楊 潔
(農業部食品質量監督檢驗測試中心(武漢),武漢 430064)
淺析影響稻米品質因素、對策與改進栽培技術措施
楊 潔
(農業部食品質量監督檢驗測試中心(武漢),武漢 430064)
目前北方稻區水稻生產栽培技術,基本上還是以產量為主兼顧稻米品質,因此應建立一套比較完善的科學的優質稻米生產栽培技術體系,方能保證稻米的優質性與安全性。本文較詳細的敘述了影響粳稻優質米生產因素與栽培技術措施,優質稻米標準,品種因素,生態環境,農藝性狀等諸多因素的影響,并提出改進技術措施供生產優質稻米參考。
影響稻米品質因素;優質稻米標準;改進技術措施
北方水稻生產具有獨特的優質稻米生產環境與氣象條件,利于優質水稻生產、研究,提高稻米品質。隨著人們生活水平不斷提高,促使優質水稻生產向優質兼顧高產目標的方向發展,目前北方水稻生產其產量基本上達到了較高水平,而稻米品質則相對較差,比如直鏈淀粉含量、堊白率均較高,整精米率低、食味品質也較差,在國內外優質稻米市場競爭力較弱,在市場經濟發展的今天,我們在水稻生產注重稻谷產量的同時,更重要的是提高稻米品質,使其產品具有較高的市場競爭力,我們生產的優質稻米在國內外糧食市場上能占有一席之地,本文對影響稻米品質因素,作了較為具體的分析,以及應采取的對策與技術措施,旨在推進北方優質稻米生產的發展。
目前北方稻區水稻生產栽培技術體制,如育秧方式、移栽密度、施肥機制、灌溉模式,收獲加工及應用各種化學激素調控激素措施,基本上還是以產量高為主體,兼顧稻米品質,從這一點看,優質稻米生產栽培技術尚需要建立一套比較完善的科學的栽培技術體系,方能保證稻米的優質性和安全性。自20世紀90年代中期農業科學研究機構,在水稻生產區相繼開展了土壤環境、水源質量、空氣質量、施肥種類、施肥技術、灌溉方式、農藥類型、病蟲害防治技術研究與探討。初步規范與制定了優質稻米生產技術流程,建立了優質稻米生產基地,通過研究、示范與推廣,對有效地推進優質稻米生產起到了促進作用。但對優質稻米生產技術中怎樣去提高稻米品質的優質性常常被忽視。優質稻米生產技術與措施對生態環境、水源質量、空氣凈化、土壤肥料、農藥施用均有比較嚴格的相同指標的限制。優質稻米生產主要是怎樣調節肥料種類,施肥時期與病蟲草害的防治。從稻米品質分析結果表明,同一個水稻品種,在相同生態環境下其整精米率、蛋白質含量、適口性以及粘性等差別較大,優質稻米生產強調早育苗育壯秧、早移栽、稀植、多施氮肥、并施穗肥,生產后期施“氮”、“鉀”對稻米品質的影響以及灌溉技術、減少化肥、農藥用量等,這些關鍵栽培技術,北方稻區均沒有一個規范性的確定,因此生產的稻米品質達不到優質米的標準,根據中國水稻所調查,表現好的優質食用稻米品種不多,約占品種總數的1/10,稻米品質主要問題表現為碾米品質差、碎米率高、整米率低、堊白度大、外觀品質差、直鏈淀粉含量偏高、米飯不柔軟、口感及食味品質差等。
北方水稻品種幾經更新換代,產量都有了不同程度的提高,稻米品質相應也得到改善,品質是米質本身理化特性的綜合反映,諸如外觀品質、碾米品質、蒸煮品質、食味品質、營養品質及貯藏品質等,國家農業部關于優質稻米指標規定內容:糙米率、精米率、整精米率、粒形、堊白度、堊白率、透明度、糊化溫度、膠稠度、直鏈淀粉、蛋白質等11項指標作為檢驗優質稻米的標準。
碾米品質:系指稻谷在脫殼及碾米過程中稻米品質的特性:常用糙米率、精米率、整精米率三項指標表示。
外觀品質:系指稻米粒形、大小、堊白度、透明度、顏色以及米粒光澤度等是商品稻米價值的主要指標。
蒸煮品質:系指在蒸煮食用過程中稻米所表現的理化性質及感官特性,諸如米粒的吸水性、延伸性、糊化性、柔軟性、粘彈性以及散發的香味等。主要用糊化溫度、膠稠度、直鏈淀粉含量三項指標表示。
營養品質主要是指稻米的營養成分,如蛋白質、維生素、礦物質元素、淀粉含量等,近年來北方稻區有些省份曾舉辦過幾次優質稻米評選活動,從評選出來的優質稻米品種在食味指標與日本優質稻米如“秋田小町”、韓國的“珍富10號”等品種相比,差距并不太明顯;直鏈淀粉含量有所下降,可見北方水稻生產的優質米品種水平已基本趕上日本或韓國。
稻米品質的優劣主要是受品種本身遺傳特性和生態環境、栽培技術等因素影響,此外還受收獲脫粒、蒸煮烹調技術等諸多因素影響,而使水稻不能正常生育的栽培環境因素亦會影響稻米品質。
水稻品種本身遺特性是影響稻米品質的主要因素,而整米率、粒長、堊白率、堊白度、直鏈淀粉含量及膠稠度六項指標則是影響稻米品質的主要因素,品種不同,品質亦不同,直鏈淀粉含量以及蛋白質含量亦不同,研究表明,稻米中直鏈淀粉含量是受遺傳力控制的,生態環境因素的影響較小,而蛋白質含量受品種本身遺傳力控制較弱,而受生態環境因素影響較強。不同熟期的品種,其稻米蛋白質含量變幅較大,通常在6%~14%之間,早熟及中熟水稻品種蛋白質含量比較高,中晚熟品種蛋白質含量較低。
生態環境因素包括:①地理生態環境主要是緯度、海拔、地貌特點及土壤環境等因素;②氣象條件主要是:溫度、光照等。研究表明;同一個水稻品種栽培在不同年份,生態區域相同,其稻米品質不盡相同,變化較大,同一個水稻品種栽培在不同年份的生態區域,其稻米品質差異也較明顯。
3.2.1 海拔 海拔高度能影響稻米的堊白大小及胚乳淀粉小細胞數量,稻米品質亦有所改變,它的影響程度因品種優劣不同而有所不同,稻米品質越好的品種,改善幅度越大而較為理想的海拔高度在750~950 m,對稻米品質影響較好。
3.2.2 環境污染 環境污染直接影響到稻米衛生品質的優劣,如工業重金屬污染、農藥、化肥污染、城市排出的廢水污染等,研究表明:工業污染氯離子、硫離子、重金屬汞、鉛等廢棄物、城市排出的廢水污染,使稻米衛生品質變劣,人食用后易患疾病,農藥中的有機磷、砷、苯其衍生物殘留在稻谷中亦危害人類健康。
3.2.3 土壤類型與地質 根據日本研究報道,土壤對稻米食味有著一定的影響,認為花崗巖比火山土的稻米食味好,沙質土比粘重土排水性好,稻米食味也好,自流灌溉比井水灌溉的稻米品質好,濕田稻米比干旱田稻米食味好;就地理形態而言,平原區栽培水稻比山區和盆地栽培的稻米食味好。
3.2.4 溫度、雨量、光照 水稻灌漿結實期的溫度是影響稻米品質重要的生態環境因子,貢獻率可達88.5%,水稻灌漿結實期氣溫為21~26℃為宜,如果此期天氣溫度過高,會導致灌漿速度加快,籽粒充實度差,會使碾米品質降低,從而造成糙米率、精米率、整精米率下降,且堊白面積增大堊白率增高,使蒸煮品質、食味品質變差,如此期相對較低溫生態環境則比高溫生態環境所造成的不利因素要小些。實踐證明,低溫寒冷,晝夜溫差較大的地區栽培的水稻其稻米的直鏈淀粉含量較低,米飯柔軟,堿消值較大,食味較好,相反高溫晝夜溫差小的地區種植的水稻其稻米品質較差。
雨量、濕度及臺風等因素也會有不同程度的影響水稻生育后期子粒灌漿,從而影響稻米品質,據報道,水稻抽穗開花灌漿期間,經過風吹處理,會使稻米外觀品質變劣。
光照時間的長短是影響稻米品質的重要因子之一。研究表明,水稻灌漿期間如果光照不足,會導致碳水化合物積累的少,子粒灌漿差,不飽滿,不實粒多,粒重下降,青米粒增多,加工品質變劣,出米率低下,同時也由于光照不足,也會是蛋白質及直鏈淀粉含量增加,食味品質下降,尤其生育后期光照不足會使光合作用減弱,碳水化合物的形成受到抑制,子粒飽滿度差,青粒增多,蛋白質及直鏈淀粉含量也會增加,導致食味品質不佳。
播種期的早晚是通過灌漿期的溫度及光照條件影響的,據 AkranM (1985)和 Dhaliwal.y.S(1986)報道,晚播或遲播均能降低直鏈淀粉含量。邵冬生(1987)研究認為,早播可降低整精米率,提高精米率、糊化溫度、粗蛋白質,并使膠稠度變硬,晚播則相反。據分析,播種過早,灌漿期易迂高溫,降低加工、外觀、蒸煮食用品質,提高了營養品質。相反晚播利于加工、外觀和蒸煮食用品質,但降低了營養品質。研究結果表明,水稻栽培密度對稻米品質也有較大影響,并指出每穴基本苗數栽插過多,株行距過小,會導致糙米率、精米率、整精米率下降,堊白粒率和堊白度有所增加,直鏈淀粉含量及膠稠度會有所提高,蛋白質含量會下降,稻米品質較差,合理稀植則有利于提高稻米品質的糙米率、精米率、整精米率以及米粒的透明度。
施肥因素一是施肥種類,二是施肥時間,對稻米的品質影響很大。水稻一生主要需氮、磷、鉀、硅四大元素而對稻谷產量和稻米品質影響較大的是氮肥,次之鉀肥,再次之磷肥和硅肥,氮肥是影響稻米品質的重要因素,如施用科學得當不但能提高稻谷產量,同時還能改善稻米外觀品質、營養品質以及加工品質,在施用同一種氮肥的情況下,一定范圍內施氮量越大則整精米率、蛋白質含量越高,堊白率、堊白面積和直鏈淀粉含量越低。研究結果還表明,不同施肥方式對稻米品質的影響亦不同,一次性投入氮肥比在水稻生育期間均勻施用氮肥能夠提高直鏈淀粉含量,而降低蛋白質含量,分期施用氮肥,尤其抽穗期或齊穗期追施氮肥對提高稻米品質中的蛋白質含量及降低直鏈淀粉含量的效果較好。增施鉀肥則能提高整精米率和蛋白質含量,降低堊白率和堊白度,尤其當鉀肥和氮肥配合施用時,則能更好地改善稻米品質,出現理想的效果,硅肥是當前水稻優質米栽培必不可少的元素,試驗結果表明,硅肥能夠明顯降低堊白率、堊白度,既能提高外觀品質,又能改善稻米食味品質,科學施用有機肥料,稻米的有機酸含量增加、食味好、口感佳。
灌溉包括水質與技術兩方面。水質的好壞直接影響稻米品質的優劣。城市污水灌溉生產出的稻米品質較差,甚至含有毒物質,導致人不能食用,水質好的自流灌溉生產出優質稻米。灌溉技術是否得當對稻米品質也有一定影響。水稻植株對土壤水分的敏感性發生一定的作用。特別是集中體現在水稻生育后期,由于長時間的灌溉和生育后期停水過早,都會影響提高稻米品質,水稻生育中期應適當曬田,生育后期,干干濕濕利于子粒飽滿,提高產量及稻米品質,致使稻米加工品質、食味品質均有較好的效果。
收獲時期過早過晚都會降低稻米加工品質。適時收獲能提高稻米品質。整精米率、蛋白質和臘熟期開始隨著收獲時間的延長而提高,至水稻黃熟期其蛋白質含量及整精米率達到最高值,之后又會呈下降趨勢,隨著收獲時間的延長,直鏈淀粉含量亦增加,而米粒長度則相反,隨著收獲時間延長而降低。收獲方法對稻米加工品質有一定影響,人工收獲會提高稻米加工品質,機械收獲使稻米加工品質明顯降低。
倉貯技術因素對稻米品質產生一定影響,稻谷散倉貯藏,稻谷含水量在16%以上,倉貯溫度較高時,谷堆會局部發熱,發生霉變,此時應盡早通風降溫及時翻倉晾曬,降低溫度,降低含水量,否則會導致稻米品質嚴重下降,發霉變質,不能食用。稻谷倉貯技術比較嚴格,稍有不慎將會造成很大的經濟損失。甚至稻谷干燥、加工、蒸煮方法是否得當均會對稻米品質產生一定影響,因此倉貯技術因素不容忽視。
隨著人們生活水平的提高,優質稻米的生產隨著我國經濟的快速發展,稻米品質的安全性、優質性、保護環境健康意識的普及,市場對優質稻米的需求多樣性條件下應運而生,從而加快了傳統農業生產模式向現代化農業生產結構調整和轉變,建立生態農業是優質稻米生產的載體,優質稻米的開發必將以生態農業為技術保障,優質稻米將在可持續發展的認識和地位日益加強的基礎上逐步興起,依靠先進的農業技術治理農業內部的環境污染和生態平衡,建立優質稻米高產集成栽培技術體系為發展優質稻米生產的有利條件。
5.2.1 加速選育優質稻新品種 重點選育適于優質稻生產的品種即整精米率高、外觀品質好,堊白率、堊白度、直鏈淀粉含量低,米飯柔軟食味佳、適口性強的優質水稻新品種。
5.2.2 完善優質水稻生產技術操作體系 優質水稻生產環境決定稻米品質獨特性。只有嚴謹規范生產技術,才會生產出合特定標準的優質稻米,影響優質水稻生產的外部環境有無工業三廢污染源,內部生產環境即土壤是否重金屬值含量過高,化肥、農藥等農資環境負效作用在土壤中殘留,所有這些影響稻米品質因素,均必須按照標準要求及規程要求予以嚴格、科學的掌握,優質水稻生產決不能混同與一般水稻生產,優質稻米的執行標準是衡量優質水稻生產條件的質量是否合乎規模的唯一衡量尺度。它具有強制性的特點,而產地環境質量標準是優質水稻生產基地的衡量尺度,也是生產優質稻米的先決條件。只有符合優質水稻產品產地環境質量標準,按照優質水稻生產技術流程生產,方能達到優質稻米的先決條件,產品質量標準是檢驗優質稻米生產過程的尺度,是優質稻米的最終判斷。生產的優質稻米不符合這一標準,就說明生產的優質稻米生產過程未按照質量標準要求或規程操作失控,其結果也就不成其為優質稻米,優質稻米的質量標準及生產操作技術規程是優質稻米技術的核心,即包括生產、加工全過程,其操作技術主要是:品種、栽培、肥料、植保、收獲、貯藏、加工設備以及用材等各個技術環節。綜上所述,都是優質稻米生產技術要求作出量化的可操作性規定,尤其要嚴格具體規定化肥、農藥的使用技術環節。
5.3.1 有機肥施用 優質稻米生產通常施用有機肥,水稻生育期所需的養分齊全,有機肥料主要來源于動物的糞便以及植物腐爛物經過發酵吸附有機物釋放氨態氮,施用方法一般采用80%做底肥,20%做返青肥。
5.3.2 防治雜草 防止雜草是生產優質稻米的重要技術措施。近年來很多地方利用稻草還田技術防治田間雜草產生很好的效果,例如水稻移栽一周左右,將稻草扎成小捆,平鋪在行間,以稻草壓制雜草生長,稻草腐爛發酵產生硫化物亦可抑制雜草生長,使之不再發生。
5.3.3 灌溉技術 灌溉技術科學與否會對稻米品質的好壞產生一定的影響。因此要求優質稻米生產對灌溉技術要建立起有效的排灌促控系統,水稻生育前期田間要建立淺水層,利于有效分蘗,增強根系發育及活力,水稻分蘗后期稻田要保持中短期濕潤狀態,即“落水增氧”形成良好的根際生態環境,促進根系發育,提高根系活力,減數分裂拔節孕穗期田間要建立起約6 cm的水層,此期間主要是深水護胎,以防止發生低溫冷害,優質稻米栽培其土壤結構要求良好,植株發育較壯,耐寒性較強于一般水稻栽培,水稻抽穗后,應采用淺、濕交替灌溉技術,淺—濕—淺的灌溉方式,以提高根系活力。植株健壯生長,防止生育后期貪青晚熟即便輕霜仍保持功能葉片進行光合作用,促使子粒飽滿,提高結實率等“活稈成熟”理想的秋優型。水稻生產后期優質稻米生產,田間不能過早斷水否則降低稻米品質,因此要求田間持水時間要稍長一些,研究表明,優質稻米生產田每667 m2田間用水量約 600~700 m3。
5.3.4 病蟲害防治 從育苗插秧到本田管理,培育壯秧,植株健壯是抵御或防治病蟲害發生的重要基礎,根系發達,植株健壯,就能抵抗病蟲害。亦可從植物體中攝取各種抗逆激素進行生物防治病蟲害。
北方稻區地域遼闊,水稻栽培歷史悠久,其氣候、土壤、生態環境以及現有集成的栽培技術,均利于發展優質稻米生產,是我國主要優質稻米生產區域。我國北方稻區是出口日本、韓國的主要產地,隨著我國糧食對外開放,稻谷渠道暢通,粳稻出口量會增加,糧食市場競爭會更加激烈,競爭能力的強弱主要取決于“稻米質量”,即稻米品質及安全性。因此北方稻區要轉變將水稻生產優勢轉變為生產優質稻米出口優勢及稻米市場銷售優勢,只有發展優質稻米生產,提高創造“品牌稻米”增強市場競爭力,才能是我國優質大米,在國際稻米市場上有較大的影響力去占領市場。
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(責任編輯:宋雙)
The Factor,Countermeasure and Cultural Approach on Affecting Rice Quality
YANG Jie
(Ministry of Agriculture Centre for Food Quality Supervision and Testing(Wuhan),Wuhan 430064,China)
For now,the rice cultivation technology in north China basically consisted mainly of yield balanced quality,so we should build a relatively perfect and scientific cultivating technology system on high-quality rice to ensure its highquality and security.The factor and cultural approach on affecting rice quality were described in details in paper,at the same time the influencing factors such as standard of high-quality,factors of varieties,ecological environment and agronomic characters were also introduced and then it proposed technology-improvements for reference.
Affecting factor on rice quality;Standard of high-quality rice;Improvement measure
S-1 文獻標志碼:A 文章編號:1673-6737(2016)06-0060-05
2016-10-09
楊潔(1969-),女,副研究員,主要從事稻米品質分析研究。