郭 濤，王海鳳，薛 芳，房文文，姜艷芳，張煥霞，林香青，張士永*

（山東省水稻研究所/山東省水稻工程技術(shù)研究中心，濟(jì)南 250100）

水稻（Oryza sativa L.）是我國(guó)重要的糧食作物，其產(chǎn)量約占我國(guó)谷物產(chǎn)量的50%。 氮素是水稻生產(chǎn)中最重要的營(yíng)養(yǎng)元素， 氮肥的合理施用是水稻高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵［1］。 合理的氮肥施用不僅可提高水稻產(chǎn)量、 改善品質(zhì)， 而且減少氮肥的浪費(fèi)、降低對(duì)環(huán)境的污染，并能有效降低生產(chǎn)成本。隨著人們生活水平的不斷提高， 對(duì)稻米品質(zhì)的要求越來(lái)越高，特別是食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。稻米中80%～90%是淀粉，淀粉的特性是稻米品質(zhì)特別是食味品質(zhì)的最主要因素。

水稻淀粉RVA 譜特征是評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)，與蒸煮食味品質(zhì)關(guān)系密切。 舒慶堯等［2］是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展了淀粉RVA 譜特征與食味品質(zhì)關(guān)系相關(guān)研究工作， 認(rèn)為食味品質(zhì)較好品種的RVA 譜崩解值較大，而消減值較小；米飯硬度與消減值極顯著正相關(guān)，而米飯黏性恰好相反，與消減值和回復(fù)值呈顯著負(fù)相關(guān)。李敏等［3］考察了長(zhǎng)江中下游地區(qū)3 種生育類型46 個(gè)常規(guī)粳稻品種不同施氮水平下淀粉RVA 譜特性，研究發(fā)現(xiàn)，不同類型品種對(duì)氮肥的響應(yīng)不同，隨著氮肥水平升高，峰值黏度、崩解值逐漸下降，消減值、糊化溫度逐漸升高，而熱漿黏度、最終黏度和回復(fù)值變化無(wú)明顯規(guī)律。 將各性狀進(jìn)行相關(guān)分析，建立食味值與性狀的回歸方程，能較好的預(yù)測(cè)稻米食味值，使RVA 對(duì)稻米食味的評(píng)價(jià)定量化。趙國(guó)珍等［4］研究發(fā)現(xiàn)，施氮量和栽插密度也可對(duì)云粳30 號(hào)淀粉RVA 譜特性產(chǎn)生影響，兩者共同影響下，變異大小依次是消減值＞崩解值＞熱漿黏度＞最高黏度＞最終黏度＞到達(dá)最高黏度時(shí)間＞開(kāi)始糊化溫度。

香稻1601 是山東省水稻研究所選育的粳型香稻新品系，具有食味品質(zhì)優(yōu)、香味濃郁、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。 氮肥過(guò)量施用會(huì)導(dǎo)致稻米食味品質(zhì)降低， 但稻米淀粉RVA 譜特性的變化規(guī)律還未明確。 本研究以香稻1601 為供試材料，開(kāi)展氮肥用量試驗(yàn)， 研究氮肥施用量對(duì)其營(yíng)養(yǎng)食味品質(zhì)和淀粉RVA 譜特性的影響， 旨在優(yōu)化香稻1601 的氮肥施用技術(shù)，為該品種在黃淮稻區(qū)實(shí)現(xiàn)“減肥提質(zhì)增效”生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016～2017 年在山東省水稻研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。 試驗(yàn)地為重黏土，肥力中等，試驗(yàn)不施底肥。 供試水稻材料為香稻1601，5 月12 日前后播種，6 月27 日前后移栽，穴行距為16 cm×26 cm，每穴3～4 苗，即1.6 萬(wàn)穴/667 m2，基本苗6～8萬(wàn)/667 m2。10 月10 日前后水稻成熟后，按小區(qū)分別收獲，室溫放置3 個(gè)月，待品質(zhì)穩(wěn)定后測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)， 調(diào)查氮肥施用量對(duì)香稻1601 品質(zhì)和淀粉RVA 譜特征值的影響。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6 個(gè)氮素水平處理， 分別為N0（0，CK）、N1（69 kg／hm2）、N2（138 kg／hm2）、N3（207 kg／hm2）、N4（276 kg／hm2）和N5（345 kg／hm2），追施尿素分別于7 月6 日、7 月19 日、7 月28 日分三次施入，三次施肥比例為3：5：2。 采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)面積13.33 m2。 小區(qū)間田埂用塑料薄膜包裹，各小區(qū)獨(dú)立排灌。整個(gè)生育期內(nèi)防蟲(chóng)、除草、防病同常規(guī)大田管理。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及分析方法

1.3.1 食味值及蛋白質(zhì)含量、 直鏈淀粉含量 用上海青浦綠洲檢測(cè)儀器有限公司生產(chǎn)的鋒速LTJM160 型精米機(jī)分別將材料加工成精米， 采用日本佐竹公司生產(chǎn)的RCTA-11A 型食味儀測(cè)定，其標(biāo)準(zhǔn)米樣食味值82、蛋白質(zhì)含量7.9%、直鏈淀粉含量18.4%、水分含量14.3%，兩次重復(fù)。

1.3.2 淀粉RVA 測(cè)定 樣品用旋風(fēng)磨粉機(jī)將精米打成粉末，過(guò)100 目篩子后備用。

采用澳大利亞Newport Scientific 公司生產(chǎn)的Super 3 型RVA（rapid viscosity analyzer）快速測(cè)定，用TWC （thermal cycle for windows）配套軟件分析數(shù)據(jù)。按照美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)（AACC）規(guī)程（1995-61-02）和RACI 標(biāo)準(zhǔn)方法，程序如下：分別稱取含水量在12.0%的樣品3.00 g， 放入罐子，加蒸餾水25.00 ml；將罐子放入儀器，50 ℃保持1 min， 以11.84℃·min-1的速度上升至95 ℃（3.8 min），保持2.5 min，再以11.84 ℃·min-1的速度下降至50 ℃，并保持1.4 min。 攪拌器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在起始10 s 內(nèi)為960 r·min-1，之后保持在160 r·min-1。

1.3.3 RVA 譜性狀指標(biāo) 稻米R(shí)VA 用峰值黏度（Peak viscosity，PKV）、 熱 漿 黏 度 （Hot paste viscosity，HPV）、 冷膠黏度 （Cool paste viscosity，CPV）、崩解值（Breakdown viscosity，BDV，峰值黏度-熱漿黏度）、消減值（Setback viscosity，SBV 冷膠 黏 度- 峰 值 黏 度）、 回 復(fù) 值（Consistence viscosity，CSV， 冷膠黏度-熱漿黏度）6 個(gè)指標(biāo)，黏滯性單位為cP （centiPoise），同時(shí)記錄起始糊化溫度（Pasting temperature， PaT）和峰值時(shí)間（Peak time， PeT）。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

相關(guān)數(shù)據(jù)用 Excel 2007 和 IBM SPSS Statistics19 分析軟件進(jìn)行處理。 兩年試驗(yàn)材料的RVA 譜各處理間指標(biāo)值變化趨勢(shì)一致， 因此，以2017 年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥追施量對(duì)香稻1601 品質(zhì)性狀、蛋白質(zhì)含量和食味值的影響

由表1 可見(jiàn)，香稻1601 的糙米率對(duì)氮肥施用量不敏感，處理間無(wú)顯著差異；隨著氮肥追施量的增加， 精米率和整精米率均呈減小的趨勢(shì)，N0 處理精米率最高， 為66.7%， N4 處理精米率最低，為62.7%，N1-N5 處理間差異不顯著；N0 處理的整精米率最高，為63.1%，與N2、N3 處理無(wú)顯著差異，N1-N5 處理間無(wú)顯著差異。 結(jié)果表明，在合理的施氮條件下，香稻1601 加工品質(zhì)均較好。隨著氮肥追施量的增加，香稻1601 堊白粒率呈顯著升高趨勢(shì)，N0 的堊白粒率最低，為6.7%，N5 的最高，為22.3%。這表明，香稻1601 外觀品質(zhì)整體較好， 正常施用氮肥可以獲得外觀品質(zhì)符合國(guó)標(biāo)三級(jí)的優(yōu)質(zhì)米；氮肥減施20%以上可獲得外觀品質(zhì)符合國(guó)標(biāo)二級(jí)以上的優(yōu)質(zhì)米。

隨著氮肥追施量的增加，香稻1601 蛋白質(zhì)含量先升高后降低，N4 處理下蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)到9.3%， 但與N5 處理間的蛋白質(zhì)含量差異不顯著。 直鏈淀粉含量也隨著氮肥追施量的增加呈下降趨勢(shì)，N0 和N1 處理的直鏈淀粉含量分別為18.4%和18.7%，與其他處理間差異顯著。 這與郭濤等［5］結(jié)果不同，表明不同品種直鏈淀粉含量對(duì)氮肥響應(yīng)存在差異。

隨著氮肥追施量的增加， 香稻1601 食味值呈下降趨勢(shì)，N1 處理下的食味值最高（83.0），與N0 和N2 處理下的食味值無(wú)顯著差異；N3、N4和N5 處理間的食味值無(wú)顯著差異。 試驗(yàn)結(jié)果表明，合理施用氮肥可以獲得食味品質(zhì)優(yōu)良的香稻1601 大米。

表1 不同氮肥追施量對(duì)香稻1601 加工品質(zhì)、外觀和食味品質(zhì)的影響

2.2 不同氮肥追施量對(duì)香稻1601 淀粉RVA 特征值的影響

由表2 可知，隨著氮肥追施量的增加，峰值黏度、熱漿黏度和冷膠黏度均呈下降趨勢(shì)，但變化規(guī)律不完全相同， 峰值黏度由高到底依次為N0＞N1＞N2＞N5＞N3＞N4； 熱漿黏度由高到低依次為N0＞N1＞N5＞N2＞N3＞N4； 冷膠黏度由高到低依次為N0＞N1＞N3＞N2＞N5＞N4。消減值均為負(fù)值，變化無(wú)明顯規(guī)律， 由大到小依次是N0＞N3＞N1＞N5＞N4＞N2。而崩解值變化無(wú)明顯規(guī)律，由高到低依次為N2＞N1＞N4＞N5＞N3＞N0。 糊化溫度和峰值時(shí)間差異不顯著。 不同氮肥施用量條件下到達(dá)峰值黏度的時(shí)間和開(kāi)始糊化的溫度無(wú)顯著差異。

表2 不同氮肥追施量對(duì)香稻1601 淀粉RVA 特征值的影響

2.3 不同氮肥追施量的香稻1601 淀粉RVA 特征值與稻米外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)的相關(guān)性

相關(guān)分析表明，峰值黏度和冷膠黏度與稻米蛋白質(zhì)含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)分別為-0.889 和-0.843， 與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.857 和0.837；與食味值呈極顯著和顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)分別為0.896和0.763。 熱漿黏度、 冷膠黏度和消減值與稻米堊白粒率呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.755、-0.871 和-0.733。 蛋白質(zhì)含量與食味值和直鏈淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)， 與稻米堊白粒率呈極顯著正相關(guān)。

表3 香稻1601 淀粉RVA 特征值與外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)

3 小結(jié)與討論

不同學(xué)者研究了氮肥施用量對(duì)稻米蒸煮品質(zhì)的影響，一般認(rèn)為，隨著施氮量的增加，崩解值下降，回復(fù)值、消減值升高，糊化溫度升高，稻米蒸煮食味品質(zhì)變差［2-3］。 本試驗(yàn)也得到了相似的結(jié)果，增加氮肥施用量會(huì)增加香稻1601 的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)導(dǎo)致堊白粒率增加、 食味值下降，RVA 譜特征值中的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度也呈下降趨勢(shì)，但崩解值不同，隨著氮肥施用量增加，先升高后降低， N2 條件下崩解值最大。 消減值均為負(fù)值， 但隨著氮肥施用量增加無(wú)明顯變化規(guī)律，N2條件下消減值最小。 米飯質(zhì)地與RVA 譜特征值密切相關(guān)，米飯硬度與消減值顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.902，與崩解值極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.772；米飯粘性則相反，與消減值和回復(fù)值的相關(guān)系數(shù)分別為-0.800 和-0.718。這表明，氮肥施用對(duì)不同水稻品種的淀粉RVA 會(huì)產(chǎn)生不完全相同的影響。

不僅施氮量會(huì)使淀粉RVA 譜特征值發(fā)生改變， 灌漿期溫度也對(duì)稻米淀粉RVA 譜有很大影響。 聶秋生等［6］研究了溫度與施氮量互作對(duì)稻米淀粉譜特性的影響，結(jié)果表明，高溫降低了試驗(yàn)品種的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和冷膠黏度，顯著提高了消減值。 謝新華等［7］研究認(rèn)為，氮肥施用會(huì)使糙米淀粉RVA 譜曲線整體下降。本試驗(yàn)得到基本一致的結(jié)果， 隨著氮肥施用量增加， 香稻1601 的稻米蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量、食味值都與RVA 譜特征值的相關(guān)性較為密切，尤其是峰值黏度和冷膠黏度。李剛等［8］研究認(rèn)為，RVA 譜特征值與外觀品質(zhì)中的堊白粒率關(guān)系最密切， 堊白粒率與崩解值和消減值的相關(guān)系數(shù)分別為-0.43和0.40，本試驗(yàn)得到相同的試驗(yàn)結(jié)果，稻米堊白粒率與峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、消減值和回復(fù)值均呈負(fù)相關(guān)，而與崩解值呈正相關(guān)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在中氮條件下（N2，施純氮138 kg／hm2）香稻1601 RVA 譜特征值最優(yōu)，崩解值最大，消減值最小，過(guò)高或過(guò)低的氮肥水平均使RVA 譜變差， 表明氮肥對(duì)RVA 譜良好的調(diào)控作用， 合理的氮肥施用量是獲得食味品質(zhì)優(yōu)良的香稻1601 大米的關(guān)鍵。