孫廣友，李紅艷

(1.中國科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,吉林 長春 130021；2.吉林大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院,吉林 長春 130021;3.哈爾濱學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150086;4.大安市農(nóng)業(yè)局,吉林 大安 131300)

弱堿食品是當今潮流．國內(nèi)外尚無弱堿大(粳)米的概念與定義．中國是世界大米主產(chǎn)國，在國家所頒布的大米標準中(GB 1354),未有弱堿大米術(shù)語,缺少國家確認標準．作者將1996～2011年于大安古河道萬畝試區(qū)弱堿性土壤生產(chǎn)的大米認定為弱堿大米，但沒有給出確定指標．2011年以來，網(wǎng)絡(luò)媒體偶見弱堿大米提法，但未見依據(jù)，且多數(shù)概念混淆．因此．總體看來，弱堿大(粳)米的研究尚屬空白．

作者在本文中首次給出了弱堿大(粳)米的學(xué)科定義，并擬定了確認指標體系．2012年中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所與吉林省加星生物科技有限公司合作，將吉粳88優(yōu)質(zhì)稻種引入大安古河道鹽堿地1萬畝試驗區(qū)，進行弱堿大米栽培試驗，生產(chǎn)出pH具有弱堿特征的古河媽媽牌粳米，驗證了作者所提弱堿大(粳)米定義及確定標準的合理性．2013年作者在本文基礎(chǔ)上完成了古河媽媽粳米企業(yè)標準的編寫和備案．

本研究可為國家及地方制定弱堿大米標準提供參考，有利于推動我國大米多樣性認識．分析數(shù)據(jù)表明，“古河媽媽”牌稻米屬于優(yōu)質(zhì)弱堿粳米，這對國家、吉林省和松嫩平原西部特色大米品牌建設(shè)，具有重大經(jīng)濟價值．

1 弱堿大米的定義和認定指標

1.1 關(guān)于弱堿大(粳)米的定義

科技界尚無弱堿大(粳)米術(shù)語，也未見相關(guān)定義和認定標準，以致相關(guān)研究也基本處于空白狀態(tài)．因此，確定這一術(shù)語并予以科學(xué)定義是十分必要的．

世界的自然環(huán)境可分為酸性與堿性環(huán)境．世界上水稻主要分布在酸性環(huán)境，故稻米以酸性為主．以致堿性環(huán)境的稻米沒有受到應(yīng)有重視．作者認為，與酸性環(huán)境的大米不同，弱堿大米是地球上堿性環(huán)境的產(chǎn)物，它是含有天然微量堿的大米.因此，可以對弱堿大米初步定義為：弱堿大米(alkaliescent rice or weak alkali rice)是含有原生微量堿的大米．弱堿粳米(alkalescent japonica rice or weak alkali rouond-grained rice)是含有原生微量堿的粳米．所謂原生堿是指水稻在生育過程中，從土壤和水中吸收并儲存于水稻果實稻谷及其它器官中的堿物質(zhì)，而非人工制成．但該堿物質(zhì)又不能在稻谷中儲存過少或過多，過少達不到弱堿；過多就屬于強堿，會因減少稻米支鏈淀粉含量而降低米質(zhì)，亦對人體無益．

1.2 弱堿大米認定的指標體系

1.2.1 指標構(gòu)成

天然弱堿大米只能產(chǎn)自弱堿性環(huán)境，故弱堿性環(huán)境是其判定的首要指標．但弱堿性環(huán)境并非就一定就能夠產(chǎn)出弱堿大米．為此，除具備弱堿性環(huán)境指標外，還需大米自身具有弱堿性特征．前者為必要指標，后者為充足指標，共同構(gòu)成指標體系．只有兩者同時具備，才能確定為弱堿大米．不少地方自標為弱堿大米，但無環(huán)境指標依據(jù)，更無大米的指標數(shù)據(jù)，顯然是不夠嚴謹?shù)模?/p>

1.2.2 環(huán)境要素的篩選依據(jù)

水稻的環(huán)境是一個包括地質(zhì)、地貌、水文、氣候、土壤等多要素的復(fù)雜體系，以物質(zhì)流、能量流和信息流形態(tài)與水稻相互作用．而對于稻米中堿物質(zhì)的積累，則主要是生物化學(xué)過程的物質(zhì)流作用．因此，在環(huán)境諸要素中，作為稻米堿物質(zhì)源的供給者，土壤和水分是兩類關(guān)鍵因素．對于弱堿大米來說，它們應(yīng)該共同或至少其一屬于堿性．

(1)土壤酸堿度指標．鹽漬土有多種分類．王遵親、楊國榮等的數(shù)值化分類得到廣泛認同，本文據(jù)以采用．其弱、中、重度和堿土的含鹽堿量分別為0.1%～0.3%，0.3%～0.5%，0.5%～0.7%，和>0.7%[1-2].

水稻苗期的鹽堿忍耐值為0.2%～0.3%,這恰與弱鹽漬土的指標上限相吻合．應(yīng)指出，0.3%是指土壤種稻前的本底狀態(tài)．據(jù)大量試驗，泡田后可形成含鹽量<0.2%田面淡化層．可見，將弱堿大米的土壤含鹽量選在0.1%～0.3%也是合理的．作者試驗還表明，既使含鹽量0.5%中度蘇打鹽漬土，經(jīng)過2次泡田洗堿，其含鹽量也可降低到0.2%，苗期是安全的．但對于0.5%～0.7%的重度蘇打鹽堿地，需要3次泡田排鹽才能降到2%左右，而且生育期間往往返堿強烈，難有效益．最好是前1～2年只泡田排鹽而不插秧，可避免損失[3]．

為便于弱堿環(huán)境識別，應(yīng)將土壤含鹽量與其pH值建立相關(guān)．土壤分類規(guī)定，pH值7.0為中性，<7.0為酸性，>7.0為堿性．松嫩平原蘇打鹽漬土的pH值與含鹽量之間總體上存在正相關(guān)趨勢，含鹽量為0.10%～0.13時，pH值變化在8.45～8.78[4]；含鹽量>3%時，pH值>8.5[5]．作者綜合前人研究并結(jié)合試驗，發(fā)現(xiàn)兩者存在如下大體對應(yīng)關(guān)系(見表1).

表1 松嫩平原蘇打鹽漬土含鹽量與pH值的對應(yīng)關(guān)系

綜合上述，我們可以給出狹義與廣義兩種弱堿土壤概念，狹義系指弱及中度蘇打鹽漬土，含鹽量0.1～0.5%，pH值7.5～9.5，1～2次泡田洗堿，即可當年生產(chǎn)弱堿大米;廣義則指重度蘇打鹽漬土和堿土，需經(jīng)2～3年改良，變成中等輕度蘇打鹽漬土后，才可生產(chǎn)弱堿大米．

(2)水的酸堿度指標．在國際14級酸堿度劃分中，天然飲用水的酸堿度以7為中性，<7為酸性,>7為堿性．國際《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定，健康飲用水pH值為6.5～8.5．可說明堿性水的pH值上限應(yīng)在8.5，即屬于弱堿性．據(jù)此，本文將7.0～8.5作為弱堿大米的灌溉水指標．

由于松嫩平原西部屬于蘇打鹽堿土，灌溉水可以是堿性的，也可以是非堿性的．據(jù)全國主要流域重點斷面資料資料(2009)，第二松花江哈達山至河口段pH值為7.0～7.5；嫩江尼爾基水庫至河口段為7.67，皆屬于弱堿性質(zhì)．據(jù)作者觀測，該平原西部地下水pH值為7.4～8.2，亦屬于弱堿水性質(zhì)，與早期研究結(jié)論大體一致[6].可見，平原西部的地表水與地下水都屬于弱堿性，適宜弱堿大米的生產(chǎn)．

(3)大米的酸堿度指標．考慮到大米鹽堿性來源于水、土環(huán)境，應(yīng)采取與水、土相一致的酸堿度標準來劃分大米的酸堿度．即pH值7為中性，<7為酸性，>7為堿性．世界大米一般為酸性(pH值5.7)，我國大米主要屬于酸-弱酸性(pH<6.5)．對世界大米而言，>5.7具有相對弱堿性，對我國來說，>6.5才具有相對弱堿性．后者更值得重視．

人體健康狀態(tài)的pH是7.0～7.4，部分器官pH最高為8.52.若達到8～10時，大米的糊粘度急劇減小，質(zhì)量變劣[7]．因此，作者認為弱堿大米的pH值不應(yīng)高于8.0．又考慮大米的堿物質(zhì)易于揮發(fā)而使pH值降低．作者測試表明，陳弱堿米pH多為6.5～7.0．pH值過低會失去弱堿價值．故本文建議將弱堿大(粳)的pH值定為7.0～8.0．如將相對弱堿性因素考慮進去，弱堿大米的pH閾值可定為6.5～8.0．

2 弱堿大(粳)米的試驗驗證

2.1 試驗區(qū)區(qū)位

驗證試驗在中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所大安古河道鹽堿地綜合開發(fā)萬畝試驗區(qū)進行，該試區(qū)建成于1993年，中心坐標為45．38′20″N.124．03′30″E，氣候為北溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候，地貌屬于松嫩沖積-湖積平原大安古河道北段，為嫩江高-低河漫灘和一級階地組合．原始生態(tài)景觀為堿蓬-虎尾草鹽沼與羊草草甸，土壤類型為蘇打堿化土與堿土鹽土復(fù)區(qū)．地表水屬于嫩江水系，月亮泡水庫為試區(qū)獨立供水水源(亦稱東灌區(qū))，試區(qū)規(guī)劃面積1 500 hm2,可滿足不同類型鹽漬土各級別試驗．

2.2 試區(qū)水、土因素

2.2.1 水分因素

試區(qū)主要依靠月亮湖水進行灌溉．該湖pH值為7.67～8.29，屬于弱堿性．地下水在試驗中沒有利用．地表孔隙潛水，埋深0～4 m，為NaHCO3型，pH值為7.5～8.2，屬于弱堿性．

2.2.2 土壤因素

試驗區(qū)弱(輕)、中、重度各類蘇打鹽漬土可溶鹽含量如下表(見表2)

表2 大安古河道萬畝試驗區(qū)不同蘇打鹽化草甸土化學(xué)特征(g/kg)

1996年試驗結(jié)果，弱蘇打鹽化草甸土1次泡田后，表層含鹽量由0.18%降低為0.15%，pH值由8.32降低為8.0，成為水稻適宜土壤．2011年引進吉粳88進行驗證性試驗，泡田前的含鹽量為0.15%，pH值7.54，泡田后為0.12%， pH值為7.44，獲得了717.88 kg/666.67m2的超高產(chǎn)記錄．

中度蘇打鹽堿土經(jīng)過一次泡田洗堿，含鹽量從0.35%降低到0.17%，pH值由9.75降低到9.49，可以插秧．含鹽量由0.5%的重度蘇打鹽堿土經(jīng)過兩次泡田洗堿，降到0.25%，僅獲得3600 kg/hm2產(chǎn)量．含鹽量達0.7%，pH值達到10的含堿斑重度蘇打鹽漬土，三次泡田排鹽后，仍然立苗困難，沒能正常結(jié)穗[8]．這說明，重度蘇打鹽堿土和堿土必須經(jīng)過多年度多次泡田排鹽，才能變成中輕度蘇打鹽漬土，滿足弱堿大(粳)的要求．

2.2.3 水稻品種的選擇

2011年試區(qū)引進多種優(yōu)良品種進行對比試驗．其中超級稻品種吉粳88最為優(yōu)秀，具有高產(chǎn)、抗倒伏、抗稻瘟病等優(yōu)異品質(zhì)[9]．但具有生育期長，耐堿性一般的缺點．試驗采用早育壯秧、適時插秧解決生育期長問題；采用弱度鹽堿土解決耐鹽堿偏低問題．結(jié)果獲得大面積717.88 kg/666.7 m2的超高產(chǎn)成果[10]；2012年與吉林省加星生物科技有限公司合作，又取得小區(qū)827.89 kg/666.7 m2,的成果．定名為“古河媽媽”牌弱堿有機粳米，市場反響良好[11]．

2.2.4 弱堿大米的酸堿度(pH)指標

將放置9個月的米樣進行測試，結(jié)構(gòu)pH值為6.55～7.01，符合弱堿大米pH值6.5～8.0的閾值．與種植土壤輕度蘇打鹽漬土pH值7.5～8.5對比，大米的pH值低0.5～1.0左右，這恰符合植物含鹽量一般低于生育土壤含鹽量的一般規(guī)律[12]．由此也可反推生產(chǎn)弱堿大米的土壤，其實際含鹽量(包括經(jīng)過泡田洗堿后)應(yīng)控制在0.2%以下，pH值應(yīng)在7.5～8.5以下．

3 吉粳88弱堿粳米的品質(zhì)

3.1 弱堿粳米的品質(zhì)特性

引進的吉粳88超級稻獲得的弱堿粳米，12項全部達到國家一級．而同國家著名品牌稻花香對比，各有優(yōu)勢，而且整體占優(yōu)(見表3)．

表3 吉粳88“古河媽媽”牌弱堿粳米品質(zhì)狀況[13]*

*本表吉粳88數(shù)據(jù)引自張三元等資料(文獻13).粒長偉本次試驗數(shù)據(jù)

3.2 弱堿粳米的成分特征

經(jīng)化驗分析，本次所產(chǎn)“古河媽媽”牌吉粳88弱堿粳米成分如下表(見表4)．

表4 “古河媽媽”牌吉粳88弱堿粳米成分含量(%/mg/100 g)*

*分析化驗：吉林省食品檢驗監(jiān)督院(2012)中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所測試中心(2012)).稻花香資料來源 5cdm.com 20112.18

表中所見，吉粳88的營養(yǎng)元素中硒稍低于全國，也低于稻花香，兩者的鋅都高于全國，其它各項都符合國家一級標準．而鈉等5種微量元素及維生素E和 B1都顯示相對優(yōu)勢，堪稱具有弱堿特色的優(yōu)質(zhì)粳米．

4 結(jié)果與討論

弱堿大米是含有原生微量堿的大米，弱堿粳米則是含有原生微量堿的粳稻大米．弱堿大(粳)米產(chǎn)于蘇打鹽堿地環(huán)境，堿性水、土要素和大(粳)米本身的酸堿度(pH值)，是構(gòu)成弱堿大米的三個基本要素，其指標體系為：土壤的pH值為7.5～9.5，水為7.5～8.5，大(粳)米為6.5～8.0．水土條件中，或兩者同時具備，或只有一者具備上述指標，都可滿足弱堿大(粳)米的種植．

大安古河道鹽堿地萬畝試驗區(qū)引入超級稻吉粳88進行的栽培試驗表明，輕-中度蘇打鹽堿土都可當年生產(chǎn)弱堿粳米，屬于可直接應(yīng)用的弱堿大(粳)米土地資源；重度蘇打鹽堿土和堿土需改良為中=輕度蘇打鹽漬土，方可用于弱堿粳米生產(chǎn)，屬于后備弱堿大(粳)米土壤資源．經(jīng)過改良的松嫩平原各類蘇打鹽漬土，都屬于弱堿大米的土地資源范疇，古河道試區(qū)所產(chǎn)“古河媽媽”牌吉粳米88弱堿粳米，品質(zhì)優(yōu)良，開發(fā)弱堿優(yōu)質(zhì)大米高端品牌的潛力巨大．

[1]王遵親,等.中國鹽漬土[M]．北京：科學(xué)出版社，1993.

[2]張國榮,王海巖.東北松嫩平原蘇打堿化鹽漬土分類芻議[J].土壤學(xué)報,1985,16(6)：244～247.

[3]大安古河道綜合開發(fā)萬畝試驗課題組.大安古河道綜合萬畝實驗研究[M]．長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2007．

[4]黑龍江省農(nóng)科院土肥所鹽堿土組.松嫩平原蘇打鹽堿土的特性及改良途徑[J].土壤通報，1979，(2):8～10．

[5]王春裕,王汝鏞,張素君,張岫嵐.東北蘇打鹽漬土的性質(zhì)與改良[J].土壤通報,1987,18(2)：57～60．

[6]李昌華.松嫩平原地下水和土壤的近代積鹽過程[J].土壤學(xué)報,1964，12(1)：34～36．

[7]張兆琴，畢雙同，蘭海軍，等.大米淀粉的流變性質(zhì)和質(zhì)物特性[J]．南昌大學(xué)學(xué)報(工科版),2012，34(4)：358～364．

[8]羅新正,孫廣友.松嫩平原含堿斑的重度鹽化草甸土種稻脫鹽過程研究[J].生態(tài)環(huán)境,2004,13(1):47～50．

[9]張俊國，張三元，全成哲，楊春剛，郭桂珍，孫 強.超級稻吉粳88的優(yōu)良特性及推廣應(yīng)用[J].中國稻米，2008，(3)：40-42．

[10]李紅艷,孫廣友,趙立勇，等.輕度蘇打鹽堿土水稻大面積草高產(chǎn)本田管理關(guān)鍵技術(shù)[J]．吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),2013，38(2):11～14．

[11]馮麗妃.堿甸子盛開致富花[N].中國科學(xué)報，2013-08-19(4)．

[12]祝庭成.羊草生物生態(tài)學(xué)[M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2004：．

[13]張俊國，張三元.優(yōu)質(zhì)超級稻品種高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究[J].2006,31(2)：3～7．