有機(jī)和常規(guī)施肥模式的土壤養(yǎng)分特征及對不同食味型粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李玉林 徐承昱 胡 雪 臧 倩 陸炫睿蔣 敏 莊恒揚(yáng) 黃麗芬,*

(1 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 揚(yáng)州 225009；2 揚(yáng)州大學(xué)，江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 揚(yáng)州 225009)

有機(jī)水稻栽培指整個(gè)生育期不使用化學(xué)合成物(例如化肥、農(nóng)藥和生長調(diào)節(jié)劑)，在田間管理上遵循水稻生長發(fā)育的自然規(guī)律，以持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)為目標(biāo)的一種水稻生產(chǎn)模式[1]。稻米的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量一直是國外有機(jī)水稻的研究熱點(diǎn)[2-4]。國內(nèi)關(guān)于有機(jī)栽培條件對水稻影響的研究主要集中在稻米品質(zhì)和土壤養(yǎng)分供應(yīng)方面。侯文平等[5]研究指出改良插秧方式和栽培密度有助于提高有機(jī)水稻的品質(zhì)；黃麗芬等[6]比較了有機(jī)和常規(guī)栽培方式下雜交粳稻的稻米品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)有機(jī)栽培較常規(guī)栽培降低了加工品質(zhì)但顯著改善了外觀和蒸煮食味品質(zhì)；宇萬太等[7]認(rèn)為有機(jī)栽培能改善土壤氮磷鉀等養(yǎng)分狀況，對提高土壤肥力和水稻產(chǎn)量及品質(zhì)具有重要作用。隨著居民消費(fèi)水平的不斷提高，人們對稻米的需求由產(chǎn)量型轉(zhuǎn)向品質(zhì)型。尤其具有優(yōu)良食味品質(zhì)的有機(jī)稻米越來越受消費(fèi)者的青睞，并且其產(chǎn)量穩(wěn)定，因此，食味型粳稻被廣泛應(yīng)用于有機(jī)水稻生產(chǎn)[8-9]。前人比較研究了常規(guī)栽培條件下味優(yōu)高產(chǎn)和味中高產(chǎn)粳稻的品質(zhì)差異，結(jié)果表明與味中高產(chǎn)粳稻相比，味優(yōu)高產(chǎn)粳稻加工品質(zhì)較好、外觀品質(zhì)較差、膠稠度較長而直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量較低[10-11]。然而關(guān)于有機(jī)栽培條件下不同食味型粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的性狀特征的研究尚鮮見報(bào)?；诖?，本試驗(yàn)以2種食味型粳稻為材料，研究了有機(jī)栽培對不同食味型粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為優(yōu)化水稻有機(jī)栽培技術(shù)提供一定的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年5月至11月在江蘇省高郵市馬棚灣生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司進(jìn)行。供試試驗(yàn)田為黏壤土，地力中等，土壤基礎(chǔ)肥力為：有機(jī)質(zhì)25.48 g·kg-1，全氮1.31 g·kg-1，堿解氮108.23 mg·kg-1，速效磷7.36 mg·kg-1，速效鉀65.43 mg·kg-1，pH值8.72。供試水稻品種根據(jù)食味值差異分為味優(yōu)高產(chǎn)類(食味值在60分以上且產(chǎn)量在9.5 t·hm-2左右)和味中高產(chǎn)類(食味值在50分以下且產(chǎn)量在9.5 t·hm-2左右)[10]，味優(yōu)高產(chǎn)類包括南粳46和蘇香粳100，味中高產(chǎn)類包括常農(nóng)粳8號和淮香粳15號，共4個(gè)品種，均由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以栽培方式為主區(qū)，品種為裂區(qū)。主區(qū)設(shè)置2種處理，即有機(jī)栽培(OF)和常規(guī)栽培(CF)，每處理3次重復(fù)。各處理隨機(jī)區(qū)組排列，每社區(qū)栽培面積為105 m2。5月22日播種，6月10日人工插秧，移栽行株距30.0 cm×12.5 cm，每穴3苗，11月1日收獲。有機(jī)栽培全程按照國家有機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19630.1-2019[12]進(jìn)行管理，采用紫云英-水稻的種植方式，在水稻移栽前15 d左右一次性翻耕施入12 000 kg·hm-2紫云英(含0.33% N、0.08% P2O5和0.23% K2O)作為基肥。水稻移栽前施入1 200 kg·hm-2菜籽餅(含5.25% N、0.80% P2O5、1.04% K2O、0.80% Ca、0.48% Mg及各類微量元素)和1 200 kg·hm-2三安生物有機(jī)肥(含多種有機(jī)酸、肽類以及3.35% N、1.87% P2O5、2.28% K2O和53%有機(jī)質(zhì))，7月中旬追施450 kg·hm-2三安生物有機(jī)肥作為穗肥[13]。常規(guī)栽培根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣采用高產(chǎn)栽培管理方式，肥料運(yùn)籌方式同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥模式：45%復(fù)合肥(含15% N、15% P2O5和15% K2O)按750 kg·hm-2基施，氮肥施用總量為270 kg·hm-2，P2O5施用量為150 kg·hm-2，K2O施用量為150 kg·hm-2，基肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶3∶3，分蘗肥于栽后第7、第21天分別施58.5、117 kg·hm-2尿素(含N≥46%)，穗肥分別于倒四、倒二葉各施入175.5 kg·hm-2尿素。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土樣采集與養(yǎng)分測定 分別于水稻分蘗期、抽穗期、灌漿結(jié)實(shí)期和成熟期用取土器依據(jù)五點(diǎn)取樣法[14]采集0～10 cm和10～20 cm耕層土壤，取樣時(shí)間分別記為T1～T4，每處理重復(fù)3次。采集的土樣經(jīng)混合均勻后，將樣品中的根系和石塊等雜物挑出，土樣經(jīng)風(fēng)干、磨碎后分別過20和100目篩，用于測定土壤堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量和有機(jī)質(zhì)含量等各養(yǎng)分指標(biāo)[15]。堿解氮含量采用堿解氮擴(kuò)散法測定；有機(jī)質(zhì)含量采用K2Cr2O7-H2SO4外加熱法測定；速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提分光光度法測定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提火焰光度法測定。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測定 于成熟期普查每社區(qū)100穴，計(jì)算有效穗數(shù)，各社區(qū)按平均有效穗數(shù)取5穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率與千粒重，計(jì)算理論產(chǎn)量，成熟后各社區(qū)隨機(jī)選取生長一致的3個(gè)點(diǎn)，面積均為1 m2，收割測定實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.3 稻米品質(zhì)測定 糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、膠稠度等品質(zhì)性狀的測定方法參照優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17891-2017[16]，稻米直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量采用Infratec 1241 GrainAnalyzer近紅外谷物分析儀(丹麥FOSS-TECATOR公司)測定[17]。稻米粘滯性采用RVA-TeeMaster快速粘度分析儀(澳大利亞NewportScientific儀器公司)檢測[18]。淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)采用philips XL-30環(huán)境掃描電子顯微鏡(荷蘭Philips公司)觀察[19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析，采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行顯著性分析(P<0.05), LSD法進(jìn)行多重比較，采用Origin pro 8.5.1軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培方式對稻田土壤養(yǎng)分含量的影響

從分蘗期到成熟期，2種栽培方式下0～10 cm和10～20 cm土層的速效磷和速效鉀含量均表現(xiàn)為有機(jī)栽培>常規(guī)栽培；堿解氮和有機(jī)質(zhì)含量從分蘗期至灌漿結(jié)實(shí)期表現(xiàn)趨勢與速效磷和速效鉀相似，但成熟期常規(guī)栽培下0～10 cm土層的堿解氮和有機(jī)質(zhì)含量總體略大于有機(jī)栽培(圖1)。

與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培下0～10 cm土層堿解氮含量在分蘗期和灌漿結(jié)實(shí)期分別提高8.62%和12.7%，10～20 cm土層分別提高19.47%和15.04%，有機(jī)栽培較常規(guī)栽培顯著提高了兩時(shí)期各土層的堿解氮含量。與分蘗期相比，灌漿結(jié)實(shí)期常規(guī)栽培下0～10 cm和10～20 cm土層的速效磷含量分別提高75.57%和78.60%，有機(jī)栽培下分別提高為61.29%和78.20%?？梢?，與有機(jī)栽培相比，分蘗期至灌漿結(jié)實(shí)期常規(guī)栽培下兩土層的速效磷含量增幅較大。從分蘗期至灌漿結(jié)實(shí)期，2種栽培方式下0～10 cm土層速效鉀含量總體呈降低趨勢，其中，常規(guī)栽培下降了13.50%，有機(jī)栽培下降了10.54%。此外0～10 cm土層的有機(jī)質(zhì)含量在有機(jī)栽培下較常規(guī)栽培分別顯著提高了16.44%、10.59%和24.99%；10～20 cm土層也表現(xiàn)出相同的趨勢。

2.2 栽培方式對不同食味型粳稻的產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由表1可知，不同栽培方式下2種食味型粳稻的穗數(shù)均表現(xiàn)出常規(guī)栽培>有機(jī)栽培的趨勢。雖然有機(jī)栽培降低了2種食味型粳稻的穗數(shù)，但提高了味中高產(chǎn)粳稻每穗粒數(shù)，較常規(guī)栽培分別提高了5.60%和6.35%，降低了味優(yōu)高產(chǎn)粳稻每穗粒數(shù)，較常規(guī)栽培分別降低了2.17%和2.52%。2種類型粳稻的結(jié)實(shí)率與穗數(shù)變化趨勢基本一致，其中味優(yōu)高產(chǎn)粳稻在有機(jī)栽培下的結(jié)實(shí)率較常規(guī)栽培降低11.46和14.32個(gè)百分點(diǎn)，味中高產(chǎn)粳稻降低1.77和0.54個(gè)百分點(diǎn)，因此味優(yōu)高產(chǎn)粳稻在有機(jī)栽培下的結(jié)實(shí)率降低幅度相對較大。另外，2種食味型水稻的千粒重在有機(jī)栽培下較常規(guī)栽培略有提高。各品種的產(chǎn)量均表現(xiàn)為常規(guī)栽培>有機(jī)栽培的趨勢。

2.3 栽培方式對不同食味型粳稻稻米品質(zhì)的影響

2.3.1 栽培方式對稻米加工品質(zhì)的影響 由表2可知，相同栽培方式下，2種食味型粳稻糙米率差異較?。徊煌耘喾绞较?，常規(guī)栽培略高于有機(jī)栽培，但差異大部分不顯著。與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培降低了2種類型粳稻的精米率和整精米率。總體上，2種食味型水稻的糙米率、精米率和整精米率等加工品質(zhì)指標(biāo)均表現(xiàn)出常規(guī)栽培>有機(jī)栽培的趨勢。

2.3.2 栽培方式對稻米外觀品質(zhì)的影響 由表2可知，相同栽培方式下，2種類型水稻堊白粒率和堊白度總體表現(xiàn)為味優(yōu)高產(chǎn)>味中高產(chǎn)的趨勢。與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培顯著降低了2種類型水稻堊白粒率和堊白度，其中味優(yōu)高產(chǎn)粳稻在有機(jī)栽培下堊白粒率較常規(guī)栽培下降2.04和1.33個(gè)百分點(diǎn)，味中高產(chǎn)粳稻下降1.30和1.08個(gè)百分點(diǎn)；味優(yōu)高產(chǎn)粳稻在有機(jī)栽培下堊白度的較常規(guī)栽培下降2.37和1.62個(gè)百分點(diǎn)，味中高產(chǎn)粳稻下降1.37和1.72個(gè)百分點(diǎn)。可見，有機(jī)栽培較常規(guī)栽培顯著改善了稻米的外觀品質(zhì)。

2.3.3 栽培方式對稻米食味品質(zhì)的影響 由表2可知，有機(jī)栽培下2種類型粳稻的膠稠度顯著提高，而直鏈淀粉含量明顯下降。味優(yōu)高產(chǎn)粳稻在有機(jī)栽培下膠稠度較常規(guī)栽培提高7.08%和4.41%，味中高產(chǎn)粳稻提高8.05%和4.78%。另外，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培下的味優(yōu)高產(chǎn)粳稻直鏈淀粉含量分別下降了1.51和0.74個(gè)百分點(diǎn)；味中高產(chǎn)粳稻均下降了1.14個(gè)百分點(diǎn)。另外，2種栽培方式下，與味中高產(chǎn)粳稻相比，味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的膠稠度相對較高，而直鏈淀粉含量相對較低。不同栽培方式下，2種類型粳稻蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)出常規(guī)栽培>有機(jī)栽培的趨勢，但差異不顯著。

2.3.4 栽培方式對稻米RVA譜特征值的影響 由表3可知，有機(jī)栽培下味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的峰值粘度分別是常規(guī)栽培的103.39%和103.44%，而味中高產(chǎn)粳稻分別為92.43%和95.15%，有機(jī)栽培顯著提高了味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的峰值粘度，但降低了味中高產(chǎn)粳稻的峰值粘度。與有機(jī)栽培相比，常規(guī)栽培下兩種類型粳稻的熱漿粘度、最終粘度均表現(xiàn)為常規(guī)栽培>有機(jī)栽培，差異顯著。有機(jī)栽培下味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的崩解值分別為常規(guī)栽培下的116.84%和108.92%；味中高產(chǎn)粳稻分別為138.08%和115.99%，有機(jī)栽培較常規(guī)栽培顯著提高了兩種食味型粳稻的崩解值。與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培下味優(yōu)高產(chǎn)粳稻消減值降低幅度分別為37.77%和22.44%，而味中高產(chǎn)粳稻消減值提高幅度分別為6.72%和27.07%，因此有機(jī)栽培較常規(guī)栽培顯著降低了味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的消減值而味中高產(chǎn)粳稻則相反。不同栽培方式下兩種類型粳稻的峰值時(shí)間均表現(xiàn)為常規(guī)栽培>有機(jī)栽培，味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的糊化溫度在兩種栽培方式下表現(xiàn)為常規(guī)栽培<有機(jī)栽培，而味中高產(chǎn)粳稻則相反。

2.3.5 栽培方式對淀粉顆粒形態(tài)的影響 由圖2可知，不同食味型粳稻的淀粉顆粒排列情況在2種栽培方式下存在明顯差。常規(guī)栽培下，味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的淀粉粒排列松散，粒間空隙大；但在有機(jī)栽培下，淀粉粒粒徑較大，緊密排列，粒間空隙小。2種栽培方式下味中高產(chǎn)粳稻的淀粉顆粒排列情況及粒間空隙大小與之相反，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培下味中高產(chǎn)粳稻的淀粉粒排列松散且粒間空隙大。

注：A：常規(guī)栽培(南粳46)；B：常規(guī)栽培(蘇香粳100)；C：常規(guī)栽培(常農(nóng)粳8號)；D：常規(guī)栽培(淮香粳15號)；a：有機(jī)栽培(南粳46)；b：有機(jī)栽培(蘇香粳100)；c：有機(jī)栽培(常農(nóng)粳8號)；d：有機(jī)栽培(淮香粳15號)。Note: A: Conventional cultivation (Nanjing 46). B: Conventional cultivation (Suxiangjing 100). C: (Changnongjing 8). D: (Huaixiangjing 15). a: Organic cultivation (Nanjing 46). b: Organic cultivation (Suxiangjing 100). c: Organic cultivation (Changnongjing 8). d: Organic cultivation (Huaixiangjing 15).圖2 不同栽培方式下兩種食味型粳稻淀粉顆粒的掃描電鏡照片(5 000倍)Fig.2 Scanning electron micrographs of starch granules of two edible japonica rice under different cultivation methods (5 000 times)

2.4 品種和栽培方式對粳稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的通徑分析

由圖3可知，產(chǎn)量各構(gòu)成因素對粳稻產(chǎn)量的影響程度表現(xiàn)為穗數(shù)>千粒重>每穗粒數(shù)>結(jié)實(shí)率，以穗數(shù)的影響最大(0.632)。栽培方式和品種對穗數(shù)均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，其中栽培方式影響更大(-0.933)；品種較栽培方式對千粒重和結(jié)實(shí)率的影響更大；栽培方式和品種對每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的影響表現(xiàn)相反，栽培方式對每穗粒數(shù)表現(xiàn)為正效應(yīng)，品種對結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為正效應(yīng)。

圖3 不同栽培方式對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的通徑分析Fig.3 Path analysis of different cultivation methods on yield and its constituent factors

2.5 不同栽培方式下土壤養(yǎng)分含量與不同食味型粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表4相關(guān)分析結(jié)果可知，不同栽培方式下土壤堿解氮含量與2種食味型粳稻的穗數(shù)、結(jié)實(shí)率、實(shí)際產(chǎn)量、整精米率和蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，與堊白粒率和直鏈淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)，土壤速效磷和速效鉀含量均與整精米率、堊白粒率、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，土壤有機(jī)質(zhì)含量與結(jié)實(shí)率呈顯著正相關(guān)。綜上，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量與直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量等食味品質(zhì)指標(biāo)密切相關(guān)。另外，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培下味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的平均粒徑與土壤堿解氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與土壤速效磷和速效鉀含量呈顯著正相關(guān)。

注：*和**分別表示相關(guān)性在0.05和0.01水平達(dá)到顯著和極顯著。

3 討論

3.1 栽培方式對土壤養(yǎng)分含量的影響

堿解氮是水稻生長發(fā)育過程所需的主要養(yǎng)分[20]。Richter等[21]研究表明，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培可顯著提高土壤中堿解氮含量，其主要由于有機(jī)栽培以施用有機(jī)肥為主，隨時(shí)間的推移，其所含養(yǎng)分逐漸被微生物分解釋放，可長期提供有效氮養(yǎng)分；常規(guī)栽培施用的化肥僅在適時(shí)間內(nèi)提供有效氮養(yǎng)分，因而常規(guī)栽培下堿解氮含量顯著低于有機(jī)栽培[22]。本研究結(jié)果表明，從分蘗期至灌漿結(jié)實(shí)期，0～10 cm和10～20 cm土層的堿解氮含量在有機(jī)栽培下均顯著高于常規(guī)栽培，而成熟期較常規(guī)栽培明顯下降，可能是成熟期土壤水分缺失，有機(jī)氮的分解速度加快導(dǎo)致的[23]。

另外有機(jī)栽培下各時(shí)期的土壤速效磷和速效鉀含量均顯著高于常規(guī)栽培，主要因?yàn)橥寥乐辛滓杂袡C(jī)磷和無機(jī)磷2種形態(tài)存在，有機(jī)栽培施用的有機(jī)肥本身含有較多的有機(jī)磷且有機(jī)肥中包含的大量微生物可將無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為有機(jī)磷；此外，有機(jī)肥中的大量有機(jī)膠體具有吸附和交換鉀離子的功能[24-25]，因而有機(jī)栽培較常規(guī)栽培可顯著提高土壤中速效磷和速效鉀的含量。土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤中的含碳有機(jī)物，是土壤肥力的重要指標(biāo)之一[26]。大量研究結(jié)果表明，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培可顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[27-29]。本研究結(jié)果與之相似，有機(jī)栽培較常規(guī)栽培顯著提高了不同土層的有機(jī)質(zhì)含量，可能與施入土壤的有機(jī)肥提供了充足的碳源且促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化有關(guān)[30]。

3.2 栽培方式對粳稻產(chǎn)量的影響

水稻的產(chǎn)量主要由穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重等因素構(gòu)成，同時(shí)還受其他因素的影響，尤其是栽培方式[31]。一般認(rèn)為，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培方式下水稻產(chǎn)量較低主要因?yàn)椴∠x草害導(dǎo)致結(jié)實(shí)率下降、千粒重減?。淮送?，有機(jī)肥肥效釋放慢、氮素供應(yīng)不足、生育期形成的有效分蘗數(shù)較少，亦會降低單位面積穗數(shù)，導(dǎo)致有機(jī)稻產(chǎn)量比常規(guī)稻減少約10%～20%[32-34]。本研究結(jié)果表明，有機(jī)栽培方式下味優(yōu)高產(chǎn)粳稻和味中高產(chǎn)粳稻的穗數(shù)和結(jié)實(shí)率均顯著低于常規(guī)栽培，致使2種食味型水稻的產(chǎn)量均降低約18%。本研究中，參試的味中高產(chǎn)型粳稻產(chǎn)量大于味優(yōu)高產(chǎn)型，這與朱盈等[35]研究得出不同類型粳稻平均產(chǎn)量表現(xiàn)為味中高產(chǎn)>味優(yōu)高產(chǎn)的結(jié)論相似。前人研究發(fā)現(xiàn)，適宜的氮肥水平可使水稻高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)達(dá)到協(xié)同一致[36]。在本研究條件下，土壤堿解氮含量與產(chǎn)量和品質(zhì)等指標(biāo)均呈顯著正相關(guān)，因此在施肥制度上合理控制氮肥施用量，可實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)。

3.3 栽培方式對粳稻品質(zhì)的影響

除了受品種自身基因型影響外，栽培方式對稻米品質(zhì)的影響也十分重要[37]。前人研究認(rèn)為，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培對稻米加工品質(zhì)基本無影響但能改善外觀和蒸煮食味品質(zhì)[38-39]。本研究結(jié)果表明，2種食味型水稻的糙米率、精米率和整精米率均表現(xiàn)為常規(guī)栽培>有機(jī)栽培，且同一栽培方式下，味優(yōu)高產(chǎn)型粳稻的糙米率、精米率和整精米率均小于味中高產(chǎn)型，這與胡蕾等[10]研究得出味優(yōu)高產(chǎn)類型加工品質(zhì)中的糙米率、精米率、整精米率均高于味中類型品種的結(jié)論不同，存在差異的原因可能與肥料所含氮素水平不同有關(guān)[40]。外觀品質(zhì)是影響稻米商品價(jià)值的重要因素之一[41]。本研究中，有機(jī)栽培方式下2種食味型粳稻的堊白粒率和堊白度均顯著低于常規(guī)栽培，這與趙海成等[42]研究得出有機(jī)栽培可降低稻米的堊白粒率和堊白度的結(jié)論一致。直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量是影響稻米蒸煮食味品質(zhì)的重要因素[43]。有機(jī)栽培方式下，2種食味型粳稻的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量均低于常規(guī)栽培，而膠稠度高于常規(guī)栽培，與前人研究用等量有機(jī)肥替代化學(xué)氮肥可顯著降低稻米堊白粒率和堊白度并提高膠稠度的結(jié)果一致[44]。有研究發(fā)現(xiàn)，RVA譜特征值與稻米食味品質(zhì)密切相關(guān)，RVA譜的峰值粘度和崩解值越大，熱漿粘度和消減值越小，其食味品質(zhì)越好[45]。本研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培方式下2種食味型粳稻的崩解值較大，熱漿粘度較小，顯然有機(jī)栽培改善了2種類型水稻的食味品質(zhì)。綜上，與味中高產(chǎn)型相比，味優(yōu)高產(chǎn)型粳稻具有加工和外觀品質(zhì)較差，蒸煮食味品質(zhì)較好等特點(diǎn)，造成不同食味型粳稻品質(zhì)差異的原因可能與水稻品種基因型不同[46]，以及籽粒中直鏈淀粉含量的差異[47]等有關(guān)。淀粉以多個(gè)淀粉體構(gòu)成，每個(gè)淀粉體包含著大量復(fù)合淀粉粒[48]。前人對有機(jī)水稻的淀粉粒形態(tài)和排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，有機(jī)栽培下淀粉粒粒徑和數(shù)量明顯增加，且排列比較緊密[49]。本研究結(jié)果與之相似，有機(jī)栽培下，味優(yōu)高產(chǎn)型粳稻的淀粉粒間空隙小，且排列緊密。

4 結(jié)論

與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培顯著提高了各生育時(shí)期0～10 cm和10～20 cm土層堿解氮、速效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量，但降低了2種食味型粳稻的產(chǎn)量；通徑分析表明栽培方式對穗數(shù)影響最大，而品種對千粒重和結(jié)實(shí)率的影響最大。另外，有機(jī)栽培較常規(guī)栽培顯著改善了2種食味型粳稻的外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)和RVA譜特征值，且味優(yōu)高產(chǎn)粳稻的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)在有機(jī)栽培下排列比較緊密。相關(guān)性分析顯示，堿解氮較速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)等土壤養(yǎng)分與產(chǎn)量和品質(zhì)等指標(biāo)均呈顯著正相關(guān)。