引用本文
胡群, 夏敏, 张洪程, 曹利强, 郭保卫, 魏海燕, 陈厚存, 韩宝富. . 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及品质的影响. 作物学报, 2016, 43(3): 420-431
HU Qun, XIA Min, ZHANG Hong-Cheng, CAO Li-Qiang, GUO Bao-Wei, WEI Hai-Yan, CHEN Hou-Cun, HAN Bao-Fu. . Effect of Nitrogen Application Regime on Yield and Quality of Mechanical Pot-seedlings Transplanting Rice with Good Taste Quality. ACTA AGRONOMICA SINICA, 2016, 43(3): 420-431  
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氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及品质的影响
胡群1, 夏敏1, 张洪程1,*, 曹利强1, 郭保卫1, 魏海燕1, 陈厚存2, 韩宝富3
1扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心 / 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009
2海安县作物栽培技术指导站, 江苏海安 226600
3南通锦湖生态农业开发有限公司, 江苏海安 226600
* 通讯作者(Corresponding author): 张洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn

第一作者联系方式: E-mail: 707643578@qq.com

收稿日期:2016-06-06 接受日期:2016-11-01 网络出版日期:2016-12-02
基金:本研究由江苏省农业科技自主创新基金项目(CX[12]1003-9), 江苏省三新工程项目(SXGC[2015]325), 国家重点研发计划项目(2016YFD0300503), 扬州大学科技创新培育基金项目(2015CXJ042)和江苏省重点研发计划项目(BE2016344)资助
摘要

以江苏优质食味水稻代表性品种南粳9108和南粳5055为材料, 采用新型栽培技术钵苗机插移栽, 在大田常用量总施氮270 kg hm-2条件下, 设置10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6七种基蘖肥与穗肥比例的处理。比较研究不同处理对钵苗机插优质食味水稻产量及稻米品质的影响, 以期为氮肥的合理施用提供理论依据和技术指导。结果表明, 当基蘖肥与穗肥比例为6∶4时, 产量最高, 与其他处理差异显著。稻米的糙米率、精米率和整精米率均随着基蘖肥比例的降低而逐渐增加; 直链淀粉和胶稠度含量随着基蘖肥比例的降低而逐渐减小, 但蛋白质的含量变化趋势相反, 后期施氮量大时蛋白质含量增大。两品种的垩白率和垩白度均随着基蘖肥比例的降低呈先增加后减小的趋势, 以6∶4处理显著大于其他处理, 而垩白大小逐渐增加。食味品质中除了完整性随着基蘖肥所占比例的降低而增加外, 香气、光泽、味道、口感以及食味值均呈现递减趋势。各处理的稻米峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度, 除对照不施氮肥处理最大外, 均随基蘖肥比例的降低而逐渐减小, 而消减值的变化呈现相反的趋势。基蘖肥与穗肥比例为6∶4的氮肥运筹方式能显著提高钵苗机插优质食味水稻的产量; 适当增加穗肥比例能有效改善稻米的加工品质和营养品质, 增大稻米粒长和粒宽, 但降低了稻米的外观品质和食味品质。

关键词: 氮肥运筹; 钵苗机插; 优质食味水稻; 产量; 稻米品质
Effect of Nitrogen Application Regime on Yield and Quality of Mechanical Pot-seedlings Transplanting Rice with Good Taste Quality
HU Qun1, XIA Min1, ZHANG Hong-Cheng1,*, CAO Li-Qiang1, GUO Bao-Wei1, WEI Hai-Yan1, CHEN Hou-Cun2, HAN Bao-Fu3
1 Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Valley, Ministry of Agriculture / Jiangsu Province Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology, Yangzhou 225009, China
2 Crop Cultivation Technology Guidence Station, Hai’an County, Hai’an 226600, China;
3 Nantong Kumho Ecological Agriculture Development Co., Ltd, Hai’an 226600, China;
Fund:This work was financed by the Agricultural Science and Technology Independent Innovation Fund of Jiangsu Province (CX[12]1003-9), Three New Agriculture Project of Jiangsu Province (SXGC[2015]325), China Key Research and Development Programs (2016YFD0300503), Science and Technology Innovation Foundation Project of Yangzhou University (2015CXJ042), and Important Research and Development Programs of Jiangsu Province (BE2016344).
Abstract

Two rice cultivars with good taste quality in Jiangsu, Nanjing 9108 and Nanjing 5055, were adopted in mechanical transplantion with pot-seedlings which was a new cultivation technique. The total amount of nitrogen applied in each treatment was 270 kg ha-1 with different ratios of basal-tillering-fertilizer to panicle-fertilizer, including 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, and 4:6. The effects of the nitrogen application strategies on yield and grain quality were studied and the suitable method of nitrogen application was also determined. It was found that the rice yield was highest in the treatment of 6:4. The brown rice rate, milled rice rate and head milled rice rate gradually increased with decreasing the application percentage of basal-tillering fertilizer. Amylose content and gel consistency of grain gradually reduced with decreasing the application percentage of basal-tillering fertilizer, however, there was an opposite change trend in protein content, the more late nitrogen applied, the larger protein content would be. Chalkiness percentage and chalkiness degree of two cultivars increased at first and then decreased with decreasing the application percentage of basal-tillering fertilizer, and the treatment of 6:4 was significantly higher than other treatments. However, the chalkiness area gradually increased with decreasing the application percentage of basal-tillering fertilizer. It also found that, with decreasing the application percentage of basal-tillering fertilizer, the aroma, gloss, taste, mouthfeel and comprehensive indices decreased while integrity increased. The peak viscosity, trough viscosity, final viscosity and breakdown value in different treatments all gradually decreased with decreasing the application percentage of basal-tillering fertilizer, but the setback value increased. In general, the treatment with the ratio of basal-tillering-fertilizer to panicle-fertilizer of 6:4 can significantly increase the yield of mechanical transplanting good taste quality rice with pot-seedlings. An appropriate increase in the proportion of panicle-fertilizer can improve processing quality and nutritional quality of rice, also increase the kernel length and kernel width of grain, but deteriorate the appearance quality and eating quality of rice.

Keyword: Nitrogen application; Mechanical transplanting with pot-seedlings; Good taste quality rice; Yield; Rice quality

我国是一个主要的稻米生产国家, 占据了世界上水稻种植面积的1/5[1]。随着人民生活水平的提高, 我国水稻栽培已逐步由过去的追求高产单一目标, 向高产、优质、高效、生态、安全五方面综合目标转变[2]。由于人们对优质稻米的消费需求进一步增强, 优质高产同步提高已成为我国稻米生产发展的重要方向, 稻米品质的研究将越来越受到重视[3]。稻米品质除由遗传控制外, 还受栽培环境、肥水管理、贮藏加工等因素的影响[4], 其中氮肥运筹对稻米品质有很大的作用。氮肥是影响水稻产量和稻米品质的敏感因素, 合理的氮肥运筹不仅可以提高水稻产量, 而且能够有效地改善稻米品质[5, 6, 7, 8]。关于氮肥运筹对水稻稻米品质的影响, 国内外许多学者从施氮量和施氮比例等方面做了大量的研究, 并提出很多有价值的理论。金军等[9]研究认为随施氮量的增加, 稻米整精米率和粗蛋白含量均提高, 而胶稠度变长, 直链淀粉含量和糊化温度对氮肥反应不敏感; 金正勋等[10]研究认为随着氮肥施用量的增加, 稻米垩白率和直链淀粉含量逐渐降低, 胶稠度变短, 蛋白质含量提高; 刘艳阳等[11]研究认为在高、中、低3种地力水平下, 粳稻的RVA谱曲线随施氮量的增加而降低。万靓军等[12]研究认为随着施氮比例的前增中减, 杂交水稻稻米整精米率、蛋白质含量、消减值、垩白率、垩白度、糊化温度逐渐下降, 胶稠度、淀粉峰值黏度、崩解值呈直线上升趋势。丁得亮等[13]指出在施氮量为276 kg hm-2条件下, 如果只要求优质, 应选用基蘖肥和穗肥比例为10∶ 0的氮肥运筹处理, 如果只要求高产或既要求高产又要求优质, 则应该选用基蘖肥和穗肥比例为7∶ 3的氮肥运筹处理。

有关氮肥运筹对水稻产量及稻米品质影响的研究大多集中于以往的毯苗机插或人工手插, 而针对优质食味水稻品种钵苗机插条件下的研究甚少。水稻钵苗机插是采用新型插秧机将钵育壮秧按一定的行距和株距有序和无植伤地移植于大田的先进技术; 移栽后, 缓苗期短, 早生快发, 高峰苗量适宜, 成穗率高, 可获得较高的产量, 且改善稻米品质[14, 15]。有关栽培调控对钵苗机插水稻的影响, 本课题组从栽插密度[16, 17, 18]、秧苗素质[19]、施氮量[20]等方面进行了研究, 然而, 有关氮肥运筹比例对钵苗机插优质食味水稻产量和品质的影响研究甚少。本研究采用新型栽培技术钵苗机插移栽, 设置7种不同基蘖肥与穗肥比例, 系统研究了不同氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量和稻米品质的影响, 以期为钵苗机插优质食味水稻氮肥的合理施用提供理论依据和技术指导, 进一步完善大田栽培管理技术, 形成具有钵苗机插优质食味水稻特色的高产、高效和优质的栽培技术理论。

1 材料与方法
1.1 试验地点与供试品种

试验于2014— 2015年在扬州大学校外试验基地江苏省海安县雅周镇现代农业园区进行。试验田前茬为小麦(产量约为6.7 t hm-2), 土壤质地为沙壤土, 地力中等, 含有机质28.1 g kg-1、全氮1.6 g kg-1、碱解氮89.4 mg kg-1、速效磷34.3 mg kg-1、速效钾85.7 mg kg-1。每年采用五点取样法在试验田测定土壤理化性质参数, 取2年数据的平均值。2年中水稻主要生育阶段的平均温度、日照时数和降雨量见表1。

表1 水稻生长期间平均温度、日照时数和降雨量 Table 1 Mean temperature, sunshine hours, and precipitation during rice growing seasons

供试品种为南粳9108和南粳5055, 前者原名“ 宁9108” , 由江苏省农业科学院粮食作物研究所以武香粳14/关东194杂交, 于2009年育成, 属迟熟中粳稻品种, 全生育期约为153 d。后者由江苏省农业科学院粮食作物研究所于2005年育成, 属早熟晚粳稻品种, 全生育期为160 d左右, 两者都属于半糯型品种, 食味品质极佳, 均在江苏省大面积栽培。

D448P 型水稻钵苗育秧盘, 规格为61.8 cm× 31.5 cm× 2.5 cm (长度× 宽度× 高度), 每盘448个钵孔, 上部孔径1.6 cm, 底部孔径1.3 cm; 配套使用2BD-600 (LSPE-60AM)型水稻钵苗播种机和2ZB-6 (RX-60AM)型钵苗乘坐式高速插秧机。上述机具均由常州亚美柯机械设备有限公司制造。

1.2 试验设计

采用裂区设计, 以品种为主区, 基蘖肥和穗肥比例为裂区。设置7个氮肥运筹方式即基蘖肥与穗肥比例为10∶ 0、9∶ 1、8∶ 2、7∶ 3、6∶ 4、5∶ 5、4∶ 6。同时设置一个对照, 全生育期不施氮肥 (CK), 同比例施入磷、钾肥。每公顷施纯氮270 kg, 基肥∶ 蘖肥=5∶ 5, N∶ P∶ K=1.0∶ 0.5∶ 0.8。基肥在移栽前1 d施入; 分蘖肥分别于移栽后7 d和2周等量施入; 穗粒肥分别于倒四叶和倒三叶等量施入。另外, 钾肥(K2O)按基肥和幼穗分化肥(倒四叶)等量施入; 磷肥(P2O5)等量作基肥一次施入。其中氮肥为尿素(含氮46.4%)、磷肥为过磷酸钙(含P2O5 12.5%)、钾肥为氯化钾(含K2O 57%)。根据养分含量计算肥料实物用量, 随称随施。每处理重复3次, 小区面积15 m2, 共48个小区, 随机排列。小区四周设保护行, 每小区之间筑35~40 cm土埂并用塑料薄膜包埂, 以减少各小区间的相互影响。

2014年5月16日和2015年5月17日采用448孔育秧硬盘培育健壮钵苗, 每孔4~5粒, 分别于6月20日和6月22日使用钵苗插秧机机插, 秧龄分别为34 d和35 d, 移栽秧龄5.2叶左右, 平均带蘖0.43~0.52个, 行距∶ 株距 = 33.0 cm∶ 12.0 cm, 每穴3~4苗, 每公顷基本苗105万株。栽后补缺去余, 精确穴苗数。机插时薄水移栽活棵, 分蘖期稳定浅水层灌溉; 在有效分蘖临界叶龄的前一个叶龄, 茎蘖数达到预期穗数的80%时, 排水搁田, 轻搁、多搁; 拔节至成熟期湿润灌溉, 干干湿湿; 收获前5~7 d断水。按当地大面积生产统一实施病虫草害防治。

1.3 测定内容与方法

1.3.1 产量 成熟期普查每小区50穴, 计算有效穗数, 取5穴调查每穗粒数、结实率, 以1000粒实粒样本(干种子)称重, 重复3次(误差不超过0.05 g)求取千粒重, 计算理论产量。成熟期从各小区割取50穴, 脱粒、去杂晒干后称重, 按照13.5%水分含量换算实际产量。

1.3.2 稻米品质 将水稻收获、脱粒、晒干, 3个月后, 依照国标《GB/T17891-1999优质稻谷》测定稻米的糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白大小、垩白度、长、宽、胶稠度等[21]。采用近红外谷物分析仪测定稻米的蛋白质含量和直链淀粉含量。

1.3.3 食味指标 采用米饭食味计(STA1A, 日本佐竹公司), 自动测定米饭的气味、光泽和色泽、完整性、味道、口感的评分和综合评分值。

1.3.4 稻米淀粉黏滞特性 采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super3型RVA快速黏度分析仪测定淀粉黏滞特性, 用配套软件TWC分析。按照AACC规程(1995-61-02)和RACI标准方法, 取含水量12.00%的米粉样品3.00 g, 加蒸馏水25.00 g。在搅拌测定过程中, 罐内温度于50℃下保持1 min, 以11.84℃ min-1的速度上升到95℃ (3.75 min)并保持2.5 min, 再以11.84℃ min-1的速度下降到50℃并保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转动速度为960转 min-1, 之后保持在160转 min-1[21]。

RVA谱特征值包括峰值黏度(peak viscosity)、热浆黏度(trough viscosity)、崩解值(breakdown, 峰值黏度-热浆黏度)、最终黏度(final viscosity)、消减值(setback, 最终黏度-峰值黏度)、峰值时间(peak time)和糊化温度(pasting temperature)等。

1.4 统计分析

两年品质数据处理间趋势基本一致, 所以本文仅取2015年数据讨论分析。采用Microsoft Excel 2003录入和计算数据, 运用DPS软件统计分析。

2 结果与分析
2.1 钵苗机插优质食味水稻的产量

基蘖肥与穗肥比例不同, 连续2年钵苗机插优质食味水稻的产量处理间差异达显著水平, 部分达极显著水平。由表1可知, 随着基蘖肥占总施氮量的比例降低, 水稻产量先增加后减小, 当基蘖肥与穗肥比例为6∶ 4时产量最高, 显著高于其他处理。如2015年, 南粳9108、南粳5055实际产量分别为10.68 t hm-2和10.61 t hm-2, 分别较两品种10∶ 0处理的最低产量9.65 t hm-2和9.50 t hm-2增产9.71%和10.41%。

表1(1) 不同氮肥运筹下钵苗机插优质食味水稻的产量 Table 1(1) Yield of mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality under different nitrogen applications
2.2 钵苗机插优质食味水稻的稻米品质

方差分析表明, 钵苗机插优质食味水稻稻米品质各指标在年份、品种、氮肥运筹比例间均有极显著差异, 部分指标在两者互作间有显著或极显著差异, 三者互作间整精米率的差异达到了极显著水平。可见氮肥运筹比例、品种及年份对稻米品质各项指标的影响均较大。由表1可知, 2015年水稻生育中后期的温度和日照时数明显大于2014年, 所以年份对稻米品质指标的影响较大, 稻米糙米率、精米率和整精米率较2014年有所降低, 垩白率和垩白大小有所增加, 但2年处理间数据变化趋势基本一致, 氮肥运筹比例对钵苗机插优质食味水稻品质指标的影响同样较大。

表2 不同氮肥运筹下钵苗机插优质食味水稻的稻米品质主要指标的方差分析 Table 2 Variance of main rice quality characteristics for mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality among cultivars and nitrogen applications

2.2.1 加工品质以及蒸煮食味和营养品质 由表3可知, 不同氮肥运筹间稻米糙米率、精米率和整精米率均表现为随着基蘖肥占总施氮量比例的降低逐渐增加, 处理间差异达显著或极显著水平。可见适当增加穗肥比例可以提高钵苗机插优质食味水稻的加工品质。2个品种的直链淀粉和胶稠度含量除了对照不施氮肥处理最高外, 均随着基蘖肥比例的降低而逐渐减少; 而蛋白质含量变化趋势相反, 不同处理间差异显著或极显著。可见增加穗肥比例改善了钵苗机插优质食味水稻的营养品质, 但降低了蒸煮食味品质。两品种不同氮肥运筹间直链淀粉与蛋白质的变异系数较大, 说明基蘖肥与穗肥比例对稻米直链淀粉和蛋白质含量的影响程度较大。

表3 不同氮肥运筹下钵苗机插优质食味水稻的加工品质以及蒸煮食味和营养品质 Table 3 Processing quality, cooking and eating, and nutritional quality of mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality under different nitrogen applications

2.2.2 外观品质 由表4可知, 不同氮肥运筹对稻米外观品质中垩白率、垩白大小以及垩白度的影响较大, 两品种的垩白率和垩白度都是随着基蘖肥占总施氮量比例的降低呈先增加后减小的趋势, 以6∶ 4处理显著大于其他处理, 而垩白大小逐渐增加, 各处理间差异显著或极显著。从变异系数来看, 两品种不同氮肥运筹间垩白度分别达23.32%和23.59%, 说明钵苗机插优质食味水稻的稻米垩白度对氮肥运筹的响应较大。基蘖肥与穗肥比例对稻米粒长和粒宽有一定的影响, 除对照数值最小外, 均以6∶ 4、7∶ 3处理的粒长和粒宽较大, 两处理无显著差异, 而对稻米长宽比的影响不明显, 各处理间差异不显著。说明6∶ 4处理虽然增大了稻米粒长和粒宽, 但同时增加了稻米垩白, 降低了稻米的外观品质。

表4 不同氮肥运筹下钵苗机插优质食味水稻的外观品质 Table 4 Appearance quality of mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality under different nitrogen applications

2.2.3 食味品质 由表5可知, 不同氮肥运筹对南粳9108和南粳5055两品种的食味品质的影响达到显著或极显著水平。除了完整性随着基蘖肥所占比例的降低而增加外, 香气、光泽、味道、口感以及食味值均呈现递减趋势, 以对照不施氮肥处理的数值最大。从变异系数来看, 两品种不同氮肥运筹间光泽最大, 其次是口感, 最小的是完整性, 说明氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻光泽和口感的影响程度较大, 对完整性的影响程度较小。比较食味值, 南粳9108是72.72, 南粳5055是69.74, 说明南粳9108优于南粳5055, 南粳9108食味值变异系数略大于南粳5055, 可见氮肥运筹比例对南粳9108食味值的影响略大于南粳5055。

表5 不同氮肥运筹下钵苗机插优质食味水稻的食味品质 Table 5 Eating quality of mechanical pot-seedling transplanting rice with good taste quality under different nitrogen applications
2.3 钵苗机插优质食味水稻的RVA谱特征值

由表6可知, 不同氮肥运筹对两品种的RVA谱特征值的影响较大。不同处理的稻米峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度, 除对照不施氮肥处理最大外, 均随着基蘖肥占总施氮量比例的降低而逐渐减小, 各处理间差异显著或极显著。而消减值的变化呈现相反的趋势, 南粳9108以5∶ 5和4∶ 6处理较大, 显著大于其他处理, 南粳5055以4∶ 6处理最大。峰值时间在各处理间差异不显著, 6∶ 4处理的数值略大, 而糊化温度是随着基蘖肥比例的降低而逐渐增加, 但其变异系数值不大。可见, 6∶ 4处理的氮肥运筹方式未能使RVA谱各项特征值同时达到最优。两品种不同氮肥运筹间消减值的变异系数分别是-5.19%和-5.89%, 均大于其余RVA谱特征值, 说明氮肥运筹比例对钵苗机插优质食味水稻RVA谱特征值中消减值的影响程度比较大。

表6 不同氮肥运筹下钵苗机插优质食味水稻的RVA谱特征值 Table 6 RVA profile characteristics of mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality under different nitrogen applications
3 讨论
3.1 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量的影响

关于氮肥运筹对水稻产量的影响, 张洪程等[22]从不同品种类型、不同栽培方式及秸秆是否全量还田等方面提出了因地制宜的氮肥精确后移模式。张军等[23]研究表明基蘖肥与穗肥比例为6∶ 4或7∶ 3时, 2个钵苗机插水稻品种穗粒结构协调性好, 产量明显较高。本文连续2年的试验结果也表明, 不同基蘖肥与穗肥比例对钵苗机插优质食味水稻产量的影响有显著或极显著差异, 两品种均以6∶ 4处理产量较高, 其次是7∶ 3处理。基蘖肥与穗肥比例6∶ 4处理可以获得稳定适宜的穗数, 保证较高的成穗率, 显著增加每穗粒数、结实率和千粒重, 从而获得高产, 这是钵苗机插优质食味水稻在6∶ 4氮肥运筹方式下的高产机制(另文发表)。本人之前的研究结果也表明随着基蘖肥所占比例的降低, 水稻成熟期总吸氮量和氮肥表观利用率、生理利用率、农学利用率以及氮素偏生产力均呈现先增加后降低趋势, 当基蘖肥与穗肥比例为6∶ 4时上述参数值最高, 从试验结果还可以看出6∶ 4处理在抽穗至成熟期的氮素积累量显著高于其他处理。胡雅杰等[24]研究表明, 在秸秆全量还田条件下, 通过适当提高基肥比例即基蘖肥与穗肥比例为7∶ 3, 可提高水稻产量、氮素积累量和氮素利用效率。本研究结果是在中上等地力条件下, 如果在高地力地区, 钵苗机插优质食味水稻的氮肥运筹总施氮量可能有所降低, 但其合理的运筹比例并不会变化, 如果在低地力地区, 其总施氮量应该略有增加, 同时如果前茬秸秆全量还田, 前期施肥量应略有增大, 可能以7∶ 3处理较好。

3.2 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻稻米加工外观品质和营养品质的影响

关于氮肥运筹对稻米加工品质的影响, 前人的研究结论基本一致, 早在20世纪40年代, 日本的松岛就指出齐穗期和抽穗期后追肥能够增加整精米率[25]。Wopereis-Pura等[26]研究也认为在抽穗期追肥, 可以显著提高稻谷产量和稻米品质, 能够获得较高的整精米率。本研究结果也表明, 随着穗肥占总施氮量比例的提高, 钵苗机插优质食味水稻的糙米率、精米率及整精米率均呈增加趋势, 加工品质显著提高, 这与前人研究结果一致。垩白率和垩白度是评价稻米外观品质的主要指标, 关于氮肥运筹对稻米垩白性状的影响, 不同的研究结论并不完全一致。刘立军等[27]研究认为加大穗肥的施用量并不会增加稻米的垩白率, 但使垩白度变大, 透明度有所下降。而慕永红等[28]研究则认为, 氮肥总量一定, 氮肥由生育前期向中后期转移, 产量提高, 米质改善, 在一定范围内, 随氮肥后移比重的增加, 垩白率和垩白度下降。本课题组的研究结果表明, 两品种的垩白率和垩白度都是随着基蘖肥占总施氮量比例的降低先

增加后减小, 呈开口向下的抛物线型, 以6∶ 4处理最大, 而垩白大小逐渐增加, 这与万靓军等[29]的研究结果基本一致。关于氮肥运筹对稻米粒型的影响, 何虎等[30]研究认为不同穗肥比例各处理粒长均一致, 粒宽及粒型在处理间差异不规律, 施氮比例不协调会降低粒宽。贺帆等[31]研究认为不同氮肥处理对稻米外观品质主要影响垩白粒率和垩白度, 而对粒长及粒型影响不明显。本研究结果发现基蘖肥与穗肥比例对稻米粒长和粒宽有一定的影响, 6∶ 4、7∶ 3处理的粒长和粒宽较大, 而对稻米长宽比的影响不明显。说明6∶ 4处理虽然增大了稻米粒长和粒宽, 但同时增加了稻米垩白, 降低了稻米的外观品质。稻米蛋白质是理想的植物蛋白, 易被人体吸收, 是稻米营养品质的主要指标。潘圣刚等[32]研究认为提高氮肥在穗粒肥中所占的比例, 蛋白质含量显著提高, 这主要是提高了水稻生育后期功能叶蛋白水解酶活性, 使得蛋白质降解得更加彻底, 增加了抽穗后氮素向籽粒的运转数量。氮肥对籽粒蛋白质的积累具有积极的作用, 尤其是在抽穗阶段追施氮肥更能起到关键的效果[33, 34]。本研究结果与上述研究结果一致, 稻米蛋白质的含量随穗肥比例的增加而逐渐增加。说明提高氮肥中穗肥所占比例, 能够显著提高钵苗机插优质食味水稻的稻米营养品质。

3.3 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻稻米蒸煮食味品质的影响

稻米蒸煮食味品质是指在蒸煮过程及食用时稻米所表现的理化特性和感官特性, 它是稻米品质的核心, 决定了稻米的消费区域和途径[35]。它可以分为蒸煮品质和食味品质, 其中蒸煮品质主要包括直链淀粉含量、胶稠度和糊化温度。诸多研究表明, 稻米蛋白质含量和蒸煮食味品质之间有着不可避免的矛盾, 氮肥运筹对蒸煮食味品质有很大的影响。金正勋等[36]研究认为水稻全生育期氮肥施用量相同时, 与生育前期追氮肥相比, 抽穗期追氮肥, 稻米直链淀粉含量降低, 胶稠度变短。吕川根等[37]研究也认为, 同量的氮肥施用下, 分次施肥与全作基肥(即10∶ 0氮肥运筹方式)相比, 有降低直链淀粉含量的趋势, 同时也指出, 直链淀粉含量变化主要受蛋白质含量变化的影响, 两者存在互为消长的效应, 蛋白质含量提高会相对降低直链淀粉含量。本人研究结果表明2个品种的直链淀粉和胶稠度含量除了对照不施氮肥处理最高外, 均随着基蘖肥比例的降低而逐渐减少, 与蛋白质变化趋势相反, 这与前人研究结果一致, 可见营养品质的提高伴随着蒸煮品质

的降低。

淀粉RVA谱特性是评价稻米品质的重要指标, 与蒸煮食味品质密切相关。相对而言, 峰值黏度高、崩解值大、最终黏度小、回复值小且为负值的则食味品质好, 米饭冷热均较软而黏, 适口性好[38]。随着氮肥施用比例的前增后减, 万靓军等[29]和林忠成[39]研究都认为稻米的淀粉峰值黏度、崩解值直线上升, 消减值下降, 前者认为最终黏度先上升后逐渐下降, 淀粉黏性总体上有提高的趋势, 后者认为最终黏度直线上升, 各处理间的峰值时间和糊化温度差异不显著。本研究结果也表明不同处理的稻米峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度, 除对照最大外, 均随着基蘖肥占总施氮量比例的降低而逐渐减小, 而消减值的变化呈现相反的趋势。峰值时间在各处理间差异不显著, 而糊化温度是随着基蘖肥比例的降低而逐渐增加的, 但其变异系数值不大。同时食味品质中除了完整性随着基蘖肥所占比例的降低而增加外, 香气、光泽、味道、口感以及食味值均呈现递减趋势。由此可以看出穗肥所占比例的提高会对稻米的蒸煮食味品质带来不利影响, 基蘖肥与穗肥比例为6∶ 4的氮肥运筹方式并未能使钵苗机插优质食味水稻稻米蒸煮食味品质以及淀粉RVA谱各项指标达到最优。

4 结论

不同氮肥运筹处理对钵苗机插优质食味水稻的产量及稻米品质有显著影响, 当基蘖肥与穗肥比例为6∶ 4时, 水稻产量最高, 其次是7∶ 3处理。提高穗肥在总施氮量中所占的比例, 可以显著改善稻米的加工品质和营养品质, 能够增大稻米粒长和粒宽, 但同时增加了稻米垩白, 降低了稻米外观品质, 而且稻米的蒸煮食味品质有所下降。氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻稻米品质的影响具有多向性, 很难获得各项稻米品质性状指标均最优的稻米。钵苗机插优质食味水稻在中上等地力(前茬小麦产量6.7 t hm-2, 不施氮肥处理粳稻产量5.42 t hm-2)、施氮量270 kg hm-2条件下, 从兼顾产量和稻米综合品质的角度, 高产、高效及优质的基蘖肥与穗肥比例以6∶ 4较为适宜。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.

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