栽培方式對(duì)寒地水稻稻米品質(zhì)的影響

趙廣欣++羅盛國(guó)++劉元英++王歡++王麗娟++尹宇龍++周婷

摘要：以稻花香2號(hào)為試驗(yàn)材料，采用大田對(duì)比試驗(yàn)方法，設(shè)置移栽、起壟直播、免耕直播3種栽培方式，研究寒地稻作區(qū)不同栽培方式對(duì)水稻稻米品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：起壟直播整精米率為53.64%，顯著或極顯著高于免耕直播（51.64%）和移栽（52.29%）；起壟直播和免耕直播堊白度分別為1.04%和1.05%，均極顯著低于移栽（1.38%）；3種栽培方式下稻米的膠稠度均在中膠稠度（41～60 mm）范圍內(nèi)，移栽為58.0 mm，起壟直播、免耕直播分別為51.5、51.8 mm；直鏈淀粉含量均小于20%，移栽、起壟直播、免耕直播分別為17.10%、17.46%、17.30%。與移栽稻相比，直播稻的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)較好；3種栽培方式下的稻米蒸煮食味品質(zhì)處于同一水平，均屬于優(yōu)質(zhì)稻米。

關(guān)鍵詞：水稻；移栽；起壟直播；免耕直播；品質(zhì)；RVA譜

中圖分類號(hào)：S511.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）12-0111-03

收稿日期：2015-11-23

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃（編號(hào)：2013BAD20B04）。

作者簡(jiǎn)介：趙廣欣（1988—），男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，從事植物營(yíng)養(yǎng)與施肥研究。E-mail：guangxinzh@126.com。

通信作者：羅盛國(guó)，教授，從事植物營(yíng)養(yǎng)與施肥研究。E-mail：luoshengguo56@163.com。

近年來(lái)，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，水稻生產(chǎn)中栽培方式呈現(xiàn)出手插、機(jī)插、拋秧、人工撒直播、機(jī)直播等多元化發(fā)展趨勢(shì)[1]。但由于黑龍江省地處寒地稻作區(qū)，移栽仍是其主要栽培方式，然而大棚育秧取土難、農(nóng)村勞動(dòng)力日漸短缺、生產(chǎn)成本高等諸多問(wèn)題都制約著移栽稻的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究直播稻高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)黑龍江省水田全程機(jī)械化，保證水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，提高種稻經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。劉元英等的研究表明，寒地直播稻全生育期較移栽稻縮短23 d，到成熟期時(shí)僅相差4～5 d，且與移栽稻相比，產(chǎn)量基本持平[2]?？梢哉J(rèn)為，通過(guò)合理的養(yǎng)分管理，寒地直播稻安全成熟已不成問(wèn)題，這種輕簡(jiǎn)的栽培方式必將成為未來(lái)寒地水稻種植的發(fā)展方向。但隨著人們生活水平的提高，對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，所以稻米品質(zhì)也制約著直播稻的發(fā)展。稻米品質(zhì)不僅取決于基因型，而且與氣候條件[3-4]、栽培管理措施[5-9]等密切相關(guān)。關(guān)于栽培方式對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究較少，僅在南方地區(qū)有個(gè)別報(bào)道?；糁醒蟮日J(rèn)為，與移栽稻相比，直播稻外觀品質(zhì)

略優(yōu)，加工品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變劣[10]。而在寒地稻作區(qū)，栽培方式與稻米品質(zhì)的關(guān)系目前未見報(bào)道。

本研究以稻花香2號(hào)為試驗(yàn)材料，將優(yōu)化施肥技術(shù)與直播技術(shù)有機(jī)結(jié)合，建立2種新的栽培方式，比較這2種栽培方式下的直播稻和當(dāng)?shù)匾圃缘镜牡久灼焚|(zhì)，旨在揭示寒地稻作區(qū)不同栽培方式之間稻米品質(zhì)的差異，為寒地直播稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)措施。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)及供試品種

試驗(yàn)于2014年在黑龍江省五常市龍鳳山鄉(xiāng)輝煌村進(jìn)行。

供試土壤為草甸土型水稻土。0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)35.30 g/kg，全氮1.49 g/kg，全磷0.75 g/kg，速效磷 41.65 mg/kg，速效鉀144.39 mg/kg，緩效鉀362.59 mg/kg，pH值為5.68。

供試品種為稻花香2號(hào)，主莖14張葉，4個(gè)伸長(zhǎng)節(jié)，生育期147 d。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用大田對(duì)比方法，設(shè)置移栽、免耕直播（上一年水稻田不經(jīng)翻動(dòng)，直接在稻茬行間播種）和起壟直播（水稻田經(jīng)深松、起壟、鎮(zhèn)壓后播種）3種栽培方式。（1）移栽。4月9日大棚精量播種育秧，5月13日人工插秧，秧齡3.5～4.0葉，穴行距15 cm×33 cm，每穴3～4株，面積為015 hm2。（2）免耕直播。4月28日播種，穴行距12.5 cm×33 cm，每穴4～5粒，面積為0.18 hm2。（3）起壟直播。4月29日播種，采用大壟雙行模式，壟寬80 cm，壟上行距32 cm，穴距11.5 cm，每穴4～5粒，面積為0.66 hm2。以上各處理全部采用優(yōu)化施肥，氮肥施用量及時(shí)期見表1。移栽：P2O5 50 kg/hm2（基肥 42.5 kg/hm2，穗肥7.5 kg/hm2），K2O 65.5 kg/hm2（基肥 40 kg/hm2，穗肥25.5 kg/hm2）。起壟直播、免耕直播：P2O5 62. 5 kg/hm2（基肥42.5 kg/hm2，穗肥 75 kg/hm2，粒肥 12.5 kg/hm2），K2O 79.5 kg/hm2（基肥40 kg/hm2，穗肥 25.5 kg/hm2，粒肥14 kg/hm2）。

1.2.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

（1）土壤基礎(chǔ)肥力的測(cè)定。采用常規(guī)分析方法[11]。

（2）糙米率、精米率、整精米率、堊白米率、堊白大小、堊白度、膠稠度的測(cè)定。采用農(nóng)業(yè)部NY 147-88方法[12]。

（3）直鏈淀粉含量的測(cè)定。采用文獻(xiàn)[13]的方法。

（4）蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。采用濃硫酸-混合催化劑消煮，半微量凱氏定氮法測(cè)定含氮量，換算系數(shù)為5.95。

（5）[JP2]RVA黏滯譜的測(cè)定。采用澳大利亞Newport Scientific儀[CM（25]器公司生產(chǎn)的RVA-Ezi快速粘度分析儀，應(yīng)用其配套軟件按照AACC（美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)）規(guī)程（1995-61-02）測(cè)定分析。

1.2.3數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

使用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，DPS 7.05進(jìn)行其他統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

稻米品質(zhì)一般包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)4個(gè)方面，但由于稻米的用途不同，不同的社會(huì)群體對(duì)稻米品質(zhì)意義的理解也不盡相同。稻米生產(chǎn)商關(guān)注的主要是加工品質(zhì)，經(jīng)銷商側(cè)重于外觀品質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家關(guān)注的是營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，而消費(fèi)者更為關(guān)注的則是蒸煮食味品質(zhì)。

2.1栽培方式對(duì)稻米加工品質(zhì)的影響

加工品質(zhì)是指稻谷在碾磨后保持的特性。衡量加工品質(zhì)的指標(biāo)主要有糙米率、精米率和整精米率。整精米率是加工品質(zhì)的核心，整精米率高，說(shuō)明同樣數(shù)量的稻谷能碾出較多的整精米，具有較高的商品價(jià)值。

由表2可以看出，3種栽培方式下，免耕直播和起壟直播的糙米率均高于移栽，分別高3.49百分點(diǎn)（P<0.01）、2.72 百分點(diǎn)（P<0.05）；移栽和起壟直播的精米率差異不顯著，移栽的精米率比免耕直播高1.71百分點(diǎn)（P<0.05）；起壟直播的整精米率最高，與免耕直播和移栽相比分別高2.00百分點(diǎn)（P<0.01）、1.35百分點(diǎn)（P<0.05）。由此可見，就加工品質(zhì)而言，起壟直播優(yōu)于其他栽培方式。

2.2栽培方式對(duì)稻米外觀品質(zhì)的影響

外觀品質(zhì)別稱商品品質(zhì)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有堊白米率、堊白大小、堊白度等。堊白是由于米粒胚乳中淀粉和蛋白質(zhì)顆粒排列疏松，干燥失水后形成大量的空隙，導(dǎo)致光線多角度散射而形成的不透明部分。堊白度指整精米樣品中堊白的面積占樣品總面積的比例，是衡量稻米外觀品質(zhì)最重要的指標(biāo)，堊白度越小，稻米外觀品質(zhì)越優(yōu)。

由表3可以看出，3種栽培方式下，堊白米率和堊白大小差異不大，未達(dá)到顯著水平，但起壟直播和免耕直播的堊白度均低于移栽，分別低0.34、0.33百分點(diǎn)（P<0.01）。由此可見，直播稻稻米具有較好的外觀品質(zhì)。這是由于直播稻的根系較發(fā)達(dá)，以及施入粒肥，延緩了葉片的衰老，使得直播稻生育后期仍具有較強(qiáng)的光合能力，促使淀粉和蛋白質(zhì)在胚乳細(xì)胞中充實(shí)良好，從而提高了稻米的外觀品質(zhì)。

2.3栽培方式對(duì)稻米蒸煮食味品質(zhì)的影響

稻米蒸煮食味品質(zhì)最重要的衡量指標(biāo)是膠稠度、直鏈淀粉含量和糊化溫度。

由表4可知，移栽稻稻米的膠稠度比起壟直播和免耕直播分別高12.62%、11.97%（P<0.01）。起壟直播的直鏈淀粉含量比移栽高0.36百分點(diǎn)（P<0.05），免耕直播和移栽的直鏈淀粉含量差異不顯著。起壟直播和免耕直播的糊化溫度比移栽分別高15.23、15.15 ℃（P<0.01），蛋白質(zhì)含量分別高0.51、0.49百分點(diǎn)（P<0.01）。張玲等認(rèn)為，灌漿中后期籽粒中可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒結(jié)合型淀粉合成酶（GBSS）活性與直鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)，增施氮肥可以提高SSS和GBSS的活性，進(jìn)而提高稻米的直鏈淀粉含量[14]。李木英等認(rèn)為，膠稠度有隨著氮鉀施用量增加而下降的趨勢(shì)[15]。由此可見，施入粒肥使得直播稻生育后期氮磷鉀養(yǎng)分較充足，使籽粒中的直鏈淀粉含量提高0.2～0.36百分點(diǎn)，蛋白質(zhì)含量提高0.49～0.51百分點(diǎn)，但由于氮鉀總量的增加，降低了直播稻的膠稠度。

2.4栽培方式對(duì)稻米R(shí)VA譜特征值的影響

稻米淀粉黏滯譜（別稱RVA譜）是指稻米淀粉勻漿在加熱、持續(xù)高溫和冷卻過(guò)程中黏度隨之變化而形成的曲線。其特征值可用峰值黏度（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。BDV=PKV-HPV）、消減值（setback viscosity，SBV。SBV=CPV-PKV）來(lái)描述[16]。RVA譜特征值與食味品質(zhì)有較高的相關(guān)性，能較好地指示稻米的食味品質(zhì)。一般認(rèn)為，峰值黏度、崩解值大，熱漿黏度、冷膠黏度、消減值小的稻米食味品質(zhì)較好。

由表5可以看出，移栽稻的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值均高于起壟直播和免耕直播，峰值黏度分別高 20.23%、18.05%（P<0.01），熱漿黏度分別高16.97%、14.23%（P<0.01），冷膠黏度分別高10.02%、7.39%（P<0.01），崩解值分別高26.49%、25.49%（P<0.01）；而消減值則低于起壟直播和免耕直播，分別低45.62%、48.36%（P<0.01）。從峰值黏度、消減值、崩解值這3個(gè)指標(biāo)分析，直播稻的食味品質(zhì)要低于移栽稻，而從熱漿黏度、冷膠黏度分析，直播稻的食味品質(zhì)要優(yōu)于移栽稻。

3結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，栽培方式對(duì)稻米品質(zhì)各性狀指標(biāo)均有一定的影響，且大部分指標(biāo)的變化規(guī)律與南方表現(xiàn)不同。就加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)而言，直播稻稻米品質(zhì)要優(yōu)于移栽稻；就蒸煮食味品質(zhì)而言，3種栽培方式的稻米蒸煮食味品質(zhì)各指標(biāo)均在優(yōu)質(zhì)稻米的范圍內(nèi)。因此，通過(guò)合理的養(yǎng)分管理，不但可以使寒地直播稻的產(chǎn)量與移栽稻基本持平，而且可使其品質(zhì)與移栽稻處于同一水平。

蒸煮食味品質(zhì)是指稻米在蒸煮和食用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的特性。評(píng)價(jià)蒸煮食味品質(zhì)最直觀的方法是由測(cè)試者品嘗打分，但由于個(gè)人口味各不相同，有一定的主觀干預(yù)，所以實(shí)際評(píng)定中多用膠稠度、直鏈淀粉含量、糊化溫度等指標(biāo)來(lái)衡量。在一定范圍內(nèi)，膠稠度與稻米食味品質(zhì)呈正相關(guān)[17-18]。關(guān)于直鏈淀粉含量、糊化溫度與食味品質(zhì)間的關(guān)系觀點(diǎn)不一。徐正進(jìn)等研究表明，直鏈淀粉含量與味度值呈不顯著正相關(guān)[19]；楊靜等認(rèn)為，直鏈淀粉含量與味度值呈不顯著負(fù)相關(guān)[20]；蘇澤勝等的研究則認(rèn)為，直鏈淀粉含量與味度值無(wú)明顯相關(guān)[21]。日本的研究結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)稻米適宜的直鏈淀粉含量為17%～19%，過(guò)高或過(guò)低，稻米品質(zhì)都明顯變劣[22]。李成荃等認(rèn)為，糊化溫度與食味品質(zhì)間基本沒(méi)有相關(guān)性，不能衡量食味品質(zhì)的優(yōu)劣[23]；而向遠(yuǎn)鴻等認(rèn)為，糊化溫度與稻米食味品質(zhì)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)[24]。因此，關(guān)于直鏈淀粉含量、糊化溫度與食味品質(zhì)間的相關(guān)性有待進(jìn)一步研究。

本研究表明，直播稻稻米膠稠度均低于移栽，直鏈淀粉含量、糊化溫度均高于移栽。但3種栽培方式下稻米的膠稠度均在NY 147—1988《優(yōu)質(zhì)食用稻米》標(biāo)準(zhǔn)中[中膠稠度（41～60 mm）]范圍內(nèi)；直鏈淀粉含量也均在GB/T 17891—1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》中規(guī)定（直鏈淀粉含量小于20%）的范圍內(nèi)；2種直播稻稻米的糊化溫度均高于移栽，表明其需要更長(zhǎng)的蒸煮時(shí)間和更多的水分。由此可見，直播稻的蒸煮食味品質(zhì)符合優(yōu)質(zhì)稻谷的標(biāo)準(zhǔn)。

芮闖等的研究表明，蛋白質(zhì)含量與食味品質(zhì)間呈顯著負(fù)相關(guān)[25]。劉喜珍認(rèn)為，從營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)看，稻米蛋白質(zhì)含量應(yīng)在7%以上，而從食味品質(zhì)看，稻米蛋白質(zhì)含量應(yīng)在7%以下[26]。本研究結(jié)果表明，盡管直播稻稻米蛋白質(zhì)含量高于移栽稻，但均在7%以下。由此可見，2種直播方式的稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均優(yōu)于移栽，且蛋白質(zhì)含量未影響到食味品質(zhì)。

舒慶堯等的研究結(jié)果表明，峰值黏度大、崩解值大、消減值小的稻米食味較好，具有這種特性的米飯，可能具有較好的柔軟性、滋味、馨香味[27]。朱滿山等認(rèn)為，食味優(yōu)良的水稻品種熱漿黏度、冷膠黏度、消減值等都較低[28]。本研究結(jié)果表明，從峰值黏度、消減值、崩解值分析，移栽稻的食味品質(zhì)較好，而從熱漿黏度、冷膠黏度方面評(píng)價(jià)，直播稻的食味品質(zhì)較好?；糁醒蟮鹊难芯勘砻鳎逯叼ざ?、[JP+1]崩解值與灌漿結(jié)實(shí)期日平均溫度呈顯著或極顯著正相關(guān)，而熱漿黏度、冷膠黏度則與灌漿結(jié)實(shí)期日平均溫度呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)[10]。本研究直播稻灌漿結(jié)實(shí)期比移栽稻延后11～12 d，其所處日平均氣溫較移栽稻低1～2 ℃，這可能是其稻米R(shí)VA譜特征值與移栽稻稻米不同的主要原因。由于RVA黏滯譜未被列為我國(guó)稻谷的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其與食味品質(zhì)的相關(guān)性有待進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，直播稻播種后遇到近1個(gè)月的低溫多雨天氣，使得苗期向后推遲了近20 d，導(dǎo)致種子遭到不同程度的破壞，有些甚至直接爛于稻田中，使得基本苗不足、稻苗長(zhǎng)勢(shì)較弱、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，而且抽穗前又對(duì)直播稻進(jìn)行了1次人工除草，損傷了一部分上層根系，延緩了抽穗、灌漿時(shí)期，這對(duì)后期品質(zhì)的形成均有一定的負(fù)面影響。施入粒肥很大程度上彌補(bǔ)了前期苗勢(shì)弱、后期根損傷的不足，使得直播稻的品質(zhì)可以與移栽稻處于同一水平，若試驗(yàn)過(guò)程中未遇到這些問(wèn)題，直播稻的品質(zhì)將會(huì)更好。

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