生物有機(jī)肥對中稻及再生稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究

李龍輝 周 偉 張 甲 晏承興 卿明敬 李承端 周 靜

（1 重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，萬州404020；2 重慶三峽農(nóng)業(yè)科學(xué)院，萬州404155；3 重慶市萬州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)與機(jī)械推廣中心，萬州404120）

水稻作為我國最重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)對國家糧食安全以及社會穩(wěn)定等方面均有著巨大作用。我國的水稻種植范圍廣泛，年栽培面積超過了2900 萬hm2[1]，不過受國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然條件變化等一些因素的影響，我國水稻的真實(shí)種植面積有一定的下降[2]，而水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，除了耕地面積增加和水稻育種突破之外，耕作栽培技術(shù)水平的提高也是重要方面之一[3]。再生稻是采用一定的農(nóng)藝措施，在頭季稻收割后利用稻樁上的休眠芽萌發(fā)、生長、抽穗至成穗成熟，達(dá)到一種兩收的目的，是提高復(fù)種指數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的有效措施之一[4-7]，具有省種、省工、節(jié)水、調(diào)節(jié)勞力、生育期短、生產(chǎn)成本相對較低等優(yōu)勢，是一種環(huán)境友好型的水稻栽培模式[8-10]。生物有機(jī)肥是以各種優(yōu)質(zhì)肥料型有機(jī)質(zhì)為載體，并且加入特定功能微生物復(fù)合而成的一類肥料，它兼具了微生物肥和有機(jī)肥的效應(yīng)[11-12]。研究表明，施用生物有機(jī)肥能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤理化性狀，調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育、增強(qiáng)植物抗病（蟲）能力，改善植物根際營養(yǎng)環(huán)境，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[13]，是改良地力的有效方式[14]。本試驗(yàn)通過研究生物有機(jī)肥不同施用水平對中稻和再生稻產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響，以期為中稻和再生稻生物有機(jī)肥的施用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時間和地點(diǎn)試驗(yàn)于2022 年3-11 月在重慶市開州區(qū)竹溪鎮(zhèn)平溪村進(jìn)行（31°6′35″N，108°15′27″E，海拔190m）。

1.2 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)田土壤堿解氮155mg/kg，有效磷6.8mg/kg，速效鉀145.4mg/kg，有機(jī)質(zhì)42.1g/kg，pH 值7.0，地力均勻，地勢平坦，排灌方便。

1.3 供試材料

1.3.1 供試水稻品種供試水稻品種為川農(nóng)優(yōu)538（渝審稻20210007）。

1.3.2 供試肥料（1）科特寶貝生物有機(jī)肥：由重慶諾道邦農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O≥2.95%）、有機(jī)質(zhì)（以干基計(jì)）≥40%、水分≤45%、pH 值6.4、有效活菌數(shù)≥0.2 億/g；（2）滅活后的科特寶貝生物有機(jī)肥；（3）有機(jī)肥：未加生物菌劑的生物有機(jī)肥，由重慶諾道邦農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供；（4）無機(jī)化肥包括尿素（N ≥46.2%，四川天華股份有限公司）、過磷酸鈣（P2O5≥12.0%，湖北興發(fā)化工集團(tuán)股份有限公司）、氯化鉀（K2O ≥60%，中農(nóng)集團(tuán)控股股份有限公司）、鋅肥（ZnSO4·7H2O ≥96%，重慶市萬州區(qū)鎂帥農(nóng)資經(jīng)營部）。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)置8 個處理，分別是處理1（CK）：不施肥；處理2（L1）：常規(guī)施肥（尿素261kg/hm2、過磷酸鈣750kg/hm2、氯化鉀200kg/hm2）；處理3（L2）：科特寶貝生物有機(jī)肥2.25t/hm2+常規(guī)施肥；處理4（L3）：科特寶貝生物有機(jī)肥3.75t/hm2+常規(guī)施肥；處理5（L4）：科特寶貝生物有機(jī)肥2.25t/hm2+75%常規(guī)施肥；處理6（L5）：科特寶貝生物有機(jī)肥3.75t/hm2+75%常規(guī)施肥；處理7（L6）：滅活后的科特寶貝生物有機(jī)肥3.75t/hm2+75%常規(guī)施肥；處理8（L7）：有機(jī)肥3.75t/hm2+75%常規(guī)施肥。為防止水稻坐兜，所有處理都施用鋅肥45kg/hm2作底肥。科特寶貝生物有機(jī)肥、滅活后的科特寶貝生物有機(jī)肥、有機(jī)肥、過磷酸鈣、氯化鉀作底肥一次性施用。尿素80%作底肥，20%待插秧后7～10d 轉(zhuǎn)青后施用。

試驗(yàn)每個處理設(shè)3 次重復(fù)，田間隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積13.34m2，窩行距20.8cm×30cm。3月7 日播種，4 月16 日移栽，每穴栽壯苗2 株。試驗(yàn)四周設(shè)置4 行以上保護(hù)行，重復(fù)間走道50cm，區(qū)組間不設(shè)走道。各小區(qū)單獨(dú)做埂，地膜包裹，獨(dú)排獨(dú)灌，防止水肥串連。各處理中稻成熟后及時單收，留樁高度約40cm。所有處理中稻收割前10d 施尿素225kg/hm2作為再生稻促芽肥，中稻收割后7d 施尿素150kg/hm2作為再生稻提苗肥。其他田間管理與當(dāng)?shù)匾话愦筇锉３忠恢隆?/p>

1.5 測定指標(biāo)

1.5.1 產(chǎn)量性狀考察每個處理定點(diǎn)調(diào)查10 穴取平均值計(jì)算出有效穗數(shù)、株高和成穗率。在中稻和再生稻的成熟期，按照單窩有效穗數(shù)每小區(qū)選取5穴，晾曬過后進(jìn)行穗長、千粒重、結(jié)實(shí)率、穗平著粒數(shù)等產(chǎn)量性狀的考種；各小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量經(jīng)過脫粒晾曬后進(jìn)行稱重，取3 次重復(fù)平均值，按水分含量13%的標(biāo)準(zhǔn)，折算成單位面積的產(chǎn)量。

1.5.2 品質(zhì)性狀考察稻米的加工品質(zhì)采用糙米機(jī)、精米機(jī)測定，營養(yǎng)品質(zhì)采用多功能谷物近紅外分析儀NIRSTMDA1650 測定，食味值采用大米食味計(jì)JSWL-II 測定。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 27.0 進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理中稻和再生稻產(chǎn)量分析如表1 所示，中稻產(chǎn)量中，L3、L4、L5、L7 四者產(chǎn)量均超過了12.00t/hm2，余下四者產(chǎn)量也達(dá)到11.40t/hm2以上；除L6 以外，其余處理產(chǎn)量均高于對照，排名第一的為L7，產(chǎn)量達(dá)到12.56t/hm2，與對照相比，增產(chǎn)幅度達(dá)到8.46%；排在第2 位、第3 位的為L4 和L3，增產(chǎn)幅度均為5.01%，二者產(chǎn)量幾乎相同；L6 產(chǎn)量11.47t/hm2，低于對照組產(chǎn)量11.58t/hm2，減產(chǎn)幅度為0.95%。再生稻產(chǎn)量中，所有處理產(chǎn)量均高于對照組產(chǎn)量，L2、L3、L4、L7 四者產(chǎn)量超過了6.00t/hm2，增產(chǎn)幅度都超過了10%，其中L2 產(chǎn)量最高，達(dá)到6.44t/hm2，增產(chǎn)幅度達(dá)到了17.09%；余下四者產(chǎn)量也達(dá)到5.50t/hm2以上，增產(chǎn)幅度最小的為L5，僅有1.64%。兩季總產(chǎn)量中，所有處理產(chǎn)量均高于對照組產(chǎn)量，L2、L3、L4、L7 產(chǎn)量超過了18.00t/hm2，增產(chǎn)幅度都超過了7%，其中L7 產(chǎn)量最高，達(dá)到18.64t/hm2，增產(chǎn)幅度達(dá)到了9.13%；余下四者產(chǎn)量達(dá)到17.00t/hm2以上，增產(chǎn)幅度最小的為L6，僅有1.70%。對中稻產(chǎn)量、再生稻產(chǎn)量以及兩季總產(chǎn)量的方差顯著性分析顯示，三者均未達(dá)到顯著性水平，差異不明顯。不同施肥處理對中稻的增減產(chǎn)幅度為-0.95%～8.46%，極差為9.41%，對再生稻的增減產(chǎn)幅度為1.64%～17.09%，極差為15.45%，對兩季總產(chǎn)量的增減產(chǎn)幅度為1.70%～9.13%，極差為7.43%，對再生稻的增減產(chǎn)幅度超過了10.00%，對中稻的增減產(chǎn)幅度未達(dá)到10.00%，所以，生物有機(jī)肥的施用對再生稻的增產(chǎn)效果最為明顯，對中稻的增產(chǎn)效果次之。本次試驗(yàn)中，L7 的產(chǎn)量最高，L3、L4 次之，在產(chǎn)量上所有處理都沒有顯著性差異，從生產(chǎn)成本綜合考慮，推薦施用L4，即科特寶貝生物有機(jī)肥2.25t/hm2+75%常規(guī)施肥。

表1 不同施肥處理產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2 不同處理中稻和再生稻產(chǎn)量構(gòu)成分析由表2可知，不同處理下，中稻的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為：株高變幅為125.6～138.3cm，L4 最高，L6 最低；穗長變幅為26.6～30.7cm，CK 最長，L4 最短；有效穗數(shù)變幅為225.3 萬～281.7 萬/hm2，CK 最少，L1 最多；成穗率變幅為64.6%～75.8%，L6 最高，L7 最低；穗平著粒數(shù)變幅為197.5～275.1 粒/穗，CK 最高，L7 最低；結(jié)實(shí)率變幅為78.3%～89.4%，L3 最高，CK 最低；千粒重變幅為26.0～27.6g，L4 最高，L1 和L5 最低。中稻的株高、穗長、有效穗數(shù)、成穗率、穗平著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的部分處理間差異達(dá)到顯著和極顯著水平，且各處理的有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率均高于對照組。再生稻的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為：株高變幅為99.0～108.4cm，L1 最 高，L6 最 低；穗 長 變 幅 為18.6～20.7cm，CK 最長，L6 最短；有效穗數(shù)變幅為289.7 萬～403.5 萬/hm2，CK 最少，L6 最多；成穗率變幅為84.6%～89.0%，L4 最高，CK 最低；穗平著粒數(shù)變幅為82.0～106.1 粒/穗，CK 最高，L6 最低；結(jié)實(shí)率變幅為69.5%～83.8%，L7 最高，L3 最低；千粒重變幅為24.5～26.0g，CK 和L7 最高，L6 最低。再生稻的株高、穗長、有效穗數(shù)、穗平著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重部分處理間的差異達(dá)到顯著和極顯著水平，且各處理的有效穗數(shù)均高于對照組，成穗率未達(dá)到顯著差異水平。與中稻相比，再生稻的株高、穗長、穗平著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重均呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，而有效穗數(shù)和成穗率卻有明顯的上升趨勢。

表2 不同施肥處理中稻和再生稻產(chǎn)量構(gòu)成表現(xiàn)

2.3 不同處理中稻和再生稻農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的通徑分析為探究中稻和再生稻農(nóng)藝性狀對各自產(chǎn)量的影響，展開了有效穗數(shù)（X1）、穗粒數(shù)（X2）、結(jié)實(shí)率（X3）、千粒重（X4）、株高（X5）、穗長（X6）、成穗率（X7）對產(chǎn)量（y）的通徑分析。由表3 可知，中稻各農(nóng)藝性狀中，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和株高與產(chǎn)量呈正相關(guān)趨勢，穗粒數(shù)、穗長和成穗率與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)趨勢。其中對中稻產(chǎn)量的直接作用較大的為有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和穗長，直接通徑系數(shù)分別為2.873、2.138、1.114、1.118，其余因素直接通徑系數(shù)均小于1，對中稻產(chǎn)量的直接作用較小。株高與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.658，對中稻產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平。再生稻各農(nóng)藝性狀中，有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、成穗率三者與再生稻產(chǎn)量呈正相關(guān)趨勢，其余因素與再生稻產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)趨勢，有效穗數(shù)、千粒重、株高三者的直接通徑系數(shù)大于1，對再生稻產(chǎn)量的直接作用較大，其余因素直接通徑系數(shù)均小于1，對再生稻產(chǎn)量的直接作用較小。有效穗數(shù)與再生稻產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，為0.655，對再生稻產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平，其余因素均未達(dá)到。

表3 不同施肥處理中稻和再生稻各因素對產(chǎn)量的通徑分析

2.4 不同處理中稻和再生稻稻米品質(zhì)分析由表4得出，不同處理的中稻稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，其糙米率、粒長和長寬比均無明顯差異，而精米率、整精米率、堊白粒率和堊白度差異較為明顯。與對照組相比，其余處理的堊白度均有所降低。除L5 的堊白粒率高于對照組外，其余處理均低于對照組。L3 和L6 的精米率略高于對照，其余處理的精米率均低于對照。L1、L2、L4 的整精米率低于對照組，其余處理均高于對照組。再生稻稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)中，糙米率、堊白粒率和長寬比無明顯差異，而精米率、整精米率、堊白度和粒長差異較為明顯。與對照組相比，其余處理的堊白粒率均有所降低。L3、L5、L6 的精米率高于對照組，其余處理均低于對照組。L1、L2、L3 的整精米率低于對照組，其余處理均高于對照組。L1 和L6 的堊白度高于對照組，L5 與對照幾乎相同，其余處理比對照組要低。由表5 可得，不同處理的中稻稻米營養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)，其脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量以及淀粉含量均有明顯的差異。除L3 脂肪含量略高于對照組外，其余處理均低于對照組。與對照組相比，所有處理蛋白質(zhì)含量均低于對照組，而淀粉含量均高于對照組。直鏈淀粉含量L3 最高，L5 和L7與對照組相同，其余處理低于對照組。不同處理的再生稻稻米營養(yǎng)和食味品質(zhì)，其脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量以及淀粉含量也均有明顯的差異。除L3 和L6 脂肪含量略高于對照組外，其余處理均低于或等于對照組。除L7 蛋白質(zhì)含量高于對照組外，其余處理均低于對照組。L5 和L7 的直鏈淀粉含量略高于對照組，其余處理均低于對照組。L4 的淀粉含量低于對照組，其余處理均高于對照組。在食味值上，中稻和再生稻均是對照組分值最低。

表4 不同施肥處理中稻和再生稻稻米加工品質(zhì)及外觀品質(zhì)

表5 不同施肥處理中稻和再生稻營養(yǎng)品質(zhì)及食味品質(zhì)

3 結(jié)論與討論

稻米是由淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)以及一些揮發(fā)性物質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，其中對稻米品質(zhì)影響最大的是淀粉和蛋白質(zhì)含量，一些揮發(fā)性物質(zhì)也影響著食味值[15-16]。稻米品質(zhì)主要由加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)構(gòu)成。優(yōu)質(zhì)的食用稻米要具備易于加工、外觀好看和食味值高等要素，才能在市場競爭中脫穎而出，從而被更多的人認(rèn)可。糙米率、精米率和整精米率是衡量稻米加工品質(zhì)的重要指標(biāo)。精米的形狀和堊白性狀是決定稻米外觀品質(zhì)的重要因素，在優(yōu)質(zhì)大米評價(jià)中堊白度和堊白粒率是重要指標(biāo)，降低堊白度和堊白粒率是水稻育種家們的重要目標(biāo)[17]。直鏈淀粉含量是稻米蒸煮食味品質(zhì)的決定性因素之一，食味值可以直觀地反映出稻米品質(zhì)的好壞。隨著直鏈淀粉含量的增加，它會抑制淀粉在加熱過程中的溶脹和膨脹，從而增加糊化溫度，并降低稻米品質(zhì)[18]。淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)都是稻米的重要營養(yǎng)元素，稻米中蛋白質(zhì)含量高時，會抑制淀粉的吸水、膨脹以及糊化，使食味變差[19]。在一定范圍內(nèi)，提高稻米脂肪含量能極顯著地改善稻米食味品質(zhì)，脂肪含量高的米經(jīng)過蒸煮后，表面光亮，米飯適口性和香氣都較好[20-21]。

試驗(yàn)結(jié)果表明，生物有機(jī)肥的施用有利于中稻和再生稻產(chǎn)量的提高，并且對再生稻的增產(chǎn)效果要高于中稻，生物有機(jī)肥施用過后，中稻和再生稻的有效穗數(shù)、成穗率和結(jié)實(shí)率有所提高，進(jìn)而提升水稻的產(chǎn)量。生物有機(jī)肥的施用對中稻和再生稻稻米品質(zhì)也有一定的提升作用。從稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)來看，施用生物有機(jī)肥的處理，對中稻和再生稻稻米的堊白粒率有降低作用，對中稻的堊白度也有明顯的降低作用，而且能夠提高其糙米率和整精米率。從稻米的營養(yǎng)品質(zhì)以及食味品質(zhì)來看，施用生物有機(jī)肥的處理，其脂肪含量，無論是中稻還是再生稻，都有一定量的降低，直鏈淀粉含量方面也是如此，并且這一現(xiàn)象在蛋白質(zhì)含量方面表現(xiàn)的更為明顯。而在稻米淀粉含量上，施用生物有機(jī)肥的處理，中稻和再生稻都有所增加。中稻和再生稻稻米的食味值，均表現(xiàn)為對照組分值最低，并且二者食味值最高的處理，均為施用生物有機(jī)肥的處理。綜上所述，生物有機(jī)肥的施用可以一定程度上提高中稻和再生稻稻米的品質(zhì)。綜合生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益考慮，本研究推薦的施肥方式是科特寶貝生物有機(jī)肥2.25t/hm2+75%常規(guī)施肥。