不同類型水稻品種稻米淀粉RVA譜對外源硒肥的響應

田 敏，趙 祥，韋葉娜，楊國濤，王學春，趙長坤，胡運高

（西南科技大學水稻研究所，四川 綿陽 621010）

作為人體不可或缺的重要元素，硒具有抗氧化、提高免疫等多種生物學功能，對防治克山病、癌癥、心血管疾病、白內障、糖尿病具有重要作用［1-3］。我國約60%的人口以稻米為主食，適當增加稻米硒元素含量，可有效提高稻米品質，滿足當前社會對高品質米的需求，提高人口健康水平。國內可以自然生產富硒稻米的地區僅有湖北恩施、海南等地［4-5］，遠不能滿足中國缺硒人口對富硒稻米的需求。Lee等［6］研究發現在酸性土壤上，對亞硒酸鹽吸附能力高于堿性土壤。有研究表明，在蔬菜中施用硒肥能夠提高植物的硒含量［6-9］；施用外源硒能顯著增加稻米硒含量，且在一定濃度范圍內隨著施用硒濃度的增大稻米中硒含量有增加的趨勢［9-13］。許多學者［14-18］對硒生物富集動態、分布規律、生理生化功能、硒蛋白結合等進行了深入研究；也有學者［19-20］研究了外源硒對稻米品質的影響，認為外源硒肥對于水稻稻米的精米率、整精米率以及堊白度等外觀品質影響不顯著。這些研究為富硒大米的增產和提高外觀品質，提供了技術支持。當前外源硒對稻米粘滯性的研究相對較少，外源硒對稻米食味品質和蒸煮品質的影響還不明確。澳大利亞Newport Scientific Instrument公司開發的粘度速測儀（RVA）因其模擬淀粉糊化的過程，能快速、準確、簡單的反映測量出的淀粉黏度變化，在谷物蒸煮食味品質測定領域得到廣泛使用［20-24］。

本研究以2種不同類型水稻為材料，采取葉面噴施硒肥的方法，通過測定稻米淀粉RVA譜，分析稻米蒸煮食味品質，明確外施硒肥對稻米品質的影響，為富硒大米的生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2017年在西南科技大學江油重華試驗基地進行，基地海拔800 m以上。水稻種子經正常浸種、催芽后，4月中旬播種，5月中下旬移栽，栽培規格為33.50 cm×16.70 cm。供試土壤養分含量為全氮1.98 g/kg、速效氮80.30 mg/kg、速效磷43.30 mg/kg、速效鉀76.20 mg/kg 、硒元素0.21 mg/kg，并按照正常的管理水平進行管理。

1.2 試驗設計

采用適合高海拔種植的優質水稻品種泰選1號（秈稻品種）和粳選1號（粳稻品種）為試驗材料；選擇隨機區組試驗設計，以亞硒酸鈉為硒肥來源進行葉面噴施，選擇6個亞硒酸鈉處理水平，分別為CK（葉面噴施清水）、T1（葉面噴施3.00 g/hm2亞硒酸鈉溶液）、T2（葉面噴施6.00 g/hm2亞硒酸鈉溶液）、T3（葉面噴施9.00 g/hm2亞硒酸鈉溶液）、T4（葉面噴施12.00 g/hm2亞硒酸鈉溶液）和T5（葉面噴施15.00 g/hm2亞硒酸鈉溶液）。于水稻灌漿期噴施，每個處理3次重復。

1.3 取樣與測定

水稻收獲后，將稻谷在室溫下保存3個月，使其理化特性趨于穩定后，脫殼碾成精米，用粉碎器（perten3100型實驗室錘式旋風粉碎磨）粉碎，過篩后備用。采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產的3-D型黏度速測儀測定稻米淀粉RVA譜，用TCW（Thermal Cycle for Windows）配套軟件進行分析。根據AACC操作規程［22］，含水量為12.00%時，水稻米粉的樣品量為3.00 g，加蒸餾水25.00 mL。加溫過程為：50℃下保持1 min；以恒速升到95.00℃（3.8 min），保持2.5 min；再以恒速下降到50℃（3.8 min），保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內轉動速率為960 r/min，之后保持在160 r/min。RVA譜特征值主要包括一級數據，即峰值黏度（PKV）、熱漿黏度（HPV）、冷膠黏度（CPV）、峰值時間（PeT）和起始糊化溫度（PaT），以及二級數據，崩解值（breakdown value，BDV）、回復值（CSV）。黏滯值用RVU （RVA黏度單位）表示。

試驗數據采用Microsoft Excel 2003和SAS9.0軟件進行統計和分析。

2 結果與分析

2.1 稻米淀粉RVA譜特征值方差分析

外施硒肥對稻米淀粉RVA譜特征值均有顯著或極顯著影響（表1）。除糊化溫度外，品種差異對稻米淀粉 RVA 圖譜的峰值黏度等 6項特征值存在極顯著影響。外施硒肥對糊化溫度的影響大于品種差異，品種差異對回復值的影響大于外施硒肥。說明淀粉RVA譜特性不僅受品種差異的影響，同時受硒肥施用量調控。品種與外施硒肥互作對峰值粘度、回復值、崩解值和糊化時間均有極顯著影響，而對峰值粘度則有顯著影響。

表1 稻米淀粉 RVA 譜特征值方差分析（F值）

2.2 不同類型水稻品種的淀粉RVA譜特性比較

從表可以看出，泰選1號與粳選1號在峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值和峰值時間上均有顯著差異，而糊化溫度和回復值則無顯著差異。泰選1號峰值黏度比粳選1號高972.11 RVU，冷膠黏度比粳選1號高114.45 RVU，回復值比粳選1號高203.23 RVU，崩解值比粳選1號高1060.88 RVU；而糊化溫度比粳選1號低0.01℃，峰值時間比粳選1號延后0.58 s。

表2 品種差異對淀粉RVA譜特性的影響（平均值）

2.3 外施硒肥對淀粉RVA譜特性的影響

2.3.1 外施硒肥對于稻米淀粉RVA糊化溫度的影響 在外施硒肥量為3.00～9.00 g/hm2時兩品種的糊化溫度呈現增長趨勢，施用量為3.00～6.00 g/hm2，糊化溫度出現最大增幅，后趨于平穩（圖1）。在不施用外源硒肥和施用量在6 g/hm2和15.00 g/hm2情況下，泰選1號的糊化溫度相對于粳選1號分別高0.20、0.04、0.05℃。當外施硒肥濃度為3.00～12.00 g/hm2時，粳選1號糊化溫度高于泰選1號。粳選1號在外施硒肥濃度為9.00～12.00 g/hm2時糊化溫度達到最大值（75.88℃）。當不外施硒肥時，泰選1號糊化溫度高于粳選1號0.75℃。泰選1號在施用量為15.00 g/hm2時達到最大（75.85℃）。在外施硒肥用量為6.00 g/hm2時兩品種間糊化溫度差值達到最大（0.24℃）。表明施用硒肥并不會對水稻稻米淀粉糊化溫度產生顯著影響。

圖1 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉PaT的影響

2.3.2 外施硒肥對于稻米淀粉RVA峰值黏度的影響 在外施硒肥情況下，泰選1號的峰值黏度高于粳選1號（圖2）。在外施硒肥用量為6.00 g/hm2時，兩品種間的黏度值相差達到最大值（1 199.00 RVU）。泰選1號在9.00 g/hm2時峰值粘度高于不施硒肥處理達到最大值（97.00 RVU），而其余硒肥處理均低于不施硒肥處理，形成降低的趨勢，且在使用量為12.00 g/hm2和15.00 g/hm2時極顯著降低；粳選1號在硒肥施用量為9.00 g/hm2和15.00 g/ hm2時峰值粘度高于不施硒肥處理，且在9.00 g/ hm2時達到最大值，但并無顯著差異，高出對照114.00 RVU，其他硒肥處理的峰值粘度值則都表現為低于對照。粳選1號6.00 g/hm2和12.00 g/hm2出現顯著降低。因此，外施硒肥會降低稻米淀粉的峰值粘度。

圖2 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉PKV的影響

2.3.3 外施硒肥對于稻米淀粉RVA熱漿黏度的影響 在所有的硒肥處理中，粳選1號的熱漿黏度高于泰選1號，且在外源硒肥的施用量增加的過程中，熱漿黏度出現了兩次增長趨勢（圖3）。在外施硒肥用量為9.00 g/hm2時，泰選1號出現最大值1 837.33 RVU，且比對照顯著增加167.66 RVU；施用量為3.00 g/hm2和12.00 g/hm2時，分別低于對照41.34 RVU和20.67 RVU。在外施硒肥用量為3.00、9.00、12.00 g/hm2時，粳選1號的熱漿黏度低于對照，且在施用量為3.00 g/hm2時出現顯著降低；施用量在6.00 g/hm2時，熱漿黏度最大，比對照高40.33 RVU。可見，外施硒肥的用量會影響熱漿黏度的數值。

圖3 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉HPV的影響

2.3.4 外施硒肥對于稻米淀粉RVA冷漿黏度的影響 在各處理中，泰選1號的冷漿黏度始終高于粳選1號（圖4）。在外施硒肥用量在3.00～5.00 g/hm2時， 泰選1號的冷漿粘度呈現增長的趨勢，而粳選1號在12.00 g/hm2時出現降低的情況。在施用量為3.00 g/hm2時，兩品種均低于對照；在施用量為15.00 g/hm2時，出現峰值（2986.00 RVU，2866.00 RVU）。泰選1號在施用量為9.00、12.00、15.00 g/hm2時相對于對照出現顯著增加。可見，在施用硒肥時，會改變稻米淀粉冷膠黏度值，不同的水稻品種類型有不同的表現。

圖4 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉冷漿黏度的影響

2.3.5 外施硒肥對于稻米淀粉RVA回復值的影響 在不同的外施硒肥用量下，泰選1號的回復值均高于粳選1號（圖5）。 泰選1號在施用量為12.00 g/hm2時，回復值為最大值1 308.00 RVU，與對照形成極顯著差異，且高出 105.00 RVU；在6.00 g/hm2和 15.00 g/hm2處理時，回復值均為1 191.00 RVU，比對照高12.33 RVU；外施硒肥用量為9.00 g/hm2時，回復出現最小值，比對照低54.66 RVU。當施用硒肥后，粳選1號的回復值均高于對照，最大相差值為103.67 RVU，最小差值為29.34 RVU；在3.00 g/hm2和9.00 g/hm2極顯著高于對照，且在施用量為15.00 g/hm2時，同樣表現為顯著增加。可見，施用硒肥后會引起回復值的變化。

圖5 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉回復值的影響

2.3.6 外施硒肥對于稻米淀粉RVA崩解值的影響 除施用量為12.00 g/hm2時，泰選1號的崩解值低于粳選1號，其余處理的崩解值均高于粳選1號（圖6）。隨著硒肥施用量的增加，泰選1號的崩解值呈現緩慢降低的趨勢，在施用量為12.00 g/hm2時，為2636.33 RVU，比對照顯著降低，當施用量為15.00 g/hm2時，也出現極顯著下降。而粳選1號的崩解值在6.00 g/hm2時出現極顯著降低，比對照低308.67 RVU。施用量為9.00 g/hm2時為極顯著增加，達到1 857.00 RVU，比對照高132.00 RVU。可見，不同品種在外施硒肥后崩解值會出現不同的變化情況。

圖6 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉崩解值的影響

2.3.7 外施硒肥對于稻米淀粉RVA峰值時間的影響 在硒肥各處理中粳選1號的峰值時間大于泰選1號（圖7），最大相差值為0.78 s。泰選1號各硒肥處理的峰值時間均大于對照，差值在0.10范圍以內，但在9.00、12.00、15.00 g/hm2時與對照相比呈極顯著增加。在施用硒肥后，粳選1號的峰值時間均大于對照，最高出現在6.00 g/hm2處理，與對照相比為極顯著增加；在0.00～6.00 g/hm2和9.00～15.00 g/hm2出現兩次增長的狀況，在12.00 g/hm2和15.00 g/hm2時也比對照極顯著增加。可見，外施硒肥施用量的增加，會影響峰值時間。

圖7 不同硒肥用量對泰選1號和粳選1號稻米淀粉峰值時間的影響

2.4 施用硒肥施用量與淀粉RVA譜特性值的相關性分析

硒肥處理與RVA圖譜的糊化溫度呈現極顯著正相關，與熱漿黏度、冷膠黏度、回復值和峰值時間呈正相關（表3）；峰值黏度與崩解值和硒肥施用呈負相關；其中糊化溫度最大為0.71534。峰值黏度與冷膠黏度、回復值、崩解值呈極顯著正相關，與峰值時間呈極顯著負相關。熱漿黏度與回復值、崩解值呈極顯著負相關，與峰值時間呈極顯著正相關。冷膠黏度與回復值、崩解值呈極顯著正相關，與峰值時間呈極顯著負相關。回復值與崩解值呈極顯著正相關，與峰值時間呈極顯著負相關。崩解值與峰值時間呈極顯著負相關。

3 結論與討論

前人研究［13］發現不同類型水稻，在施用硒肥后產量性狀會發生不同的變化。對于稻米淀粉RVA圖譜特征值同樣有不同的影響。本研究中，對于RVA圖譜中的7個特征值經過分析發現：泰選1號的峰值黏度、冷漿黏度、回復值、崩解值以及峰值時間均顯著高于粳選1號，而熱漿黏度顯著低于粳選1號，糊化溫度無顯著性差異。這是由于泰選1號屬于秈稻品種，粳選1號屬于粳稻品種，兩品種會對于外施硒肥后產生不同的變化。

表3 外施硒肥與淀粉RVA特征值的相關性分析

研究發現，粳稻品種隨著氮肥施用水平升高，峰值黏度、崩解值逐漸下降，糊化溫度逐漸升高，而熱漿黏度、冷漿黏度和回復值變化無明顯規律［24-26］。在本研究中，粳選1號隨著外施硒肥的水平升高，峰值黏度、崩解值下降，回復值和峰值時間有增加，糊化溫度、熱漿黏度、冷漿黏度并未明顯規律。這結果與前人研究并不完全一致。而前人對于外施硒肥后，秈稻品種RVA值的變化并未報道，本研究中，泰選1號隨著外施硒肥水平的升高，熱漿黏度、冷漿黏度、峰值時間和回復值出現了上升，峰值黏度和崩解值逐漸下降，糊化溫度并未出現明顯的規律。

方勇等［27］研究表明，與不噴施硒肥對照相比，噴施75 g/hm2硒肥處理的稻米中粗蛋白含量顯著提高，噴施75 g/hm2和100 g/hm2硒肥處理有利于稻米中錳和鐵元素的吸收，可提高水稻籽粒營養品質。本研究中在不同水平外施硒肥條件下，稻米糊化溫度均無顯著性差異，而對其余RVA圖譜特征值均有影響。在施用量為3 g/hm2時，峰值黏度、熱漿黏度和冷漿黏度出現了降低的情況，而后出現了上升的趨勢，且回復值、崩解值和峰值時間相對于對照出現了增加。除粳選1號的峰值黏度和熱漿黏度發生顯著性降低外，其余均為發生顯著性降低。劉志霞等［26］利用RVA測定儀對42個水稻品種各個特征值與稻米直鏈淀粉含量的高低也具有較好的相關性, 可以用來評價稻米的蒸煮與食用品質和篩選優質水稻品種。隋炯明等［28］分析表明在優質育 種中，RVA 譜的測定與理化指標結合乃至取代， 可以作為選擇品質優良材料的有效指標，認為食味較好的品種崩解值＞80 RVU，冷膠粘度＜220 RVU，消減值＜20 RVU，回復值＜90 RVU。在本研究中硒肥施用與RVA譜的糊化溫度呈現出極顯著正相關，而RVA圖譜相關值與前人研究不相同。