郭濤，侯紅燕，王海鳳，薛芳，董曉亮，張茂林，畢崇明，張煥霞，林香青，張士永

（1.山東省水稻研究所／山東省水稻工程技術(shù)研究中心，山東濟(jì)南 250100；2.東營(yíng)市一邦農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司，山東東營(yíng) 257000）

黃河三角洲土地資源豐富，但因地下水埋深較淺、土壤含鹽量高，且有機(jī)質(zhì)含量低，種植旱作物常因鹽漬害歉收，產(chǎn)量低而不穩(wěn)。水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，也是改良鹽堿地的先鋒作物。黃河三角洲鹽堿地種植水稻可有效洗鹽壓堿，改良土壤，對(duì)解決我國(guó)糧食安全問題具有重要的戰(zhàn)略意義［1］。目前，該地區(qū)常年種稻面積1.3萬多公頃，分布在東營(yíng)、濱州、淄博等地，以東營(yíng)市面積最大。種植品種以圣稻19、鹽豐47、臨稻16等為主，該類型品種適合撒播種植，產(chǎn)量較高、易于管理，但大米外觀和食味品質(zhì)普遍欠佳，嚴(yán)重影響“黃河口大米”國(guó)家地理標(biāo)識(shí)產(chǎn)品形象。隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)大米品質(zhì)要求越來越嚴(yán)格，該地區(qū)種植的低品質(zhì)大米已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。因此，引進(jìn)品質(zhì)優(yōu)良的水稻新品種、改善稻米的外觀和食味品質(zhì)，已成為重塑“黃河口大米”品牌形象、提高水稻種植效益、提高農(nóng)民收益的首要工作。

水稻淀粉RVA譜特性是評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)，與蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān)。不同學(xué)者就稻米R(shí)VA譜特征值與稻米食味品質(zhì)的關(guān)系開展了許多研究。舒慶堯等［2］研究認(rèn)為，稻米的直鏈淀粉含量與消減值、回復(fù)值、熱漿黏度和冷膠黏度呈顯著或極顯著正相關(guān)，與崩解值呈顯著負(fù)相關(guān)；胡培松等［3］建立了淀粉RVA特征值與稻米蒸煮及食味品質(zhì)性狀的回歸定量分析模型，在測(cè)定出RVA特征值后，就可以通過分析軟件自動(dòng)計(jì)算出直鏈淀粉含量和膠稠度的預(yù)測(cè)值，對(duì)稻米蒸煮品質(zhì)及食味品質(zhì)進(jìn)行快速鑒定；李敏等［4］研究了4種施氮水平下稻米R(shí)VA譜特征值的差異與蒸煮食味品質(zhì)的關(guān)系，表明隨著氮肥水平的升高，峰值黏度、崩解值逐漸下降，消減值、糊化溫度逐漸升高。相關(guān)分析表明，膠稠度和食味值與峰值黏度、熱漿黏度相關(guān)性不顯著，而與最終黏度、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，利用食味值與崩解值、最終黏度、糊化溫度所建立的回歸方程能較好地預(yù)測(cè)稻米食味值。趙國(guó)珍等［5］研究發(fā)現(xiàn)，施氮量和插秧密度對(duì)淀粉RVA譜特性也可產(chǎn)生影響，變異大小依次是消減值＞崩解值＞熱漿黏度＞峰值黏度＞冷膠黏度＞到達(dá)峰值黏度的時(shí)間＞開始糊化溫度。但目前尚未見黃河三角洲鹽堿地水稻淀粉RVA譜特性的相關(guān)研究報(bào)道。

圣稻2620是山東省水稻研究所培育的優(yōu)良粳稻新品種，食味品質(zhì)優(yōu)，榮獲2017年全國(guó)優(yōu)良食味粳稻品評(píng)一等獎(jiǎng)。水稻在鹽堿地上種植，產(chǎn)量和品質(zhì)往往受到影響［6］。不同學(xué)者的研究主要集中在耐鹽水稻品種篩選、種植密度選擇、洗鹽壓堿處理等方面［6，7］，但氮肥施用量對(duì)鹽堿地水稻品質(zhì)和淀粉RVA譜特征值影響方面研究較少。因此，本試驗(yàn)以優(yōu)良食味粳稻品種圣稻2620為材料，在黃河三角洲鹽堿地上設(shè)置6個(gè)不同氮肥施用量處理，研究氮肥用量對(duì)圣稻2620產(chǎn)量、品質(zhì)及淀粉RVA特性的影響，以期為圣稻2620在黃河三角洲鹽堿地的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及材料

試驗(yàn)于2019年在東營(yíng)市墾利區(qū)永安鎮(zhèn)28村（東營(yíng)市一邦農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司試驗(yàn)田）進(jìn)行。試驗(yàn)地為沙質(zhì)土壤，水溶性鹽總量3.0～4.5 g／kg之間，pH值 8.3，有機(jī)質(zhì)含量 12.5 g／kg，肥力中等。供試水稻品種為圣稻2620。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

洗鹽、整地按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行。4月10日前后播種。6月4日機(jī)插秧，穴行距為13 cm×30 cm，每穴3～4苗，每公頃基本苗為（105～135）萬。插秧1周后起田埂，小區(qū)間田埂用塑料薄膜包裹，各小區(qū)獨(dú)立排灌。

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)氮素水平處理，分別為 N0（0，CK）、N1（55.2 kg／hm2）、N2（110.4 kg／hm2）、N3（165.6 kg／hm2）、N4（220.8 kg／hm2）和 N5（276.0 kg／hm2），所用氮肥為尿素，分別于 6月 15日、6月23日、7月3日分3次追施，施肥比例為3∶5∶2。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積13.33 m2。基施過磷酸鈣 600 kg／hm2，整地前一次性施入；施硫酸鉀300 kg／hm2，于分蘗期（第二次施尿素）、圓稈拔節(jié)期（第三次施尿素）各施150 kg／hm2。整個(gè)生育期內(nèi)防蟲、除草、防病同常規(guī)大田管理。10月下旬水稻成熟后，按小區(qū)分別收獲，測(cè)產(chǎn)。室溫放置3個(gè)月，待品質(zhì)穩(wěn)定后測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及分析方法

1.3.1 食味值及蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量 用上海青浦綠洲檢測(cè)儀器有限公司生產(chǎn)的鋒速LTJM160型精米機(jī)分別將材料加工成精米，采用日本佐竹公司生產(chǎn)的RCTA-11A型食味儀測(cè)定，其標(biāo)準(zhǔn)米樣食味值82、蛋白質(zhì)含量7.9%、直鏈淀粉含量18.4%、水分含量14.3%，重復(fù)2次。

1.3.2 淀粉RVA測(cè)定 樣品用Retch-MM400型打樣機(jī)將精米打成粉末，過100目篩后備用。采用 Perten公司生產(chǎn)的 StarchMasterⅡ型 RVA（rapid viscosity analyzer）快速測(cè)定，用 TWC（thermal cycle for windows）配套軟件分析數(shù)據(jù)。按照美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)（AACC）規(guī)程（1995-61-02）和RACI標(biāo)準(zhǔn)方法，程序如下：

分別稱取含水量為12.0%的樣品3.00 g，放入罐子，加蒸餾水25.00 mL；將罐子放入儀器，50℃保持 1 min，以 11.84℃／min的速度上升至95℃（3.8 min），保持 2.5 min，再以 11.84℃／min的速度下降至50℃，并保持1.4 min。攪拌器轉(zhuǎn)速在起始10 s內(nèi)為960 r／min，之后保持在160 r／min。

1.3.3 RVA譜性狀指標(biāo) 稻米R(shí)VA用峰值黏度（peak viscosity，PKV）、熱漿黏度（hot paste viscosity，HPV）、冷 膠 黏 度 （cool paste viscosity，CPV）、崩解值（breakdown viscosity，BDV，峰值黏度 -熱漿黏度）、消減值（setback viscosity，SBV，冷膠黏度-峰值黏度）、回復(fù)值（consistence viscosity，CSV，冷膠黏度-熱漿黏度）6個(gè)指標(biāo)，黏滯性單位為cP（centipoise），同時(shí)記錄起始糊化溫度（pasting temperature，PaT）和峰值時(shí)間（peak time，PeT）。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007和IBM SPSSStatistics 19分析軟件進(jìn)行處理并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥施用量對(duì)鹽堿地圣稻2620農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

由表1可知，與不施氮肥對(duì)照相比，所有氮肥追施處理的圣稻2620株高均顯著增加。低氮條件下，氮肥對(duì)株高增加效果更好，其中N2處理增加最顯著，較N1處理增加12.1%；在此基礎(chǔ)上繼續(xù)增施氮肥，株高增幅減小，N4處理株高達(dá)到最高（103.2 cm），比 N0增加 21.7%；N5處理株高略有降低，但與N4差異不顯著。

水稻穗粒結(jié)構(gòu)是決定產(chǎn)量的重要因素，主要由單穴穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等參數(shù)組成。由表1可見，與對(duì)照相比，除N1處理外，追施氮肥單穴穗數(shù)顯著增加，以N5處理最高（16.4穗／穴）。N0和N1處理下單穴穗數(shù)差異不顯著，隨追氮量增加，單穴穗數(shù)增加幅度越來越小，N3、N4和N5處理差異不顯著。

氮肥施用量對(duì)圣稻2620穗長(zhǎng)和結(jié)實(shí)率均無顯著影響。低氮條件下，穗粒數(shù)以N2處理最多（147.4粒），N0、N1和N2處理間差異不顯著，之后隨施氮量增加穗粒數(shù)不斷減少，N5處理最少（128.6粒），N3、N4和 N5處理間差異不顯著。千粒重隨氮肥施用量增加而呈降低趨勢(shì)，N0處理最高（28.3 g），N5處理最低（27.1 g），但處理間差異不顯著。這可能是由于施氮促進(jìn)分蘗，單穴穗數(shù)增加導(dǎo)致穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)減少，籽粒重降低。

表1 不同氮肥施用量對(duì)鹽堿地圣稻2620農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，追施氮肥可以顯著提高圣稻2620產(chǎn)量，但隨追氮量的增加，產(chǎn)量增幅越來越小，而且過量追施氮肥會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量降低。小區(qū)實(shí)測(cè)產(chǎn)量表現(xiàn)為N4＞N5＞N3＞N2＞N1＞N0。N4處理下的小區(qū)產(chǎn)量最高，折合產(chǎn)量達(dá)到8 584 kg／hm2，比N0處理增加87.8%。這與追施氮肥提高植株分蘗力、增加單穴穗數(shù)相一致。由模擬方程（圖1）計(jì)算可得，在東營(yíng)鹽堿地上圣稻2620最佳氮肥施用量為 231.45 kg／hm2，此時(shí)產(chǎn)量為 8 298 kg／hm2，與試驗(yàn)中N4處理結(jié)果相接近 。

圖1 氮肥施用量對(duì)鹽堿地圣稻2620產(chǎn)量的影響

2.2 不同氮肥施用量對(duì)鹽堿地圣稻2620品質(zhì)性狀的影響

由表2可見，氮肥施用量對(duì)圣稻2620的糙米率和整精米率無顯著影響，N3處理的糙米率最高，為85.6%，N0處理最低，為 84.0%；N3處理的整精米率也最高，為76.4%，N5處理最低，為75.2%。這與郭濤等［8］的試驗(yàn)結(jié)果不一致，可能是由于2019年水稻生長(zhǎng)后期溫度偏高、氮肥施用量大造成生育期延長(zhǎng)、分蘗增加等對(duì)加工品質(zhì)的不利影響未顯現(xiàn)出來。與對(duì)照相比，不同氮肥施用量處理均可顯著提高圣稻2620堊白粒率，且隨著氮肥施用量增加，堊白粒率不斷升高，N5處理最高，達(dá)13.0%，N1、N2、N3處理間無顯著差異，但與N4、N5處理差異顯著，N4與N5處理間無顯著差異。這表明氮肥過量施用可顯著降低圣稻2620的外觀品質(zhì)。

隨著氮肥施用量的增加，圣稻2620蛋白質(zhì)含量逐漸提高，N5處理最高，達(dá)到9.2%，與其他處理間差異顯著。而直鏈淀粉含量隨著氮肥施用量增加而呈減少趨勢(shì)，N1處理最高，為19.1%，N5處理最低，為16.0%。隨著氮肥施用量的增加，圣稻2620食味值降低，N0和N1處理食味值達(dá)到85，超過儀器檢測(cè)對(duì)照品種（表2）。

表2 不同氮肥施用量對(duì)鹽堿地圣稻2620品質(zhì)性狀的影響

2.3 不同氮肥追施量對(duì)鹽堿地圣稻2620淀粉RVA特征的影響

由圖2及表3可知，隨著氮肥施用量的增加，圣稻2620淀粉RVA圖譜整體呈下降趨勢(shì)，峰值黏度、熱漿黏度和冷膠黏度整體均呈下降趨勢(shì)，但不同處理間變化不同。峰值黏度由高到底依次為N1＞N0＞N2＞N3＞N4＞N5；熱漿黏度由高到低依次為N1＞N0＞N3＞N4＞N2＞N5；冷膠黏度由高到低依次為N1＞N0＞N3＞N2＞N4＞N5。崩解值由大到小依次為N1＞N2＞N0＞N3＞N4＞N5。消減值除N5處理外其他處理均為負(fù)值，由大到小依次是N5＞N4＞N0＞N3＞N2＞N1。不同氮肥施用量條件下糊化溫度和到達(dá)峰值黏度的時(shí)間無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

氮肥的合理施用是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)高效的重要途經(jīng)。不同學(xué)者研究認(rèn)為，增加氮肥施用量可以增加分蘗和有效穗數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)［8-10］。本研究表明，隨著氮肥施用量增加，圣稻2620的單穴穗數(shù)和產(chǎn)量顯著增加，對(duì)穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的影響較小。增施氮肥，圣稻2620株高顯著增加，加大了后期倒伏的風(fēng)險(xiǎn)。合理施用氮肥對(duì)圣稻2620加工品質(zhì)影響較小，糙米率和整精米率變化不大；過量施用氮肥會(huì)降低圣稻2620外觀品質(zhì)，稻米堊白粒率顯著增加。隨著氮肥施用量增加，稻米蛋白質(zhì)含量升高，直鏈淀粉含量呈降低趨勢(shì)，這與朱邦輝等［9］的研究結(jié)果相一致，而與郭濤［8］、張洪程［11］等的研究結(jié)果不同。增施氮肥圣稻2620食味值降低，這與前人研究結(jié)果相一致［7，9］。

一般研究認(rèn)為，隨著氮肥施用量的增加，崩解值下降，回復(fù)值、消減值升高，糊化溫度升高，稻米蒸煮食味品質(zhì)變差［2，4］。本試驗(yàn)也得到了相似的結(jié)果，增施氮肥圣稻2620的淀粉RVA譜特征值中的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值、回復(fù)值均呈下降趨勢(shì)，N1條件下性狀值最大。除N5處理外其他處理消減值均為負(fù)值，隨著氮肥施用量增加先降低后升高，N1條件下消減值最小。舒慶堯等［2］研究認(rèn)為，米飯硬度、粘性與消減值、回復(fù)值和崩解值之間存在（極）顯著相關(guān)性，消減值越大，米飯?jiān)接?，粘性越小。公認(rèn)的食味較好的優(yōu)質(zhì)品種往往崩解值大，而消減值小，且多為負(fù)值。這表明，少量施用氮肥可以提高圣稻2620品質(zhì)。氮肥用量對(duì)圣稻2620淀粉的糊化溫度和到達(dá)峰值黏度的時(shí)間影響不大。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，N4條件下（施純氮220.8 kg／hm2）圣稻2620產(chǎn)量最高，這與模擬方程結(jié)果最優(yōu)氮肥施用量相近。低氮條件下（施純氮55.2 kg／hm2）圣稻2620的RVA譜特征值最優(yōu)，崩解值最大，消減值最小，過高或過低的氮肥水平均使RVA譜變差，表明氮肥對(duì)RVA譜特征值具有良好的調(diào)控作用。因此，可根據(jù)生產(chǎn)需要確定適宜的氮肥施用量，在產(chǎn)量與品質(zhì)間確定平衡點(diǎn)?？茖W(xué)的氮肥施用是黃河三角洲鹽堿地圣稻2620獲得最佳效益的關(guān)鍵。

致謝：感謝山東省水稻研究所劉奇華對(duì)本試驗(yàn)淀粉RVA測(cè)定提供的幫助。