肥水耦合对寒地水稻品质的影响

郭晓红　吕艳东　周健　姜玉伟　潘世驹　刘丽华　郑悦　李丹丹

摘要：采用随机区组试验设计，以龙庆稻1号、龙盾104为材料，研究肥水耦合对寒地水稻品质的影响。结果表明，2个品种各肥料处理间及水分处理间碾磨品质无显著差异。较高的氮、磷、钾肥施用量会增加2个品种的垩白粒率和垩白度。2品种粗蛋白含量均以F3处理最高，龙盾104 F2处理最低，龙庆稻1号F2、F1处理最低；水分处理，龙盾104 S1处理最高，S3处理最低，龙庆稻1号S4处理最高，S3处理最低。龙盾104 F1处理最高，F3处理最低，龙庆稻1号F2处理最高，F1处理最低；水分处理，龙盾104 S3处理最高，S4处理最低，龙庆稻1号S2处理最高，S4处理最低。2个品种的米饭食味评分各处理组合间无显著差异。

关键词：肥水耦合；水稻；品质；寒地

中图分类号： S511.06 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）10-0071-03

水稻是耗水量较多的作物。传统稻作生产中的水肥管理模式不仅造成水资源严重浪费，而且引起一系列的环境问题[1-2]。水肥耦合是指水和肥的相互作用、相互影响，以及对作物生长产生的影响。进行水稻水肥耦合研究，可充分发挥水肥对水稻品质协同激励作用，减少化肥对环境的污染，有利于发展优质、高效、生态农业[3-6]。这对解决我国水资源危机、实现农业可持续发展、保障国家粮食安全具有重大意义[7-8]。目前国内关于施肥对作物产量、土壤肥力的影响研究很多，对寒地水稻研究较少[9-11]。本试验以黑龙江省庆安县和平水利试验站为试验点，研究不同肥料用量、水势梯度对水稻品质的影响，以期为寒地粳稻科学施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2011年在庆安县和平水利试验站进行，防雨棚中人工严格控水，晴天打开防雨棚。供试水稻品种为龙庆稻1号、龙盾104，均为12叶品种。

1.2 方法

4月10日浸种，4月19日播种，4月26日出苗，秧田管理正常进行。5月20日移栽，每小区面积4 m2左右，每小区栽植2个品种，每品种4行，行距24 cm，穴距12 cm，选择叶龄3.1～3.5叶的秧苗，每穴3～5苗。9月23日收获。施肥处理见表1。肥料种类：46.4%尿素、46%磷酸二铵、50%硫酸钾、99.5%七水硫酸镁。施肥方法：氮肥40%、磷肥100%、钾肥50%、镁肥50%作基肥，在最后一次水整地前施入，耙入土中8～10 cm；50%镁肥用于中期追肥，追肥时期12叶品种于9.0～9.3叶时每个小区进行单排单灌。分蘖肥要求早施，分2次进行，第1次施70%～80%分蘖肥，于返青后（4叶龄）立即施用；第2次施20%～30%分蘖肥，12叶品种于6.0叶龄施于色淡、生长差、分蘖少处。

用负压式真空表监测土壤水势，设3个水势梯度，分别当土壤水势达-10、-15、-20 kPa时灌水，即-10、-15、-20 kPa 为控水下限，自泡田起记录灌水定额。具体操作为秧苗移栽本田后，5～6 cm水层深水护苗返青，返青后的各个生育阶段，除了除草期、施肥期，灌水后田面不再保留水层（封闭除草，苗后施用除草剂期间多保持水层2～3 d，否则易出现草荒），不同生育时期水势管理见表2，以常规栽培的水分管理为CK；减数分裂期遇低温则灌深水达17 cm以上，低温过后进行湿润灌溉，齐穗后恢复到控水灌溉的水势要求，蜡熟末停灌。育苗、移栽按常规旱育稀植三化一管进行，要求在本地同一条件下育苗，本田按叶龄指标计划管理，适期收获。

收获后风干2～3个月，按《中国农业标准汇编：粮油作物卷》的标准测定品质。用FC-2 K型实验砻谷机（YAMAMOTO，离心式）加工糙米。用VP-32型实验碾米机（YAMAMOTO，直立式）加工精米。用ES-1000便携式品质分析仪（日本静冈机械株式会社）测定精米品质，测定指标包括精米长、精米宽、垩白率、垩白度。用VECTOR 22/N型近红外光谱仪（德国BRUKER公司）测定精米的直链淀粉含量、粗蛋白含量。用米饭食味计（日本佐竹公司）测定食味品质。以黑龙江省佳木斯市生产的空育131（感官食味综合评分75分）为对照。

2 结果与分析2.1 肥水耦合对稻米碾米品质的影响

2.1.1 肥水耦合对水稻糙米率的影响 由表3可知，肥料处理，龙盾104的糙米率以F3处理最高，F1处理次之；龙庆稻1号的糙米率以F1处理最高，F3处理最低。水分处理，龙盾104的糙米率以S1处理最高，龙庆稻1号的糙米率以S2处理最高。2个品种各肥料处理间及水分处理间糙米率均无显著差异。

2.1.2 肥水耦合对水稻精米率的影响 由表4可知，肥料处理，龙盾104的精米率以F3处理最高，F1处理次之；龙庆稻1号的精米率以F1处理最高，F3处理最低。水分处理，龙盾104精米率以S1处理最高，龙庆稻1号精米率以S2处理最高。2个品种各肥料处理间及水分处理间精米率均无显著差异。

2.1.3 肥水耦合对水稻整精米率的影响 由表5可知，肥料处理，龙盾104的整精米率以F3处理最高，F1处理次之；龙庆稻1号的整精米率以F1处理较高，F3处理最低。水分处理，龙盾104的整精米率以S1处理最低，龙庆稻1号的整精米率以S2处理最高。2个品种各肥料处理间及水分处理间整精米率无显著差异。

2.2 肥水耦合对稻米外观品质的影响

2.2.1 肥水耦合对水稻垩白粒率的影响 由表6可知，肥料处理，龙盾104垩白粒率以F3处理最高，且F3与F1、F2处理之间垩白粒率差异显著；龙庆稻1号垩白粒率以F2处理最高，且3种肥料处理间垩白粒率差异不显著。2个品种F3处理垩白粒率均高于F1处理。水分处理，龙盾104垩白粒率以S4处理最高，且各处理间差异不显著；龙庆稻1号垩白粒率以S3处理最高，各处理间差异不显著。2个品种的垩白粒率均表现为S1处理>S2处理。较高的氮、磷、钾肥施用量（F3）会增加2个品种的垩白粒率。适当的控水处理（S1、S2）会降低2个品种的垩白粒率，在-15～-10 kPa为控水下限范围内控水，随着控水强度的增加，2个品种的垩白粒率降低。

2.2.2 肥水耦合对水稻垩白度的影响 由表7可知，肥料处理，龙盾104垩白度以F1处理最高，处理间无显著差异；龙庆稻1号垩白度以F3处理最高，各处理间无显著差异。2个品种垩白度均为F1处理高于F2处理。肥料处理，2个品种垩白度均以S4处理最高，且与S1、S2、S3处理之间差异不显著。2个品种的垩白度均表现为S2处理>S3处理。相同的氮、磷、钾肥施用量下，适当地增加镁肥施用量会降低2个品种的垩白粒率和垩白度。适当的控水处理会降低2个品种的垩白度，在-20～-15 kPa为控水下限范围内控水，随着控水强度的增加，2个品种的垩白粒率、垩白度均降低。

2.2.3 肥水耦合对水稻米粒长宽比的影响 由表8可知，不同肥水耦合处理下寒地水稻各处理间米粒长宽比无显著差异。品种不同，肥水耦合对稻米长宽比的影响不同。

2.3 肥水耦合对稻米营养品质的影响

2.3.1 肥水耦合对水稻粗蛋白含量的影响 由表9可知，肥料处理，2个品种粗蛋白含量均以F3处理最高，龙盾104 F1与F2处理之间粗蛋白含量差异不显著，F3与F1处理之间差异不显著。龙庆稻1号在不同处理下粗蛋白含量差异均不显著。水分处理，粗蛋白含量龙盾104 S1处理最高，龙庆稻1号S4处理最高2个品种粗蛋白含量均以S2、S3处理含量较低。龙盾104 S4与S3处理粗蛋白含量差异极显著，S1、S4处理之间粗蛋白含量差异不显著，S2、S3处理之间粗蛋白含量差异不显著。龙庆稻1号S1与S3处理之间粗蛋白含量差异不显著。

2.3.2 肥水耦合对水稻直链淀粉含量的影响 由表10可知，肥料处理，龙盾104 F1处理直链淀粉含量最高，F2处理次之，F3处理最低，其中F1与F2处理之间直链淀粉含量差异显著，F1与F3处理之间直链淀粉含量差异极显著；龙庆稻1号F2处理直链淀粉含量最高，F1处理最低，3个处理之间差异不显著。龙盾104 S1、S4处理直链淀粉含量较低，S2、S3处理含量较高，其中S3与S4处理之间直链淀粉含量差异显著；龙庆稻1号以S3处理直链淀粉含量最高，以S4处理直链淀粉含量最低。

2.4 肥水耦合对米饭食味评分的影响

由表11可知，2个品种的米饭食味评分在各处理组合间无显著差异。品种不同，肥水耦合处理对稻米米饭食味评分影响不同。

3 结论与讨论

本研究结果表明，2个品种各肥料处理间及水分处理间碾磨品质无显著差异。较高的氮、磷、钾肥施用量会增加2个品种的垩白粒率和垩白度。相同的氮、磷、钾肥施用量下，适当地增加镁肥施用量会降低2个品种的垩白粒率和垩白度。适当控水处理会降低2个品种的垩白粒率和垩白度。各处理组合间稻米粒长宽比无显著差异。2个品种粗蛋白含量均以F3处理最高。水分处理，2个品种粗蛋白含量分别以S1、S4处理最高，S2、S3处理含量较低。龙盾104在S1、S4处理下直链淀粉含量较低，S2、S3处理下含量较高。龙庆稻1号以F2处理下直链淀粉含量最高，以S4处理下直链淀粉含量最低。2个品种的米饭食味评分各处理组合间无显著差异。品种不同，肥水耦合对稻米的米饭食味评分的影响不同。贺帆等认为，进行氮肥管理能较好地协调水稻产量与品质的关系，获得较高的产量并部分改善米质[12]。根据寒地水稻生产的实际情况，本试验的新施肥技术更为适合当前寒地粳稻生产的实际需要。因此，在栽培上如何进行合理调控、定向定量施肥，实现寒地水稻高产优质栽培，还需要进一步结合当地生产实际和环境、气候等因素综合考虑。本研究在有限水稻品种间和单一土壤类型中进行试验，应进一步扩大试验范围、内容，加强不同土壤、不同类型水稻在不同水肥耦合下水稻生理生态特性研究，进一步探讨非充分灌溉条件下的水肥耦合情况，建立适用性较广的水肥耦合模式。对水稻的水肥耦合控制并未做到全生育期完全处理，未来应对不同生育期的水肥处理进行全面研究。在水稻生理指标测定中也未能做到完全把握，需要进一步完善。

参考文献：

[1]陈敏建，梁瑞驹，刘玉龙. 我国二十一世纪的水和粮食问题[J]. 水利学报，1999（1）：1-7.

[2]汪德水. 旱地农田肥水关系原理与调控技术[M]. 北京：中国农业科技出版社，1995：50.

[3]张 岳. 中国水资源与可持续发展[J]. 中国农村水利水电，1998（5）：3-6.

[4]张福锁，马文奇. 肥料投入水平与养分资源高效利用的关系[J]. 土壤与环境，2000，9（2）：154-157.

[5]崔玉亭，程 序，韩纯儒，等. 苏南太湖流域水稻经济生态适宜施氮量研究[J]. 生态学报，2000，20（4）：659-662.

[6]魏永华，何双红，徐长明. 控制灌溉条件下水肥耦合对水稻叶面积指数及产量的影响[J]. 农业系统科学与综合研究，2010，26（4）：500-505.

[7]张忠臣，彭显龙，刘海英，等. 寒地水稻施肥新技术对产量和品质的影响[J]. 黑龙江农业科学，2010（8）：53-55.

[8]刘守龙，童成立，吴金水，等. 等氮条件下有机无机肥配比对水稻产量的影响探讨[J]. 土壤学报，2007，44（1）：106-112.

[9]赵俊晔，于振文，李延奇，等. 施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2006，12（4）：466-472，494.

[10]王胜佳，陈 义，吴春艳，等. 施肥组合对水稻作物产量与土壤肥力的长期影响研究[J]. 浙江农业学报，2004，16（6）：372-376.

[11]张国荣，谷思玉，李菊梅，等. 长江中下游地区高产稻田施肥与产量的关系[J]. 中国土壤与肥料，2010（1）：75-80.

[12]贺 帆，黄见良，崔克辉，等. 实时实地氮肥管理对水稻产量和稻米品质的影响[J]. 中国农业科学，2007，40（1）：123-132.

高 岳，宋京城，阙小峰，等. 灌浆期喷施叶面富硒剂对水稻茎、籽粒富硒及氮磷钾吸收的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（10）：74-76.