茍當1號在不同海拔生態環境種植的蒸煮食味品質分析

張志斌 龍思芳 吳嫻 彭強 王倩 徐海峰張習春 羅秦歡 王忠妮 龔記熠 朱速松*

（1貴州師范大學生命科學學院，貴陽 550025；2 貴州省農業科學院水稻研究所，貴陽 550006；3 黔南民族醫學高等專科學校，貴州都勻 558000；4貴州大學生命科學學院，貴陽 550025；第一作者：1439225377@qq.com；*通訊作者：susongzhu@139.com）

近年來，隨著水稻產量增加和我國糧食生產的不斷發展，我國溫飽問題基本得到解決，人們從關注水稻產量逐步轉變成關注水稻品質。稻米品質直接關系到日常飲食的質量與健康[1]。其中，蒸煮食味品質是稻米品質中最重要的一方面，它主要表現為米飯的外觀、氣味、味道、軟糯性、彈性以及冷飯是否回生等特性。影響稻米蒸煮食味品質的主要理化指標有蛋白質含量、直鏈淀粉含量和RVA譜特征值等[2]。一般來說，蛋白質含量與蒸煮食味品質之間呈負相關[3]，蛋白質含量高的稻米籽粒結構緊密，吸水量少且慢，導致大米需要蒸煮的時間長，淀粉不易充分糊化，米飯硬度大，適口性差。有研究表明，蛋白質含量對蒸煮食味品質的影響因品種而異[4]。直鏈淀粉含量也是影響稻米食味品質的重要指標之一，一般與蒸煮食味品質呈負相關[5]。低直鏈淀粉大米脹性小、米飯吸水性好、較為軟黏，而高直鏈淀粉大米的韌性較差、容易斷粒、易回生。稻米的RVA譜特征值與蒸煮食味品質關系密切，普遍認為消減值、回復值、蛋白質含量、直鏈淀粉含量低及峰值黏度大和崩解值高的品種，飯軟而粘、有彈性、適口性好、冷飯柔軟，食味品質優[6]。

研究表明，稻米品質既受遺傳基因的制約，也受環境因素和栽培條件的影響，是一種多基因系統與環境因素交互作用的結果[7]。香禾糯是貴州省黔東南地區苗侗等少數民族在長期生產實踐中選育并傳承下來的一類地方特色稻，品種類型多種多樣，具有香味濃郁、米飯軟和、冷飯不回生等優異性狀[8]。本試驗研究的茍當1號材料就是于2006年在貴州省黔東南州從江縣高增鄉建華村發現的一種中晚熟地方香禾品種[9]。目前主要在從江縣種植，其食味品質優異，且香味濃郁。

有關環境因素對稻米品質的影響，現階段主要針對溫度、光照、土壤成分等因子[10]，關于海拔梯度變化對蒸煮食味品質變化的影響研究較少。本研究通過在從江地區選擇5個不同海拔的種植點種植茍當1號，分析不同種植點對茍當1號蒸煮食味品質影響的情況，以了解該品種最適宜的種植區域及研究不同種植地點對品種品質的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2019年在從江地區5個不同種植點（按海拔高低排列依次為：高嶺857 m、機英陰637 m、岑木535 m、高大437 m、蝦板242 m）收取的茍當1號稻谷。

茍當1號是2006年在貴州省從江縣高增鄉建華村收集的地方品種，于2013年7月通過貴州省品種審定委員會審定（審定編號：黔審稻2013011號）。屬中晚熟粳糯類型，依據NY/T593-2002標準，達到三等食用粳糯稻品種品質規定要求。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 土壤肥力狀況

速效氮按照LY/T 1229-1999《森林土壤水解性氮的測定》規定的方法進行測定。有效磷按照NY/T 1121.7-2014《土壤檢測》規定的方法進行檢測。有效鉀按照NY/T 889-2004 《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》規定的方法進行檢測。有機質按照NY/T 1121.6-2006《土壤檢測》規定的方法進行檢測。pH值按照NY/T1377-2007《土壤pH的測定》規定的方法進行檢測。

1.2.2 蛋白質含量

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，用粉碎器粉碎，過0.180 mm孔徑篩后待用。采用杜馬斯定氮儀測定蛋白質含量。

1.2.3 直鏈淀粉含量

直鏈淀粉含量按照GB/T15683-2008《大米直鏈淀粉含量的測定》規定的方法進行測定。

1.2.4 RVA譜特征值

RVA譜特征值用瑞典波通儀器公司的快速黏度分析儀Techmaster進行測定，并用配套軟件TCW（Thermal Cycle for Windows）對數據進行分析，含水量為14.0 %時，樣品質量為3.00 g，蒸餾水為25.0 mL。測定過程中罐內溫度變化如下：50.0 ℃保持1 min，以12℃/min上升到95 ℃（3.75 min），95 ℃保持2.5 min，以12 ℃/min下降到50 ℃（3.75 min），50 ℃保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內轉速為960 r/min，以后轉速維持在160 r/min。

稻米RVA譜特征一般由7個指標組成，即峰值黏度（Peak viscosity，PKV）、熱漿黏度（Hot paste viscosity，HPV）、最終黏度（Final viscosity，FLV）、崩解值（Breakdown，BDV）、消減值（Setback，SBV），回復值（Consistence，CSV）、峰值時間（peak time，PET）和糊化溫度（pasting temperature，PAT）[11]。

1.2.5 數據處理

采用Excel 2019軟件進行數據整理，SPSS 22.0數據處理系統進行數據處理與分析。

2 結果與分析

圖1 從江地區不同種植點茍當1號蛋白質含量

圖2 從江地區不同種植點茍當1號直連淀粉含量

2.1 不同海拔種植點茍當1號蛋白質含量的差異

對5個種植點茍當1號稻米的蛋白質含量進行方差分析和多重比較可知，蛋白質含量變異范圍為5.23%～7.07%，平均值為6.05%，變異系數10.74 %。除蝦板種植點和高大種植點的蛋白質含量之間差異不顯著外，其他種植點之間差異均顯著。

由圖1可知，蛋白質含量與海拔高度呈極顯著負相關，相關系數為－0.974。按照海拔從高到低排列蛋白質含量依次為5.23%、5.62%、5.86%、6.48%和7.07%。

2.2 不同海拔種植點茍當1號直鏈淀粉含量差異

對5個種植點茍當1號稻米的直鏈淀粉含量進行方差分析和多重比較可知，直鏈淀粉含量的變異范圍在1.61%～2.87%之間，平均值為2.19%，變異系數18.66%；除岑木點與高大點、機英陰點差異不顯著外，其他種植點之間差異顯著。

由圖2可知，直鏈淀粉含量與海拔高度呈極顯著負相關，相關系數為－0.986。按照海拔從高到低排列直鏈淀粉含量依次為1.61%、2.02%、2.18%、2.29%和2.87%。

2.3 不同海拔種植點茍當1號RVA譜特征值差異

由表1可知，5個種植點RVA譜特征值差異明顯，峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度總體都隨海拔的升高而降低。崩解值隨海拔的升高先降低后升高；消減值隨海拔的升高先升高后降低，回復值、峰值時間、糊化溫度則均隨海拔的升高而降低。

表1 從江地區不同種植點茍當1號RVA譜特征值的多重比較

表2 從江地區不同種植點茍當1號RVA特征值差異分析

表3 從江地區種植茍當1號蒸煮食味品質與海拔高度的相關性分析結果

由表2得知，各特征值變異系數從大到小依次為回復值、最終黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值、峰值時間、峰值黏度、糊化溫度。

2.4 茍當1號蒸煮食用品質與海拔高度相關性分析

從表3可見，蛋白質含量、直鏈淀粉含量和RVA譜特征值中的峰值時間、回復值與海拔高度呈極顯著負相關；RVA譜特征值中的峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和糊化溫度與海拔高度呈顯著負相關；崩解值與海拔高度呈負相關，未達顯著水平；消減值與海拔高度呈正相關，未達顯著水平。

從表3可見，蛋白質含量與直鏈淀粉含量、RVA譜特征值中的峰值時間呈極顯著正相關，與RVA譜特征值中的峰值黏度、回復值、糊化溫度呈顯著正相關；與RVA譜特征值中的最終黏度、熱漿黏度、崩解值呈正相關，與消減值呈負相關，均未達到顯著水平。

從表3可見，直鏈淀粉含量與峰值黏度呈極顯著正相關，與熱漿黏度、最終黏度、回復值、峰值時間、糊化溫度呈顯著正相關；與崩解值呈正相關，與消減值呈負相關，且均不顯著。

從表3可見，RVA譜特征值中的3個一級指標間熱漿黏度與最終黏度呈極顯著正相關，相關系數高達0.995；峰值黏度與熱漿黏度、最終黏度則呈正相關，相關性不顯著。5個二級指標間的相關性表現為，崩解值與消減值呈極顯著負相關，與糊化溫度、峰值時間、回復值呈不顯著負相關。峰值時間與回復值呈極顯著正相關，與糊化溫度呈顯著正相關，與消減值呈不顯著正相關。回復值與糊化溫度、消減值呈不顯著正相關。糊化溫度與消減值呈不顯著負相關。

從表3可見，RVA譜特征值3個一級指標與二級指標中的回復值、峰值時間均呈極顯著或顯著相關。峰值黏度與糊化溫度呈顯著正相關，熱漿黏度和最終黏度與糊化溫度呈不顯著正相關，峰值黏度與消減值呈不顯著負相關、與崩解值呈不顯著正相關，熱漿黏度和最終黏度與消減值呈不顯著正相關、與崩解值呈不顯著負相關。

表4 從江地區不同種植點土壤肥力的基本性狀成分含量分析

表5 從江地區種植茍當1號蒸煮食味品質與土壤肥力基本性狀的相關性分析結果

2.5 不同種植點土壤肥力的基本成分差異分析

由表4可知，高大點速效氮、有效磷和有機質含量在5個點中均最高。高嶺點的有效鉀含量、土壤pH值為5個種植點中最高。從江地區5個種植點土壤各項指標并不一致，其中有效鉀、有效磷含量變異系數大，分別達到76.38%和68.45%，有機質含量變異系數為26.73%。pH值、有效氮含量的變異系數小，分別只有8.21 %和6.42 %。

2.6 茍當1號蒸煮食用品質與土壤肥力的基本性狀相關性分析

由表5可知，熱漿黏度、最終黏度、回復值、糊化溫度與土壤pH值呈極顯著負相關，直鏈淀粉含量、峰值時間與土壤pH值呈顯著負相關。崩解值、消減值與速效氮含量分別呈顯著負相關和顯著正相關。其他蒸煮食味品質與土壤肥力性狀之間并無顯著或極顯著的相關性。

3 討論

已有研究表明，稻米的蛋白質含量、直鏈淀粉含量和RVA譜特征值主要由遺傳基因控制，同時又受環境條件的影響[12]。本文研究發現，茍當1號蛋白質含量與海拔高度呈極顯著負相關，導致這種情況的原因可能是與高海拔較低的溫度有關，較低的溫度抑制了稻米碳水化合物的代謝，使稻米籽粒變重，而溫度對籽粒中氮代謝的抑制程度遠小于碳水化合物代謝[13]。因此，生物稀釋效應使蛋白質的相對含量減少。

茍當1號的直鏈淀粉含量隨海拔的增高而降低，因為海拔越高晝夜溫差越大，水稻細胞內的部分淀粉會轉變成可溶性糖，從而使水稻直鏈淀粉含量降低。同時在高海拔種植植物的光合作用減弱，導致植物體內碳水化合物的轉運率和ATP的生產降低，進而影響植物直鏈淀粉含量的積累。

RVA譜特征值能夠較好反映稻米蒸煮食味品質的變化，主要體現在回復值、崩解值、消減值等指標上，且與直鏈淀粉含量密切相關[14]。本文研究得出，崩解值和消減值與海拔高度相關不顯著，其他各項指標均與海拔高度呈顯著或極顯著相關。通過多重比較分析不同地區崩解值與消減值的變化，我們得出，在242～550 m的海拔范圍內，崩解值逐步降低、消減值逐步升高；在550～857 m的海拔范圍內，崩解值逐步升高、消減值逐步下降。這與朱振華等[15]研究結果一致，表明海拔高度與RVA譜特征值關系密切。

根據本試驗土壤基本成分與稻米品質的相關性結果表明，種植地區的速效氮含量、pH值與蒸煮食味品質密切相關，土壤速效氮含量越低，水稻RVA譜特征值的消減值越小、崩解值越大，與前人研究結果一致[16]。根據試驗結果可以得出如下推論：土壤中速效氮含量降低，將導致水稻崩解值升高、消減值降低、蛋白質含量降低；pH值升高，將使直鏈淀粉含量降低、回復值降低，品質更優。但是過低的施氮量會導致水稻植株瘦弱、葉片發黃，產量降低；過高的pH值會導致植株出現缺素癥狀，生長受阻、幼葉變黃、葉緣干枯或焦枯、毛細根腐爛等現象。因此，在水稻種植時期應注意控制氮肥的合理補充，以及適度調節土壤的pH值，使得土壤養分有效性更高，水稻更容易利用土壤中的各類元素。

4 結論

本研究結果表明，在海拔242～857 m的范圍內，茍當1號蒸煮食味品質與海拔高度、土壤pH值和土壤速效氮含量密切相關，其中海拔高度和土壤pH值與直鏈淀粉含量、蛋白質含量和RVA譜特征值均相關性高，土壤速效氮含量則與RVA譜特征值中的崩解值和消減值顯著相關。在242～857 m的海拔范圍內，茍當1號的蒸煮食味品質隨海拔的升高而變優，在海拔857 m的高嶺點種植的茍當1號直鏈淀粉含量和蛋白質含量較低、RVA譜的回復值和消減值較低、崩解值較高，蒸煮食味品質最優，而海拔242 m的蝦板點種植的茍當1號食味品質最差。