اثر سطوح نیتروژن بر صفات ظاهری و کیفت پخت و تغذیه‌ای دانه برنج در شرایط کشت مستقیم بر بستر مرطوب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مؤسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران

10.22124/cr.2026.32887.1891

چکیده

مقدمه: مدیریت نیتروژن یکی از عوامل کلیدی در تعیین عملکرد و کیفیت دانه برنج، به‌ویژه در شرایط کشت مستقیم بر بستر مرطوب است که از نظر استقرار گیاه و پویایی عناصر غذایی با روش نشاکاری تفاوت دارد. عوامل تعیین کننده کیفیت پخت و خوراک نظیر مقدار آمیلوز، درجه حرارت ژلاتینی شدن و پروتئین دانه به ماهیت ژنتیکی رقم بستگی دارد اما تحت تأثیر عوامل محیطی از جمله میزان نیتروژن مصرفی نیز قرار می‌گیرد.

مواد و روش‌ها: این پژوهش با هدف بررسی اثر پنج سطح نیتروژن (۰، ۶۰، ۹۰، ۱۲۰ و ۱۵۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار از منبع اوره) بر عملکرد شلتوک، کیفیت تبدیل، صفات فیزیکی دانه و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی مرتبط با کیفیت پخت و تغذیه‌ای سه رقم برنج شامل هاشمی، آنام و شیرودی انجام شد. آزمایش به صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مؤسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) اجرا شد. نمونه‌های شلتوک پس از برداشت خشک، پوست‌گیری، سفیدکنی و جداسازی برنج سالم، برای ارزیابی شاخص‌های کیفی مورد استفاده قرار گرفتند. تجزیه داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقایسه میانگین‌ها با آزمون حداقل اختلاف معنی‌دار (LSD) در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.

نتایج و بحث: نتایج نشان داد که عملکرد شلتوک به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر سطح نیتروژن و رقم قرار گرفت. بیشترین عملکرد رقم هاشمی (۴٫۲۰ تن در هکتار) در سطح ۹۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد، در حالی که ارقام آنام و شیرودی بیشترین عملکرد خود را در سطح ۱۲۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار به ترتیب با عملکرد ۴٫۷۹ و ۶٫۵۶ تن در هکتار نشان دادند. با افزایش مصرف نیتروژن، به طور کلی راندمان تبدیل و درصد برنج سالم بهبود یافت و طول و ضریب رعنایی دانه خام افزایش پیدا کرد. در مقابل، طول دانه پخته و ضریب ری‌آمدن کاهش یافت. همچنین محتوای پروتئین دانه با افزایش نیتروژن افزایش یافت، در حالی که مقدار آمیلوز از حدود ۲۴٫۸ درصد در تیمار بدون نیتروژن به حدود ۲۱٫۳ درصد در سطح ۱۵۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار کاهش یافت و دمای ژلاتینه شدن افزایش نشان داد. پاسخ عناصر معدنی دانه به نیتروژن متفاوت بود؛ به‌طوری‌که غلظت منگنز روند افزایشی داشت، در حالی که تغییرات آهن و روی به رقم و سطح نیتروژن وابسته بود. ویژگی‌های خمیری نیز به طور معنی‌داری تحت تأثیر نیتروژن قرار گرفتند؛ به طوری که با افزایش سطح نیتروژن، ویسکوزیته پیک و نهایی حدود ۱۲ تا ۲۵ درصد کاهش یافت، در حالی که مقدار برگشت‌پذیری یا پسرفت و دمای خمیری شدن افزایش یافت که بیانگر کاهش نسبی کیفیت پخت در مصرف بیش از حد نیتروژن است.

نتیجه‌گیری: در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که ارقام برنج در شرایط کشت مستقیم بر بستر مرطوب واکنش‌های وابسته به ژنوتیپ و غیرخطی به نیتروژن نشان می‌دهند. بر این اساس، کاربرد حدود ۹۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار برای رقم هاشمی و ۱۲۰ کیلوگرم نیتروژن در هکتار برای ارقام آنام و شیرودی بهترین توازن بین عملکرد بالا، کیفیت تبدیل و ویژگی‌های مطلوب پخت و تغذیه‌ای دانه را فراهم کرد، در حالی که مصرف بیش از این مقادیر، موجب افت برخی شاخص‌های کیفی دانه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of nitrogen levels on appearance traits and cooking and nutritional quality of rice grain under direct seeding in wet bed

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Habibi
  • Farzin Pouramir
  • Mina Ebrahimi
Rice Research Institute of Iran (RRII), Agricultural Research, Education and Extension
چکیده [English]

Introduction: Nitrogen (N) management is a critical factor influencing rice yield and grain quality, particularly under wet-bed direct seeding, where crop establishment and nutrient dynamics differ from conventional transplanting systems. Cooking and eating quality in rice, including amylose content, gelatinization temperature, and protein content, depends not only on the genetic characteristics of the variety but also on environmental factors, particularly the nitrogen application rate.

Materials and Methods: This study evaluated the effects of five N application rates (0, 60, 90, 120, and 150 kg N ha⁻¹ as urea) on paddy yield, milling quality, grain physical traits, cooking and physicochemical properties, and nutritional composition of three rice cultivars, namely Hashemi, Anam, and Shiroudi. The experiment was conducted at the Rice Research Institute of Iran (Rasht) using a split-plot arrangement in a randomized complete block design with three replications. After harvest, paddy samples were dried, dehulled, milled, and head rice was separated to determine milling and quality-related traits. Data analysis was conducted using SAS software, and treatment means were separated by the Least Significant Difference (LSD) test at the 5% probability level.

Results and Discussion: Paddy yield responded significantly to N rate and cultivar. Maximum yields of Hashemi (4.20 t.ha⁻¹) were obtained at 90 kg N ha⁻¹, whereas Anam and Shiroudi achieved their highest yields at 120 kg N ha⁻¹ (4.79 and 6.56 t.ha⁻¹, respectively), with no significant yield increase at higher N rates. Increasing N generally improved milling recovery and head rice yield, while increasing raw grain length and slenderness. In contrast, cooked grain length and elongation ratio declined with increasing N. Grain protein content increased markedly with N application, while amylose content decreased from approximately 24.8% at 0 N to 21.3% at 150 kg N ha⁻¹, accompanied by an increase in gelatinization temperature. Grain Mn concentration increased with higher N supply, whereas Fe and Zn responses varied depending on cultivar and N rate. Pasting properties were also significantly affected: peak and final viscosity decreased by 12–25% at high N rates, while setback viscosity and pasting temperature increased, indicating less desirable cooking quality under excessive N application.

Conclusion: Overall, the results demonstrate that rice cultivars exhibit genotype-specific and non-linear responses to N under wet-bed direct seeding. Optimized N rates of approximately 90 kg N ha⁻¹ for Hashemi and 120 kg N ha⁻¹ for Anam and Shiroudi provided the best compromise between high paddy yield, milling performance, and acceptable cooking and nutritional quality, whereas excessive N application offered limited yield benefits but adversely affected grain quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grain quality
  • Milling recovery
  • Nutritional value
  • Paste viscosity