礦質(zhì)元素對(duì)稻米品質(zhì)影響研究進(jìn)展

李亞輝 高慶超 潘超 孫晨晨 張志勇 梁穎

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營(yíng)養(yǎng)研究所，南京 210014；第一作者：liqianhao217@126.com；*通訊作者：yzuzzy@163.com；mnily555@163.com）

水稻是世界上三大主要糧食作物之一，目前全世界約有50%以上的人口以稻米為主食，亞非貧困地區(qū)人群更是把其作為熱量和營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源[1-2]。在全球耕地面積不斷減少的背景下，增加稻米產(chǎn)量可有效緩解全球性的“糧食危機(jī)”和“饑餓問(wèn)題”，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和育種技術(shù)的發(fā)展，水稻產(chǎn)量逐年提高，稻米品質(zhì)也不斷改善并越來(lái)越受到人們的關(guān)注[3-4]。稻米品質(zhì)是稻米作為商品流通時(shí)所必須具備的基本特征，通常包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等[5]。加工品質(zhì)是指稻谷經(jīng)碾米加工成精米過(guò)程中糙米、精米和完整精米占試樣稻谷的百分比，即糙米率、精米率和整精米率；外觀品質(zhì)主要指稻米的堊白度、粒長(zhǎng)、粒型、透明度和光澤等，是對(duì)稻米進(jìn)行分級(jí)的主要參考依據(jù)；蒸煮食味品質(zhì)是指稻米在蒸煮及食用中表現(xiàn)出的理化和感官特性，主要包括直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度及米飯的硬度、光澤和香味等指標(biāo)；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要指稻米中蛋白質(zhì)含量及其氨基酸的組成和比例等[6]。稻米品質(zhì)是稻米內(nèi)在物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的外在反映，是水稻品種遺傳特性、生長(zhǎng)環(huán)境、栽培技術(shù)、加工技術(shù)以及儲(chǔ)藏條件等多種因素綜合作用的結(jié)果[7-8]。

礦質(zhì)元素是指除碳（C）、氫（H）、氧（O）外，主要存在于土壤和肥料中，由植物根系從土壤中吸收，并對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能起重要調(diào)節(jié)作用的元素[9]。礦質(zhì)元素是植物生長(zhǎng)的必需元素，缺少這類元素植物將不能健康生長(zhǎng)。礦質(zhì)元素包括大量元素氮（N）、磷（P）、鉀（K），中量元素鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫（S）、硅（Si）和微量元素氯（Cl）、硼（B）、鋅（Zn）、鐵（Fe）、錳（Mn）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鈷（Co）、釩（V）、鎳（Ni）[10-11]。在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中礦質(zhì)元素不僅對(duì)水稻生命活動(dòng)具有重要影響，而且對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的形成也有重要作用[12-13]。土壤中礦質(zhì)元素含量與稻米品質(zhì)具有顯著的相關(guān)性[14-15]，不同礦質(zhì)元素在稻米品質(zhì)形成過(guò)程中作用不同，且不同礦質(zhì)元素之間存在一定的互作效應(yīng)[10]。本文綜述了不同礦質(zhì)元素對(duì)稻米品質(zhì)形成的影響，以期為水稻種植中提高稻米品質(zhì)提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 大量元素對(duì)稻米品質(zhì)的影響

N、P、K 是水稻生長(zhǎng)發(fā)育中必不可少的3 種營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)稻米產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要影響，整體來(lái)說(shuō)影響程度表現(xiàn)為N>K>P，目前的研究關(guān)注最多的是N，對(duì)其研究也較為全面和深入，其次是K，對(duì)P 的研究則較少[16-18]。

1.1 N 元素

在所有礦質(zhì)元素中，N 是影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育最活躍的元素，也是對(duì)稻米品質(zhì)形成作用最直接、影響最大的元素，合理的N 肥運(yùn)籌對(duì)提高水稻產(chǎn)量及改善稻米品質(zhì)具有重要作用[19-20]。關(guān)于N 肥運(yùn)籌對(duì)稻米品質(zhì)的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從施用時(shí)期、施用比例和施用量等方面做了大量的研究[13，21]。

關(guān)于施N 時(shí)期，有研究證明，水稻生長(zhǎng)中N 肥后移可以延長(zhǎng)葉片持綠時(shí)間，加強(qiáng)光合作用，提高千粒重，結(jié)實(shí)期追施N 肥可提高精米率和整精米率，降低堊白粒率和堊白度，提高加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)[22-24]。然而，也有研究者指出，后期施用N 肥會(huì)使水稻堊白粒率上升，外觀品質(zhì)變差[22]。同時(shí)N 肥后移可提高稻米直鏈淀粉含量和籽粒粗蛋白含量，提高蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，還可降低峰值黏度和崩解值，提高消減值，改變RVA 譜特征值[25-26]。這可能是N 肥后移能提供水稻中后期N 素營(yíng)養(yǎng)需求從而調(diào)控稻米品質(zhì)。但劉松[27]在研究N 肥對(duì)再生稻稻米品質(zhì)影響中發(fā)現(xiàn)，苗期施用N 肥可提高再生稻直鏈淀粉含量和蒸煮食味品質(zhì)。關(guān)于N肥后移，有研究認(rèn)為出穗后增N 可增加堊白粒率和堊白度，也有研究認(rèn)為生育中后期增N 可減小堊白粒率和堊白度[28]。雖然N 肥后移會(huì)導(dǎo)致某些品質(zhì)指標(biāo)的下降，但整體來(lái)看，N 肥后移尤其是在生育中后期和結(jié)實(shí)期追施N 肥可提高稻米綜合品質(zhì)。

關(guān)于施N 比例，有研究認(rèn)為，穗肥N 與稻米品質(zhì)和淀粉特性密切相關(guān)，可通過(guò)提高穗肥N 比例來(lái)改善稻米品質(zhì)[25，29]。胡群等[30]在研究基蘗肥 N 與穗肥 N 施用比例對(duì)缽苗機(jī)插優(yōu)質(zhì)食味水稻稻米品質(zhì)影響中得出，提高穗肥N 比例可顯著改善稻米加工品質(zhì)。朱大偉等[31]在研究不同栽培措施對(duì)軟粳稻米品質(zhì)的影響中也得到了相同結(jié)論。但王新其等[32]在N 肥運(yùn)籌對(duì)雜交粳稻主要品質(zhì)性狀效應(yīng)分析研究中得出，在總施N 量240 kg/hm2條件下，提高穗肥N 占比會(huì)降低加工品質(zhì)。陸春泉等[33]在不同栽培措施對(duì)直播水稻產(chǎn)量與品質(zhì)影響研究中也得到同樣結(jié)果。有人認(rèn)為，提高穗肥N 比例會(huì)增加稻米的堊白粒率和堊白度，降低透明度，降低稻米的外觀品質(zhì)[30，32，34]，也有人認(rèn)為，在一定施用量范圍內(nèi)，如果穗肥比例增加，堊白粒率和堊白度呈下降趨勢(shì)，可改善外觀品質(zhì)[35]。大量研究指出，提高穗肥比例可增加稻米蛋白質(zhì)含量，降低直鏈淀粉含量，提高稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，但降低蒸煮食味品質(zhì)[30-32，36-38]。這可能是因?yàn)镹 肥對(duì)蛋白質(zhì)的積累有促進(jìn)作用，尤其在抽穗階段可起到關(guān)鍵效果，稻米蛋白質(zhì)含量隨穗肥比例的增加而增加，進(jìn)而提高稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[39]。然而，丁得亮等[40]指出，在施N量為276 kg/hm2條件下，如果只要求優(yōu)質(zhì)，基蘗肥和穗肥比例應(yīng)為10∶0，如果只要求高產(chǎn)或既要求高產(chǎn)又要求優(yōu)質(zhì)，則基蘗肥和穗肥比例應(yīng)該為7∶3。也有研究認(rèn)為，增加穗肥N 比例，稻米食味值呈先增后降特點(diǎn)[41-42]。

關(guān)于施N 量，研究結(jié)論不一。有研究認(rèn)為，N 肥施用量與稻米品質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系，增施N 肥可提高稻米品質(zhì)[43-44]。但也有研究者認(rèn)為，施用N 肥使稻米品質(zhì)變劣[45-46]。N 肥施用對(duì)稻米外觀品質(zhì)的影響，一部分學(xué)者認(rèn)為增施N 肥有利于改善稻米外觀品質(zhì)，而另一部分學(xué)者認(rèn)為會(huì)降低外觀品質(zhì)[23，28，36，41，47-50]，也有研究稱外觀品質(zhì)隨著N 肥用量的增加表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)[51]。對(duì)于稻米加工品質(zhì)，大量研究證明，適量增施N 肥有利于加工品質(zhì)的提高，且加工品質(zhì)隨施N 量的增加而增加，但施 N 過(guò)量則表現(xiàn)下降[23，25，32，41，49，52]。也有研究認(rèn)為，減N 處理可以提高稻米加工品質(zhì)[50，53]，還有研究認(rèn)為對(duì)加工品質(zhì)無(wú)顯著影響[51]。N 肥對(duì)稻米直鏈淀粉含量的影響，有研究稱隨N 肥用量的增加而增加，也有報(bào)道稱隨著 N 肥用量增加反而降低[25，44，47-48，54]。不同研究指出，N 肥施用可有效提高稻米粗蛋白含量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，但高 N 處理顯著降低稻米蒸煮食味品質(zhì)[25，32，35，41，47-49，54-55]。RVA 譜特征值是稻米品質(zhì)的重要組成部分，隨著N 肥的施用，稻米籽粒后期N 素積累變多，從而改變淀粉RVA 譜特征值[56]。關(guān)于N 肥量對(duì)RVA 譜特征值變化的影響，前人研究結(jié)果也不盡相同[17，25，38，44，47，54]。綜合不同文獻(xiàn)中報(bào)道的數(shù)據(jù)，水稻種植中施N 量在150~220 kg/hm2范圍內(nèi)不僅可獲得較高的產(chǎn)量，還可獲得較好的品質(zhì)，超過(guò)此范圍，稻米品質(zhì)會(huì)隨著施N 量的增加而降低，但具體施N 量應(yīng)根據(jù)水稻品種、土壤環(huán)境等具體分析。

1.2 P 元素

P 是作物生長(zhǎng)發(fā)育中一種非常重要的營(yíng)養(yǎng)元素，是構(gòu)成生物大分子及多種化合物的重要組分，其參與植物體內(nèi)各種代謝，是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)，缺乏或過(guò)量供應(yīng)都會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生重要影響[57-58]。

P 肥對(duì)稻米品質(zhì)具有顯著的調(diào)控作用[59]。謝必武等[60]認(rèn)為，P 肥是影響整精米率、堊白粒率和直鏈淀粉含量的主要因素，在一定范圍內(nèi)增施P 肥有利于提高稻米品質(zhì)。龔金龍等[61]認(rèn)為，施P 能提高糙米率、整精米率、堊白面積和堊白度，降低峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和回復(fù)值，而對(duì)精米率、堊白粒率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量、起始糊化溫度、消減值和到達(dá)峰值黏度時(shí)間的影響較小。徐婭等[16]認(rèn)為，適量施P 可降低堊白粒率，增施則會(huì)使堊白粒率大幅提高。陳世平等[58]研究發(fā)現(xiàn)，稻米直鏈淀粉含量、粗蛋白含量和氨基酸含量隨施P 量的增加而增加。董作珍等[18]認(rèn)為，施P 可提高蛋白質(zhì)含量，但對(duì)直鏈淀粉含量無(wú)顯著影響。丁得亮和閉獻(xiàn)燦等[62-63]研究則認(rèn)為，不同P 肥水平處理間稻米各品質(zhì)性狀間無(wú)顯著差異，P 肥對(duì)稻米品質(zhì)的影響不明顯。王偉妮等[64]研究表明，適宜增施P 肥可提高稻米整精米率和蛋白質(zhì)含量，降低堊白度、長(zhǎng)寬比及直鏈淀粉含量，過(guò)量或不足均不利稻米品質(zhì)的改善。而胡雅杰等[17]指出，增施P 肥能在一定程度上提高稻米的加工品質(zhì)，對(duì)蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量及膠稠度影響較小，淀粉RVA 譜特征值有變劣趨勢(shì)，減少P 肥用量有利于提高稻米整體品質(zhì)。陳世平等[58]也建議，在水稻生產(chǎn)中減施P 肥。黃麗芬等[57]認(rèn)為，減P 處理可提高堊白粒率，增加峰值黏度和崩解值，降低消減值，提高稻米的食味品質(zhì)，其余各指標(biāo)無(wú)顯著差異。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)性狀，水稻生產(chǎn)中施P 量在70~120 kg/hm2時(shí)效果較佳，過(guò)量施用P 肥不僅利用率低、稻米低產(chǎn)低效，還會(huì)加重生態(tài)環(huán)境污染。

P 素對(duì)稻米中Zn 和植酸的合成和積累具有重要的調(diào)控作用，是稻米中植酸積累最直接的調(diào)控因子，也是影響稻米中Zn 含量的重要生態(tài)因子[65-66]。蘇達(dá)和王蘇影等[67-68]研究表明，P 顯著提高了水稻籽粒中的植酸P、高價(jià)磷酸肌醇以及總P 含量，同時(shí)降低了稻米中Zn的含量及其有效性，從而降低稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。也有人認(rèn)為，P 肥可增加 Fe、Mn、Cu、Zn 等在糙米中的分布，促進(jìn)水稻糙米對(duì)蛋白質(zhì)的積累，抑制其對(duì)直鏈淀粉的積累，導(dǎo)致膠稠度變軟，但對(duì)糙米品質(zhì)影響較小[69]。在互作方面，P 與 K、P 與N 的互作效應(yīng)各不相同，有研究指出，P與N 交互作用對(duì)稻米品質(zhì)影響最大[16]。也有研究指出，P 與K 在稻米品質(zhì)方面存在顯著的互作效應(yīng)，適宜P、K 配施可從一定程度上提高稻米品質(zhì)[70]。P 在不同條件下對(duì)不同稻米品質(zhì)的影響不同，存在品種間、地域間和季別間的差異[67，71]。

1.3 K 元素

K 是作物生長(zhǎng)中重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，是許多酶的活化劑，能促進(jìn)植物體內(nèi)多種代謝反應(yīng)，促進(jìn)光合作用，還能增強(qiáng)作物的抗逆性和抗病力，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育[72]。K 可以調(diào)節(jié)水稻根系分泌物進(jìn)而影響稻米品質(zhì)，如缺乏K，會(huì)導(dǎo)致水稻生長(zhǎng)發(fā)育不良、抗性差、產(chǎn)量低、品質(zhì)變劣[73]。才碩等[74]指出，K 對(duì)稻米品質(zhì)的影響僅次于N 素，對(duì)稻米堊白、直鏈淀粉含量和稻米蛋白質(zhì)含量均有顯著影響。大量研究表明，適量施用K 肥不僅可提高稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，還可提高其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)[16-17，72，74-76]。馬波和羅一鳴等[76-77]認(rèn)為，K 可通過(guò)提高稻米的香味來(lái)顯著提升稻米的食味評(píng)分。莫釗文等[78]認(rèn)為，K 對(duì)華南早晚兼用型水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響因品種而異。只有閉獻(xiàn)燦[63]研究認(rèn)為，K肥可以增加直鏈淀粉含量、堊白粒率和堊白度，降低外觀品質(zhì)。王子臣等[79]研究認(rèn)為，隨著K 肥用量增加，雜交粳稻稻米淀粉黏滯性呈變劣趨勢(shì)，稻米食味值下降，這可能與土壤速效K 含量有關(guān)。綜合不同品種和不同種植環(huán)境，K 肥用量在120~180 kg/hm2范圍內(nèi)不僅可以提高產(chǎn)量，還可顯著增加稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。

關(guān)于水稻生長(zhǎng)中的施鉀時(shí)期，一些學(xué)者研究認(rèn)為，穗期鉀營(yíng)養(yǎng)對(duì)稻米品質(zhì)影響較大，穗期施鉀可顯著提升稻米的外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)，但存在品種間差異[73，80]。葉定池等[81]指出，相同施鉀量時(shí)，不同施鉀時(shí)期對(duì)精米率有較大影響。關(guān)于K 與其他礦質(zhì)元素的互作，有研究表明，K 與N 和P 互作對(duì)稻米產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著影響，且K 與 N、K 與 P 的互作效應(yīng)各不相同[16]。成臣等[70]認(rèn)為，在對(duì)稻米產(chǎn)量和品質(zhì)影響方面，K 與P 的互作效應(yīng)最為顯著，兩者適宜的配施比例可提高稻米出糙率、精米率、整精米率及膠稠度，增加直鏈淀粉及粗蛋白含量，并且顯著提高精米N 素累積量。水稻生長(zhǎng)后期提高鉀肥比例可以改善稻米的整體品質(zhì)。

2 中量元素對(duì)稻米品質(zhì)的影響

水稻生長(zhǎng)除需大量營(yíng)養(yǎng)元素 N、P、K 外，Ca、Mg、S、Si 被認(rèn)為是第2 位營(yíng)養(yǎng)元素，也被稱為中量元素，這些元素對(duì)水稻生長(zhǎng)和稻米品質(zhì)也起著重要作用[10]。

2.1 Ca 元素

Ca 在植物生長(zhǎng)發(fā)育中具有重要的生理和結(jié)構(gòu)功能，其作為第二信使調(diào)控多種生物過(guò)程，可降低膜脂過(guò)氧化程度，作為細(xì)胞壁組分，可維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性[82]，能顯著提高植物抵抗各種環(huán)境脅迫的能力[83]。Ca 是稻米籽粒中一種常量元素，也是稻米營(yíng)養(yǎng)成分之一，其對(duì)植株的生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝以及生理生化過(guò)程均有著舉足輕重的作用[73]。關(guān)于Ca 元素對(duì)稻米品質(zhì)的影響，劉立軍等[73]認(rèn)為，結(jié)實(shí)期Ca 水平對(duì)稻米品質(zhì)影響較大，Ca 通過(guò)調(diào)節(jié)根系分泌物導(dǎo)致稻米的堊白粒率、堊白度、直鏈淀粉含量和崩解值顯著降低，膠稠度和消減值顯著升高，從而提高稻米的外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)。而王文玉等[84]研究表明，Ca 可顯著提高稻米的糙米率、精米率、整精米率和蛋白質(zhì)含量，對(duì)直鏈淀粉含量影響不明顯，但降低了外觀品質(zhì)和食味評(píng)分。張國(guó)發(fā)和湯海濤等[10，14]指出，Ca 元素可增加稻米蛋白質(zhì)含量和淀粉膠稠度，降低堊白粒率。王士梅等[85]指出，Ca 元素可顯著增加稻米中Fe、Mg、Zn 和直鏈淀粉含量，降低Mn 和Cu 含量，降低淀粉冷漿粘度、消解值、回復(fù)值和起漿溫度。Ca 元素對(duì)稻米良好品質(zhì)的形成具有重要作用，水稻生長(zhǎng)后期尤其是結(jié)實(shí)期使用含Ca 元素肥料可顯著提高稻米整體品質(zhì)。

2.2 Mg 元素

Mg 是作物生長(zhǎng)的必需元素，是葉綠素的重要組成成分，對(duì)植物光合作用、能量代謝和蛋白質(zhì)合成具有重要影響，與稻米品質(zhì)有著密切關(guān)系[86]。通常認(rèn)為施Mg有利于稻米品質(zhì)的提升[87]。不同研究一致認(rèn)為Mg 元素能改善稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)[86，88-90]。王永兵等[91]認(rèn)為，施Mg 總體能夠改善稻米品質(zhì)，但存在品種間差異，合理施Mg 可提高糙米率和精米率，改善米飯的外觀、黏度、平衡度和食味值，對(duì)于直鏈淀粉含量低的品種，有助于提高蔗糖含量。聶錄等[86]認(rèn)為，Mg 可提升稻米加工品質(zhì)，且隨Mg 肥用量的增加，稻米蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)，直鏈淀粉含量呈下降趨勢(shì)，食味值顯著提高。曾志等[92]認(rèn)為，隨著施Mg 量的增加，米飯食味品質(zhì)升高，但施Mg 過(guò)量蛋白質(zhì)含量增加、米飯食味值下降，導(dǎo)致稻米品質(zhì)下降。關(guān)于施Mg 時(shí)期，有研究表明，基肥時(shí)期施用Mg 肥提高蛋白質(zhì)含量、降低直鏈淀粉含量，蘗肥期和穗肥期追施Mg 肥降低蛋白質(zhì)含量、提高直鏈淀粉含量[93]；金正勛等[94]指出，在灌漿成熟期減N的同時(shí)施Mg 可顯著降低稻米蛋白質(zhì)含量，提高稻米蒸煮食味品質(zhì)。李軍等[93]認(rèn)為，穗肥期追施Mg 肥，可顯著改善稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，提高食味品質(zhì)，且隨著施肥時(shí)期延遲加工品質(zhì)上升、食味品質(zhì)達(dá)最高，但穗肥時(shí)期Mg 和Zn 配施改善了加工品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，降低了外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。Mg 元素可提高稻米食味品質(zhì)，尤其在灌漿期和穗肥期使用，Mg 肥施用量以100~120 kg/hm2較佳。

2.3 S 元素

S 是水稻生長(zhǎng)發(fā)育的重要元素之一，可以促進(jìn)水稻光合作用和養(yǎng)分吸收，提高N 肥利用率和抗逆性，進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)[95-96]?？追避姷萚96-98]認(rèn)為，S素可提高水稻的糙米率、精米率、整精米率和研磨品質(zhì)，降低稻米碎米率和堊白粒率，提高水稻的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)。王越濤等[99]研究表明，S 肥用量為30 kg/hm2時(shí)稻米碾磨品質(zhì)較好，60 kg/hm2時(shí)外觀品質(zhì)較好，說(shuō)明施S 可在一定程度上提高稻米品質(zhì)。李玉影等[100]指出，S 可增加水稻蛋白質(zhì)含量，降低淀粉含量，對(duì)改善稻米品質(zhì)具有重要意義。湯海濤等[14]指出，土壤有效S 含量與稻米精米率、蛋白質(zhì)含量和整體品質(zhì)呈顯著正相關(guān)，但不同水稻品種之間存在差異。S 元素影響稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，但添加量的多少要根據(jù)土壤中S 含量的多少?zèng)Q定，一般情況下以30~50 kg/hm2用量表現(xiàn)佳。

2.4 Si 元素

Si 不是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，但是繼N、P、K之后第4 營(yíng)養(yǎng)元素。Si 可有效增加水稻光合作用，增強(qiáng)抗性，改善稻米品質(zhì)，促進(jìn)稻米的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)[101-102]。大量研究表明，Si 元素可改善稻米品質(zhì)，主要是提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，降低堊白度和堊白粒率，提高稻米的加工和外觀品質(zhì)[88，103-106]。Si 元素對(duì)稻米直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量的影響有不同結(jié)論：有人認(rèn)為，Si 可增加直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量，但也有人認(rèn)為Si 會(huì)降低直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量[107-109]。張滿利和王翠娟等[109-110]認(rèn)為，Si 對(duì)稻米食味品質(zhì)無(wú)明顯影響。吳桂成等[111]認(rèn)為，Si 可顯著提升稻米蒸煮食味品質(zhì)。劉奇華等[112]認(rèn)為，在高溫逆境下施Si 不利于稻米食味品質(zhì)的改善。趙海成等[107]指出，施Si 降低了稻米食味評(píng)分。綜合國(guó)內(nèi)不同地區(qū)、不同水稻品種間差異，土壤中Si 含量小于200~250 mg/kg 時(shí)可補(bǔ)施Si 肥，超過(guò)此含量時(shí)增施Si 肥增產(chǎn)效果不明顯，且有可能造成稻米品質(zhì)下降。

3 微量元素對(duì)稻米品質(zhì)的影響

微量元素在土壤中含量很低，但對(duì)植物生長(zhǎng)作用很大。植物生長(zhǎng)所需微量元素主要有 Cl、B、Zn、Fe、Mg、Cu、Mo、Co、V 和 Ni 等。補(bǔ)充適量微量元素能協(xié)調(diào)平衡其他養(yǎng)分，形成優(yōu)質(zhì)的土壤環(huán)境，從而提高稻米整體品質(zhì)[113]。關(guān)于微量元素對(duì)稻米品質(zhì)的影響，目前研究較多的是 Zn，其次是 Fe、Cu 和 B。

大量研究表明，Zn 元素通過(guò)提升香氣、味道、口感等方面來(lái)提高稻米品質(zhì)，適量施Zn 可以改善稻米品質(zhì)，超量施用則降低稻米品質(zhì)[114-116]。Zn 可提高稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)，但不同水稻品種之間存在較大差異[117-118]。施Zn 可增加稻米籽粒中Zn 含量，葉面噴施Zn 肥效果較佳[115，119-120]，水稻籽粒中的 Zn含量隨施Zn 水平的增加而升高，當(dāng)施Zn 量達(dá)到一定程度時(shí)，籽粒中Zn 含量無(wú)顯著增加[121]。

有研究表明，Cu 處理對(duì)稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)以及衛(wèi)生品質(zhì)均無(wú)顯著影響，但可使蛋白質(zhì)含量顯著增加，使稻米中 Fe、Zn、Mn、Mg 含量顯著下降[122-123]。也有研究表明，Cu 處理對(duì)整精米率影響顯著，隨著Cu 含量增加，稻米糙米率和精米率明顯降低，而蛋白質(zhì)和 Fe、Zn、Mn、Mg、Cu 含量均先增后減[124-125]。

葉面噴施Fe 元素可顯著增加精米中Fe 含量、蛋白質(zhì)含量、必須氨基酸含量和氨基酸總量，但過(guò)量使用會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致其他營(yíng)養(yǎng)元素嚴(yán)重缺乏，影響水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響稻米產(chǎn)量和品質(zhì)[126-127]。

另外，楊志珍等[15]研究指出，土壤中 Zn、Cu、Mn、Mo和B 元素可降低稻米的堊白度、堊白粒率、直鏈淀粉含量，增加香味物質(zhì)，提高蛋白質(zhì)含量和食味品質(zhì)。王秋菊等[128]指出，提高土壤中的 Zn、Cu、Mn 和 Fe 含量可提高稻米蛋白質(zhì)含量，降低整精米率和食味品質(zhì)，升高稻米堊白粒率，降低外觀品質(zhì)；土壤中Cu、Mn、Fe 含量高，稻米出糙率下降，Zn 可提高出糙率；Cu、Zn 含量高降低稻米直鏈淀粉含量，而Mn、Fe 含量高則相反。鄭傳剛[113]指出，土壤中微量元素含量與香稻品質(zhì)性狀呈顯著相關(guān)，土壤中有效Mn 和Mo 可顯著提高香稻整精米率和蛋白質(zhì)含量，而有效Cu 則降低整精米率和蛋白質(zhì)含量，但不明顯，三者對(duì)直鏈淀粉含量均無(wú)顯著影響；有效Zn 含量與直鏈淀粉含量正相關(guān)，但與蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。湯海濤等[14]指出，土壤中Mn、Cu、Mo 及Cl 的含量與稻米品質(zhì)顯著相關(guān)，稻米堊白粒率和堊白度隨有效Mn 含量的增加而增加，稻米蛋白質(zhì)含量隨有效Cu 和有效Mo 含量的增加而增加，稻米蛋白質(zhì)含量和膠稠度與有效Mo 含量達(dá)顯著正相關(guān)。

4 展望

礦質(zhì)元素是影響水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的重要因素，由于水稻種植受多因素影響，關(guān)于同一種礦質(zhì)元素對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究結(jié)論不盡相同。礦質(zhì)元素對(duì)稻米品質(zhì)的影響具有多向性，具體施用中很難兼顧到稻米的每一個(gè)品質(zhì)指標(biāo)。因此，礦質(zhì)元素的施用要根據(jù)水稻品種特性、土壤環(huán)境和種植條件等特點(diǎn)，因地制宜、適時(shí)適量、合理運(yùn)籌，最大限度提高稻米的整體品質(zhì)。未來(lái)礦質(zhì)元素對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

1）要以各地土壤類型為基礎(chǔ)，確定不同類型土壤中礦質(zhì)元素的種類和含量，以及不同類型土壤對(duì)稻米品質(zhì)的影響特征，實(shí)現(xiàn)水稻因地“精準(zhǔn)”施肥。

2）我國(guó)水稻品種較多，各品種水稻都有自身的遺傳特性，不同品種水稻對(duì)礦質(zhì)元素的需求和反應(yīng)也存在較大差異。因此應(yīng)以水稻品種為基礎(chǔ)，確定不同品種水稻對(duì)礦質(zhì)元素需求的特點(diǎn)和不同品質(zhì)與礦質(zhì)元素的相關(guān)性針對(duì)性的補(bǔ)充礦質(zhì)元素。

3）目前對(duì)單一元素對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究較多，而關(guān)于元素互作及協(xié)同作用方面的研究還不多，也不深入，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)不同元素互作及協(xié)同作用對(duì)稻米品質(zhì)影響方面的研究，并從機(jī)理方面進(jìn)行解釋，研究實(shí)際應(yīng)用中不同元素的搭配和配比。

4）目前對(duì)稻米品質(zhì)方面的研究主要集中在加工、外觀、蒸煮、食味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面。未來(lái)應(yīng)在此基礎(chǔ)上更多的關(guān)注其安全、貯藏和衛(wèi)生等方面的品質(zhì)評(píng)價(jià)和研究。

5）稻米不同品質(zhì)間存在著復(fù)雜關(guān)系，當(dāng)提高某種品質(zhì)指標(biāo)時(shí)，往往也會(huì)伴隨其它品質(zhì)指標(biāo)的下降，因此，如何通過(guò)養(yǎng)分管理、養(yǎng)分調(diào)控、合理運(yùn)籌，盡可能協(xié)調(diào)它們之間的關(guān)系，使各評(píng)價(jià)指標(biāo)在更高水平上統(tǒng)一起來(lái)，也需進(jìn)一步深入的研究。