氮肥后移對雜交秈稻產量及不同粒位稻米堊白與食味品質的影響

羅穎菡 李波 孫永健* 郭長春 邢夢文 李飛杰 劉芳艷 楊志遠 徐富賢 馬均

（1四川農業大學水稻研究所/作物生理生態及栽培四川省重點實驗室，成都611130；2四川省農業科學院 水稻高粱研究所，四川 德陽618000；第一作者：suijianlll＠sina.com；*通訊作者：yongjians1980＠163.com）

外觀和口感是評價稻米品質優劣的重要指標。稻米堊白與食味受遺傳因素和栽培措施等的綜合影響，通過品種遺傳改良耗時長[1]，栽培措施的調控作用日益突顯[2-8]。在栽培調控上，前人多圍繞品種篩選、施氮方法、栽插密度、播栽期等進行，所得結果并不完全一致[4-9]。張志興[7]研究表明，增加后期氮肥比例能夠促進籽粒灌漿，提高米質；張玉等[8]認為，適當提高穗肥比例可降低稻米堊白，提高食味；孫國才等[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，稻米品質有變劣趨勢。隨著研究的深入，對穗部不同粒位稻米品質的差異研究逐步成為熱點[10-13]。董明輝等[10]研究明確了稻米品質的高低與穎花在穗上的開花順序關系密切；陳培峰等[11]研究也表明，同一穗上不同粒位籽粒對于外界調控有不同的響應。目前，普遍認為稻穗不同部位籽粒堊白高低表現為上部＜中部＜下部、一次枝梗＜二次枝梗、強勢粒＜弱勢粒，但對于稻穗不同部位食味值的差異則報道較少[12-13]。此外，前人對米質性狀間關系的研究多以整個稻穗為研究對象，且結果差異較大[14-16]。金京德等[14]研究指出，食味值與堊白呈顯著負相關；隋炯明等[15]表明，高堊白的品種有相對較好的蒸煮品質；而張亞東等[16]則認為，食味值與堊白性狀無明顯相關性。為此，本研究選用低堊白高食味、高堊白低食味的2個雜交秈稻品種為試驗材料，設置不同氮肥運籌方式，研究氮肥后移對穗部不同粒位稻米堊白性狀及食味品質的影響，并探討堊白性狀與食味品質的關系，以為精準施氮調控并改善稻米堊白及食味品質提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2020年在四川農業大學試驗農場（崇州，30°70′N，103°83′E）進行，土壤質地為沙質壤土，含有機質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2115和高堊白低食味雜交秈稻品種F優498為供試材料。

1.2 試驗設計

進行品種×氮肥管理兩因素試驗。在前期研究基礎上[17-18]，在氮肥用量折純氮為150 kg/hm2條件下，設置3種氮肥運籌方式，即基肥∶蘗肥∶穗肥分別為5∶3∶2（N1）、3∶3∶4（N2）、3∶1∶6（N3），另設不施氮處理為對照（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際生產田進行。

1.3 測定項目及方法

成熟期各小區取6株進行考種及計算氮肥農學利用率。同時，按照董明輝[19]的方法，取代表性稻穗240穗（抽穗時選擇開花時間、穗型大小相對一致的穗子掛牌標記）進行稻米堊白及食味值的測定，各小區分為3份，分別進行強、弱勢粒（以穗上部第一個枝梗的一次枝梗除頂部第二粒為強勢粒，穗下部二次枝梗除上部第一粒為弱勢粒）、上、中、下穗部（按照枝梗數均分），以及一、二次枝梗的取樣及測定。稻谷自然陰干后根據GB/T 17891-1999測定堊白粒率、堊白度；食味值用儀器SATAKE（日本生產）測定。氮肥農學利用率=（施氮區產量–氮空白區產量）/施氮量。

1.4 數據處理

試驗數據用Microsoft Excel和SPSS 24.0軟件進行處理和系統分析。

2 結果與分析

2.1 對不同雜交秈稻產量及氮肥農學利用率的影響

由表1可見，品種、氮肥運籌及其兩因素互作效應對稻谷產量均有極顯著影響，氮肥運籌對產量各構成因子及氮肥農學利用率影響均達極顯著，對有效穗數影響最大。F優498產量較香優2115高3.27%～15.75%，2個品種均以N2處理產量最高。宜香優2115對氮肥后移處理更為敏感，在各產量構成因素中，品種差異除對結實率影響不顯著外，對其余因素均存在極顯著影響。F優498有效穗數、穗粒數、總穎花數、結實率及氮肥農學利用率均高于宜香優2115，千粒重則低于宜香優2115。可見，N2處理能促進產量及氮肥利用效率的協同提高。

表1 氮肥運籌對不同雜交秈稻產量及構成因素和氮肥農藝利用率的影響

2.2 對雜交秈稻強、弱勢粒稻米堊白性狀及食味值的影響

由表2可見，品種、氮肥運籌及其兩因素互作效應對強、弱勢粒堊白度和堊白粒率均有極顯著影響；兩因素互作對弱勢粒食味值的影響顯著；品種間差異對堊白性狀及食味值的影響顯著高于氮肥運籌，且參試品種強勢粒堊白度和堊白粒率均不同程度低于弱勢粒，食味值則不同程度高于相對應的弱勢粒。宜香優2115強勢粒堊白度及堊白粒率比F優498強勢粒分別低64.82%～91.95%、65.03%～83.91%，弱勢粒則分別低40.25%～71.69%、30.12%～56.91%；而強、弱勢粒食味值則分別高13.20%～15.52%和6.17%～17.65%。可見，對于低堊白高食味品種宜香優2115，N2處理能進一步降低其強、弱勢粒堊白性狀，提高食味值；而對高堊白低食味品種F優498而言，則以N1處理為宜，可改善其稻米品質。

表2 氮肥運籌對雜交秈稻稻穗強弱勢粒稻米堊白性狀及食味值的影響

2.3 對雜交秈稻一、二次枝梗稻米堊白性狀及食味值的影響

由表3可見，品種、氮肥運籌及其兩因素互作效應對水稻一次、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的二次枝梗籽粒。宜香優2115一次枝梗上籽粒的堊白度及堊白粒率分別比F優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498分別高12.49%～16.39%和5.38%～17.35%。從表3可見，對低堊白高食味品種宜香優2115，N2處理能進一步降低其一次枝梗和二次枝梗堊白性狀，提高食味值；而對高堊白低食味品種F優498則以N1處理為宜。

表3 氮肥運籌對雜交秈稻稻穗一、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，品種、氮肥運籌及其兩因素互作效應對水稻穗上部、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為穗上部＜穗中部＜穗下部，食味值則表現為穗上部＞穗中部＞穗下部。相比F優498，宜香優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，對低堊白高食味品種宜香優2115，N2處理能進一步改善稻穗上、中及下部籽粒堊白性狀，提高不同粒位食味值；對高堊白低食味品種F優498則以N1處理為宜。

表4 氮肥運籌對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系

由表5可見，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相關（r=-0.706*～-0.937**），其中，弱勢粒、一次枝梗以及穗下部籽粒堊白性狀與食味值相關性明顯高于強勢粒、二次枝梗以及穗上部、穗中部，間接表明降低弱勢粒、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。

表5 不同粒位稻米堊白性狀與食味值的相關性

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；陳新紅等[13]則認為，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數，提高稻米品質；萬靚軍等[21]研究表明，隨中期氮肥比例增加，堊白有先升后降的趨勢，食味品質則隨氮肥施用前增后減而變劣。本試驗研究從穗部不同粒位著手，結果進一步表明了品種和氮肥后移對于稻谷產量、稻米堊白性狀均有顯著互調效應，氮肥后移20%～40%可顯著提高稻谷產量，并有效降低稻米堊白，提高食味值，且不同品種對后移比例響應差異顯著。低堊白高食味品種宜香優2115在N2處理下最優，而高堊白低食味品種F優498則以N1處理為宜，這可能是由于適當的氮肥運籌可以調節籽粒中碳氮代謝酶的活性[3]，協同調控稻米堊白及食味品質。此外，前人[10,12-13]研究普遍認為，稻穗不同部位堊白差異表現為上部＜中部＜下部、一次枝梗＜二次枝梗、強勢粒＜弱勢粒。董明輝等[22]研究表明，施氮量對稻米的蒸煮品質和營養品質有較大的影響，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，氮肥穗肥運籌方式對穗部不同粒位籽粒食味值影響顯著，穗上中部、一次枝梗及強勢粒的堊白性狀及食味品質表現優于相應的穗下部、二次枝梗及弱勢粒籽粒。有研究指出，不同粒位籽粒除性狀表現差異外，其對于外界條件變化敏感度也有差異。陳培峰等[11]指出，麥稈還田與結實期灌溉互作對弱勢粒堊白的調控作用大于強勢粒；戶少武等[23]則指出，高濃度CO2對稻米堊白及食味的影響存在位置依賴，表現為先開花灌漿的穗上部、一次枝梗及強勢粒變化幅度大于相應的穗下部、二次枝梗及弱勢粒籽粒。本研究則表明，同一穗上強勢粒、二次枝梗及穗中下部籽粒堊白表現出更大的變異幅度，食味值變化則以強勢粒、一次枝梗及穗中下部有更強響應。穗不同粒位籽粒對于氮肥后移的調控存在響應差異，但其差異形成原因仍需進一步研究探討。

研究堊白與食味相關性，可對優質稻生產中外觀和口感指標的調控平衡做出優化[1]。目前對二者相關性的研究較少，主要是對整個穗部的堊白性狀與米質進行研究[16]，且因品種、氣候及調控措施的差異結果并不一致[11,14-16,24]。隋炯明等[15]認為，透明度高、堊白低的品種有較高食味值；張亞東等[16]研究認為，食味主要受內部品質影響，與稻米堊白性狀無明顯相關性；金京德等[14]研究表明，稻米食味值與堊白呈顯著負相關；徐正進等[24]認為，稻米食味值與其透明度呈顯著正相關。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相關，說明在合理的氮肥調控方式下，可以通過降低稻米堊白來改善食味。對于不同水稻品種優質高產的最佳施肥管理共性指標還有待深入研究。

4 結論

品種和氮肥后移對于稻谷產量、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2115氮肥運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，強勢粒、一次枝梗、穗上部籽粒堊白度和堊白粒率均低于相對應的弱勢粒、二次枝梗及穗中部和下部籽粒，食味值均高于相對應的弱勢粒、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相關，通過降低堊白可提高稻米食味。