氮肥后移對(duì)雜交秈稻產(chǎn)量及不同粒位稻米堊白與食味品質(zhì)的影響

羅穎菡 李波 孫永健* 郭長(zhǎng)春 邢夢(mèng)文 李飛杰 劉芳艷 楊志遠(yuǎn) 徐富賢 馬均

（1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所/作物生理生態(tài)及栽培四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都611130；2四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻高粱研究所，四川 德陽(yáng)618000；第一作者：suijianlll＠sina.com；*通訊作者：yongjians1980＠163.com）

外觀和口感是評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。稻米堊白與食味受遺傳因素和栽培措施等的綜合影響，通過(guò)品種遺傳改良耗時(shí)長(zhǎng)[1]，栽培措施的調(diào)控作用日益突顯[2-8]。在栽培調(diào)控上，前人多圍繞品種篩選、施氮方法、栽插密度、播栽期等進(jìn)行，所得結(jié)果并不完全一致[4-9]。張志興[7]研究表明，增加后期氮肥比例能夠促進(jìn)籽粒灌漿，提高米質(zhì)；張玉等[8]認(rèn)為，適當(dāng)提高穗肥比例可降低稻米堊白，提高食味；孫國(guó)才等[9]研究卻指出，前氮后移降低了稻米直鏈淀粉含量和食味值，稻米品質(zhì)有變劣趨勢(shì)。隨著研究的深入，對(duì)穗部不同粒位稻米品質(zhì)的差異研究逐步成為熱點(diǎn)[10-13]。董明輝等[10]研究明確了稻米品質(zhì)的高低與穎花在穗上的開(kāi)花順序關(guān)系密切；陳培峰等[11]研究也表明，同一穗上不同粒位籽粒對(duì)于外界調(diào)控有不同的響應(yīng)。目前，普遍認(rèn)為稻穗不同部位籽粒堊白高低表現(xiàn)為上部＜中部＜下部、一次枝梗＜二次枝梗、強(qiáng)勢(shì)粒＜弱勢(shì)粒，但對(duì)于稻穗不同部位食味值的差異則報(bào)道較少[12-13]。此外，前人對(duì)米質(zhì)性狀間關(guān)系的研究多以整個(gè)稻穗為研究對(duì)象，且結(jié)果差異較大[14-16]。金京德等[14]研究指出，食味值與堊白呈顯著負(fù)相關(guān)；隋炯明等[15]表明，高堊白的品種有相對(duì)較好的蒸煮品質(zhì)；而張亞?wèn)|等[16]則認(rèn)為，食味值與堊白性狀無(wú)明顯相關(guān)性。為此，本研究選用低堊白高食味、高堊白低食味的2個(gè)雜交秈稻品種為試驗(yàn)材料，設(shè)置不同氮肥運(yùn)籌方式，研究氮肥后移對(duì)穗部不同粒位稻米堊白性狀及食味品質(zhì)的影響，并探討堊白性狀與食味品質(zhì)的關(guān)系，以為精準(zhǔn)施氮調(diào)控并改善稻米堊白及食味品質(zhì)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2020年在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)（崇州，30°70′N(xiāo)，103°83′E）進(jìn)行，土壤質(zhì)地為沙質(zhì)壤土，含有機(jī)質(zhì)18.2 g/kg，全氮1.26 g/kg，堿解氮91.3 mg/kg，速效磷24.2 mg/kg，速效鉀79.5 mg/kg。選用生育期基本一致，低堊白高食味雜交秈稻品種宜香優(yōu)2115和高堊白低食味雜交秈稻品種F優(yōu)498為供試材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

進(jìn)行品種×氮肥管理兩因素試驗(yàn)。在前期研究基礎(chǔ)上[17-18]，在氮肥用量折純氮為150 kg/hm2條件下，設(shè)置3種氮肥運(yùn)籌方式，即基肥∶蘗肥∶穗肥分別為5∶3∶2（N1）、3∶3∶4（N2）、3∶1∶6（N3），另設(shè)不施氮處理為對(duì)照（N0）。分蘗肥于移栽后7 d施用；孕穗肥N1處理在倒4葉齡期一次性施入，N2和N3處理分別在倒4、倒2葉齡期分兩次等量施入。磷肥（過(guò)磷酸鈣）折P2O5施用量90 kg/hm2，鉀肥（氯化鉀）折K2O施用量180 kg/hm2，全部作基肥施用。單株栽插，行株距33.3 cm×16.7 cm。其他田間栽培管理措施按照實(shí)際生產(chǎn)田進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

成熟期各小區(qū)取6株進(jìn)行考種及計(jì)算氮肥農(nóng)學(xué)利用率。同時(shí)，按照董明輝[19]的方法，取代表性稻穗240穗（抽穗時(shí)選擇開(kāi)花時(shí)間、穗型大小相對(duì)一致的穗子掛牌標(biāo)記）進(jìn)行稻米堊白及食味值的測(cè)定，各小區(qū)分為3份，分別進(jìn)行強(qiáng)、弱勢(shì)粒（以穗上部第一個(gè)枝梗的一次枝梗除頂部第二粒為強(qiáng)勢(shì)粒，穗下部二次枝梗除上部第一粒為弱勢(shì)粒）、上、中、下穗部（按照枝梗數(shù)均分），以及一、二次枝梗的取樣及測(cè)定。稻谷自然陰干后根據(jù)GB/T 17891-1999測(cè)定堊白粒率、堊白度；食味值用儀器SATAKE（日本生產(chǎn)）測(cè)定。氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量–氮空白區(qū)產(chǎn)量）/施氮量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel和SPSS 24.0軟件進(jìn)行處理和系統(tǒng)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)不同雜交秈稻產(chǎn)量及氮肥農(nóng)學(xué)利用率的影響

由表1可見(jiàn)，品種、氮肥運(yùn)籌及其兩因素互作效應(yīng)對(duì)稻谷產(chǎn)量均有極顯著影響，氮肥運(yùn)籌對(duì)產(chǎn)量各構(gòu)成因子及氮肥農(nóng)學(xué)利用率影響均達(dá)極顯著，對(duì)有效穗數(shù)影響最大。F優(yōu)498產(chǎn)量較香優(yōu)2115高3.27%～15.75%，2個(gè)品種均以N2處理產(chǎn)量最高。宜香優(yōu)2115對(duì)氮肥后移處理更為敏感，在各產(chǎn)量構(gòu)成因素中，品種差異除對(duì)結(jié)實(shí)率影響不顯著外，對(duì)其余因素均存在極顯著影響。F優(yōu)498有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、總穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率及氮肥農(nóng)學(xué)利用率均高于宜香優(yōu)2115，千粒重則低于宜香優(yōu)2115?？梢?jiàn)，N2處理能促進(jìn)產(chǎn)量及氮肥利用效率的協(xié)同提高。

表1 氮肥運(yùn)籌對(duì)不同雜交秈稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素和氮肥農(nóng)藝?yán)寐实挠绊?/p>

2.2 對(duì)雜交秈稻強(qiáng)、弱勢(shì)粒稻米堊白性狀及食味值的影響

由表2可見(jiàn)，品種、氮肥運(yùn)籌及其兩因素互作效應(yīng)對(duì)強(qiáng)、弱勢(shì)粒堊白度和堊白粒率均有極顯著影響；兩因素互作對(duì)弱勢(shì)粒食味值的影響顯著；品種間差異對(duì)堊白性狀及食味值的影響顯著高于氮肥運(yùn)籌，且參試品種強(qiáng)勢(shì)粒堊白度和堊白粒率均不同程度低于弱勢(shì)粒，食味值則不同程度高于相對(duì)應(yīng)的弱勢(shì)粒。宜香優(yōu)2115強(qiáng)勢(shì)粒堊白度及堊白粒率比F優(yōu)498強(qiáng)勢(shì)粒分別低64.82%～91.95%、65.03%～83.91%，弱勢(shì)粒則分別低40.25%～71.69%、30.12%～56.91%；而強(qiáng)、弱勢(shì)粒食味值則分別高13.20%～15.52%和6.17%～17.65%?？梢?jiàn)，對(duì)于低堊白高食味品種宜香優(yōu)2115，N2處理能進(jìn)一步降低其強(qiáng)、弱勢(shì)粒堊白性狀，提高食味值；而對(duì)高堊白低食味品種F優(yōu)498而言，則以N1處理為宜，可改善其稻米品質(zhì)。

表2 氮肥運(yùn)籌對(duì)雜交秈稻稻穗強(qiáng)弱勢(shì)粒稻米堊白性狀及食味值的影響

2.3 對(duì)雜交秈稻一、二次枝梗稻米堊白性狀及食味值的影響

由表3可見(jiàn)，品種、氮肥運(yùn)籌及其兩因素互作效應(yīng)對(duì)水稻一次、二次枝梗上堊白性狀均有極顯著影響。品種間差異對(duì)一次、二次枝梗上籽粒堊白性狀及食味值的影響顯著高于氮肥運(yùn)籌，且各品種間一次枝梗上的籽粒堊白性狀均不同程度低于二次枝梗籽粒，食味值均不同程度高于相應(yīng)的二次枝梗籽粒。宜香優(yōu)2115一次枝梗上籽粒的堊白度及堊白粒率分別比F優(yōu)498低66.27%～94.57%、55.82%～92.03%，二次枝梗上則分別低61.45%～85.39%、52.57%～75.89%；一次、二次枝梗籽粒的食味值則比F優(yōu)498分別高12.49%～16.39%和5.38%～17.35%。從表3可見(jiàn)，對(duì)低堊白高食味品種宜香優(yōu)2115，N2處理能進(jìn)一步降低其一次枝梗和二次枝梗堊白性狀，提高食味值；而對(duì)高堊白低食味品種F優(yōu)498則以N1處理為宜。

表3 氮肥運(yùn)籌對(duì)雜交秈稻稻穗一、二次枝梗稻米堊白性狀及食味值的影響

2.4 對(duì)稻穗上、中、下不同部位稻米堊白性狀及食味值的影響

由表4可見(jiàn)，品種、氮肥運(yùn)籌及其兩因素互作效應(yīng)對(duì)水稻穗上部、中部及下部堊白性狀均有極顯著影響。參試品種的籽粒堊白度和堊白粒率均表現(xiàn)為穗上部＜穗中部＜穗下部，食味值則表現(xiàn)為穗上部＞穗中部＞穗下部。相比F優(yōu)498，宜香優(yōu)2115穗上部堊白度及堊白粒率分別低13.57%～92.76%、1.21%～90.89%，穗中部分別低16.12%～89.79%、0.49%～87.47%，穗下部分別低24.06%～86.11%、10.56%～83.69%；穗上部、中部、下部食味值則分別高3.81%～18.65%、5.38%～15.94%和5.77%～11.41%。從表4可見(jiàn)，對(duì)低堊白高食味品種宜香優(yōu)2115，N2處理能進(jìn)一步改善稻穗上、中及下部籽粒堊白性狀，提高不同粒位食味值；對(duì)高堊白低食味品種F優(yōu)498則以N1處理為宜。

表4 氮肥運(yùn)籌對(duì)雜交秈稻稻穗不同部位稻米堊白性狀及食味值的影響

2.5 不同粒位稻米堊白與食味值的關(guān)系

由表5可見(jiàn)，水稻穗不同部位籽粒堊白性狀與食味值均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.706*～-0.937**），其中，弱勢(shì)粒、一次枝梗以及穗下部籽粒堊白性狀與食味值相關(guān)性明顯高于強(qiáng)勢(shì)粒、二次枝梗以及穗上部、穗中部，間接表明降低弱勢(shì)粒、一次枝梗，以及穗下部籽粒堊白性狀可整體改善稻米食味品質(zhì)。

表5 不同粒位稻米堊白性狀與食味值的相關(guān)性

3 討論

遺傳因素和栽培措施是影響稻米堊白性狀及食味值較大的因素，且因水稻開(kāi)花順序及灌漿特性的不同，稻穗上不同粒位籽粒堊白形成有較大差異[9-13]。董明輝等[10]指出，隨施氮量增加，堊白度有下降趨勢(shì)；陳新紅等[13]則認(rèn)為，隨氮肥水平增高，堊白度增大；張玉等[8，20]則指出，增加穗肥比例可減小籽粒堊白度和透明級(jí)數(shù)，提高稻米品質(zhì)；萬(wàn)靚軍等[21]研究表明，隨中期氮肥比例增加，堊白有先升后降的趨勢(shì)，食味品質(zhì)則隨氮肥施用前增后減而變劣。本試驗(yàn)研究從穗部不同粒位著手，結(jié)果進(jìn)一步表明了品種和氮肥后移對(duì)于稻谷產(chǎn)量、稻米堊白性狀均有顯著互調(diào)效應(yīng)，氮肥后移20%～40%可顯著提高稻谷產(chǎn)量，并有效降低稻米堊白，提高食味值，且不同品種對(duì)后移比例響應(yīng)差異顯著。低堊白高食味品種宜香優(yōu)2115在N2處理下最優(yōu)，而高堊白低食味品種F優(yōu)498則以N1處理為宜，這可能是由于適當(dāng)?shù)牡蔬\(yùn)籌可以調(diào)節(jié)籽粒中碳氮代謝酶的活性[3]，協(xié)同調(diào)控稻米堊白及食味品質(zhì)。此外，前人[10,12-13]研究普遍認(rèn)為，稻穗不同部位堊白差異表現(xiàn)為上部＜中部＜下部、一次枝梗＜二次枝梗、強(qiáng)勢(shì)粒＜弱勢(shì)粒。董明輝等[22]研究表明，施氮量對(duì)稻米的蒸煮品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有較大的影響，從不施氮到少量施氮（120 kg/hm2），稻米的膠稠度增加、直鏈淀粉含量降低，但從低氮到中等施氮量（240 kg/hm2），稻米的膠稠度降低、直鏈淀粉含量略有增加。本研究表明，一定的施氮水平下，氮肥穗肥運(yùn)籌方式對(duì)穗部不同粒位籽粒食味值影響顯著，穗上中部、一次枝梗及強(qiáng)勢(shì)粒的堊白性狀及食味品質(zhì)表現(xiàn)優(yōu)于相應(yīng)的穗下部、二次枝梗及弱勢(shì)粒籽粒。有研究指出，不同粒位籽粒除性狀表現(xiàn)差異外，其對(duì)于外界條件變化敏感度也有差異。陳培峰等[11]指出，麥稈還田與結(jié)實(shí)期灌溉互作對(duì)弱勢(shì)粒堊白的調(diào)控作用大于強(qiáng)勢(shì)粒；戶少武等[23]則指出，高濃度CO2對(duì)稻米堊白及食味的影響存在位置依賴，表現(xiàn)為先開(kāi)花灌漿的穗上部、一次枝梗及強(qiáng)勢(shì)粒變化幅度大于相應(yīng)的穗下部、二次枝梗及弱勢(shì)粒籽粒。本研究則表明，同一穗上強(qiáng)勢(shì)粒、二次枝梗及穗中下部籽粒堊白表現(xiàn)出更大的變異幅度，食味值變化則以強(qiáng)勢(shì)粒、一次枝梗及穗中下部有更強(qiáng)響應(yīng)。穗不同粒位籽粒對(duì)于氮肥后移的調(diào)控存在響應(yīng)差異，但其差異形成原因仍需進(jìn)一步研究探討。

研究堊白與食味相關(guān)性，可對(duì)優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)中外觀和口感指標(biāo)的調(diào)控平衡做出優(yōu)化[1]。目前對(duì)二者相關(guān)性的研究較少，主要是對(duì)整個(gè)穗部的堊白性狀與米質(zhì)進(jìn)行研究[16]，且因品種、氣候及調(diào)控措施的差異結(jié)果并不一致[11,14-16,24]。隋炯明等[15]認(rèn)為，透明度高、堊白低的品種有較高食味值；張亞?wèn)|等[16]研究認(rèn)為，食味主要受內(nèi)部品質(zhì)影響，與稻米堊白性狀無(wú)明顯相關(guān)性；金京德等[14]研究表明，稻米食味值與堊白呈顯著負(fù)相關(guān)；徐正進(jìn)等[24]認(rèn)為，稻米食味值與其透明度呈顯著正相關(guān)。本研究表明，不同粒位稻米堊白性狀與食味值均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明在合理的氮肥調(diào)控方式下，可以通過(guò)降低稻米堊白來(lái)改善食味。對(duì)于不同水稻品種優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的最佳施肥管理共性指標(biāo)還有待深入研究。

4 結(jié)論

品種和氮肥后移對(duì)于稻谷產(chǎn)量、稻米堊白性狀及食味值均有顯著影響。施氮量150 kg/hm2條件下，低堊白高食味品種宜香優(yōu)2115氮肥運(yùn)籌以氮肥后移量占總施氮量的40%（N2處理）為宜，高堊白低食味品種F優(yōu)498則以氮肥后移比例占20%（N1處理）為宜。不同粒位籽粒堊白性狀與食味存在差異，其中，強(qiáng)勢(shì)粒、一次枝梗、穗上部籽粒堊白度和堊白粒率均低于相對(duì)應(yīng)的弱勢(shì)粒、二次枝梗及穗中部和下部籽粒，食味值均高于相對(duì)應(yīng)的弱勢(shì)粒、二次枝梗及穗中部和下部籽粒，且在氮肥后移模式下，不同粒位的籽粒堊白性狀與食味值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，通過(guò)降低堊白可提高稻米食味。