硅鋅肥及其施用方式對南粳46產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響

魏曉東 宋雪梅 趙凌 趙慶勇 陳濤 路凱 朱鎮(zhèn) 黃勝東 王才林 張亞東

硅鋅肥及其施用方式對南粳46產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的影響

魏曉東 宋雪梅 趙凌 趙慶勇 陳濤 路凱 朱鎮(zhèn) 黃勝東 王才林*張亞東*

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所/江蘇省優(yōu)質(zhì)水稻工程技術(shù)研究中心/國家水稻改良中心南京分中心，南京 210014；*通信聯(lián)系人，email：clwang@jaas.ac.cn; zhangyd@jaas.ac.cn)

【目的】比較硅鋅肥及其施用方式對南粳46稻米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為調(diào)優(yōu)栽培提供參考依據(jù)?！痉椒ā恳詢?yōu)良食味粳稻品種南粳46為材料，倒4葉期土壤追施和孕穗期(抽穗前5～7 d)葉面噴施硅肥和鋅肥，設(shè)置土壤追施硅肥(Si-B)、土壤追施鋅肥(Zn-B)、土壤追施硅肥+葉面噴施硅肥(Si-B+Si-L)、土壤追施鋅肥+葉面噴施鋅肥(Zn-B+Zn-L)、土壤追施硅肥+土壤追施鋅肥(Si-B+Zn-B)、葉面噴施硅肥(Si-L)、葉面噴施鋅肥(Zn-L)、葉面噴施硅肥+葉面噴施鋅肥(Si-L+Zn-L)8個處理，以不施硅鋅肥(CK)為對照，調(diào)查分析不同處理對南粳46籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)和香味物質(zhì)2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量的影響?！窘Y(jié)果】施用硅鋅肥對南粳46均有明顯的增產(chǎn)作用，增幅為0.8%～11.9%，增產(chǎn)的原因主要是增加了每穗粒數(shù)和千粒重，而對穗數(shù)和結(jié)實率沒有明顯影響。施用硅肥使糙米率和精米率下降，施用鋅肥則使糙米率和精米率增加，施用硅肥和鋅肥都可使整精米率提高，施用鋅肥提高整精米率的效果比施用硅肥更明顯。硅鋅肥對直鏈淀粉含量和RVA特征值的影響隨處理不同而異，但施用硅鋅肥可以提高崩解值，降低消減值，使膠稠度顯著增加，食味值明顯提高，稻米2-AP含量顯著增加，香味明顯變濃?！窘Y(jié)論】倒4葉期土壤追施硅肥與孕穗期葉面噴施鋅肥相結(jié)合，既可增加南粳46的產(chǎn)量，又能提高整精米率和食味品質(zhì)，增加香味。

水稻；硅肥；鋅肥；產(chǎn)量；品質(zhì)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對稻米品質(zhì)的要求也越來越高。選定品種以后，合理的栽培方式是提高稻米產(chǎn)量和品質(zhì)的主要途徑。硅是水稻生長的必需元素，其作用僅次于氮、磷、鉀，對水稻生長發(fā)育具有重要作用[1-4]。鋅在植物體內(nèi)充當(dāng)養(yǎng)分的管理者，起到協(xié)調(diào)營養(yǎng)元素在體內(nèi)分配的作用。水稻對缺鋅較敏感，缺鋅會延緩水稻生長發(fā)育，降低水稻的抗逆能力，減少分蘗數(shù)，降低產(chǎn)量[5]。研究表明，追施硅鋅肥對水稻的產(chǎn)量[6-7]、稻米外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)、食味品質(zhì)[8-9]、香味物質(zhì)含量[10-11]、病蟲害和抗逆性等方面都有影響[12-13]。因此，研究硅鋅肥對稻米品質(zhì)的影響對優(yōu)質(zhì)米品種調(diào)優(yōu)栽培技術(shù)的集成具有重要意義。

關(guān)于硅鋅肥對優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量與稻米品質(zhì)的影響，近年來已有一些研究。王力等[14]的研究表明，在倒2葉期施用硅鋅肥能顯著提高南粳9108的稻米品質(zhì)，提高稻谷的糙米率、精米率及整精米率，降低稻米的堊白度和堊白粒率，提高加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)；同時提高南粳9108的膠稠度、最高黏度、崩解值、口感和食味值。土壤中基施硅肥和鋅肥能夠促進水稻2-AP的合成，顯著增加籽粒中香味物質(zhì)的含量[15-17]；葉面噴施硅肥能提高籽粒的蛋白質(zhì)含量，對稻米直鏈淀粉含量也有顯著影響[18-19]，葉面噴施鋅肥也能顯著提高香稻中香味物質(zhì)的含量[19]。上述硅鋅肥對水稻產(chǎn)量與稻米品質(zhì)的研究，主要集中在肥料的施用效果，關(guān)于硅肥與鋅肥及不同施肥方式施用效果的比較研究尚不多。

南粳46是江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所于2008年育成的優(yōu)良食味中熟晚粳稻品種[20]，主要理化指標(biāo)達(dá)國家二級優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)，米飯晶瑩剔透，口感柔軟滑潤，富有彈性，冷不回生，食味品質(zhì)極佳，先后30多次獲得江蘇省和全國“金獎大米”等榮譽稱號[21]，被譽為江蘇省“最好吃的大米”，已成為長三角地區(qū)高檔優(yōu)質(zhì)米品牌打造的首選品種。然而，在多年的種植過程中發(fā)現(xiàn)，即使同一地點采用同樣的栽培方法，不同年份種植的南粳46食味品質(zhì)仍然有差異(未發(fā)表)，特別是香味越來越淡。為了確保南粳46優(yōu)良的食味品質(zhì)，做到良種良法配套，本研究以南粳46為材料，比較硅肥和鋅肥以及不同施用方式對稻米產(chǎn)量和品質(zhì)特性的影響，以期為該品種的調(diào)優(yōu)栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試水稻品種為本團隊育成的優(yōu)良食味粳稻南粳46，屬于中熟晚粳稻品種。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2019—2020年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溧水植物科學(xué)基地進行。土壤為砂壤土，肥力中等。土壤含全氮1.25 g/kg、堿解氮92.3 mg/kg、速效磷35.5mg/kg、速效鉀86.9mg/kg、有效鋅0.85 mg/kg、有效硅110.48 mg/kg。硅肥和鋅肥的施用采用土壤追施和葉面噴施的方法，土壤追施時期為倒4葉露尖時，葉面噴施的時期為孕穗期(抽穗前5～7 d)，共設(shè)置9個處理(表1)。土壤追施硅肥為連云港福隆農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的硅肥產(chǎn)品，有效硅含量≥25%，小區(qū)用量為30 kg/hm2；土壤追施鋅肥為98%的ZnCl2，小區(qū)用量為15 kg/hm2，硅肥和鋅肥均拌細(xì)土150 kg/hm2均勻撒施。葉面噴施硅肥為滁州給力肥料科技有限公司生產(chǎn)的液態(tài)硅肥，有效硅含量≥50%，小區(qū)用量為1.5 kg/hm2，葉面噴施鋅肥為98%的ZnCl2，小區(qū)用量為1.8 kg/hm2。每個處理3次重復(fù)，每個小區(qū)16 m2，隨機排列。各小區(qū)間筑埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體，獨立灌排。每年5月14日播種，6月10日移栽，采用塑盤育秧，人工模擬機插，株行距為13 cm×30 cm，每穴4苗。氮肥施用總量(折合純氮)240 kg/ hm2，基肥、分蘗肥、穗肥比例為4∶4∶2?；视肗∶P2O5∶K2O為20∶12∶16的復(fù)合肥，用量為480 kg/hm2，在整地時旋入土壤，移栽后7 d施尿素120 kg/hm2，再過7 d后追施尿素90 kg/hm2，倒4葉伸出時施穗肥，用N∶P2O5∶K2O為20∶12∶16的復(fù)合肥240 kg/hm2。當(dāng)總莖蘗數(shù)達(dá)到270×104個/hm2時，開始排水?dāng)R田；拔節(jié)以后除了孕穗到開花建立淺水層以外，其余時間均采用干干濕濕、濕潤灌溉，直至成熟期。其他栽培管理措施均按高產(chǎn)栽培要求實施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量性狀測定

成熟后采用對角線取樣法在每個小區(qū)選2個點，每點取10 穴，帶回室內(nèi)風(fēng)干后考查每穴穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和每穗空癟粒數(shù)，進而求得每穗實粒數(shù)和結(jié)實率；稱取1000 粒種子測定千粒重，重復(fù)3次。每小區(qū)收獲200 穴，脫粒風(fēng)干后測定水分，去除雜質(zhì)，按14.5%的標(biāo)準(zhǔn)含水量折算成單位面積產(chǎn)量。

表1 本研究采用的鋅硅肥處理

1.3.2 稻米品質(zhì)測定

糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度、膠稠度的測定參照中華人民共和國優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17891－2017進行。直鏈淀粉含量(AC)的測定參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部標(biāo)準(zhǔn) NY/T 83－2017 進行，4 個參比樣品(AC：1.5%、10.6%、16.4%和 25.6%)購自中國水稻研究所。用凱氏定氮儀(Kjeltec 8400，F(xiàn)OSS)測定米粉中的全氮含量，再乘換算系數(shù) 5.95 計算得到米粉蛋白質(zhì)含量(PC)。

1.3.3 RVA特征值測定

米粉黏滯性采用 RVA 黏度測定儀(Perten，瑞典)測定，參照美國谷物化學(xué)協(xié)會 AACC61-01和 61-02 操作規(guī)程進行參數(shù)設(shè)置。測得峰值黏度(peak viscosity，PV)、熱漿黏度(hot viscosity，HV)、最終黏度(final viscosity，F(xiàn)V)、成糊溫度(pasting temperature，PaT)、峰值時間(peak time，PeT)；計算出崩解值(breakdown viscosity，BDV=PV－HV)，消減值(setback viscosity，SBV=FV－PV)，回復(fù)值(consistency viscosity，CSV=FV－HV)。每個樣品重復(fù)測定3 次，取平均值。

1.3.4 米飯食味指標(biāo)測定

采用日本佐竹公司生產(chǎn)的米飯食味計(STA 1A)測定米飯的外觀、硬度、黏度、平衡度和食味值。

1.3.5 稻米2-AP含量測定

采用體積比為1∶1的無水乙醇:氯仿混合液萃取樣品中的2-乙酰-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline，2-AP)，用Thermo TSQ 8000 EVO 質(zhì)譜儀測定2-AP含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

按照莫惠棟[22]介紹的方法在Excel 2019采用自編程序進行方差分析，對方差分析顯著的性狀采用Duncan新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅鋅肥對南粳46產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

產(chǎn)量性狀的方差分析結(jié)果(表2)表明，每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量處理間的差異均達(dá)1%的顯著水平。而單位面積穗數(shù)和結(jié)實率處理間差異不顯著。產(chǎn)量及其構(gòu)成因素在年份與處理間的互作效應(yīng)均不顯著。

對方差分析顯著的性狀進行多重比較分析(表3)可知，硅鋅肥處理對南粳46均有增產(chǎn)作用，比對照增產(chǎn)72.3～1026.3 kg/hm2，增產(chǎn)幅度為0.8% ～11.9%。土壤追施硅肥和葉面噴施硅肥處理(Si-B+Si-L)產(chǎn)量最高，達(dá)到9682.6 kg/hm2，較對照增產(chǎn)11.9%，與Si-B+Zn-B、Si-L+Zn-L和Zn-B+Zn-L處理的產(chǎn)量無顯著差異，但與單施硅肥和單施鋅肥及對照的差異顯著。

從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，硅鋅肥處理對穗數(shù)和結(jié)實率沒有顯著影響，但對每穗粒數(shù)和千粒重有極顯著影響。Si-L和Zn-B處理的每穗粒數(shù)低于對照，但與對照差異均不顯著；其余處理的每穗粒數(shù)均高于對照。從表3可以看出，雙因素處理(Si-B+Si-L、Zn-B+Zn-L、Si-B+Zn-B和Si-L+Zn-L)的每穗粒數(shù)一般都高于單因素處理(Si-B、Si-L、Zn-B和Zn-L)；其中，Zn-B+Zn-L處理最高。單因素處理中Zn-L處理的每穗粒數(shù)最高，達(dá)到153.9粒，其次是Si-L+Zn-L處理，為150.3粒。對于千粒重，除了Si-L和Zn-B+Zn-L處理比對照略有下降以外，其余處理均有增加。其中，Si-B+Si-L處理最高，達(dá)到27.8 g，比對照增加2.1 g，與其他處理的差異都顯著，而其他處理之間差異均不顯著。

表2 硅鋅肥處理產(chǎn)量性狀的方差分析

表中各性狀數(shù)值為值。**表示差異達(dá)1%的顯著水平。

PN, Panicle number; NSP, Number of spikelets per panicle; SSR, Seed setting rate; GW, 1000-grain weight; GY, Grain yield. The values of each character in the table arevalues. ** represent significant difference at 1% level.

表3 硅鋅肥處理下南粳46的產(chǎn)量性狀

同一列數(shù)據(jù)后面的不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平。

Values flanked by different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 5% level. PN, Panicle number, NSP, Number of spikelets per panicle; GW, 1000-grain weight; SSR, Seed setting rate; GY, Grain yield.

由表4可知，施用硅鋅肥比不施用硅鋅肥每穗粒數(shù)增加13.2粒，千粒重提高0.6 g，產(chǎn)量增加476.7 kg/hm2，除了千粒重以外，每穗粒數(shù)和產(chǎn)量都達(dá)5%顯著水平。從肥料種類看，施用硅肥比施用鋅肥每穗粒數(shù)減少2.4粒，千粒重增加0.6 g，產(chǎn)量提高275.9 kg/hm2，差異均未達(dá)顯著水平。但Si-B比Zn-B處理的每穗粒數(shù)增加18.8粒，千粒重提高0.3 g，產(chǎn)量提高237.7 kg/hm2，除了每穗粒數(shù)極顯著以外，千粒重和產(chǎn)量差異都不顯著。與Zn-L相比，Si-L的每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量也都下降，且千粒重和每穗粒數(shù)差異分別達(dá)顯著和極顯著水平。雙因素處理中，Si-B+Si-L比Zn-B+Zn-L處理的每穗粒數(shù)減少7.7粒，千粒重增加2.2 g，產(chǎn)量提高597.6 kg/hm2，都達(dá)5%或1%的顯著水平。從施用方法看，土壤追施比葉面噴施每穗粒數(shù)減少7.0粒，千粒重增加0.4 g，單產(chǎn)提高63.1 kg/hm2。其中，每穗粒數(shù)減少顯著。Si-B比Si-L每穗粒數(shù)增加12.3粒，千粒重增加1.0 g，產(chǎn)量提高125.4 kg/hm2，每穗粒數(shù)和千粒重的增加都達(dá)5%的顯著水平。與Zn-L相比，Zn-B處理的每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均降低，其中每穗粒數(shù)達(dá)1%顯著水平。Si-B+Zn-B比Si-L+Zn-L處理的每穗粒數(shù)減少8.6粒，千粒重增加0.3 g，產(chǎn)量提高183.7 kg/hm2，但除了每穗粒數(shù)顯著以外，千粒重和產(chǎn)量差異都不顯著。上述結(jié)果表明，對于產(chǎn)量及其構(gòu)成因素而言，施用硅肥的增產(chǎn)效果比施用鋅肥好，單獨施用時，土壤施硅比葉面噴硅的增產(chǎn)效果好，葉面噴鋅比土壤施鋅的增產(chǎn)效果好，土壤施用與葉面噴施結(jié)合比單獨使用的增產(chǎn)效果好。

2.2 硅鋅肥對南粳46稻米品質(zhì)的影響

2.2.1 對加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)的影響

方差分析結(jié)果表明，糙米率、精米率和整精米率處理間的差異均達(dá)1%的顯著水平，而堊白粒率和堊白度處理間的差異不顯著(表5)。

對方差分析顯著的糙米率、精米率和整精米率進行多重比較分析可知，Si-L+Zn-L處理的糙米率最高，Si-B+Si-L處理最低，但除了Si-L+Zn-L處理與Si-B+Si-L、Si-B、Si-L和Zn-L有顯著差異以外，其余處理間均無顯著差異(表6)。精米率也是Si-B+Si-L處理最低，與其他處理差異顯著。Si-L+Zn-L、Zn-B+Zn-L和Si-B+Zn-B處理的整精米率最高，Si-B+Si-L、Si-B和CK較低，兩類處理間差異顯著，其余處理居中，與兩類處理間的差異都不顯著。

表4 南粳46產(chǎn)量性狀不同硅鋅肥處理效果比較

表中數(shù)據(jù)為不同處理平均值之差。Si-Zn－0Si-Zn, 施硅鋅肥－不施硅鋅肥; Si－Zn, 施硅肥－施鋅肥; B－L, 土壤追施－葉面噴施。*和**分別表示5%和1%的顯著水平。

Data in the table are the average difference between different treatments. Si-Zn－0Si-Zn, Si fertilizer application－zero Si and Zn fertilizer application; Si－Zn, Si fertilizer application－Zn fertilizer application; B－L, Soil topdressing－foliar spraying. * and ** represent significant difference at 5% and 1%, respectively. NSP, Number of spikelets per panicle; GW, 1000-grain weight; GY, Grain yield.

表5 硅鋅肥處理加工品質(zhì)與外觀品質(zhì)的方差分析

**表示1%顯著水平。

**represent significant difference at 1% level.

表6 硅鋅肥處理下南粳46的加工品質(zhì)性狀

同一列數(shù)據(jù)后面的不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 5% level.

從表6還可以看出，糙米率和精米率除了Zn-L、Zn-B+Zn-L和Si-L+Zn-L比對照略增以外，其余處理都比對照下降。整精米率則除了Si-B和Si-B+Si-L處理比對照略有降低以外，其余處理均比對照增加，且多數(shù)處理增加顯著或極顯著。

比較不同硅鋅肥對加工品質(zhì)的影響可知，施用硅鋅肥使南粳46糙米率和精米率分別下降0.2和0.4個百分點，不顯著，而整精米率則提高3.3個百分點，達(dá)5%顯著水平(表7)。施用硅肥與施用鋅肥相比，無論是土壤追施還是葉面噴施，施用硅肥加工品質(zhì)都有下降的趨勢，但除了Si-L的糙米率比Zn-L下降0.6個百分點達(dá)5%顯著水平以外，其余均不顯著。土壤追施+葉面噴施硅肥時，糙米率、精米率和整精米率分別下降1.0、2.0和7.0個百分點，均達(dá)顯著或極顯著水平。土壤追施與葉面噴施相比，加工品質(zhì)也呈下降趨勢，但都不顯著。單施硅肥或單施鋅肥時，除了Zn-B比Zn-L糙米率下降0.5個百分點達(dá)5%顯著水平以外，其余都不顯著。硅鋅肥同時施用時，土壤追施的糙米率和精米率分別顯著下降0.5和0.7個百分點，整精米率下降1.1個百分點。上述結(jié)果表明，施用硅肥有使糙米率和精米率下降的趨勢，而施用鋅肥則有使糙米率和精米率增加的趨勢，施用硅肥和鋅肥都可使整精米率提高，施用鋅肥提高整精米率的效果比施用硅肥更明顯。

表7 不同硅鋅肥處理下南粳46加工品質(zhì)比較

表中數(shù)據(jù)為不同處理平均值之差。*和**分別表示5%和1%的顯著水平。

Data in the table are the average difference between treatments.*and**represent significant difference at 5% and 1%, respectively.

表8 硅鋅肥處理下南粳46 RVA特征值的方差分析

*和**分別表示5%和1%的顯著水平。

*and**represent significant difference at 10%, 5% and 1%, respectively.

2.2.2 對RVA特征值的影響

方差分析結(jié)果表明，RVA譜特征值除了成糊溫度處理間的差異達(dá)5%顯著水平以外，其余特征值處理間的差異均達(dá)1%顯著水平(表8)。

對RVA特征值進行多重比較(表9)，Zn-L處理的峰值黏度最高，Si-B+Zn-B和Zn-B處理較低；Si-L處理的熱漿黏度最高，Si-B+Zn-B處理最低；Si-L、Zn-B+Zn-L和Zn-L處理的最終黏度較高，Si-B+Zn-B處理最低；Si-B+Si-L和Si-B+Zn-B處理的崩解值最高，Zn-B處理最低；Zn-B+Zn-L處理的消減值最高，Si-B+Zn-B和Si-B+Si-L處理較低，除了上述處理的高低值之間差異顯著以外，其他處理間RVA特征值的差異未達(dá)顯著水平。

2.2.3 對蒸煮食味品質(zhì)和香味物質(zhì)含量的影響

方差分析結(jié)果表明，食味值、直鏈淀粉含量、膠稠度和2-AP含量處理間的差異均達(dá)1%顯著水平，而米飯外觀、硬度、黏度、平衡度和蛋白質(zhì)含量處理間的差異不顯著(表10)。蛋白質(zhì)含量和膠稠度年年份間的差異也達(dá)5%的顯著水平，2-AP含量年份間的差異和年份與處理間的互作均達(dá)1%的顯著水平。

對方差分析顯著的食味品質(zhì)性狀進行多重比較(表11)，Zn-B+Zn-L處理的食味值最高，但除了對照與Si-L+Zn-L處理差異顯著以外，與其他處理的差異均不顯著。Zn-L處理的直鏈淀粉含量最高，Si-B+Si-L處理最低，Si-L處理也較低，除了Si-B+Si-L與Si-L處理間的差異不顯著以外，3個處理其余兩兩比較的差異都達(dá)顯著水平。余下的5個處理間差異均不顯著。Zn-B處理的膠稠度最高，對照最低，Si-L處理也較低，其余處理均比對照高，相互間的差異多數(shù)未達(dá)顯著水平。Zn-L處理的2-AP含量最高，且與其他處理均有極顯著差異，Si-L處理最低，其余處理間除了Si-B+Si-L處理顯著較低外，都不存在顯著差異。

表9 硅鋅肥處理南粳46的RVA特征值

同一列數(shù)據(jù)后面的不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 5% level.

表10 硅鋅肥處理食味品質(zhì)和2-AP含量的方差分析

表中各性狀數(shù)值為值。*和**分別表示5%和1%的顯著水平。

The data of each character in the table arevalues.*and**represent significant differences at 5% and 1%, respectively.

表11 硅鋅肥處理南粳46的食味品質(zhì)和2-AP含量

同一列數(shù)據(jù)后面的不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平。

Different lowercase letters in the same column of data indicate significant difference at 5% level.

對不同硅鋅肥處理的效果進行比較(表12)可知，施用硅鋅肥比不施用硅鋅肥食味值提高3.0分，膠稠度增加7.6 mm，2-AP含量增加0.0561 μg/g，均極顯著，直鏈淀粉含量略有下降，但不顯著。施用硅肥與施用鋅肥相比，食味值和直鏈淀粉含量略有下降，膠稠度顯著下降，2-AP含量極顯著降低。其中Si-B處理比Zn-B處理2-AP含量顯著增加；而Si-L處理比Zn-L處理直鏈淀粉含量、膠稠度和2-AP含量均極顯著降低；Si-B+Si-L處理比Zn-B+Zn-L處理食味值、直鏈淀粉含量、膠稠度和2-AP含量均下降，其中直鏈淀粉含量和2-AP含量達(dá)1%顯著水平。土壤追施與葉面噴施相比，食味值和直鏈淀粉含量略下降，膠稠度和2-AP含量略增加，但都不顯著。其中，Si-B處理比Si-L處理直鏈淀粉含量和2-AP含量顯著和極顯著增加，而Zn-B處理比Zn-L處理直鏈淀粉含量和2-AP含量均極顯著降低。由此可見，施用硅鋅肥可以顯著增加香味物質(zhì)含量，增加膠稠度，提高食味值。從增加香味的效果來看，鋅肥顯著優(yōu)于硅肥；對于施用硅肥，土壤追施的效果顯著優(yōu)于葉面噴施；對于施用鋅肥，則葉面噴施的效果顯著優(yōu)于土壤追施。土壤追施時硅肥的效果顯著優(yōu)于鋅肥，而葉面噴施時則鋅肥的效果顯著優(yōu)于硅肥，土壤追施與葉面噴施結(jié)合應(yīng)用，也是鋅肥的效果顯著優(yōu)于硅肥。

表12 南粳46食味品質(zhì)性狀和2-AP含量不同硅鋅肥處理效果比較

表中數(shù)據(jù)為不同處理間平均值之差。*和**分別表示5%和1%的顯著水平。

The data in the table are the average difference between different treatments.*and**represent significant differences at 5% and 1%, respectively.

3 討論

3.1 硅鋅肥對水稻產(chǎn)量的影響

水稻是喜硅作物，除了氮、磷、鉀以外，硅是水稻必需的第四大營養(yǎng)元素[23]，硅在水稻莖或葉中的含量高達(dá)10%～15%。水稻每生產(chǎn)100 kg籽粒，需吸收22 kg硅[24]。硅肥不僅能夠增加水稻的抗折力，提高抗倒伏能力，還可以增加產(chǎn)量。趙海成等[25]研究發(fā)現(xiàn)施用硅肥不僅可使水稻基部節(jié)間硅化程度增加，增加細(xì)胞壁的厚度，增加莖稈強度，減少倒伏，還可以使水稻葉片挺立，減少葉片之間的遮蔭，提高光能利用率，從而增強水稻光合作用，增加光合產(chǎn)物的積累[26]。鋅也是水稻生長的必需元素。水稻缺鋅會延緩水稻生長發(fā)育，降低水稻的抗逆能力，減少分蘗數(shù)而降低產(chǎn)量。鋅是多種酶的活化劑，對酶有催化和激活作用。植物生長發(fā)育過程中CO2的固定、生物膜的維持、蛋白質(zhì)的合成、生長素的合成和花粉粒的形成等都會受到含鋅酶的調(diào)控[27]。水稻中的碳酸酐酶(CA)是與光合作用密切相關(guān)的一種酶，張凱岳[28]研究了鋅對水稻碳酸酐酶和光合作用的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)通過葉面噴施硫酸鋅可以提高CA的活性，進而促進水稻的凈光合速率，提高水稻的光合作用。周青等[29]、張國良等[30]、宋合林等[31]、龔金龍等[32]、張珍淑等[33]、阮洪家等[34]、韋還和等[35]、Liu等[36]在秈、粳稻上的研究都表明，施用硅肥有明顯的增產(chǎn)作用。馬朝紅等[37]的研究表明，硅鋅肥配合使用對水稻生長有明顯的促進作用。王力等[14]對優(yōu)良食味粳稻南粳505(曾用名南粳2704)和南粳9108的研究表明，在不同時期施用鋅硅肥較對照產(chǎn)量均有所增加，在倒4葉期單施鋅肥增產(chǎn)幅度最大。

本研究結(jié)果表明，施用硅鋅肥的8個處理，實收產(chǎn)量都高于對照，增產(chǎn)幅度72.3～1026.3 kg/hm2，其中硅鋅肥配合施用或土壤追施與葉面噴施結(jié)合進行的增產(chǎn)效果均達(dá)5%或1%的顯著水平，增產(chǎn)效果最大的是土壤追施硅肥和葉面噴施硅肥的處理。表明施用硅鋅肥比不施用硅鋅肥有明顯的增產(chǎn)效果。土壤追施時，單施硅比單施鋅的增產(chǎn)效果好；葉面噴施時，則噴鋅比噴硅的增產(chǎn)效果好。單施硅肥時，土壤追施比葉面噴施增產(chǎn)效果好；單施鋅肥時，則是葉面噴施比土壤追施增產(chǎn)效果好。土壤施用與葉面噴施結(jié)合進行時，比單獨施用的增產(chǎn)效果好，且硅肥的增產(chǎn)效果顯著高于鋅肥。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與每穗粒數(shù)的相關(guān)顯著，與千粒重的相關(guān)極顯著，而與穗數(shù)和結(jié)實率的相關(guān)均不顯著。據(jù)此推測施用硅鋅肥提高產(chǎn)量的原因，主要是千粒重的提高和每穗粒數(shù)的增加。這是因為本研究硅鋅肥的施用是在倒4葉出生和孕穗期，此時穗數(shù)已經(jīng)定型，穗分化雖然剛開始，但硅鋅肥的作用主要是增強葉片的光合作用，提高養(yǎng)分的分配利用，因而對增加穗數(shù)和結(jié)實率的作用不明顯。

3.2 硅鋅肥對稻米品質(zhì)的影響

多數(shù)研究表明施用硅鋅肥能夠提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，降低堊白粒率和堊白度，提升加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)。張國良等[38]和商全玉等[39]的研究都表明，施用量為0～300 kg/hm2時，硅肥能顯著提高稻米的糙米率、精米率和整精米率，降低稻米的堊白粒率和堊白度，且硅肥施用量與糙米率、精米率和整精米率呈正相關(guān)，而與堊白粒率和堊白度呈負(fù)相關(guān)。唐湘如和吳密[40]的研究也表明，施鋅能顯著增加桂香占的整精米率而降低其堊白粒率。王遠(yuǎn)敏[41]則發(fā)現(xiàn)硅肥用量為60～120 kg/hm2時，加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)均下降。王力等[14]的研究表明，分別在移栽期、有效分蘗期、倒4葉期和倒2葉期施用鋅硅肥, 均能使稻米的糙米率降低，精米率和整精米率增加，堊白米率和堊白度降低。趙海成等[25]則認(rèn)為，施硅處理加工品質(zhì)改善，外觀品質(zhì)變劣，糙米率、精米率和整精米率、堊白粒率和堊白度均極顯著增加。硅肥也能在一定程度上改善食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。趙海成等[25]和丁王梅等[42]的研究表明，孕穗期施用硅肥能夠增加稻米直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量。商全玉等[39]認(rèn)為適量施用硅肥能增加稻米蛋白質(zhì)含量，直鏈淀粉含量則無顯著變化。而張國良[38]發(fā)現(xiàn)施用硅肥可引起直鏈淀粉含量的下降，稻米蛋白質(zhì)含量增加。稻米食味品質(zhì)與RVA譜特征值密切相關(guān)，適量施用硅肥能使稻米最高黏度、膠稠度和崩解值提高，降低糊化溫度和消減值，提高食味值，從而提高其蒸煮食味品質(zhì)。王力等[14]的研究表明，不同時期施用鋅硅肥對蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響因處理而異，但均能增加稻米的膠稠度、口感、食味值、最高黏度和崩解值, 降低消減值。

本研究結(jié)果表明，施用硅肥有使稻米糙米率和精米率下降的趨勢，而施用鋅肥則有使糙米率和精米率增加的趨勢，這與王力等[14]的研究結(jié)果相同。水稻植株內(nèi)的硅主要分布在葉片、莖稈和穎殼，其中穎殼是積累最多的部位。施硅使稻米糙米率和精米率下降，千粒重增加，可能是由于施硅后穎殼硅積累量增加，提高了穎殼質(zhì)量，導(dǎo)致糙米率和精米率下降。而鋅肥之所以使稻米的糙米率和精米率增加，可能是由于鋅肥的施用提高了稻米中的含氮量，使得細(xì)胞內(nèi)核糖核酸、核糖體和RNA含量增加，促進蛋白質(zhì)的合成和籽粒充實，整精米率提高。施用硅肥和鋅肥都可使整精米率提高，施用鋅肥提高整精米率的效果比施用硅肥更明顯?？偟膩碚f，硅鋅肥對蛋白質(zhì)含量、米飯外觀、硬度、黏度、平衡度、峰值時間和成糊溫度沒有明顯影響，對直鏈淀粉含量和RVA特征值的影響隨處理不同而異。但施用硅鋅肥，均使膠稠度顯著增加，食味值明顯提高。

根據(jù)表11結(jié)果可以看出，與葉面噴施硅肥相比，葉面噴施鋅肥可極顯著增加直鏈淀粉含量、膠稠度和2-AP含量；同樣，與土壤追施硅肥和葉面噴施硅肥相比，土壤追施鋅肥和葉面噴施鋅肥均可使食味值、直鏈淀粉含量、膠稠度和2-AP含量增加，其中直鏈淀粉含量和2-AP含量顯著增加(達(dá)1%顯著水平)；而葉面噴施鋅肥比土壤追施鋅肥更能增加香味，提高食味值。由此可見，就增加香味和提高食味值而言，施用鋅肥的效果優(yōu)于施用硅肥，葉面噴施鋅肥的效果又優(yōu)于土壤追施鋅肥。這是否因為本研究所用鋅肥為98%的ZnCl2，容易被葉片吸收利用所致值得進一步研究。

綜合本研究結(jié)果可以看出，提高產(chǎn)量，施硅比施鋅的增產(chǎn)效果好，土壤施硅比葉面噴硅的增產(chǎn)效果好，葉面噴鋅比土壤施鋅的增產(chǎn)效果好，土壤施用與葉面噴施結(jié)合比單獨使用的增產(chǎn)效果好。對于提高加工品質(zhì)和食味品質(zhì)來說，施鋅與施硅效果相仿，葉面噴施比土壤施用效果略好，土壤施用與葉面噴施結(jié)合、硅鋅結(jié)合與單獨使用效果相仿。因此，為了兼顧南粳46的產(chǎn)量和品質(zhì)，栽培上可采取在倒4葉期土壤追施硅肥與在孕穗期葉面噴施鋅肥相結(jié)合的方式，本研究中該處理的產(chǎn)量最高，食味值也較高。

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Effects of Silicon and Zinc Fertilizer and Their Application Ways on Yield and Grain Quality of Rice Variety Nanjing 46

WEI Xiaodong, SONG Xuemei, ZHAO Ling, ZHAO Qingyong, CHEN Tao, LU Kai, ZHU Zhen, HUANG Shengdong, WANG Cailin*, ZHANG Yadong*

(; Corresponding author, email:)

【Objective】It is important to clarify the effects of silicon and zinc fertilizer and their application methods on rice quality and grain yield of Nanjing 46.【Method】Nine fertilizer application treatments were designed, including soil topdressing of silicon fertilizer (Si-B), soil topdressing of zinc fertilizer (Zn-B), soil topdressing of silicon fertilizer + foliar spraying of silicon fertilizer (Si-B+Si-L), soil topdressing of zinc fertilizer + foliar spraying of zinc fertilizer (Zn-B+Zn-L), soil topdressing of silicon fertilizer + soil topdressing of zinc fertilizer (Si-B+Zn-B), foliar spraying of silicon fertilizer (Si-L), foliar spraying of zinc fertilizer (Zn-L), foliar spraying of silicon fertilizer + foliar spraying of zinc fertilizer (Si-L+Zn-L), and no silicon and zinc fertilizer application (CK). The soil topdressing was conducted during last 4-leaf stage and the foliar spraying was conducted during the booting stage (5－7 days before heading). We evaluated the effects of different treatments on the grain yield and its components, processing quality, appearance quality, eating quality and the 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP) content of Nanjing 46.【Result】The silicon and zinc fertilizer application obviously increased grain yield of Nanjing 46 with the increasing range of 0.8－11.9%, which resulted from the increase of 1000-grain weight and the number of grains per panicle. The silicon fertilizer application decreased the rates of brown rice and milled rice, while the zinc fertilizer increased the rates of brown rice and milled rice. The silicon and zinc fertilizers could increase the head rice rate, with the latter being more influential. The effects of silicon and zinc fertilizers on the amylose content and RVA profile values varied with treatments, but the silicon and zinc fertilizers could increase the breakdown viscosity, reduce the setback viscosity, increase the gel consistency, the 2-AP content and aroma, improve the taste value.【Conclusion】Soil topdressing of silicon fertilizer and foliar spraying of zinc fertilizer could increase not only the grain yield, but also the head rice rate, aroma and eating quality of Nanjing 46.

rice; silicon fertilizer; zinc fertilizer; yield; rice quality

10.16819/j.1001-7216.2023.220805

2022-08-20；

2022-10-02。

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-01-67)；江蘇省重點研發(fā)計劃資助項目(BE2021301)；江蘇省科技服務(wù)專項(KF[20]1001)；江蘇省種業(yè)創(chuàng)新基金資助項目(PZCZ201703)。