胡雅杰，錢海軍，吳 培，朱 明，邢志鵬，戴其根，霍中洋，魏海燕，許 軻，張洪程

（揚(yáng)州大學(xué)/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心/江蘇省作物遺傳生理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育點(diǎn)，江蘇揚(yáng)州 225009）

提高稻米品質(zhì)一直是水稻育種家和栽培學(xué)家研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)[1–2]。近些年，育種家通過降低稻米直鏈淀粉含量培育出一批具有優(yōu)良食味品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)水稻品種，如南粳46、南粳5055、南粳9108、蘇香粳100等[3–4]。這些優(yōu)質(zhì)食味水稻品種大面積推廣應(yīng)用，極大地改善了我國南方稻米品質(zhì)。而關(guān)于稻米品質(zhì)對栽培措施的響應(yīng)關(guān)系[5–8]，特別是氮肥[9–15]、磷肥[16–17]、鉀肥[18–22]等肥料施用，前人開展了大量的研究工作。如多數(shù)研究認(rèn)為增施氮肥能提高稻米整精米率和蛋白質(zhì)含量，膠稠度變硬，糊化溫度增大，食味品質(zhì)變劣[10–11]。關(guān)于磷肥對稻米品質(zhì)的影響，一般研究認(rèn)為施用磷肥能提高稻米整精米率、堊白面積和堊白度，降低峰值黏度、熱漿黏度、崩解值[16–17]。而關(guān)于鉀肥對稻米品質(zhì)的影響，有研究認(rèn)為增施鉀肥有利于降低直鏈淀粉含量與提高稻米蛋白質(zhì)含量，增加最高黏度和崩解值，從而提高其食味品質(zhì)，利于優(yōu)質(zhì)米生產(chǎn)[18–20]。然而，針對軟米水稻品種稻米品質(zhì)對施肥量的響應(yīng)研究未見報(bào)道。因此，本研究在小麥秸稈全量還田條件下，以優(yōu)質(zhì)食味水稻品種南粳9108為材料，研究氮、磷、鉀肥不同用量對其稻米品質(zhì)的影響，以期為大面積生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食味稻米南粳9108合理施肥提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

于 2014—2015年在興化釣魚鎮(zhèn) (33°05′N，119°58′E) 科研基地進(jìn)行試驗(yàn)，該基地位于江蘇里下河腹部，屬北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年平均溫度15℃左右，年降水量1024 mm左右，全年日照時(shí)數(shù)2305.6 h左右，無霜期227 d左右，試驗(yàn)地前茬為小麥 (產(chǎn)量約6.2 t/hm2)，土壤類型勤泥土，質(zhì)地黏性，土壤肥力見表1。

表 1 2014年和2015年試驗(yàn)地土壤肥力狀況Table 1 Soil fertility of the experimental field in 2014 and 2015

1.2 供試品種

南粳9108，屬于遲熟中粳品種類型，該品種是以日本優(yōu)質(zhì)粳稻關(guān)東149為父本，與江蘇優(yōu)質(zhì)粳稻武香粳14雜交培育而成的優(yōu)質(zhì)食味粳稻新品種，全生育期150 d左右，每穗粒數(shù)130 粒左右，主莖總?cè)~片數(shù) (N) 為17 葉，伸長節(jié)間數(shù) (n) 為6個(gè)，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田每公頃小麥秸稈量約為6500 kg，通過機(jī)械深耕一次性還田。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，肥料類型為主區(qū)，肥料用量為裂區(qū)。試驗(yàn)設(shè)置氮、磷、鉀3種肥料類型，每種肥料類型設(shè)置6個(gè)施用量水平(表2)。氮肥運(yùn)籌為基肥∶蘗肥∶穗肥=4∶3∶3，分蘗肥栽后7 d施用，穗肥于倒4葉期施用，磷肥、鉀肥一次性基施。

于2014年5月28日和2015年5月30日塑料軟盤催芽落谷，旱育秧，秧齡18 d，分別于6月15日和6月17日模擬機(jī)插，行株距為30 cm × 13.2 cm，每穴4苗。小區(qū)面積20 m2，重復(fù)3次，小區(qū)間薄膜包埂，保證肥水獨(dú)立排灌。病蟲草害防治按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)要求實(shí)施。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 稻米品質(zhì)測定 成熟期適時(shí)收割，脫粒，儲(chǔ)藏3個(gè)月，待理化性狀穩(wěn)定后，每處理稱取3份，每份130 g稻谷，按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T17891-1999) 測定糙米率、精米率、整精米率、堊白米率、堊白面積、堊白度、膠稠度等。用FOSS TECATOR公司的Infratec 1241 GrainAnalyzer近紅外快速品質(zhì)分析儀測定精米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量。

表 2 不同處理氮、磷、鉀養(yǎng)分用量 (kg/hm2)Table 2 Nitrogen, phosphorus and potassium input rates in different treatments

1.4.2 淀粉RVA譜特征測定 采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司的Super 3型RVA (Rapid viscosity analyzer) 快速測定，按照AACC (美國谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)) 規(guī)程和RACI標(biāo)準(zhǔn)方法操作，用TWC (Thermal cycle for windows) 配套軟件分析數(shù)據(jù)。稻米R(shí)VA譜特征包括峰值黏度 (Peak viscosity)、熱漿黏度 (Hot viscosity)、最終黏度 (Final viscosity) 3個(gè)一級參數(shù)和崩解值 (Breakdown，最高黏度與熱漿黏度之差)、消減值 (Setback，最終黏度與峰值黏度之差) 2個(gè)二級參數(shù)表示，單位為cP (centiPoise)，同時(shí)記錄峰值黏度時(shí)間 (Peak viscosity time) 及起始糊化溫度 (Pasting temperature)。

1.5 數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2013數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本文數(shù)據(jù)以兩年均值進(jìn)行結(jié)果分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥量對優(yōu)質(zhì)食味水稻產(chǎn)量的影響

由圖1可知，機(jī)插稻南粳9108產(chǎn)量對肥料用量響應(yīng)變化不一。隨著氮肥用量增加，兩年南粳9108產(chǎn)量先增加后減少，在N2水平產(chǎn)量最高。與不施氮處理相比，兩年施氮處理產(chǎn)量分別提高28.4%～47.2%和27.3%～44.5%。對磷肥和鉀肥而言，隨著磷肥和鉀肥用量增加，兩年南粳9108產(chǎn)量先增后減，在P2和K2水平產(chǎn)量較高，但處理間差異不顯著 (除2015年鉀肥處理)。因此，機(jī)插稻南粳9108以N2P2K2施肥水平更有利于提高產(chǎn)量。

2.2 施肥量對優(yōu)質(zhì)食味水稻加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表3可知，氮、磷、鉀肥不同用量對優(yōu)質(zhì)食味水稻加工品質(zhì)影響不一。對氮水平而言，隨著氮肥用量增加糙米率、精米率和整精米率遞增，其中糙米率和整精米率以N3、N2.5處理顯著高于N1、N0處理。對磷肥水平而言，糙米率、精米率和整精米率對磷肥用量響應(yīng)變化不一，其中整精米率有增加趨勢，與P0處理相比，P2、P2.5、P3處理整精米率顯著增加。對鉀肥水平而言，隨著鉀肥用量增加糙米率、精米率和整精米率呈先增后減趨勢，以K2.5處理最高。因此，秸稈還田條件下増施氮磷鉀肥能提高優(yōu)質(zhì)食味水稻加工品質(zhì)。

圖 1 不同施肥量對機(jī)插稻南粳9108產(chǎn)量的影響Fig. 1 Effects of the rates of fertilizers on rice yield of Nanjing 9108 in the mechanical transplanted method

在不同氮水平處理下，隨著施氮量增加蛋白質(zhì)含量增加，N2.5、N3處理顯著高于N1.5、N1、N0處理。對磷肥水平而言，隨著磷肥用量增加，蛋白質(zhì)含量呈先增后減趨勢，以P1.5處理最高。對鉀肥水平而言，隨著鉀肥水平提高，蛋白質(zhì)含量呈增加趨勢，K2.5、K3處理顯著高于K1、K0處理。

2.3 施肥量對優(yōu)質(zhì)食味水稻蒸煮品質(zhì)的影響

由表3可看出，直鏈淀粉含量受氮肥用量影響較大，其次是鉀肥。隨著氮肥施用量增加，直鏈淀粉含量呈減少趨勢，高氮處理 (N2.5、N3) 顯著低于無氮處理 (N0) 和低氮處理 (N1)。對磷肥水平而言，不同磷肥用量處理間直鏈淀粉含量相當(dāng)，差異不顯著。對鉀肥水平而言，隨著鉀肥用量增加，直鏈淀粉含量呈減少趨勢，但處理間差異未達(dá)顯著水平。

膠稠度長短能夠反映稻米是否具有優(yōu)良食味品質(zhì)。由表3可知，隨施氮量增加，膠稠度逐漸變短，無氮處理 (N0) 顯著長于高氮處理 (N2.5、N3)。對磷、鉀肥而言，磷、鉀肥用量對膠稠度的影響較小，處理間未達(dá)顯著水平。可見，膠稠度長短對氮肥用量響應(yīng)較大。

2.4 施肥量對優(yōu)質(zhì)食味水稻淀粉RVA譜特征值的影響

RVA譜特征值中峰值黏度、崩解值、消減值與稻米蒸煮食味品質(zhì)感有密切的關(guān)系。由表4可知，對氮肥水平而言，隨施氮量增加，峰值黏度和崩解值呈遞減趨勢，而熱漿黏度和消減值呈增加趨勢，高氮處理 (N2.5、N3) 與無氮處理 (N0)、低氮處理(N1) 間差異顯著，最終黏度和糊化溫度相當(dāng)，差異不顯著。對磷肥水平而言，隨施磷量增加，峰值黏度、熱漿黏度、崩解值呈下降趨勢，消減值呈相反趨勢，處理間差異不顯著。對鉀肥水平而言，峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和消減值絕對值隨著施鉀量增加呈先增加后減小的趨勢，以K2.5處理最高。

3 討論

3.1 肥料用量對水稻品質(zhì)的影響

氮、磷、鉀不同肥料用量對稻米品質(zhì)有著重要影響。前人多數(shù)以氮肥水平研究稻米品質(zhì)對其響應(yīng)變化，而針對氮、磷、鉀不同用量對稻米品質(zhì)的影響研究較少。一般認(rèn)為氮肥用量增加，稻米加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)得到改善，而蒸煮食味品質(zhì)變劣[23]。本研究結(jié)果表明，隨著氮肥水平提高，機(jī)插稻南粳9108糙米率、精米率和整精米率呈遞增趨勢，高氮處理顯著高于低氮和無氮處理。蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量和膠稠度反映稻米蒸煮品質(zhì)的優(yōu)劣，一般認(rèn)為蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量低，膠稠度較長，稻米食味品質(zhì)好。金正勛等[24]研究認(rèn)為增施氮肥，稻米蛋白質(zhì)含量增加，直鏈淀粉含量降低，膠稠度變短，稻米食味品質(zhì)趨劣。本研究結(jié)果表明，増施氮肥能夠提高稻米蛋白質(zhì)含量，利于改善稻米營養(yǎng)品質(zhì)，直鏈淀粉含量有降低趨勢，膠稠度變短，蒸煮食味品質(zhì)變差。關(guān)于磷肥用量對稻米品質(zhì)的影響，龔金龍等[16]研究認(rèn)為施磷能提高糙米率、整精米率，而精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量對磷素的反應(yīng)不明顯。本研究結(jié)果表明，磷肥對稻米的糙米率、精米率、整精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量及膠稠度影響較小。陳翠竹等[22]研究認(rèn)為増施鉀肥能夠提高稻米加工品質(zhì)，降低直鏈淀粉含量，膠稠度變大，從而改善蒸煮食味品質(zhì)。本研究也發(fā)現(xiàn)，一定范圍內(nèi)增加鉀肥用量，稻米糙米率、精米率和整精米率增加，稻米加工品質(zhì)提高，直鏈淀粉含量降低，但對膠稠度影響較小?？傮w而言，在秸稈還田條件下，機(jī)插稻南粳9108適當(dāng)增氮肥、穩(wěn)磷肥、增鉀肥有利于改善稻米加工品質(zhì)，而適當(dāng)減氮肥穩(wěn)磷肥增鉀肥利于改善稻米蒸煮食味品質(zhì)。

表 3 不同施肥量下機(jī)插稻南粳9108的稻米品質(zhì)Table 3 Rice quality as affected by the fertilizer input rates (Nanjing 9108, mechanical transplanted)

3.2 肥料用量對稻米R(shí)VA譜特征的影響

稻米的RVA譜值是評價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)，與蒸煮食味品質(zhì)有著密切的聯(lián)系。前人研究認(rèn)為，稻米R(shí)VA特征值中的熱漿黏度、峰值黏度、崩解值與食味品質(zhì)有一定的正相關(guān)關(guān)系，消減值與其則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，峰值黏度高、崩解值高、消減值低和糊化溫度低的稻米食味好[25–26]。李敏等[27]研究認(rèn)為提高施氮水平，峰值黏度和崩解值下降，消減值和糊化溫度升高，熱漿黏度、最終黏度和回復(fù)值無明顯變化規(guī)律。本研究結(jié)果表明，隨氮水平的增加，稻米的峰值黏度和崩解值減小，熱漿黏度和消減值增大，這與前人研究結(jié)果一致。可見，增加施氮量不利于南粳9108蒸煮食味品質(zhì)形成。黃麗芬等[17]針對江蘇沿海地區(qū)機(jī)插常規(guī)粳稻對磷肥的響應(yīng)變化，研究認(rèn)為減量施磷 (較常規(guī)用量50%) 能增加峰值黏度和崩解值，降低消減值，提高稻米食味品質(zhì)。本研究也發(fā)現(xiàn)，增加施磷量，稻米的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值呈下降趨勢，稻米食味品質(zhì)變劣。因此，在秸稈還田下減少磷肥用量有利于提高稻米食味品質(zhì)。針對鉀肥用量對稻米R(shí)VA的影響研究，王子臣等[28]研究認(rèn)為隨著鉀肥用量增加，雜交粳稻稻米淀粉黏滯性呈變劣的趨勢，稻米食味值下降。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著鉀水平的提高，稻米的峰值黏度、崩解值先增加后減小，而消減值先減小后增加，在N2P2K2.5水平下表現(xiàn)最好。說明秸稈還田條件下適當(dāng)增施鉀肥能改善機(jī)插南粳9108稻米蒸煮食味品質(zhì)。從稻米的RVA譜值來看，本試驗(yàn)條件下適當(dāng)減少氮肥和磷肥，增施鉀肥有利于改善機(jī)插南粳9108的蒸煮食味品質(zhì)。

表 4 不同施肥量下機(jī)插稻南粳9108淀粉RVA譜特征值Table 4 RVA profile characteristics of rice starch affected by the fertilizer rates (Nanjing 9108, mechanical transplanted)

4 結(jié)論

秸稈還田下機(jī)插稻南粳9108產(chǎn)量和稻米品質(zhì)對氮、磷、鉀肥用量響應(yīng)表現(xiàn)為氮肥 ＞ 鉀肥 ＞ 磷肥。在一定氮肥水平下，增施氮肥利于提高機(jī)插稻南粳9108產(chǎn)量，而施氮量超過270 kg/hm2后產(chǎn)量下降。增施氮肥利于提高機(jī)插稻南粳9108稻米加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，但蒸煮食味品質(zhì)變劣。增施磷肥一定程度上改善稻米加工品質(zhì)，對營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)影響較小。適當(dāng)增施鉀肥能協(xié)同提高稻米加工品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)。因此，本試驗(yàn)秸桿全量還田條件下，增施氮磷鉀肥有利于提高機(jī)插稻南粳9108稻米加工品質(zhì)，而減氮穩(wěn)磷增鉀則利于改善稻米蒸煮食味品質(zhì)，施用N 270 kg/hm2、P 108 kg/hm2、K 216 kg/hm2能較好地協(xié)調(diào)機(jī)插稻南粳9108高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的關(guān)系。

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