氮肥運籌對南粳505稻米蒸煮食用品質相關理化指標的影響

朱鎮 張亞東 朱峰峰 陳濤 趙慶勇 姚姝 周麗慧 趙凌 趙春芳 梁文化 路凱 王才林

摘要：以江蘇省農業科學院糧食作物研究所選育的優良食味中熟中粳南粳505為材料，2017年在泗洪石集稻米產業園、東海平明綜合展示基地和江蘇瑞華農業科技有限公司宿遷基地開展氮肥運籌試驗，設置6個不同施氮量處理和6個不同氮肥施用比例處理，測定稻米膠稠度、直鏈淀粉含量、RVA譜特征值，研究施氮量和氮肥施用比例對南粳505稻米蒸煮食用品質相關理化指標的影響。結果表明，稻米膠稠度、直鏈淀粉含量、RVA譜特征值在各處理間存在差異，其中RVA譜特征值中的峰值時間在地點間和不同施氮量處理間的差異達顯著水平，回復值在地點間和不同施氮比例處理間的差異達顯著水平。對不同氮肥運籌處理南粳505稻米膠稠度、直鏈淀粉含量和RVA譜特征值的變異系數進行分析，施氮量處理和氮肥施用比例處理中變異系數最大的均是最低黏度，變異系數分別為6.270%和3.760%，變異系數最小的是糊化溫度。不同施氮量處理間膠稠度、最低黏度、最終黏度和回復值的變異系數較大，各性狀指標的變異系數從大到小依次為最低黏度、最終黏度、回復值、膠稠度、峰值黏度、消減值、崩解值、峰值時間、直鏈淀粉含量、糊化溫度。不同氮肥施用比例處理間，直鏈淀粉含量、最低黏度、最終黏度和回復值的變異系數較大，各性狀指標的變異系數從大到小依次為最低黏度、回復值、最終黏度、直鏈淀粉含量、膠稠度、峰值黏度、崩解值、消減值、峰值時間、糊化溫度。相關分析表明，膠稠度與RVA譜各特征值相關性未達顯著水平;直鏈淀粉含量與RVA譜特征值的最終黏度、回復值和峰值時間顯著正相關;RVA譜3個一級指標間均表現極顯著正相關;峰值黏度與崩解值、回復值顯著或極顯著正相關、與消減值極顯著負相關，最低黏度與峰值時間、回復值顯著或極顯著正相關，最終黏度與回復值、峰值時間極顯著正相關;在二級指標之間，糊化溫度與崩解值和回復值顯著負相關，與峰值時間極顯著正相關，崩解值與消減值和峰值時間顯著或極顯著負相關，消減值與峰值時間極顯著正相關。

關鍵詞：南粳505;氮肥運籌;膠稠度;直鏈淀粉含量;RVA譜特征值

中圖分類號：S511.06文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）08-0084-05

收稿日期：2020-07-29

基金項目：現代農業產業技術體系建設專項資金（編號：CARS-01-62）;江蘇省重點研發計劃（編號：BE2019343）。

作者簡介：朱 鎮（1977—），男，江蘇靖江人，研究員，主要從事水稻遺傳育種研究。E-mail：jsnkyzz@126.com。

通信作者：王才林，研究員，博士生導師，主要從事水稻遺傳育種研究。E-mail：clwang@jaas.ac.cn。

高產、優質、多抗一直是水稻育種的目標[1-3]，隨著育種水平的提高和精確定量栽培技術的廣泛應用，水稻產量水平得到較大提升，水稻總量出現結構性過剩[4-5]。同時人們的生活水平提高，逐步由吃飽轉向吃好，對稻米品質，尤其是食用品質提出了更高的要求。江蘇省農業科學院糧食作物研究所針對江蘇省及周邊消費群體的口感習慣，培育出了南粳46、南粳5055、南粳9108、南粳3908、南粳晶谷、南粳5718等一系列適宜在江蘇省各生態區種植的優良食味粳稻品種[6-9]，得到了廣泛的推廣應用。研究表明，稻米食味品質的好壞不僅受水稻品種本身遺傳因素的影響，環境、栽培、加工等因素均對稻米品質有較大影響[10-11]。關于食味品質評價，由于人工品嘗工作量太大，而且結果差異較大[12]。經過大量研究表明，通過測定膠稠度、直鏈淀粉含量等稻米理化指標和淀粉黏滯性（RVA）譜特征值等，能較好地反映稻米的食味品質[13-14]。

南粳505是江蘇省農業科學院糧食作物研究所與山東省水稻研究所聯合育成的優良食味中熟中粳稻新品種，2017年通過山東省審定（審定編號：魯審稻20170045），2018年通過江蘇省引種備案[備案號：（蘇）引種（2018）第053號]，適合江蘇省淮北地區和魯南、魯西南麥茬稻區及東營稻區種植。2015年申報國家植物新品種保護（申請號：20150420.1），2019年獲得新品種權（品種權號：CNA20150420.1）。本試驗通過設置不同氮肥運籌處理，測定各處理稻米膠稠度、直鏈淀粉含量以及RVA譜特征值并進行分析，研究肥料運籌對南粳505稻米品質的影響，以期完善該品種配套保優栽培技術，為品種的推廣應用提供技術支持。

1 材料與方法

以江蘇省農業科學院糧食作物研究所選育的中熟中粳稻品種南粳505為試驗材料，2017年在泗洪石集稻米產業園和東海平明綜合展示基地開展施氮量試驗，在泗洪石集稻米產業園和江蘇瑞華農業科技有限公司宿遷基地開展氮肥施用比例試驗，施氮量試驗設6個處理（A1、A2、A3、A4、A5、A6），分別施用純氮0、150、225、300、375、450 kg/hm2;氮肥施用比例試驗設6個處理（B1、B2、B3、B4、B5、B6），其中B1不施肥，其余處理總施氮量為 300 kg/hm2，B2至B6處理基蘗肥與穗肥比例分別為10 ∶0、8 ∶2、7 ∶3、6 ∶4、5 ∶5，每組試驗均采用2次重復。施肥方式為第1次分蘗肥在栽后4 d施用、第2次分蘗肥在栽后12 d施用、穗肥在葉齡余數2.5～3.0時一次性施用。小區均采用塑盤育秧、小苗手工移栽，每個小區種植250株，株行距13 cm×27 cm，按照統一要求進行田間管理。

成熟后收獲小區種子，種子風干后在常溫下貯藏3個月。采用國家標準GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測定》規定的方法進行直鏈淀粉含量測定，采用國家標準GB/T 22294—2008《糧油檢驗 大米膠稠度的測定》規定的方法進行膠稠度測定。采用瑞典波通儀器公司的RVA快速黏度分析儀Techmaster，配套軟件TCW（Thermal Cycle for Windows）進行數據分析，測定按美國國際谷物化學家協會（AACC）規定（1995 61-02）要求，含水量為14.0%，樣品質量3.00 g，蒸餾水25.0 mL。測定過程中罐內溫度變化如下：50 ℃保持1 min，以 12 ℃/min 的速度上升到95 ℃（3.75 min），95 ℃保持2.5 min，以12 ℃/min的速度下降到50 ℃（3.75 min），50 ℃保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內轉速為 960 r/min，以后轉速維持在160 r/min。RVA譜特征值主要有3個一級指標（峰值黏度、最低黏度、最終黏度）、3個二級指標[崩解值（峰值黏度-最低黏度）、消減值（最終黏度-峰值黏度）、回復值（最終黏度-最低黏度）]、峰值時間（峰值黏度出現所需時間）和糊化溫度（黏度開始增加時的溫度，是熟化給定試樣所需要的最低溫度）等，黏滯性值單位用Pa·s 表示。

采用Excel和SPSS 22.0數據處理系統進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 方差分析

對2個地點施氮量處理和氮肥比例處理的食味品質相關性狀進行方差分析，可以看出，不同施氮量和地點處理中，南粳505稻米的膠稠度、直鏈淀粉含量在各處理間有差異，但均未達顯著水平，RVA譜特征值中僅峰值時間在地點間和不同施氮量處理間的差異達顯著水平，其余RVA譜特征值在各處理中的差異均未達顯著水平（表1）。不同氮肥施用比例和地點處理中，南粳505稻米的膠稠度、直鏈淀粉含量在各處理間有差異，但均未達顯著水平，RVA譜特征值中僅回復值在地點間和不同施氮比例處理間的差異達顯著水平，其余RVA譜特征值在各處理中的差異均未達顯著水平（表2）。

2.2 肥料處理對南粳505稻米品質的影響

對各肥料處理南粳505稻米的膠稠度、直鏈淀粉含量、RVA譜特征值（表3）進行分析，可以看出，不同施氮量處理間膠稠度、直鏈淀粉含量、RVA譜特征值均存在差異，膠稠度、最低黏度、最終黏度和回復值的變異系數較大，糊化溫度的變異系數最小。

6個處理間的膠稠度為86.750～94.000 mm，變異系數為3.212%;直鏈淀粉含量為8.252%～8504%，變異系數為1.025%;RVA譜特征值中3個一級指標在各處理間均有較大差異，峰值黏度為2620～2.862 Pa·s;變異系數為2.952%;最低黏度為1.045～1.249 Pa·s，變異系數為6.270%;最終黏度為1.512～1.739 Pa·s，變異系數為4.769%。二級指標中變異系數較大的是回復值，數值為0467～0.529 Pa·s，變異系數為4.233%;其次是消減值，數值為-1.151～-1.098 Pa·s，變異系數為1.580%。各性狀指標的變異系數依次為最低黏度>最終黏度>回復值>膠稠度>峰值黏度>消減值>崩解值>峰值時間>直鏈淀粉含量>糊化溫度。

6個氮肥施用比例處理的品質性狀指標（表4）顯示，不同氮肥施用比例處理間直鏈淀粉含量、最低黏度、最終黏度和回復值的變異系數較大，糊化溫度的變異系數最小。6個處理間的膠稠度為88250～94.875 mm，變異系數為2.702%;直鏈淀粉含量為7.671%～8.399%，變異系數為3.162%。RVA譜特征值的3個一級指標在各處理間的均有較大差異，峰值黏度為2764～2.941 Pa·s，變異系數為2.540%;最低黏度為1.097～1.216 Pa·s，變異系數為3760%;最終黏度為1.561～1.708 Pa·s，變異系數為3.286%。二級指標中變異系數較大的是回復值，數值為0.446～0.492 Pa·s，變異系數為3.444%;其次是崩解值，變異幅度為1.639～1.726 Pa·s，變異系數為2.064%;消減值為 -1.242～-1.193 Pa·s，變異系數為1861%。各性狀指標的變異系數依次為最低黏度>回復值>最終黏度>直鏈淀粉含量>膠稠度>峰值黏度>崩解值>消減值>峰值時間>糊化溫度。

2.3 膠稠度、直鏈淀粉含量與RVA譜特征值相關分析

對2個地點、12個氮肥運籌處理南粳505稻米膠稠度、直鏈淀粉含量與RVA譜特征值（表5）進行相關分析。結果顯示，膠稠度與直鏈淀粉含量、消減值、回復值、峰值時間呈負相關關系，與糊化溫度、峰值黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度呈正相關關系，但相關性均不顯著。直鏈淀粉含量與RVA譜特征值的崩解值呈不顯著負相關關系，與其余特征值呈正相關關系，其中與最終黏度（0.350）、回復值（0.470）、峰值時間（0.371）的相關性達顯著水平。

RVA譜各特征值間的相關分析顯示，峰值黏度、最低黏度和最終黏度3個一級指標間均呈極顯著正相關關系，峰值黏度與最低黏度、最終黏度間的相關系數分別為0.817、0.803，最低黏度和最終黏度之間的相關系數為0.968。一級指標與二級指標的相關分析顯示，峰值黏度與崩解值極顯著正相關（0.805），與消減值極顯著負相關（-0.685），與回復值顯著正相關（0.373），與峰值時間和糊化溫度的相關性不顯著;最低黏度與峰值時間（0.556）和回復值（0.387）顯著或極顯著正相關，與糊化溫度、崩解值、消減值相關不顯著;最終黏度與回復值（0.601）和峰值時間（0478）極顯著正相關，與糊化溫度、崩解值、消減值的相關性不顯著。二級指標間的相關分析顯示，糊化溫度與崩解值（-0.394）、回復值（-0.404）顯著負相關，與峰值時間（0.496）極顯著正相關，崩解值與消減值（-0.937）、峰值時間（-0.470）顯著或極顯著負相關，消減值與峰值時間（0.472）極顯著正相關。其余二級指標間相關性不顯著。

3 結論與討論

3.1 氮肥運籌對南粳505稻米膠稠度、直鏈淀粉含量以及RVA特征譜的影響

氮肥是水稻生長最關鍵的營養物質，關于氮肥對稻米食味品質的影響已有大量的研究，但未形成一致的研究結果。有研究表明，增施氮肥會降低直鏈淀粉含量、膠稠度和食味值，顯著提高稻米蛋白質含量[15-18]。金軍等研究發現，直鏈淀粉含量、糊化溫度對氮素反應不敏感，稻米RVA 淀粉譜參數受供氮水平顯著影響，品種間表現不盡相同，與試驗品種、栽培環境以及試驗條件有關[19]。柳金來等的研究表明，氮肥用量在一定范圍內，稻米品質隨氮肥增加而提高，氮肥用量過多則相反[20-21]。每個品種都有其適宜的需氮量，品質特性對氮肥的反應敏感程度在品種間有差異[22]。氮肥運籌不僅要考慮施氮量，還要考慮基蘗肥與穗肥的比例。胡群等以優良食味粳稻南粳9108和南粳5055為試驗材料進行氮肥施用比例研究，結果表明，食味品質中除了完整性隨著基蘗肥所占比例的降低而增加外，香氣、光澤、味道、口感以及食味值均呈現遞減趨勢。稻米峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度均隨基蘗肥比例的降低而逐漸減小，消減值的變化呈現相反的趨勢[23]。楊澤敏等研究發現，前后施肥比例還因品種而異，施氮時期及施氮量調控優質稻米的形成與適應不同類型品種的生長發育特點有關[24]。本試驗結果顯示，南粳505稻米的膠稠度、直鏈淀粉含量在不同氮肥運籌處理間有差異，但均未達顯著水平，RVA譜特征值中，施氮量對峰值時間的影響達顯著水平，施氮比例對回復值的影響達顯著水平，其余均未達到顯著差異。從變異系數來看，不同施氮量處理間膠稠度、最低黏度、最終黏度和回復值的變異系數較大，糊化溫度的變異系數最小。不同氮肥施用比例處理間直鏈淀粉含量、最低黏度、最終黏度和回復值的變異系數較大，糊化溫度的變異系數最小。

3.2 南粳505稻米膠稠度、直鏈淀粉含量以及RVA特征譜相關性

李敏等研究表明，膠稠度和食味值與峰值黏度、最低黏度相關性均不顯著，與最終黏度、崩解值、回復值、消減值、糊化溫度相關性達顯著或極顯著水平[25]。隋炯明等研究表明，RVA譜特征值與直鏈淀粉含量和膠稠度相關性極顯著，與糊化溫度的相關性不顯著[26]。賈良等研究表明，RVA譜6個特征值之間，峰值黏度與最終黏度、回復值的相關性不顯著，最低黏度與崩解值顯著相關，其余均極顯著相關;直鏈淀粉含量、膠稠度與RVA譜6個特征值均極顯著相關，而消減值與RVA譜6個特征值相關性均不顯著[27]。本試驗表明，不同氮肥運籌處理的南粳505稻米，膠稠度與直鏈淀粉含量、RVA譜特征值的相關性未達顯著水平;直鏈淀粉含量與最終黏度、回復值、峰值時間顯著相關;峰值黏度、最低黏度和最終黏度3個一級指標間均呈極顯著正相關關系;峰值黏度與回復值、崩解值顯著或極顯著正相關，與消減值極顯著負相關;最低黏度、最終黏度與峰值時間、回復值顯著或極顯著正相關;糊化溫度與崩解值、回復值顯著負相關，與峰值時間極顯著正相關，崩解值與消減值、峰值時間顯著或極顯著負相關，消減值與峰值時間極顯著正相關。

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