稻碾米品質(zhì)、外觀品質(zhì)各項指標均好于常灌水稻，特別是控灌水稻的整精米率比常灌提高了1.59%，堊白率和堊白度分別降低了1.12%和0.29%。崔遠來等[28]研究認為節(jié)水灌溉有利于提高碾磨品質(zhì)的影響。張慎鳳[29]研究認為與水層灌溉（CK）相比，全生育期輕干濕交替灌溉顯著增加了稻米的出糙率、精米率和整精米率，顯著降低了稻米的堊白粒率、堊白大小和堊白度，改善了稻米的食味性；稻米的直鏈淀粉含量在水層灌溉和輕干濕交替灌溉處理間無顯著差異。陳新紅[30]研究認為全生育期輕度土壤水分脅迫（-20 kPa）對加工品質(zhì)的影響和正常供水無顯著性差異。李國生等[31]研究認為，在各粒肥（氮肥）施用水平下，稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)均以土壤輕度落干處理較高或較優(yōu)。本研究結(jié)果表明，以-15～-20 kPa為控水下限的水分管理，龍慶稻3號的整精米率提高；堊白粒率和堊白度均降低；直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量有增加的趨勢；米飯食味評分值降低。

4 結(jié)論

鎂肥與水耦合對龍慶稻3號堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量和米飯食味評分影響的F測驗結(jié)果說明，鎂肥與水分間存在互作反應。從稻米的商品品質(zhì)（加工和外觀品質(zhì)）來看，龍慶稻3號以-15～-20 kPa為控水下限同時施用鎂肥（F2S2）的處理最好；從稻米的營養(yǎng)食味品質(zhì)來看，龍慶稻3號以常規(guī)水分管理同時施用鎂肥（F2S1）的處理較好。

參考文獻：

[1] 孟維韌，全成哲，劉方明，等.不同水稻品種（系）稻米品質(zhì)性狀分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2012，51（2）：361-363.

[2] 王偉妮，魯劍巍，何予卿，等.氮、磷、鉀肥對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收利用的影響[J].中國水稻科學，2011，25（6）：645-653.

[3] 呂艷東，鄭桂萍，錢永德，等.土壤水分對水、陸稻品質(zhì)的影響[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，2005，17（1）：22-26.

[4] 郭曉紅，鄭桂萍，殷大偉，等.抽穗前水分供應對寒地水稻品質(zhì)的影響[J].水土保持通報，2012，32（2）：40-46.

[5] 呂艷東，鄭桂萍，郭曉紅，等.土壤水勢下限對寒地水稻品質(zhì)的影響[J].中國水稻科學，2011，25（5）：515-522.

[6] 桂云波，張 瑛，吳敬德.肥料種類對優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)量、品質(zhì)及稻米食用安全性的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2014，42（23）：7860-7862.

[7] 馬 艷，鄭桂萍，趙 洋，等.硫酸鎂對水稻光合特性和品質(zhì)的影響[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，2014，26（6）：1-6.

[8] 莫釗文，潘圣剛，王在滿，等.機械同步深施肥對水稻品質(zhì)和養(yǎng)分吸收利用的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報，2013，32（5）：34-39.

[9] 王 旭，王傲雪，周寶庫，等.SODm尿素對水稻品質(zhì)及產(chǎn)量的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報，2013，44（4）：20-23.

[10] 吳茂力，姜心祿，池忠志，等.機插秧模式下肥料配置對稻米主要品質(zhì)的影響[J].核農(nóng)學報，2014，28（10）：1905-1909.

[11] 苑俊麗，梁新強，李 亮，等.中國水稻產(chǎn)量和氮素吸收量對高效氮肥響應的整合分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2014，47（17）：3414-3424.

[12] 趙 潔，羅春梅，楊 蘭，等.施用硫酸鉀鎂肥對水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2014，53（5）：1025-1028.

[13] 遲鳳琴，匡恩俊，張久明，等.Se肥施用方式和施用時期對水稻含Se量及產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2014，31（6）：560-564.

[14] 徐正浩，朱麗青，徐林娟，等.土壤水分供給對不同水稻的產(chǎn)量構(gòu)成及其淀粉品質(zhì)的影響[J].核農(nóng)學報，2011，25（6）：1249-1254.

[15] 劉 艷，孫文濤，宮 亮，等.水分調(diào)控對水稻根際土壤及產(chǎn)量的影響[J].灌溉排水學報，2014，33（2）：98-100.

[16] 段素梅，楊安中，黃義德，等.干旱脅迫對水稻生長、生理特性和產(chǎn)量的影響[J].核農(nóng)學報，2014，28（6）：1124-1132.

[17] 孫永健，孫園園，徐 徽，等.水氮管理模式對不同氮效率水稻氮素利用特性及產(chǎn)量的影響[J].作物學報，2014，40（9）：1639-1649.

[18] 李艷紅，唐湘如，潘圣剛，等.分蘗期水氮互作對香稻香氣、產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學報，2014，29（1）：159-164.

[19] 田亞芹，馮利平，鄒海平，等.不同水分和氮素處理對寒地水稻生育及產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學報，2014，34（23）：6864-6871.

[20] 李曉鳴.礦質(zhì)鎂對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2002，8（1）：125-126.

[21] 戴平安，易國英，鄭圣先，等.硫鎂鈣營養(yǎng)不同配比量對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].作物研究，1999（3）：31-35.

[22] 錢永德，左豫虎，鄭桂萍，等.氮鎂耦合對寒地早粳龍粳20商品品質(zhì)影響[J].核農(nóng)學報，2013，27（1）：118-125.

[23] 周立軍，李 娓，張玉燭，等.鈣鎂硫?qū)?yōu)質(zhì)早稻產(chǎn)量和米質(zhì)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2001（2）：21-23.

[24] 殷大偉，馬德全，鄭桂萍，等.硅鎂鋅對寒地水稻品質(zhì)的影響及其與產(chǎn)量的相關(guān)性[J].中國稻米，2010，16（2）：26-29.

[25] 楊文祥，王強盛，王紹華，等.鎂肥對水稻鎂吸收與分配及稻米食味品質(zhì)的影響[J].西北植物學報，2006，26（12）：2473-2478.

[26] 楊文祥，李剛?cè)A，王強盛，等.鎂對稻米食味品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報，2007，23（3）：166-171.

[27] 彭世彰，郝樹榮，劉 慶，等.節(jié)水灌溉水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)成因分析[J].灌溉排水，2000，19（3）：3-7.

[28] 崔遠來，李遠華.水稻高效利用水肥試驗研究[J].灌溉排水，2001，20（1）：20-24.

[29] 張慎鳳.干濕交替灌溉對水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[D].江蘇揚州：揚州大學，2009.

[30] 陳新紅.土壤水分與氮素對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理機制[D].江蘇揚州：揚州大學，2004.

[31] 李國生，王志琴，袁莉民，等.結(jié)實期土壤水分和氮素營養(yǎng)對水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的交互影響[J].中國水稻科學，2008，22（2）：161-166.