氮肥運(yùn)籌對(duì)南粳505稻米蒸煮食用品質(zhì)相關(guān)理化指標(biāo)的影響

朱鎮(zhèn) 張亞?wèn)| 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(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選育的優(yōu)良食味中熟中粳南粳505為材料，2017年在泗洪石集稻米產(chǎn)業(yè)園、東海平明綜合展示基地和江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司宿遷基地開(kāi)展氮肥運(yùn)籌試驗(yàn)，設(shè)置6個(gè)不同施氮量處理和6個(gè)不同氮肥施用比例處理，測(cè)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(duì)南粳505稻米蒸煮食用品質(zhì)相關(guān)理化指標(biāo)的影響。結(jié)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(shí)間在地點(diǎn)間和不同施氮量處理間的差異達(dá)顯著水平，回復(fù)值在地點(diǎn)間和不同施氮比例處理間的差異達(dá)顯著水平。對(duì)不同氮肥運(yùn)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(shù)進(jìn)行分析，施氮量處理和氮肥施用比例處理中變異系數(shù)最大的均是最低黏度，變異系數(shù)分別為6.270%和3.760%，變異系數(shù)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(fù)值的變異系數(shù)較大，各性狀指標(biāo)的變異系數(shù)從大到小依次為最低黏度、最終黏度、回復(fù)值、膠稠度、峰值黏度、消減值、崩解值、峰值時(shí)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(fù)值的變異系數(shù)較大，各性狀指標(biāo)的變異系數(shù)從大到小依次為最低黏度、回復(fù)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(shí)間、糊化溫度。相關(guān)分析表明，膠稠度與RVA譜各特征值相關(guān)性未達(dá)顯著水平;直鏈淀粉含量與RVA譜特征值的最終黏度、回復(fù)值和峰值時(shí)間顯著正相關(guān);RVA譜3個(gè)一級(jí)指標(biāo)間均表現(xiàn)極顯著正相關(guān);峰值黏度與崩解值、回復(fù)值顯著或極顯著正相關(guān)、與消減值極顯著負(fù)相關(guān)，最低黏度與峰值時(shí)間、回復(fù)值顯著或極顯著正相關(guān)，最終黏度與回復(fù)值、峰值時(shí)間極顯著正相關(guān);在二級(jí)指標(biāo)之間，糊化溫度與崩解值和回復(fù)值顯著負(fù)相關(guān)，與峰值時(shí)間極顯著正相關(guān)，崩解值與消減值和峰值時(shí)間顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，消減值與峰值時(shí)間極顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：南粳505;氮肥運(yùn)籌;膠稠度;直鏈淀粉含量;RVA譜特征值

中圖分類號(hào)：S511.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）08-0084-05

收稿日期：2020-07-29

基金項(xiàng)目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（編號(hào)：CARS-01-62）;江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：BE2019343）。

作者簡(jiǎn)介：朱 鎮(zhèn)（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(dǎo)師，主要從事水稻遺傳育種研究。E-mail：clwang@jaas.ac.cn。

高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗一直是水稻育種的目標(biāo)[1-3]，隨著育種水平的提高和精確定量栽培技術(shù)的廣泛應(yīng)用，水稻產(chǎn)量水平得到較大提升，水稻總量出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過(guò)剩[4-5]。同時(shí)人們的生活水平提高，逐步由吃飽轉(zhuǎn)向吃好，對(duì)稻米品質(zhì)，尤其是食用品質(zhì)提出了更高的要求。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所針對(duì)江蘇省及周邊消費(fèi)群體的口感習(xí)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(tài)區(qū)種植的優(yōu)良食味粳稻品種[6-9]，得到了廣泛的推廣應(yīng)用。研究表明，稻米食味品質(zhì)的好壞不僅受水稻品種本身遺傳因素的影響，環(huán)境、栽培、加工等因素均對(duì)稻米品質(zhì)有較大影響[10-11]。關(guān)于食味品質(zhì)評(píng)價(jià)，由于人工品嘗工作量太大，而且結(jié)果差異較大[12]。經(jīng)過(guò)大量研究表明，通過(guò)測(cè)定膠稠度、直鏈淀粉含量等稻米理化指標(biāo)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(zhì)[13-14]。

南粳505是江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所與山東省水稻研究所聯(lián)合育成的優(yōu)良食味中熟中粳稻新品種，2017年通過(guò)山東省審定（審定編號(hào)：魯審稻20170045），2018年通過(guò)江蘇省引種備案[備案號(hào)：（蘇）引種（2018）第053號(hào)]，適合江蘇省淮北地區(qū)和魯南、魯西南麥茬稻區(qū)及東營(yíng)稻區(qū)種植。2015年申報(bào)國(guó)家植物新品種保護(hù)（申請(qǐng)?zhí)枺?0150420.1），2019年獲得新品種權(quán)（品種權(quán)號(hào)：CNA20150420.1）。本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同氮肥運(yùn)籌處理，測(cè)定各處理稻米膠稠度、直鏈淀粉含量以及RVA譜特征值并進(jìn)行分析，研究肥料運(yùn)籌對(duì)南粳505稻米品質(zhì)的影響，以期完善該品種配套保優(yōu)栽培技術(shù)，為品種的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選育的中熟中粳稻品種南粳505為試驗(yàn)材料，2017年在泗洪石集稻米產(chǎn)業(yè)園和東海平明綜合展示基地開(kāi)展施氮量試驗(yàn)，在泗洪石集稻米產(chǎn)業(yè)園和江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司宿遷基地開(kāi)展氮肥施用比例試驗(yàn)，施氮量試驗(yàn)設(shè)6個(gè)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(yàn)設(shè)6個(gè)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(yàn)均采用2次重復(fù)。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(shù)2.5～3.0時(shí)一次性施用。小區(qū)均采用塑盤(pán)育秧、小苗手工移栽，每個(gè)小區(qū)種植250株，株行距13 cm×27 cm，按照統(tǒng)一要求進(jìn)行田間管理。

成熟后收獲小區(qū)種子，種子風(fēng)干后在常溫下貯藏3個(gè)月。采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行直鏈淀粉含量測(cè)定，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22294—2008《糧油檢驗(yàn) 大米膠稠度的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行膠稠度測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)分析，測(cè)定按美國(guó)國(guó)際谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)（AACC）規(guī)定（1995 61-02）要求，含水量為14.0%，樣品質(zhì)量3.00 g，蒸餾水25.0 mL。測(cè)定過(guò)程中罐內(nèi)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(nèi)轉(zhuǎn)速為 960 r/min，以后轉(zhuǎn)速維持在160 r/min。RVA譜特征值主要有3個(gè)一級(jí)指標(biāo)（峰值黏度、最低黏度、最終黏度）、3個(gè)二級(jí)指標(biāo)[崩解值（峰值黏度-最低黏度）、消減值（最終黏度-峰值黏度）、回復(fù)值（最終黏度-最低黏度）]、峰值時(shí)間（峰值黏度出現(xiàn)所需時(shí)間）和糊化溫度（黏度開(kāi)始增加時(shí)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(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析

對(duì)2個(gè)地點(diǎn)施氮量處理和氮肥比例處理的食味品質(zhì)相關(guān)性狀進(jìn)行方差分析，可以看出，不同施氮量和地點(diǎn)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(dá)顯著水平，RVA譜特征值中僅峰值時(shí)間在地點(diǎn)間和不同施氮量處理間的差異達(dá)顯著水平，其余RVA譜特征值在各處理中的差異均未達(dá)顯著水平（表1）。不同氮肥施用比例和地點(diǎn)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(dá)顯著水平，RVA譜特征值中僅回復(fù)值在地點(diǎn)間和不同施氮比例處理間的差異達(dá)顯著水平，其余RVA譜特征值在各處理中的差異均未達(dá)顯著水平（表2）。

2.2 肥料處理對(duì)南粳505稻米品質(zhì)的影響

對(duì)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(jìn)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(fù)值的變異系數(shù)較大，糊化溫度的變異系數(shù)最小。

6個(gè)處理間的膠稠度為86.750～94.000 mm，變異系數(shù)為3.212%;直鏈淀粉含量為8.252%～8504%，變異系數(shù)為1.025%;RVA譜特征值中3個(gè)一級(jí)指標(biāo)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(shù)為2.952%;最低黏度為1.045～1.249 Pa·s，變異系數(shù)為6.270%;最終黏度為1.512～1.739 Pa·s，變異系數(shù)為4.769%。二級(jí)指標(biāo)中變異系數(shù)較大的是回復(fù)值，數(shù)值為0467～0.529 Pa·s，變異系數(shù)為4.233%;其次是消減值，數(shù)值為-1.151～-1.098 Pa·s，變異系數(shù)為1.580%。各性狀指標(biāo)的變異系數(shù)依次為最低黏度>最終黏度>回復(fù)值>膠稠度>峰值黏度>消減值>崩解值>峰值時(shí)間>直鏈淀粉含量>糊化溫度。

6個(gè)氮肥施用比例處理的品質(zhì)性狀指標(biāo)（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(fù)值的變異系數(shù)較大，糊化溫度的變異系數(shù)最小。6個(gè)處理間的膠稠度為88250～94.875 mm，變異系數(shù)為2.702%;直鏈淀粉含量為7.671%～8.399%，變異系數(shù)為3.162%。RVA譜特征值的3個(gè)一級(jí)指標(biāo)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(shù)為2.540%;最低黏度為1.097～1.216 Pa·s，變異系數(shù)為3760%;最終黏度為1.561～1.708 Pa·s，變異系數(shù)為3.286%。二級(jí)指標(biāo)中變異系數(shù)較大的是回復(fù)值，數(shù)值為0.446～0.492 Pa·s，變異系數(shù)為3.444%;其次是崩解值，變異幅度為1.639～1.726 Pa·s，變異系數(shù)為2.064%;消減值為 -1.242～-1.193 Pa·s，變異系數(shù)為1861%。各性狀指標(biāo)的變異系數(shù)依次為最低黏度>回復(fù)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(shí)間>糊化溫度。

2.3 膠稠度、直鏈淀粉含量與RVA譜特征值相關(guān)分析

對(duì)2個(gè)地點(diǎn)、12個(gè)氮肥運(yùn)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(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果顯示，膠稠度與直鏈淀粉含量、消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)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(guān)關(guān)系，但相關(guān)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(fù)相關(guān)關(guān)系，與其余特征值呈正相關(guān)關(guān)系，其中與最終黏度（0.350）、回復(fù)值（0.470）、峰值時(shí)間（0.371）的相關(guān)性達(dá)顯著水平。

RVA譜各特征值間的相關(guān)分析顯示，峰值黏度、最低黏度和最終黏度3個(gè)一級(jí)指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，峰值黏度與最低黏度、最終黏度間的相關(guān)系數(shù)分別為0.817、0.803，最低黏度和最終黏度之間的相關(guān)系數(shù)為0.968。一級(jí)指標(biāo)與二級(jí)指標(biāo)的相關(guān)分析顯示，峰值黏度與崩解值極顯著正相關(guān)（0.805），與消減值極顯著負(fù)相關(guān)（-0.685），與回復(fù)值顯著正相關(guān)（0.373），與峰值時(shí)間和糊化溫度的相關(guān)性不顯著;最低黏度與峰值時(shí)間（0.556）和回復(fù)值（0.387）顯著或極顯著正相關(guān)，與糊化溫度、崩解值、消減值相關(guān)不顯著;最終黏度與回復(fù)值（0.601）和峰值時(shí)間（0478）極顯著正相關(guān)，與糊化溫度、崩解值、消減值的相關(guān)性不顯著。二級(jí)指標(biāo)間的相關(guān)分析顯示，糊化溫度與崩解值（-0.394）、回復(fù)值（-0.404）顯著負(fù)相關(guān)，與峰值時(shí)間（0.496）極顯著正相關(guān)，崩解值與消減值（-0.937）、峰值時(shí)間（-0.470）顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，消減值與峰值時(shí)間（0.472）極顯著正相關(guān)。其余二級(jí)指標(biāo)間相關(guān)性不顯著。

3 結(jié)論與討論

3.1 氮肥運(yùn)籌對(duì)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(zhǎng)最關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，關(guān)于氮肥對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響已有大量的研究，但未形成一致的研究結(jié)果。有研究表明，增施氮肥會(huì)降低直鏈淀粉含量、膠稠度和食味值，顯著提高稻米蛋白質(zhì)含量[15-18]。金軍等研究發(fā)現(xiàn)，直鏈淀粉含量、糊化溫度對(duì)氮素反應(yīng)不敏感，稻米R(shí)VA 淀粉譜參數(shù)受供氮水平顯著影響，品種間表現(xiàn)不盡相同，與試驗(yàn)品種、栽培環(huán)境以及試驗(yàn)條件有關(guān)[19]。柳金來(lái)等的研究表明，氮肥用量在一定范圍內(nèi)，稻米品質(zhì)隨氮肥增加而提高，氮肥用量過(guò)多則相反[20-21]。每個(gè)品種都有其適宜的需氮量，品質(zhì)特性對(duì)氮肥的反應(yīng)敏感程度在品種間有差異[22]。氮肥運(yùn)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(yōu)良食味粳稻南粳9108和南粳5055為試驗(yàn)材料進(jìn)行氮肥施用比例研究，結(jié)果表明，食味品質(zhì)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(xiàn)遞減趨勢(shì)。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(xiàn)相反的趨勢(shì)[23]。楊澤敏等研究發(fā)現(xiàn)，前后施肥比例還因品種而異，施氮時(shí)期及施氮量調(diào)控優(yōu)質(zhì)稻米的形成與適應(yīng)不同類型品種的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)有關(guān)[24]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，南粳505稻米的膠稠度、直鏈淀粉含量在不同氮肥運(yùn)籌處理間有差異，但均未達(dá)顯著水平，RVA譜特征值中，施氮量對(duì)峰值時(shí)間的影響達(dá)顯著水平，施氮比例對(duì)回復(fù)值的影響達(dá)顯著水平，其余均未達(dá)到顯著差異。從變異系數(shù)來(lái)看，不同施氮量處理間膠稠度、最低黏度、最終黏度和回復(fù)值的變異系數(shù)較大，糊化溫度的變異系數(shù)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(fù)值的變異系數(shù)較大，糊化溫度的變異系數(shù)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(guān)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(guān)性均不顯著，與最終黏度、崩解值、回復(fù)值、消減值、糊化溫度相關(guān)性達(dá)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(guān)性極顯著，與糊化溫度的相關(guān)性不顯著[26]。賈良等研究表明，RVA譜6個(gè)特征值之間，峰值黏度與最終黏度、回復(fù)值的相關(guān)性不顯著，最低黏度與崩解值顯著相關(guān)，其余均極顯著相關(guān);直鏈淀粉含量、膠稠度與RVA譜6個(gè)特征值均極顯著相關(guān)，而消減值與RVA譜6個(gè)特征值相關(guān)性均不顯著[27]。本試驗(yàn)表明，不同氮肥運(yùn)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(guān)性未達(dá)顯著水平;直鏈淀粉含量與最終黏度、回復(fù)值、峰值時(shí)間顯著相關(guān);峰值黏度、最低黏度和最終黏度3個(gè)一級(jí)指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;峰值黏度與回復(fù)值、崩解值顯著或極顯著正相關(guān)，與消減值極顯著負(fù)相關(guān);最低黏度、最終黏度與峰值時(shí)間、回復(fù)值顯著或極顯著正相關(guān);糊化溫度與崩解值、回復(fù)值顯著負(fù)相關(guān)，與峰值時(shí)間極顯著正相關(guān)，崩解值與消減值、峰值時(shí)間顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，消減值與峰值時(shí)間極顯著正相關(guān)。

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