植物营养剂浓度、用量、喷施次数对稻米必需氨基酸含量的影响

刘兴海　唐建洲　唐玉梅　李春艳　张志元

摘要：采用田间试验和室内分析方法，研究了2017—2018年不同试验地3个水稻品种喷施不同浓度、用量、喷施次数植物营养剂对精白米必需氨基酸含量的影响。结果表明，植物营养剂的使用浓度从8.0%～16.0%均可提高精白米必需氨基酸含量。喷施11.0%植物营养剂，用量为61.875 kg/（hm2·次），田间施喷植物营养剂溶液量562.5 kg/（hm2·次），喷2次，精白米必需氨基酸含量达3 310.6 mg/100 g，比对照增加16.73%。喷施16%植物营养剂，用量为30.000 kg/（hm2·次），田间喷施植物营养剂溶液量187.5 kg/（hm2·次），喷2次，精白米必需氨基酸含量为3 156.6 mg/100 g，比对照增加10.96%，但在湘早籼45号上使用此浓度会产生灼伤斑。为节约成本、减少喷施工作量并最大限度地增加稻米必需氨基酸含量，实际应用中，植物营养剂的使用浓度以10%为宜，植物营养剂的用量以56.25 kg/（hm2·次）为宜，田间喷施植物营养剂溶液量以562.5 kg/（hm2·次）为宜，孕穗末期和齐穗期各喷施1次。

关键词：植物营养剂;稻米;必需氨基酸;施用技术;稻米品质

中图分类号：S511;S312         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）04-0018-03

Abstract： Field experiments and laboratory analysis methods were used to study the effects of spraying different concentrations， dosages and times of plant nutrients on the essential amino acid content in white rice from 2017 to 2018. The results showed that the essential amino acid content of rice was increased from concentration of plant nutrients 8.0%～16.0%. The application of 11.0% plant nutrient was 61.875 kg/hm2 per dose， the application in the field was 562.5 kg/hm2 per dose. The essential amino acid content of white rice reached 3 310.6 mg/100 g，which was 16.73% higher than that of the control. The application of 16.0% plant nutrient was 30.000 kg/hm2 per dose， the application in the field was 187.5 kg/hm2 per dose. The essential amino acid content of white rice reached 3 156.6 mg/100 g，which was 10.96% higher than that of the control，but burns were produced by using this concentration on Xiangzaoxian 45. In order to save cost， reduce spraying amount and maximize the content of essential amino acids in rice， in practical application， the concentration of plant nutrients is 10%， the dosage of plant nutrients is 56.25 kg/hm2 per dose， the dosage of plant nutrients solution is 562.5 kg/hm2 per time in the field， and it is sprayed once at the end of booting and full heading stages.

Key words： plant nutrients; rice; essential amino acids; application technology; rice quality

水稻產量占全国粮食总产量的近50%，在国民经济中占有极其重要的位置[1-3]。稻米为人类提供大约40%的蛋白质和20%的能量[4]。然而，稻米蛋白质也存在着必需氨基酸种类不平衡，缺乏赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸，尤其是赖氨酸是谷物的第一限制性氨基酸[5]。谷类蛋白质随品种、种植的土壤、气候及栽培条件等不同而有一定差异，其含量一般在7%～15%[6]。

蛋白质是由20种氨基酸组成的，其中包括8种必需氨基酸和组氨酸（儿童必需氨基酸）组成。稻米必需氨基酸含量也随水稻品种、土壤、气候和栽培技术的不同，其含量不同。笔者曾研究了不同水稻品种对稻米必需氨基酸含量的影响，精白米8种必需氨基酸（苏氨酸、结缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸）含量有显著差异[7，8]。栽培措施也会影响稻米必需氨基酸含量。如在水稻生育中、后期，喷施植物营养剂能够显著提高稻米必需氨基酸含量[9]，但对植物营养剂的浓度、用量、喷施数次的影响鲜见报道。本试验2017、2018年针对植物营养剂的浓度、用量、喷施数次对提高稻米必需氨基酸含量的影响进行了分析，以期为提高稻米品质的研究提供参考。

1  材料与方法

1.1  试验材料

供试植物营养剂：湖南新鸿鹰生物工程有限公司发酵生产。

复合肥：湖北庄盛肥料有限公司生产。

供试水稻品种：湘早籼45号、云两优5455、玉针香（晚籼）均为市售稻种。

1.2  不同浓度植物营养剂对稻米必需氨基酸含量的影响

植物营养剂田间试验小区面积为66.7 m2，每处理重复3个试验小区。

2017年长沙市望城区乔口试验点，供试品种湘早籼45号（作晚稻栽培）。试验设6个处理（表1），每处现重复3次。仅在孕穗末期喷施1次植物营养剂，其他栽培措施同常规栽培管理。津市新洲镇试验点，一季杂交稻试验，试验设4个处理（表2），每处理重复6次，在孕穗末期、齐穗期各喷施1次。供试品种为云南优5455。2个试验点植物营养剂用量均为990 kg/hm2。

2018年桃源县漆河试验点，晚稻试验供试水稻品种为玉针香。试验设8个处理（表3），处理1至处理7，每处理重复3次。处理8只1次重复。处理2至处理6，在孕穗末期、齐穗期各喷1次植物营养剂。处理7、处理8仅在齐穗期喷1次。空白对照不喷施。供试植物营养剂除处理3为2016年的发酵产品外，其余各处理均为2018年发酵产品。

水稻成熟后，每小区（重复）随机抽取1.5 kg稻谷，晒干、风选、去杂。送湖南省食品测试分析中心，检测精白米必需氨基酸含量并计算8种必需氨基酸（苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、组氨酸）之和。

2  结果与分析

2.1  2017年长沙市望城区乔口试验点晚稻试验

由表1可以看出，在作晚稻栽培的湘早籼45号品种上，仅在齐穗期喷施1次植物营养剂，也能提高精白米必需氨基酸含量。植物营养剂使用浓度从4.0%～20.0%都可以提高精白米的必需氨基酸含量，但精白米必需氨基酸增加最多的是处理4。即喷施12.0%的植物营养剂，喷施量为990 kg/hm2，平均必需氨基酸含量达到3 105.6 mg/100 g，比清水對照（2 666.9 mg/100 g）增加16.45%。当植物营养剂的使用浓度达到16.0%、20.0%时均产生轻微灼伤斑，表现为叶片发黄并有枯斑。

2.2  2017年津市新洲一季稻（杂交稻）试验

由表2可知，在一季杂交稻上喷施8.0%的植物营养剂（即处理2）最好。在孕穗末期和齐穗期各喷1次。每次每公顷喷施990 kg植物营养剂溶液，6次重复的精白米平均必需氨基酸含量达2 434.2 mg/100 g，比清水对照（1 973.7 mg/100 g）增加23.33%。处理3喷施20.0%植物营养剂，6次重复的平均值为2 051.5 mg/100 g，比清水对照高3.95%，但当喷施40.0%植物营养剂时，产生了隐性药害，其精白米必需氨基酸含量反而降低，比清水对照低4.67%。

2.3  2018年桃源漆河晚稻试验

由表3可以看出，在漆河晚稻玉针香上，植物营养剂的使用浓度从8.0%～16.0%均可提高稻米必需氨基酸含量。处理2（8.0%植物营养剂），植物营养剂用量60.000 kg/（hm2·次），每公顷每次喷施750.0 kg植物营养剂溶液，精白米平均必需氨基酸含量达3 284.8 mg/100 g，比对照（2 844.9 mg/100 g）增加15.46%;处理3植物营养剂的使用浓度、用量、田间喷施溶液量与处理2相同，只是其植物营养剂是在常温下储存了3年的陈货，精白米平均必需氨基酸含量为3 265.2 mg/100 g，比对照增加14.77%。处理5即喷施11.0%植物营养剂，用量为61.875 kg/（hm2·次），田间喷施植物营养剂溶液量为562.5 kg/（hm2·次），精白米平均必需氨基酸含量为3 310.6 mg/100 g，比对照增加16.37%，为本次试验的最高值，而且植物营养剂溶液田间喷施量只需562.5 kg/（hm2·次），可以较大幅度地减少用工成本。

漆河晚稻试验还证明同样是喷施8.0%植物营养剂（处理4），用量为30.000 kg/（hm2·次），田间喷施溶液量为375.0 kg/（hm2·次），精白米平均必需氨基酸含量为3 110.6 mg/100 g，只比对照增加9.33%，说明田间喷施量过少，也不利于提高精白米必需氨基酸含量。

另外，本次试验还证明在水稻生育期中，喷施2次植物营养剂比只喷施1次的效果好。如处理6、处理8仅在齐穗期喷1次，精白米必需氨基酸含量只分别比对照提高12.56%和12.91%。

综合以上结果，田间施用植物营养剂，其使用浓度在8.0%～12.0%，用量为60.000～62.250 kg/（hm2·次），均是适宜的。从节约成本、减少喷施工作量并最大限度提高精白米的必需氨基酸含量，建议植物营养剂使用浓度为10.0%，植物营养剂用量为56.25 kg/（hm2·次）。田间喷施溶液量为562.5 kg/（hm2·次）。若用容量为15 L的背负喷雾器，则每背包桶水中加入1.5 kg植物营养剂，每公顷每次喷施37.5 kg植物营养剂溶液。

3  讨论

本研究结果表明，植物营养剂对提高稻米（精白米）必需氨基酸含量有明显效果，但稻米必需氨基酸含量还受水稻品种、栽培措施、施肥水平以及气候条件的影响。常规栽培条件下，在水稻孕穗末期和齐穗期各喷施1次10%植物营养剂，每公顷每次喷562.5 kg植物营养剂溶液，可使稻米必需氨基酸含量增加16.0%～23.0%。为进一步提高稻米必需氨基酸含量，后续研究可从以下几个方面进行：①筛选、培育基础必需氨基酸含量高的水稻品种，对现有的优质稻品种进行广泛测试筛选;②可采用杂交育种或者分子育种技术，选育高必需氨基酸稻米品种;③筛选适合的有机肥作基肥，与植物营养剂的使用整合配套;④调节播种期，使水稻抽穗扬花处于适合必需氨基酸合成的气候条件下，进一步提高稻米必需氨基酸含量。

参考文献：

[1] 刘红梅.世界稻作寻根 中外学者探源──第二届农业考古国际学术讨论会综述[J].农业考古，1998（1）：1-3.

[2] 廖兴其.世界稻米生产、消费和贸易[J].垦殖与稻作，1996（4）：20.

[3] 刘水长.近年来我国稻米需求和生产情况[J].中国粮食经济，2005（5）：27-29.

[4] 张海峰，叶新福.早稻氨基酸含量分析[J].中国农学通报，2006， 12（12）：175-177.

[5] 王光慈.食品营养学[M].北京：中国农业出版社，2001.12.

[6] 黄承钰.医学营养学[M].北京：人民卫生出版社，2003.

[7] TANG J Z，ZHANG S，ZHANG Y F，et al.Early screening of rice varieties with high essential amino acids by aseptic seedling method[J].Asian agricultural research，2017，9（1）：57-61.

[8] ZHANG Z Y，TANG J Z，ZHOU L，et al.Differences in the content of protein and essential amino acids between different rice varieties[J].Asian agricultural research，2016，8（3）：74-78.

[9] 张志元，罗永兰，郭清泉，等.植物营养剂对稻米必需氨基酸含量和稻谷产量的影响[J].湖北农业科学，2014，53（3）：512-516.