镁水耦合对寒地水稻品质的影响

郭晓红++周健++殷大伟++姜玉伟++潘世驹++孙立明++孙玉珺++靳哲++黄文强++吕艳东

摘要：在黑龍江庆安水利试验站，以水稻（Oryza sativa L.）龙庆稻3号为试验材料，采用随机区组法，以负压式土壤湿度计监测土壤水势，研究镁水耦合对寒地水稻品质的影响，以期为优质高产栽培提供理论依据和技术支持。结果表明，龙庆稻3号垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量和米饭食味评分镁肥与水分间存在互作反应。与对照相比，镁肥施用后龙庆稻3号的垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和蛋白质含量均降低，米饭食味评分值提高；与常规水分管理相比，以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理的龙庆稻3号的整精米率提高，垩白粒率、垩白度和米饭食味评分值均降低。以-15～-20 kPa为控水下限同时施用镁肥的处理，龙庆稻3号稻米的商品品质（加工和外观品质）最好；以常规水分管理同时施用镁肥的处理，龙庆稻3号稻米的营养食味品质较好。

关键词：水稻（Oryza sativa L.）；品质；镁水耦合

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：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，L? 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 Qingan 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

基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（31200510）；国家科技支撑计划项目（2011BAD16B11；2013BAD07B01）；黑龙江省博士后资助

经费项目（LBH-Z13167）；黑龙江省农垦总局科研项目（HNK125B-07-08；HNK12A-02-18）；黑龙江八一农垦大学省作物学重点

学科学术骨干科研启动金项目（ZWXQDJ-8）；黑龙江八一农垦大学博士启动金项目（XDB 2012-03）；大学生创新创业训练计划

项目（201310223009）

作者简介：郭晓红（1980-），女，黑龙江宁安人，副教授，博士，主要从事水稻节水栽培研究，（电话）13936929375（电子信箱）guoxh1980@163.com；

通信作者，吕艳东（1978-），男，黑龙江肇州人，副研究员，博士，主要从事水稻节水栽培研究，（电话）13836962989（电子信箱）

luyandong336@sohu.com。郭晓红等：镁水耦合对寒地水稻品质的影响

水稻（Oryza sativa L.）是中国最主要的粮食作物之一，水稻品质的优劣直接影响其商品价值和种植推广[1]。水稻品质受品种遗传特性和环境条件的综合影响[2]，在诸多环境因子中，水分和肥料是重要的影响因素。长期以来，国内外在水分与肥料对水稻品质的影响方面进行了大量研究[3-10]，但这些研究大多只探讨了单一因素对水稻品质的影响。总体来看，关于肥料与水分对水稻产量的影响研究较多[11-16]，在品质方面的研究相对较少，涉及水肥交互作用的研究也较缺乏[17-19]。因此，很难为水稻的优质高产制定合理的肥水应用方案。为了既能节水、合理施用肥料，又能避免盲目节水而导致的水稻品质变劣，本研究对土壤水势进行了严格监测，研究返青至成熟期控水及不同的镁肥处理对寒地水稻品质的影响，以期为优质高产栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2014年在黑龙江省庆安水利试验站进行。

1.2 供试品种

供试水稻品种为龙庆稻3号。

1.3 试验设计

采用二因素随机区组试验设计，3次重复。肥料种类为史丹利复合肥（N∶P2O5∶K2O=30∶5∶5）和99.5%七水硫酸镁。施肥方法：史丹利复合肥312.5 kg/hm2、镁肥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镁肥用于中期追肥，追肥时期12叶品种于叶龄9.0～9.3时进行，各种肥料施入量及比例如表1所示。分蘖肥早施，分两次进行，第一次施分蘖肥总量的70%～80%，于返青后（4叶期）立即施用；第二次施分蘖肥总量的20%～30%，12叶品种于叶龄6.0时施于色淡、生长差、分蘖少处。用负压式真空表监测土壤水势，当土壤水势达-15～-20 kPa时灌水，即-15～-20 kPa为控水下限。具体操作为秧苗移栽本田后，5～6 cm水层深水护苗返青，在返青后的各个生育阶段，除除草和施肥期间外，灌水后田面不再保留水层，水势管理如表2所示，以常规栽培的水分管理为CK；蜡熟末停灌。

1.4 栽培方式

育苗按常规旱育壮苗模式化进行，在同一条件下育苗。每个小区面积400 m2，每个小区单排单灌，行距30 cm，穴距14 cm，每穴4苗。本田按叶龄指标计划管理。适期收割。

1.5 测试内容与方法

水稻收获后风干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-2K型实验砻谷机（YAMAMOTO，离心式）加工成糙米，用日本公司生产的VP-32型实验碾米机（YAMAMOTO，直立式）加工精米；垩白率、垩白度用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪测定；直链淀粉含量、蛋白质含量用FOSS公司生产的1241型近红外谷物分析仪测定；食味品质用日本佐竹公司（SATAKE）生产的米饭食味计（STA1A）进行测定；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 镁肥与水分耦合对稻米整精米率的影响

镁肥与水分耦合对龙庆稻3号整精米率影响的F测验结果表明，水分间的差异显著，肥料间、肥料与水分互作的差异不显著。肥料处理间的比较结果表明，龙庆稻3号以F2处理的整精米率较大，F1处理（CK）的较小，但两种肥料处理间的差异均未达显著水平。水分处理间的比较结果表明，龙庆稻3号以S2处理的整精米率较大，S1处理（CK）的较小，且两种水分处理间的差异达极显著水平（图1）。

由于镁肥与水分间不存在互作效应，说明各处理组合的效应是各单因素效应的简单相加。龙庆稻3号以F2S2处理的整精米率最高，以F1S1處理的整精米率最低，且两处理的差异达极显著水平。从表3可以看出，在没有施用镁肥的情况下，龙庆稻3号以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理时其整精米率较高，而以常规的水分管理其整精米率较低，且两处理的差异达极显著水平；在施用镁肥的情况下，龙庆稻3号以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理时其整精米率较高，而以常规的水分管理其整精米率较低，且两处理的差异同样达极显著水平；即以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理有利于龙庆稻3号整精米率的增加。在以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理和常规水分管理情况下，龙庆稻3号均以施用镁肥时其整精米率较高，而以不施用镁肥时其整精米率较低，但两处理的差异不显著，即施用镁肥有使龙庆稻3号整精米率增加的趋势。

2.2 镁肥与水分耦合对稻米垩白粒率和垩白度的影响

从图2、图3可知，两肥料处理间，龙庆稻3号以F1处理（CK）的堊白粒率和垩白度较大，F2处理的较小，且两种肥料处理间的差异均达极显著水平；两水分处理间，龙庆稻3号以S1处理（CK）的垩白粒率和垩白度较大，S2处理的较小，且两种水分处理间的差异均达显著水平。上述结果说明镁肥的施用、以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理均能够降低龙庆稻3号的垩白粒率和垩白度。

由表4可知，龙庆稻3号以F2S2处理的垩白粒率和垩白度最低，以F1S1处理的垩白粒率和垩白度最高，且两处理的差异均达极显著水平。在没有施用镁肥的情况下，龙庆稻3号以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理其垩白粒率和垩白度较低，而以常规的水分管理其垩白粒率和垩白度较高，但两处理的差异均不显著；在施用镁肥的情况下，龙庆稻3号以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理时其垩白粒率和垩白度较低，而以常规的水分管理其垩白粒率和垩白度较高，且两处理的差异达极显著水平，说明以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理有利于龙庆稻3号垩白粒率和垩白度的降低。由表4还可以看出，在以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理和常规水分管理情况下，龙庆稻3号均以施用镁肥时其垩白粒率和垩白度较低，而以不施用镁肥时其垩白粒率和垩白度较高，即施用镁肥有使龙庆稻3号垩白粒率和垩白度降低的趋势。

2.3 镁肥与水分耦合对稻米直链淀粉含量和蛋白质含量的影响

由图4、图5可知，两肥料处理间，龙庆稻3号以F2处理的直链淀粉含量较低，F1处理（CK）的较高，但两种肥料处理间的差异未达显著水平；龙庆稻3号以F2处理的蛋白质含量较低，F1处理（CK）的较高，且两种肥料处理间的差异达显著水平。两水分处理间，龙庆稻3号的直链淀粉含量相差较小；蛋白质含量以S1处理（CK）的较低，S2处理的较高，但两种肥料处理间的差异未达显著水平。上述结果说明镁肥的施用能够降低龙庆稻3号的直链淀粉含量和蛋白质含量。

由表5可知，龙庆稻3号各处理组合间直链淀粉含量差异较小，均未达显著水平；蛋白质含量以F1S1处理最高，以F2S1处理最低，且两处理的差异达显著水平。

2.4 镁肥与水分耦合对米饭食味评分的影响

两种肥料处理间，龙庆稻3号以F2处理的米饭食味评分值较高，F1处理（CK）的较低，且两种肥料处理间的差异达显著水平；两种水分处理间，龙庆稻3号以S1处理（CK）的米饭食味评分值较高，S2处理的较低，但两种肥料处理间的差异未达显著水平（图6）。上述结果说明，施用镁肥能够提高龙庆稻3号的米饭食味评分值，这与镁肥施用后降低了龙庆稻3号的直链淀粉和蛋白质含量相一致；以-15～ -20 kPa为控水下限的水分管理不利于龙庆稻3号米饭食味评分值的增加，这同样与以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理增加了龙庆稻3号的直链淀粉和蛋白质含量相一致。

由表6可知，龙庆稻3号以F2S1处理的米饭食味评分最高，以F1S2处理的米饭食味评分最低，且两处理的差异达显著水平。

3 讨论

镁是水稻生长所必需的中量元素，对水稻产量和品质均有一定的影响[20，21]。戴平安等[21]研究认为增施镁肥能提高整精米率；钱永德等[22]研究认为在一定范围内增施镁肥有提高整精米率的效果，适量施用镁肥可以明显改善外观品质；还有研究指出，镁肥能够降低垩白粒率和垩白度[20，23]。钱永德等[22]研究认为在氮肥337.5 kg/hm2时配合施用镁肥处理可降低子粒粗蛋白质含量；李晓鸣[20]研究认为镁能提高稻米蛋白质含量和降低直链淀粉含量；殷大伟等[24]研究认为镁肥会使垦粳1号的直链淀粉含量下降，但却使空育131的直链淀粉含量增加。杨文祥等[25，26]研究认为镁肥可以提高稻米的食味品质；殷大伟等[24]研究认为随着镁肥的增加，米饭食味评分也增加，但镁肥施用量大于240 kg/hm2时会出现食味评分值降低，蛋白质含量增加的现象，进而降低稻米品质。本研究结果表明，镁肥施用后，龙庆稻3号的整精米率有增加的趋势，垩白粒率和垩白度均降低，米饭食味评分值提高，这与前人的研究结果相同；龙庆稻3号的直链淀粉含量和蛋白质含量均降低，这与前人的研究结果有所差异，这可能与试验所用的品种不同有关，也可能与试验的土壤及气象条件不同有关。本试验是通过基肥和追肥两次施用镁肥来改善稻米品质的，是否可以通过叶面喷施镁肥或其他方式施用镁肥来提高稻米品质还需进一步研究。

彭世彰等[27]研究认为控灌水稻碾米品质、外观品质各项指标均好于常灌水稻，特别是控灌水稻的整精米率比常灌提高了1.59%，垩白率和垩白度分别降低了1.12%和0.29%。崔远来等[28]研究认为节水灌溉有利于提高碾磨品质的影响。张慎凤[29]研究认为与水层灌溉（CK）相比，全生育期轻干湿交替灌溉显著增加了稻米的出糙率、精米率和整精米率，显著降低了稻米的垩白粒率、垩白大小和垩白度，改善了稻米的食味性；稻米的直链淀粉含量在水层灌溉和轻干湿交替灌溉处理间无显著差异。陈新红[30]研究认为全生育期轻度土壤水分胁迫（-20 kPa）对加工品质的影响和正常供水无显著性差异。李国生等[31]研究认为，在各粒肥（氮肥）施用水平下，稻米的加工品质、外观品质和食味品质均以土壤轻度落干处理较高或较优。本研究结果表明，以-15～-20 kPa为控水下限的水分管理，龙庆稻3号的整精米率提高；垩白粒率和垩白度均降低；直链淀粉含量和蛋白质含量有增加的趋势；米饭食味评分值降低。

4 结论

镁肥与水耦合对龙庆稻3号垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量和米饭食味评分影响的F测验结果说明，镁肥与水分间存在互作反应。从稻米的商品品质（加工和外观品质）来看，龙庆稻3号以-15～-20 kPa为控水下限同时施用镁肥（F2S2）的处理最好；从稻米的营养食味品质来看，龙庆稻3号以常规水分管理同时施用镁肥（F2S1）的处理较好。

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