王 力 孫 影 張洪程 魏海燕 朱大偉 朱 盈 徐 棟 霍中洋

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不同時期施用鋅硅肥對優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

王 力 孫 影 張洪程*魏海燕 朱大偉 朱 盈 徐 棟 霍中洋

揚州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心/ 揚州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理重點實驗室, 江蘇揚州 225009

以優(yōu)良食味粳稻代表品種南粳2704和南粳9108為試驗材料, 設(shè)置在移栽期、有效分蘗期、倒四葉期、倒二葉期分別單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施處理, 比較其對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明, 與不施鋅硅肥相比, 不同時期施用鋅硅肥均能提高優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量, 倒四葉期施用鋅肥產(chǎn)量最高, 2015年與2016年南粳2704增產(chǎn)4.70%、7.82%, 南粳9108增產(chǎn)5.50%、5.39%。各處理的水稻平均產(chǎn)量呈單施鋅肥>單施硅肥>鋅硅肥配施。在倒四葉期單施鋅肥和鋅硅肥配施產(chǎn)量最高, 而在有效分蘗期單施硅肥產(chǎn)量最高。在不同時期施用鋅硅肥, 均能使稻米的糙米率降低, 精米率和整精米率增加, 同時還降低堊白率和堊白度, 其中以倒二葉期施用鋅硅肥顯著增加粳稻外觀品質(zhì)。不同時期施用鋅硅肥對蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響因處理而異, 但均能增加稻米的膠稠度、口感、食味值、最高黏度和崩解值, 降低消減值, 其中以倒二葉期施用鋅硅肥效果最為顯著。相關(guān)分析表明, 最高黏度、崩解值和消減值與蒸煮食味品質(zhì)中的直鏈淀粉含量、膠稠度、口感和食味值顯著或極顯著相關(guān)。由此可見, 在倒四葉期施用鋅肥能提高優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量; 倒二葉期施用鋅硅肥能提高稻米的蒸煮食味品質(zhì)。

優(yōu)良食味粳稻; 施肥時期; 鋅硅肥; 產(chǎn)量; 品質(zhì)

隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的改善, 人們對稻米品質(zhì)的要求越來越高, 通過栽培技術(shù)實現(xiàn)水稻增產(chǎn)和改善稻米品質(zhì)是主要途徑之一。鋅是水稻生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素, 對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)具重要影響。水稻又是喜硅作物, 施用硅肥可以改善稻米品質(zhì)、提高水稻產(chǎn)量[1-6]。因此研究鋅硅肥對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響具有重要意義。對此, 前人已做過大量試驗[7-10]。黃炳成等[11]以“隆兩優(yōu)華占”為試驗材料,研究表明施入鋅肥后, 植株生長健壯、長勢好、分蘗早而多、成穗率高、結(jié)實率高、水稻產(chǎn)量顯著增加。郭九信等[12]認為施用鋅肥顯著提高“鎮(zhèn)稻11”的產(chǎn)量, 各處理較對照增產(chǎn)0.3%~13.0%, 產(chǎn)量隨施鋅量的增加而增加; 其中, 鋅臨界缺乏土壤的增產(chǎn)效果高于低鋅土壤。龔金龍等[13]研究表明隨著硅肥施用時期的推遲, “武運粳24”和“淮稻9號”產(chǎn)量、穗數(shù)、每穗粒數(shù)、硅素吸收總量呈現(xiàn)先增后減的趨勢, 其中穗數(shù)于有效分蘗期追硅表現(xiàn)最高, 其他參數(shù)均于有效分蘗臨界葉齡期追硅達到最高(低)水平; 結(jié)實率和千粒重則隨著施硅時期的推遲而不斷增加, 抽穗期追硅使千粒重顯著增加。龔玉琴等[14]認為單施及配合施用硅、硫、鋅、錳肥能改善“寧粳16”稻米的碾磨品質(zhì)和外觀品質(zhì), 不同肥料、不同用量、不同元素組合處理有一定差別。不同肥料組合處理裂紋率下降0.7~22.0個百分點, 精米率提高0~0.9個百分點, 整精米率提高0.5~2.3個百分點, 堊白度下降0.22~0.84個百分點, 以每公頃施用Si 61.1~122.2 kg、S 30~45 kg、Zn 3.4 kg、Mn 4.0 kg配施效果較好, 且(S+Zn+Mn) > (Si+Zn+Mn) > (Si+S+Zn) >其他組合。鄧接樓等[15]研究表明施硅顯著提高“兩優(yōu)4號”稻米的堿消值, 在一定程度上降低直鏈淀粉含量和稻米堊白粒率和堊白度, 提高稻米的蒸煮品質(zhì)和食味品質(zhì)?？v觀以往的研究發(fā)現(xiàn), 由于水稻種植的生態(tài)區(qū)域或研究者所選用的水稻品種類型不盡相同, 其研究結(jié)果具有一定的局限性。目前關(guān)于鋅硅肥對江蘇省近幾年選育的優(yōu)良食味粳稻新品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響鮮有報道。本試驗探索不同時期施用鋅硅肥對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響, 確定在不影響其食味品質(zhì)的條件下能夠提高產(chǎn)量的最佳鋅硅肥施用類型與施用時期, 旨在為優(yōu)良食味粳稻栽培技術(shù)體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的常規(guī)中熟中粳優(yōu)良食味粳稻南粳2704和常規(guī)遲熟中粳優(yōu)良食味粳稻南粳9108為試材。2015—2016年供試品種的主要生育期見表1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2015—2016年在揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗農(nóng)場(32.4°N, 119.4°E)進行, 該地屬亞熱帶季風氣候, 水稻生長期間平均溫度、日照時數(shù)和降雨量見表2。土壤質(zhì)地為沙壤土, 地力較好, 前茬為小麥。土壤含全氮1.3 gkg–1、堿解氮90.5 mgkg–1、速效磷35.6 mgkg–1、速效鉀87.9 mgkg–1、有效鋅0.89 mgkg–1、有效硅102.65 mgkg–1。

表1 優(yōu)良食味粳稻的主要生育期

表2 水稻生長期間平均溫度、日照時數(shù)和降雨量

采用裂區(qū)設(shè)計, 鋅硅肥施用方式為主區(qū), 設(shè)置4個水平, 分別為單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施、不施鋅硅肥(南粳2704品種設(shè)為CK1、南粳9108品種設(shè)為CK2)。鋅硅肥施用時期為副區(qū), 設(shè)置4個水平, 即移栽期、有效分蘗期(移栽后一個葉齡)、倒四葉期、倒二葉期, 分別記作A、B、C、D。硅肥為鄭州正大生物科技有限公司生產(chǎn)的速溶硅肥產(chǎn)品, 含可溶硅>20%, 小區(qū)用量為150 kghm–2, 摻混泥土150~225 kg后均勻撒施; 鋅肥為四川國光農(nóng)化生產(chǎn)的“國光地愛鋅”, 鋅含量>22%, 小區(qū)用量為25 kghm–2, 直接撒施。兩個品種共26個處理, 每個處理3次重復(fù), 每個小區(qū)15 m2。各小區(qū)間作埂隔離, 并用塑料薄膜覆蓋埂體, 各處理間設(shè)有間隔溝約0.5 m, 試驗區(qū)四周設(shè)有排灌溝約1 m, 保證各小區(qū)單獨排灌。

于5月24日播種, 6月11日移栽, 株行距為13.2 cm×30.0 cm, 四本栽插?？偸┘兊繛?00 kg hm–2, 基肥∶分蘗肥∶穗肥= 3∶3∶4, 基肥在移栽前整地時旋入土中, 分蘗肥在移栽后1個葉齡施用, 穗肥分別于倒四葉期和倒二葉期等量施用。氮磷鉀配比為N∶P2O5∶K2O = 2∶1∶2, 磷肥全做基施, 鉀肥分基肥和促花肥(倒四葉期)兩次等量施用。在有效分蘗臨界葉齡的前一個葉齡, 當莖蘗數(shù)達到預(yù)期穗數(shù)的80%時, 開始排水擱田, 輕擱、多擱; 拔節(jié)至成熟期實行濕潤灌溉, 干干濕濕。其他栽培管理措施均按高產(chǎn)栽培要求實施。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的測定 成熟期從每個小區(qū)取5個觀察點, 每點10穴, 共50穴用于測定穗數(shù); 各小區(qū)取20穴裝進塑料窗紗口袋內(nèi), 風干后, 脫粒、去雜質(zhì)(不去空癟粒), 求出20穴的總粒數(shù), 進而求得每穗粒數(shù); 用水漂法去除空癟粒, 求結(jié)實率; 以1000實粒樣本(干種子)稱重, 重復(fù)6次(誤差不超過0.05 g)求取千粒重。收割每小區(qū)100穴, 測定水分, 去除雜質(zhì), 折算實產(chǎn)。

1.3.2 稻米品質(zhì) 參照中華人民共和國國家標準《GB/T17891-1999優(yōu)質(zhì)稻谷》測定糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度、膠稠度等。采用瑞典 FOSS公司生產(chǎn)的1241近紅外快速品質(zhì)分析儀測定精米蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量。

1.3.3 米飯食味指標的測定 采用米飯食味計(STA 1A, 日本佐竹公司), 自動測定米飯的外觀、口感和食味值。

1.3.4 淀粉黏滯譜(RVA)分析 采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)的Super3型RVA快速測定淀粉黏滯譜特征參數(shù), 用TWC (Thermal Cyclefor Windows)配套軟件分析; 按照美國谷物化學(xué)家協(xié)會(AACC)規(guī)程(1995261202)和RACI標準方法, 當米粉含水量為12%時, 樣品量為3 g, 蒸餾水為25 g。在攪拌過程中, 罐內(nèi)溫度變化為, 50℃下保持1 min, 以11.84℃ min–1的速度升溫到95℃(3.8 min)并保持2.5 min, 再以11.84℃ min–1的速度下降到50℃并保持1.4 min。攪拌器的轉(zhuǎn)動速度在起始10 s內(nèi)為960轉(zhuǎn) min–1, 之后保持在160轉(zhuǎn) min–1。稻米RVA譜特征參數(shù)包括最高黏度(peak viscosity)、熱漿黏度(hot viscosity)、最終黏度(cool viscosity)、崩解值(breakdown, 最高黏度-熱漿黏度)和消減值(setback, 最終黏度-最高黏度)等, 單位為cP (centiPoise)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用 Microsoft Excel 2010錄入和整理相關(guān)數(shù)據(jù), 運用 DPS 軟件統(tǒng)計分析數(shù)據(jù), 采用LSD法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時期施用鋅硅肥對優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由表3可知, 2015和2016連續(xù)兩年均表現(xiàn)為在倒四葉期施用鋅肥產(chǎn)量最高, 南粳2704分別達到9.74 t hm–2、9.44 thm–2, 較對照增產(chǎn)4.70%、7.82%,南粳9108分別達到10.49 thm–2、10.11 thm–2, 較對照增產(chǎn)5.50%、5.39%, 且與其他處理相比差異達顯著水平。

從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看, 兩年兩品種之間趨勢表現(xiàn)一致。穗數(shù)均在單施鋅肥、鋅硅肥配施條件下隨著施用時期的推遲逐漸減少; 而單施硅肥條件下隨著施用時期的推遲先增加后減少, 以有效分蘗期施用穗數(shù)最高。總穎花量顯著高于對照, 2015年南粳2704、南粳9108最高分別增加6.88%、13.68%, 2016年南粳2704、南粳9108最高分別增加12.36%、12.27%, 而每穗粒數(shù)2016年明顯高于2015年, 由于2016年陰雨寡照千粒重與結(jié)實率明顯低于2015年, 但各處理之間無一致性規(guī)律

2.2 不同時期施用鋅硅肥對優(yōu)良食味粳稻品質(zhì)的影響

表4表明, 糙米率、精米率、整精米率、堊白率與膠稠度在年份、類型、時期間均有極顯著差異。部分指標在年份、類型、時期二者互作或三者互作間呈顯著或極顯著差異。可見, 年份、類型、時期對不同時期施用鋅硅肥條件下的試驗材料的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)以及營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)均有影響。受到兩年的天氣的不同影響, 個別品質(zhì)指標與年份之間存在顯著或極顯著差異; 同時因為南粳2704與南粳9108均為同類型優(yōu)質(zhì)食味常規(guī)粳稻, 其每個品種對品質(zhì)的影響趨勢相同, 所以在此不作品種對其品質(zhì)影響的方差分析。兩年品質(zhì)處理間數(shù)據(jù)規(guī)律趨勢基本一致, 若無特殊說明, 下文主要以2015年數(shù)據(jù)進行分析。

2.2.1 對加工和外觀品質(zhì)的影響 由表5可知, 不同時期施用鋅硅肥對糙米率有降低趨勢但與對照相比差異不顯著, 對精米率和整精米率有所提高, 與對照相比顯著性因處理而異。在單施鋅肥與單施硅肥條件下, 有效分蘗期施肥使精米率顯著高于其他處理, 與對照相比南粳2704分別增加6.30%、3.71%, 南粳9108分別增加4.92%、3.13%; 在移栽期鋅硅肥配施使精米率最高, 南粳2704和南粳9108分別增加3.92%、4.49%。對整精米率而言, 有效分蘗期單施鋅肥和鋅硅肥配施條件下, 使整精米率最高, 南粳2704分別提高15.59%、18.02%, 南粳9108分別提高4.13%、12.39%; 而在倒四葉期單施硅肥使整精率最高, 且顯著高于對照, 南粳2704和南粳9108分別提高19.00%、5.32%。

堊白率、堊白度和外觀是反映稻米外觀品質(zhì)的重要指標, 不同時期施用鋅硅肥使其有降低趨勢(表5)。就堊白率而言, 在倒二葉期單施鋅肥和單施硅肥條件下, 堊白率最低與其他處理相比差異達顯著水平; 在倒四葉期配施鋅硅肥條件下在使堊白率最低。但在倒二葉期, 單施鋅肥的堊白度最小; 在有效分蘗期單施硅肥的堊白度最低; 在倒四葉期配施鋅硅肥的堊白度最低。在倒二葉時期施用鋅硅肥能夠改善稻米外觀品質(zhì), 表5就南粳2704而言, 在單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施條件下, 外觀品質(zhì)分別增加19.01%、18.30%和16.90%; 而就南粳9108而言, 分別增加28.60%、25.70%和25.00%。綜合而言, 在倒二葉期單施鋅肥使堊白率最小、堊白度最小和外觀最高, 外觀品質(zhì)最好。

表4 不同時期施用鋅硅肥對優(yōu)良食味粳稻稻米品質(zhì)主要指標的方差分析

*,**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著, ns表示差異不顯著(> 0.05)。

*and**mean significant at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. ns: not significant (> 0.05). BRR: brown rice rate; MRR: milled rice rate; HMR: head milled rice rate; CP: chalkiness percentage; CD: chalkiness degree; AC: amylose content; PC: protein content; GC: gel consistency.

表5 不同時期施用鋅硅肥對優(yōu)良食味粳稻加工和外觀品質(zhì)的影響

同一欄同一品種內(nèi)數(shù)據(jù)后跟不同字母者表示在 0.05 水平上差異顯著。A: 移栽期; B: 有效分蘗期; C: 倒四葉期; D: 倒二葉期。

Values within the same column and same cultivar followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. A: transplanting; B: effective tillering; C:growing the fourth leaf from top; D: growing the second leaf from top. BRR: brown rice rate; MRR: milled rice rate; HMR: head milled rice rate; CP: chalkiness percentage; CD: chalkiness degree.

2.2.2 對營養(yǎng)和蒸煮食味品質(zhì)的影響 蛋白質(zhì)含量是反映稻米營養(yǎng)品質(zhì)的指標, 而稻米的蒸煮食味品質(zhì)以直鏈淀粉含量、膠稠度、口感、食味值和RVA譜特征值來衡量。從表6可以看出, 不同時期施用鋅硅肥對蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響因處理而異; 但均能夠提高膠稠度、口感和食味值且與對照相比達顯著水平; 在單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施條件下, 均在倒二葉期使得膠稠度、口感和食味值達到最高, 南粳2704膠稠度分別增加25.00%、28.75%和24.30%, 口感分別增加19.80%、19.80%和18.40%, 食味值分別增加15.60%、14.80%和14.80%; 南粳9108膠稠度分別增加13.71%、13.14%和18.28%, 口感分別增加15.90%、10.10%和10.10%, 食味值分別增加9.70%、8.20%和7.00%。不同時期施用鋅硅肥處理間RVA譜特征值與對照相比存在顯著差異。在倒二葉期單施鋅肥、單施硅肥、配施鋅硅肥均使最高黏度和崩解值顯著高于其他處理, 而消減值顯著低于其他處理。在單施鋅肥條件下熱漿黏度隨著施肥期的推遲呈先降低后升高的趨勢; 在單施硅肥條件下熱漿黏度隨著施肥時期推遲逐漸降低; 鋅硅肥配施條件下, 隨著施肥時期的推遲熱漿黏度先升高后降低; 最終黏度、峰值時間和糊化溫度的變化趨勢因處理而異。

由表7可知最高黏度、崩解值與營養(yǎng)品質(zhì)中的蛋白質(zhì)含量呈顯著或極顯著負相關(guān), 而與蒸煮食味品質(zhì)中的直鏈淀粉含量、膠稠度、口感和食味值呈顯著或極顯著正相關(guān), 消減值與蒸煮食味品質(zhì)中的直鏈淀粉含量、膠稠度、口感和食味值呈顯著或極顯著負相關(guān)。RVA譜特征值與加工和外觀品質(zhì)的相關(guān)性無一致規(guī)律。由上述分析綜合來看, 在倒二葉期單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施均能明顯改善其蒸煮食味品質(zhì), 但以單施鋅肥得到食味值最高。

表7 RVA譜特征值與品質(zhì)指標之間的相關(guān)系數(shù)

*,**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著, ns表示差異不顯著(> 0.05)。

*and**: significant at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. ns: not significant (> 0.05). BRR: brown rice rate; MRR: milled rice rate; HMR: head milled rice rate; CP: chalkiness percentage; CD: chalkiness degree; PC: protein content; AC: amylose content; GC: gel consistency.

3 討論

水稻產(chǎn)量取決于單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率, 關(guān)于不同時期施用鋅硅肥對水稻產(chǎn)量的影響, 前人進行了大量研究, 均表明有不同程度的增產(chǎn)作用, 但受各地生態(tài)氣候條件、土壤質(zhì)地、品種類型、栽培技術(shù)措施等因素的影響, 結(jié)果不盡一致。張珍淑等[16]以秈型雜交稻岳優(yōu)9113為材料, 研究認為在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上基施鋅肥顯著增加水稻分蘗和有效穗數(shù),提高水稻的產(chǎn)量達6665.8 kghm–2,較不施肥、常規(guī)施肥處理分別增長49.3%、12.6%。但對水稻的株高、穗長、穗粒數(shù)和千粒重影響不大。宋合林等[17]研究表明不同生育時期施用硅肥(插秧前底施、分蘗始期追施、拔節(jié)前追施、抽穗前追施), 對水稻遼星1號生長發(fā)育均有良好的作用, 增產(chǎn)效果較明顯, 尤以拔節(jié)前追施硅肥效果最佳, 增產(chǎn)幅度達到10.5%。周青等[18]認為施硅對武育粳3號和9520產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為分蘗肥>基肥>拔節(jié)肥>?；ǚ?不施硅, 在水稻拔節(jié)期前施用多效硅肥可以明顯增加單位面積上群體總穎花量和結(jié)實粒數(shù), 擴大“總庫容”, 顯著提高花后干物質(zhì)生產(chǎn)積累能力, 提高粒葉比和粒重葉比, 協(xié)調(diào)庫源關(guān)系。龔金龍等[9]認為施硅對武運粳24和淮稻9號具有顯著的增產(chǎn)效果, 較對照增產(chǎn)4.59%~19.54%, 隨硅肥施用時期的推遲, 產(chǎn)量先增后減, 有效分蘗臨界葉齡期追硅產(chǎn)量最高, 其次為拔節(jié)期追硅, 其余依次為有效分蘗期追硅、基施硅、抽穗期追硅和不施硅處理。馬朝紅等[19]研究表明硅、鋅肥配合施用對水稻生長有明顯的促進作用。與對照相比, 水稻有效穗數(shù)平均提高8.6%, 空殼率下降7.1%。硅、鋅肥配合施用對水稻千粒重無明顯影響。本試驗結(jié)果表明優(yōu)良食味粳稻在不同時期施用鋅硅肥較對照產(chǎn)量均有所增加, 在倒四葉期單施鋅肥增產(chǎn)幅度最大, 2015年與2016年南粳2704增產(chǎn)4.70%、7.82%, 南粳9108增產(chǎn)5.50%、5.39%。各處理的平均產(chǎn)量(表3)表現(xiàn)為, 單施鋅肥>單施硅肥>鋅肥硅肥配施; 3種不同的施肥方式條件下2015年南粳2704獲得的平均產(chǎn)量分別為9.68、9.54和9.46 thm–2, 南粳9108獲得的平均產(chǎn)量分別為10.433、10.32和10.16 thm–2; 2016年南粳2704分別為9.32、9.20和9.04 thm–2, 南粳9108分別為9.97、9.90和9.78 thm–2。同時本研究發(fā)現(xiàn)在單施鋅肥, 鋅硅肥配施條件下均以倒四葉期施用獲得產(chǎn)量最高, 2015年南粳2704產(chǎn)量分別達9.74 thm–2、9.54 thm–2, 南粳9108產(chǎn)量分別達10.49 thm–2、10.28 thm–2; 2016年南粳2704產(chǎn)量分別達9.44 thm–2、9.17 thm–2, 南粳9108產(chǎn)量分別達10.11 thm–2、9.92 thm–2。而在單施硅肥條件下以有效分蘗期施用獲得產(chǎn)量最高, 2015年南粳2704為9.60 thm–2, 南粳9108為10.43 thm–2; 2016年南粳2704為9.27 thm–2, 南粳9108為10.02 thm–2。從兩年的數(shù)據(jù)來看均以南粳9108平均產(chǎn)量最高, 2015年達10.28 thm–2, 2016年達9.86 thm–2, 原因可能是南粳9108生育期長(表1), 尤其是拔節(jié)時期長于南粳2704,從而使其干物質(zhì)積累多。從產(chǎn)量構(gòu)成因素上分析, 在倒四葉期單施鋅肥, 總體穎花量、千粒重、結(jié)實率三大指標雖均未達到最高水平, 但三者之間相互協(xié)調(diào)使得群體生長較為合理最終產(chǎn)量顯著高于其他處理; 在單施鋅肥, 鋅硅肥配施條件下, 兩年兩品種在倒四葉期總穎花量最高, 而單施硅肥在有效分蘗期總穎花量最高, 與其他處理相比其穗大粒多, 產(chǎn)量較高。本研究也發(fā)現(xiàn)單施鋅肥的增產(chǎn)效果要優(yōu)于鋅硅肥配施, 單施鋅肥的平均總穎花量遠高于鋅硅肥配施, 但兩處理之間的平均結(jié)實率和平均千粒重相差甚少, 最終平均產(chǎn)量表現(xiàn)為單施鋅肥高于鋅硅肥配施。商全玉等[24]研究表明, 在中等硅用量(180~240 kghm–2)下粳稻增產(chǎn)效益最明顯, 硅用量過高或過低均降低產(chǎn)量, 而張國良等[20]研究表明, 水稻產(chǎn)量隨硅肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢,以施硅量為225.0 kghm–2處理時產(chǎn)量最高, 硅肥用量過高產(chǎn)量反而低于不施硅的對照處理。因此, 施用鋅硅肥造成總穎花量差異的原因可能是受鋅硅肥施用量的影響, 但有關(guān)具體原因, 還有待進一步研究。2016年由于受到天氣影響使得結(jié)實率和千粒重降低, 導(dǎo)致各處理間產(chǎn)量與2015年相比有所下降, 但總體趨勢與2015年一致。

稻米品質(zhì)性狀受品種的遺傳特性控制, 也受生態(tài)環(huán)境條件、栽培技術(shù)和加工條件等綜合因素的影響, 其中生態(tài)環(huán)境條件的影響是通過影響谷粒胚乳細胞發(fā)育、內(nèi)部生理生化過程和籽粒灌漿動態(tài)變化等發(fā)揮作用的[21-22]。前人已對鋅硅肥對稻米品質(zhì)的影響做過大量研究。黃錦霞等[23]認為施鋅能顯著提高桂香占、培雜軟香和華粳秈74的糙米率, 提高5個品種香稻的整精米率; 施鋅能顯著降低桂香占和培雜軟香的堊白粒率, 降低培雜軟香的堊白度, 但顯著增加了品14、品15和華粳秈74的堊白面積, 降低了5個香稻品種稻米的膠稠度而提高了直鏈淀粉含量。商全玉等[24]研究表明施用硅肥能顯著改善稻米品質(zhì), 主要表現(xiàn)為稻米的糙米率、精米率和整精米率顯著提高, 稻米的堊白粒率和堊白度顯著降低。金正勛等[25]認為適當施用硅肥確實有利于降低稻米直鏈淀粉含量, 進而提高稻米蒸煮食味品質(zhì)。本研究表明, 不同時期施用鋅硅肥各處理糙米率均有所降低, 但差異不顯著; 而精米率和整精米率顯著增加; 在有效分蘗期單施鋅肥、單施硅肥和配施鋅硅肥的精米率增加幅度最大, 而鋅硅肥配施條件下為移栽期; 單施硅肥條件下為倒四葉期; 不同時期鋅硅肥的施用使稻米的堊白率、堊白度有不同程度的降低; 在倒二葉期施用鋅硅肥能夠使外觀品質(zhì)顯著提高?？梢娛┯娩\硅肥能夠不同程度地改善優(yōu)良食味粳稻的加工和外觀品質(zhì)。而鋅硅肥對其營養(yǎng)品質(zhì)中的蛋白質(zhì)含量和蒸煮食味品質(zhì)中的直鏈淀粉含量影響不一, 但是能夠提高稻米蒸煮食味品質(zhì)的膠稠度、口感和食味值, 且均以倒二葉期單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施增加幅度最大, 且以倒二葉期單施鋅肥的食味值最優(yōu)。直鏈淀粉含量與米飯質(zhì)地的多項物理特性尤其是硬度、凝聚性和黏度具有十分密切的關(guān)系, 稻米中直鏈淀粉含量過高或過低, 米飯品質(zhì)均較差[26-27], 降低蛋白質(zhì)含量有助于改善稻米的食味品質(zhì)[28-30], 在本試驗條件下于倒二葉期施用鋅硅肥是可以降低蛋白質(zhì)含量的, 可在適宜范圍內(nèi)增加直鏈淀粉含量而使優(yōu)良食味粳稻食味值達到最佳, 起到保優(yōu)的效果, 但有關(guān)機制機理有待進一步研究。陳書強等[31]研究認為食味值與峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、冷膠黏度和回復(fù)值呈極顯著正相關(guān), 與消減值、峰值時間和起漿溫度呈極顯著負相關(guān)。從本研究結(jié)果來看, 在倒二葉期單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施可以顯著升高最高黏度、崩解值, 降低消減值; 相關(guān)分析表明, 食味值與最高黏度和崩解值呈極顯著正相關(guān), 與消減值呈極顯著負相關(guān)。因此, 結(jié)合產(chǎn)量和品質(zhì)兩方面綜合分析, 在倒二葉期單施鋅肥、單施硅肥、鋅硅肥配施能夠增加產(chǎn)量的同時大幅度增加食味品質(zhì)、降低外觀品質(zhì)起到增產(chǎn)保優(yōu)效果。原因可能是在倒二葉期水稻正處于穎花分化期, 施用鋅硅肥一方面促進了穎花分化, 另一方面影響葉綠素的含量, 直接或間接地參與了光合作用中葉綠素的合成, 為后期的灌漿與結(jié)實提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。同樣, 在倒二葉期施用鋅肥使得食味值變優(yōu), 可能是由于施入的鋅調(diào)控了控制直鏈淀粉含量的基因及對直鏈淀粉的相關(guān)合成酶起了一定作用, 改變了直鏈淀粉的結(jié)構(gòu)與含量。但具體原因還需深入研究。

4 結(jié)論

不同時期施用鋅硅肥對優(yōu)質(zhì)食味粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著影響, 可以顯著提高產(chǎn)量, 增加精米率和整精米率, 降低堊白率和堊白度, 增加稻米的膠稠度、口感、食味值、最高黏度和崩解值, 降低消減值。綜合來看, 倒四葉期施用鋅肥對優(yōu)良食味粳稻產(chǎn)量效果最佳; 對稻米的蒸煮食味品質(zhì)倒二葉期施用鋅硅肥較為適宜。

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Effect of Zn and Si Fertilizers Applied at Different Stages on Yield and Quality ofRicewith Good Eating Quality

WANG Li, SUN Ying, ZHANG Hong-Cheng*, WEI Hai-Yan, ZHU Da-Wei, ZHU Ying, XU Dong, and HUO Zhong-Yang

Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Valley, Ministry of Agriculture / Jiangsu Province Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology, Yangzhou 225009, China

Two representativerice cultivars with good eating quality, Nanjing 2704 and Nanjing 9108, were adopted with treatments of applying Zn, Si and Zn plus Si fertilizers at transplanting stage, productive tillering stage, and the tages of growing the fourth and the second leaves from top respectively. Compared with treatments of no Zn and Si fertilizers, Zn and Si fertilizers applyed at different stages could increase the yield ofrice with good eating quality. Among them, the yield of treatment using Zn fertilizer at the tage of growing the fourth leaf from top was the highest. The yield increased by 4.70% in 2015 and 7.82% in 2016 for Nanjing 2704, and by 5.50% in 2015 and 5.39% in 2016 for Nanjing 9108. In different treatments, the average yield of rice showed a trend of, Zn fertilizer > Si fertilizer > Zn plus Si fertilizers. The highest yield was obtained when the Zn or Zn plus Si fertilizers were applied at the stage of growing the fourth leaf from top, on when the Si fertilizer was applied at the productive tilling stage. Zn and Si fertilizers applied at different stages could decrease brown rice rate and increase milled rice rate and head rice rate of the milling quality. Meanwhile, the chalky grain rate and chalky degree were also decreased by using Zn and Si fertilizers. In different treatments, the appearance quality of rice was greatly improved when Zn plus Si fertilizers applied at the stage of growing the second leaf from top. Of protein and amylose contents varied with treatments, while gel consistency, taste, taste value, peak viscosity and break down increased and set back decreased with the application of Zn and Si fertilizers, particularly with the application of Zn plus Si fertilizers at the stage of growing the second leaf from top. Correlation analysis revealed thatpeak viscosity, break down and set back were closely correlated to amylose content, gel consistency, taste and taste values of cooking quality. Therefore, the application of Zn and Si fertilizers at different stages could improve the yield and quality ofrice with good eating quality. Inrice with good eating quality, the highest yield could be obtained when Zn ferti-lizer applied at the stage of growing the fourth leaf from top, and the best cooking and eating quality could be achieved when Zn plus Si fertilizers applied at the stage of growing the second leaf from top.

with good taste quality; Times; Zn and Si fertilizer; Yield; Quality

本研究由江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新重點項目(CX[15]1002), 國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFD0300503, 2016YFD0200805), 江蘇省重點研發(fā)計劃項目(BE2016344, BE2015340, BE2016351)和江蘇省三新工程項目(SXGC[2016]321)資助。

This work was financed by the Agricultural Science and Technology Independent Innovation Key Programs of Jiangsu Province (CX[15]1002), the National Key Research and Development Programs (2016YFD0300503, 2016YFD0200805), the Key Research and Development Programs of Jiangsu Province (BE2016344, BE2015340, BE2016351), and the Three New Agriculture Project of Jiangsu Province (SXGC[2016]321).

(收稿日期): 2016-11-20; Accepted(接受日期): 2017-03-01; Published online(網(wǎng)絡(luò)出版日期): 2017-03-24.

10.3724/SP.J.1006.2017.00885

(Corresponding author): 張洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn

E-mail: 505958645@qq.com

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20170324.1944.004.html