張彥波,肖磊,董策,張希太

（邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河北邯鄲056001）

利用農(nóng)藝措施調(diào)控香稻香氣及品質(zhì)的研究進(jìn)展

張彥波,肖磊,董策,張希太

（邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河北邯鄲056001）

香稻因含有2-乙?；?1-吡咯啉（2-AP）可發(fā)出清新的香氣,且有著優(yōu)良的品質(zhì),受到世人所青睞.通過農(nóng)藝措施的調(diào)整,可改善香稻香氣及品質(zhì),滿足社會(huì)所需.為給香稻的生產(chǎn)及田間管理提供參考依據(jù),從播期、密度、肥水運(yùn)籌、增香劑調(diào)控及超聲波技術(shù)等方面闡述了香稻香氣及品質(zhì)改善的途徑.

農(nóng)藝措施；香稻；香氣；品質(zhì)；研究進(jìn)展

水稻是我國(guó)重要的糧食作物,在我國(guó)約有65%以上的人口以稻米為食.隨著溫飽問題的逐漸解決,人們?cè)诔燥柕幕A(chǔ)上,開始追求吃好的問題[1].

香稻,又稱香米,是水稻中的上等佳品.因其富含多種氨基酸、蛋白質(zhì)及微量元素,且具有清新的香味而備受社會(huì)青睞.有研究證明,香氣的發(fā)出主要因香米含有2-乙?；?1-吡咯啉（2-AP）的緣故[2],而脯氨酸是2-AP的前體物質(zhì),其次為鳥氨酸和谷氨酸.它們?yōu)?-AP的合成提供氮源,影響著香稻香氣的含量[3-5].進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn),2-AP除了受遺傳因素影響外,還與氣候條件、農(nóng)藝措施等因素密切相關(guān),農(nóng)藝措施的改變會(huì)引起香稻品質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化[6-13].近年來,有不少學(xué)者對(duì)農(nóng)藝措施調(diào)控香稻香氣及品質(zhì)的研究產(chǎn)生了興趣,多集中在播種期、密度、肥水運(yùn)籌及微量元素的研究方面.本文在前人研究的基礎(chǔ)上,闡述了香稻香氣及品質(zhì)的調(diào)控途徑,以期為香稻生產(chǎn)及田間管理提供參考.

1 農(nóng)藝措施對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的影響

1.1 播種期對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的影響

播種期是作物播種的時(shí)間,不同播種期會(huì)引起水稻生育進(jìn)程不同,對(duì)光溫資源利用存在差異,影響水稻品質(zhì)[7-10].研究表明,在3月5日至3月25日不同播種時(shí)間,播種期在3月10日時(shí),香稻2-AP含量最高.其中,桂香占與農(nóng)香18的2-AP含量分別達(dá)24.35和11.67 ng/g.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),播種期適當(dāng)推遲能提高香稻精米率,而蒸煮食味品質(zhì)表現(xiàn)出降低現(xiàn)象[6].

1.2 種植密度對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的影響

種植密度可通過協(xié)調(diào)作物的受光透風(fēng)狀況而調(diào)控水稻的生長(zhǎng)發(fā)育,進(jìn)而影響品質(zhì)的形成.研究表明,種植密度能顯著影響雜交香稻瀘優(yōu)明占的膠稠度,且隨種植密度的增加而改善[11].膠稠度能間接地反映稻米蒸煮的食味品質(zhì)[12],這說明通過種植密度的調(diào)整可改善稻米的蒸煮食味品質(zhì).

1.3 氮、鉀肥對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的影響

氮、鉀元素是植物生長(zhǎng)的必需養(yǎng)分,對(duì)香稻品質(zhì)及香氣的形成起著重要作用.研究表明,施用鉀肥能提高香稻游離脯氨酸含量及脯氨酸脫氫酶活性,進(jìn)而促使糙米2-AP含量增加,增幅達(dá)10.70%～67.65%.此外,鉀肥還可降低堊白粒率和堊白度,提高蛋白質(zhì)及直鏈淀粉含量,但對(duì)稻米加工品質(zhì)影響較小.綜合考慮,以香氣及品質(zhì)為目的的香稻生產(chǎn),鉀肥適宜用量為112.5～187.5 kg/hm2[13].鐘群和唐湘如[14]研究了不同時(shí)期氮肥施用量對(duì)常規(guī)香稻桂香占和美香占香氣的影響,發(fā)現(xiàn)氮肥能使桂香占與美香占的游離脯氨酸含量增加,進(jìn)而使其糙米2-AP含量提高.此外,隨著氮肥水平的提高,香稻整精米率也得到了改善[15].

1.4 微量元素對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的影響

微量元素是一類在植物體中含量極少,但對(duì)其生命活動(dòng)起著重要調(diào)節(jié)作用的物質(zhì).通過外施微量元素可以調(diào)控香稻的生理特性,進(jìn)而影響香稻香氣及品質(zhì)[16-17].采用外施鑭肥及鋅肥的方式均能提高不同香稻品種的糙米香氣含量.其中,以基施180 mg/kg LaCl3的糙米香氣含量最高,而氯化鋅施用量以80～120 mg/kg為宜[16-22].經(jīng)鑭肥處理后香稻的外觀品質(zhì)得到改造,堊白粒率、堊白大小及堊白度均降低[22].此外,經(jīng)鋅肥處理后香稻品種桂香占與培雜軟香的糙米率、整精米率及直鏈淀粉含量得到提高,但稻米的膠稠度降低[23].對(duì)于微量元素鐵,運(yùn)用基施和噴施的方式可顯著降低培雜軟香的堊白度[16].

微量元素不但對(duì)植物起著重要的調(diào)節(jié)作用,在維持人體的健康方面也發(fā)揮著重要作用,如果缺乏將會(huì)出現(xiàn)貧血、免疫功能低下及智力發(fā)育遲緩等病變[24].通過葉面施肥能有效提高稻米中微量元素的含量[25].于抽穗期、抽穗后7 d以及抽穗后14 d分3次葉面噴施鋅、鋅和鎂、鋅與鎂及鉀以及鋅與鎂、鉀、鐵、錳、銅、鈷、鉬、硼等營(yíng)養(yǎng)元素,均可顯著提高香米中所補(bǔ)施營(yíng)養(yǎng)元素含量[25].此外,在土壤中補(bǔ)施錳、銅、鋅及鉬等養(yǎng)分,可協(xié)調(diào)平衡其他養(yǎng)分,給香稻優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境[26].

1.5 水分對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的調(diào)節(jié)作用

水分是植物生長(zhǎng)過程中的重要因子之一,可調(diào)控香稻的生長(zhǎng)發(fā)育狀況,從而影響香稻香氣及品質(zhì)[27].于分蘗期、孕穗期對(duì)香稻品種桂香占和美香占進(jìn)行控水管理,使土壤水勢(shì)維持在0～（-25±5）kPa可顯著增加籽粒游離脯氨酸含量,從而提高香稻糙米的香氣成分[27-28].值得注意的是,過度水分脅迫會(huì)影響水稻后期生理活性,導(dǎo)致香稻2-AP的合成與積累減少[27].田華等[29]研究了輕度控水灌溉處理?xiàng)l件下香稻桂香占與培雜軟香香氣及品質(zhì)變化,發(fā)現(xiàn)土壤水勢(shì)維持在-5～-20 kPa時(shí)可顯著提高香稻糙米香氣含量.其中,桂香占的糙米率和培雜軟香的整精米率也得到了較大提高,這有助于改善香稻稻米的外觀及蒸煮品質(zhì).此外,在灌漿成熟期適當(dāng)減少土壤水分含量有利于香稻香味表達(dá)與積累[30-31],且經(jīng)淺水灌溉處理香稻的籽粒脯氨酸含量在灌漿中期能得到提高,進(jìn)而增加香稻糙米的香氣含量[32].

1.6 氮水互作對(duì)香稻香氣及品質(zhì)的影響

李艷紅等[33]研究了水氮互作下香稻品種農(nóng)香18、Basmati 385和云粳優(yōu)14的香氣及品質(zhì)狀況,結(jié)果表明水氮互作可影響糙米2-AP的含量.適當(dāng)水分脅迫（輕度落干,低限土壤水勢(shì)為-20 kPa）與施用適量的分蘗肥（60 kg/hm2）可顯著提高糙米2-AP含量.在以上互作條件下,農(nóng)香18、Basmati385及云粳優(yōu)14的糙米香氣含量均達(dá)到最高,分別為17.69、30.60和23.15 ng/g.

2 外施增香劑及超聲波處理的效果

根據(jù)香稻的營(yíng)養(yǎng)需求規(guī)律,將不同元素配成增香劑,在常規(guī)香稻品種桂香占的齊穗期進(jìn)行噴施可引起籽粒脯氨酸的含量增加,并使齊穗后20 d籽粒鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶的活性有所升高,從而有利于糙米2-AP的轉(zhuǎn)化,使稻米香氣的含量提高[34].此外,黃忠林等[35]研究增香集成技術(shù)在香稻香氣調(diào)控中的作用時(shí)發(fā)現(xiàn),在香稻專用肥與少水灌溉的基礎(chǔ)上,于香稻的齊穗期外施3 kg/hm2的增香劑可引起葉片游離脯氨酸含量及脯氨酸氧化酶活性升高,促進(jìn)葉片2-AP的合成與積累,并利于其轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒.同時(shí),香稻籽粒中的游離脯氨酸含量及脯氨酸氧化酶活性也有所升高,最終刺激了籽粒中2-AP的合成與積累,進(jìn)而提高了香稻的香氣含量.

超聲波是一種頻率高于20 000 Hz的聲波,它具有方向性好、穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、軍事及工業(yè)等領(lǐng)域.近年來,隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展,在農(nóng)業(yè)方面也開始了嘗試性的應(yīng)用.用超聲波處理常規(guī)香稻農(nóng)香18與美香占的干種子（頻率為20～40 kHz,處理30 min）,可促使香稻2-AP含量增加,進(jìn)而提高糙米的香氣含量[36].

3 結(jié)語

香稻因其品質(zhì)優(yōu)良且具有清新香氣而備受世人喜愛,本文綜述了農(nóng)藝措施調(diào)控香稻香氣及品質(zhì)的研究進(jìn)展.分析表明,通過調(diào)整播種期及種植密度、合理運(yùn)用肥水運(yùn)籌、利用農(nóng)業(yè)新技術(shù)超聲波以及外施微量元素均可調(diào)控香稻香氣、品質(zhì).且補(bǔ)施微量元素可提高香稻稻米中相應(yīng)元素的含量,從而通過飲食香米可滿足人類機(jī)體對(duì)微量元素的需要.

硒（Se）是一種微量元素,具有預(yù)防癌癥、抗御腫瘤及延緩衰老的效果[37].由于人體內(nèi)缺乏長(zhǎng)期貯藏硒的器官,人類所需的硒應(yīng)不斷通過飲食而得到.利用外施硒鹽方式可引起水稻糙米中含硒量明顯提高[38],實(shí)現(xiàn)人類通過飲食補(bǔ)充硒的目的.香稻作為水稻中的珍品,有關(guān)硒調(diào)控香稻香氣及品質(zhì)的研究目前鮮見報(bào)道,今后應(yīng)重點(diǎn)開展微量元素硒調(diào)控香稻品質(zhì)的效果研究.

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Research progress on regulating aromatic rice aroma and quality by agronomic measures

ZHANG Yanbo,XIAO Lei,DONG Ce,ZHANG Xitai
（Handan Academy of Agricultural Sciences,Handan 056001,China）

Aromatic rice has excellent quality and fresh aroma because it contains 2-acety-1-pyrroline,favored by the world.The use of agronomic measures can improve the aroma and quality of fragrant rice,to meet the needs of the world.The way to improve the aroma and quality of aromatic rice was reviewed from the aspects of sowing date, density,watering and nitrogen-dressing,aroma regulator regulation and ultrasonic wave technology and so on in order to provide reference for the production and management of aromatic rice.

agronomic measures;aromatic rice;aroma;quality;research progress

S511

A

1008-7516（2016）01-0001-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.01.001

2015-11-10

邯鄲市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(1422101027-11)

張彥波(1982―),男,河北武安人,碩士,助理研究員.主要從事農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及小麥育種研究.