唐建鵬 陳京都 張明偉 姚義 溫凱 閔思桂 陸佩玲

摘要：研究種植方式和機插密度對優(yōu)良食味粳稻南粳9108和南粳5718稻米品質(zhì)的影響。結果表明，與常規(guī)種植模式相比，稻蝦共作模式提高了稻米整精米率、蛋白質(zhì)含量和膠稠度，降低了堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量，對淀粉RVA譜特征值有較大影響，提高了崩解值，降低了消減值，改善了米飯的外觀、硬度、黏度、平衡度和食味品質(zhì)；機插密度極顯著影響稻米堊白粒率和直鏈淀粉含量（P<0.01），顯著影響堊白度和蛋白質(zhì)含量（P<0.05），米飯的食味品質(zhì)均隨機插密度降低而明顯改善?；プ鞣治霰砻?，品種、機插密度和種植模式及其之間的互作對稻米品質(zhì)產(chǎn)生較為明顯作用。

關鍵詞：稻蝦共作；機插密度；優(yōu)良食味粳稻；互作效應；稻米品質(zhì)

中圖分類號：S511；S352.3? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）01-0001-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.01.001 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of varieties and mechanical-transplanting density on rice quality under

the rice-shrimp co-cropping mode

TANG Jian-peng1， CHEN Jing-du1， ZHANG Ming-wei1， YAO Yi1， WEN Kai2， MIN Si-gui3， LU Pei-ling1

（1.Yangzhou Agricultural Technology Comprehensive Service Center， Yangzhou? 225002， Jiangsu， China； 2.Hanjiang District Crop Technology Promotion Center in Yangzhou City， Yangzhou? 225100， Jiangsu， China； 3.Gaoyou Crop Cultivation Technology Guidance Station， Gaoyou? 225600， Jiangsu， China）

Abstract： The effects of different mechanical-transplanting patterns and densities on the rice quality of Nanjing 9108 and Nanjing 5718， two japonica rice varieties with good taste quality， were studied. The results showed that compared with the conventional cultivation mode， the rice-shrimp co-cropping mode increased the head milled rice rate， protein content and gel consistency of rice， and decreased the chalky grain rate， chalkiness degree and amylose content. The rice-shrimp co-cropping had a greater impact on the starch RVA profile characteristic values. It increased the disintegration value， and reduced the attenuation value. The rice-shrimp co-cropping improved the appearance， hardness， viscosity， equilibrium degree and taste value of the rice. The mechanical-transplanting density had a great influence on chalky grain rate and amylose content（P<0.01）， significantly affected chalkiness degree and protein content （P<0.05），and the taste quality of rice was significantly improved with the decrease of the mechanical-transplanting density. The interaction analysis showed that varieties， mechanical-transplanting densities， patterns， and their interactions had significant effects on rice quality.

Key words： the rice-shrimp co-cropping； mechanical-transplanting density； japonica rice with good taste quality； interaction effect；rice quality

收稿日期：2023-04-12

基金項目：揚州市糧食優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展項目；揚州市水稻名師工作室項目（2022）；江蘇省“六大人才高峰”項目（NY-249）；江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（稻麥）產(chǎn)業(yè)技術體系江都示范推廣基地項目（JATS［2022］274）；揚州市重點研發(fā)項目（YZ2021035）

作者簡介：唐建鵬（1991-），男，江西崇仁人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事農(nóng)作物栽培技術研究與推廣工作，（電話）15105275725（電子信箱）yztgz@163.com；通信作者，陳京都，高級農(nóng)藝師，博士，主要從事農(nóng)作物栽培技術研究與推廣工作，（電子信箱）yztgz@163.com。

稻蝦共作是一種高效、綠色、集約耕地的種養(yǎng)模式，既能有效提高農(nóng)田利用率和效益，促進傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)升級，又可以穩(wěn)糧增收，同時可提高土壤肥力，減輕草害、蟲害，減少農(nóng)藥化肥用量，保護生態(tài)環(huán)境［1］。張明偉等［2］的研究表明，稻蝦共作可以提高稻米外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)。姚義等［3］的研究表明，稻蝦綜合種養(yǎng)模式降低了稻米的蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量，提高了稻米膠稠度，改善了食味品質(zhì)。

稻蝦共作模式下品種和栽培密度的配置研究較多。王顯等［4］的研究表明，淮稻5號、蘇墾118可作為稻蝦共作模式下水稻品種部分替代或補充品種。張明偉等［2］的研究表明，在江蘇里下河地區(qū)稻蝦共作模式下可以推廣南粳5718、泗稻301等高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗倒品種。而稻米品質(zhì)除受自身遺傳基因、栽培環(huán)境和氣候條件等因素的影響外，受栽插密度和種植方式的影響也較大［5］。董明輝等［6］的研究表明，長期稻蝦共作稻田宜選用適宜的優(yōu)良食味品種，適當減少栽插密度可以實現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)，改善稻米的食味品質(zhì)。在優(yōu)良食味水稻品種的基礎上，通過機插密度、株行距配置等栽培措施進一步提高稻米加工、外觀、食味等品質(zhì)有重要意義。

本試驗以優(yōu)質(zhì)食味粳稻品種南粳9108和南粳5718為對象，分別在稻蝦共作和常規(guī)種植模式下設置不同機插株距，探究不同種植方式和機插密度對不同優(yōu)良食味粳稻稻米品質(zhì)的影響，為其大面積推廣提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2019年在江蘇省高郵市送橋鎮(zhèn)黃圩村安定家庭農(nóng)場進行。該區(qū)位于江蘇省里下河地區(qū)腹部，屬亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫15 ℃，年平均降水量在1 030 mm左右，無霜期為217 d。試驗地前茬養(yǎng)殖小龍蝦，連續(xù)稻蝦共作3年，土壤類型為勤泥土，質(zhì)地黏性，其pH為5.3，全氮含量為1.81 g/kg，有效磷含量為12.7 g/kg，速效鉀含量為113 mg/kg，有機質(zhì)含量為34.2 g/kg。

1.2 供試材料

試驗品種為優(yōu)良食味粳稻南粳9108、南粳5718。

1.3 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，以水稻品種為主區(qū)，機插密度為副區(qū)。每個品種稻蝦共作模式（DX）和常規(guī)種植模式（CG）均為0.6 hm2，每個密度處理0.2 hm2，? ? 3個重復。于5月31日機械播種，6月22日移栽，栽插行距為30 cm，設置10、12、14 cm共3個不同株距。主區(qū)間做埂隔離，保證單獨灌溉、單獨施肥。

肥料運籌：常規(guī)種植模式粳稻純氮施用量為270 kg/hm2，基蘗肥∶穗肥=6∶4；稻蝦共作模式純氮施用量為225 kg/hm2，基蘗肥∶穗肥=6∶4。水漿管理：常規(guī)種植模式采取常規(guī)大田灌溉方式；稻蝦共作模式施穗肥前與常規(guī)種植模式相同，施穗肥后灌15～20 cm深水，直至成熟前10 d，中間自然落干再灌深水，如此反復。病蟲害防治：均采用對龍蝦無害的生物或低毒農(nóng)藥防治。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 稻米品質(zhì)測定 水稻成熟時間為10月30日，在田間采用五點法每小區(qū)普查50穴植株，用小區(qū)脫粒機單獨脫粒。稻谷取樣后在自然條件下晾干至標準水分，然后每個處理稱取兩份150 g稻谷樣品密封保存待測。參考國家標準《優(yōu)質(zhì)稻谷》（GB/T 17891—2017）測定稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、膠稠度等主要品質(zhì)指標。采用瑞典Foss Tecator公司生產(chǎn)的近紅外谷物分析儀（Infrared 1241 Grain Analyzer）測定精米的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量。

1.4.2 淀粉RVA譜特征值 采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)的Super3型RVA儀快速測定淀粉譜黏滯特性，用TCW（Thermal cycle for windows）配套軟件分析淀粉黏滯性。

1.4.3 米飯食味值 采用米飯食味計（STA1A型，日本佐竹公司）自動測定米飯的外觀、硬度、黏度、平衡度的評分，并綜合評定食味值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用 Microsoft Excel 2013 軟件進行數(shù)據(jù)錄入和整理，運用DPS 7.05軟件進行方差分析，SPSS軟件進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 種植模式和機插密度對不同優(yōu)良食味粳稻主要稻米品質(zhì)的影響

測定稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)，結果如表1所示。加工品質(zhì)方面，南粳5718的糙米率和整精米率相對較高，而南粳9108的精米率較高，不同品種在稻蝦共作模式下的整精米率整體優(yōu)于常規(guī)種植模式，但無明顯差異。外觀品質(zhì)方面，南粳9108的堊白粒率和堊白度相對較高，品質(zhì)較南粳5718差；不同模式種植下，稻蝦共作模式的外觀品質(zhì)明顯優(yōu)于常規(guī)種植模式，南粳5718在稻蝦共作模式下的堊白粒率和堊白度分別比常規(guī)種植模式下低18.9%、39.4%，南粳9108則分別降低了46.5%、37.3%；機插密度對外觀品質(zhì)的影響達顯著水平（P<0.05）。營養(yǎng)品質(zhì)方面，南粳5718的蛋白質(zhì)含量大于南粳9108；不同品種在稻蝦共作模式下蛋白質(zhì)含量整體高于常規(guī)種植模式，南粳5718和南粳9108在稻蝦共作模式下的平均蛋白質(zhì)含量分別比常規(guī)模式高7.8%、5.4%；不同機插密度間，2個品種在稻蝦共作模式下均不顯著，在常規(guī)模式達顯著水平（P<0.05）。蒸煮食味品質(zhì)方面，常規(guī)種植模式的直鏈淀粉含量高于稻蝦共作模式。稻蝦共作模式的膠稠度明顯高于常規(guī)種植模式，而且隨密度降低有增加的趨勢。

分析各處理對稻米品質(zhì)的互作效應，發(fā)現(xiàn)品種、種植模式與機插密度三者間互作對糙米率有極顯著效應（P<0.01）；各因素及其互作對整精米率均無顯著效應；精米率只受品種影響；堊白粒率除三者互作對其沒有顯著效應外，其他處理和互作均對其有顯著效應；堊白度主要受種植模式、機插密度以及種植模式與機插密度互作的影響；品種和種植模式對蛋白質(zhì)含量有極顯著效應（P<0.01）；品種、種植模式和機插密度均對直鏈淀粉含量有極顯著影響（P<0.01）；膠稠度主要受品種和種植模式影響。品種顯著影響稻米的加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)，表明品種是影響稻米品質(zhì)的內(nèi)在因素，稻蝦共作模式可以顯著改善稻米外觀品質(zhì)和蒸煮食味品質(zhì)，提高了蛋白質(zhì)含量。機插密度極顯著影響稻米堊白粒率和直鏈淀粉含量（P<0.01），顯著影響堊白度和蛋白質(zhì)含量（P<0.05）。

2.2 種植模式和機插密度對不同優(yōu)良食味粳稻淀粉RVA譜特征值的影響

由表2可知，除消減值和回復值外，其他淀粉RVA譜特征值均是南粳5718高于南粳9108，表明品種對淀粉RVA譜特征值有決定性影響。不同種植模式對南粳5718的淀粉RVA特性無顯著影響，南粳9108的消減值在不同種植模式間有顯著差異（P<0.05），稻蝦共作模式遠低于常規(guī)種植模式。稻蝦共作模式下南粳5718的峰值黏度、低谷黏度、最終黏度和消減值均低于常規(guī)種植模式，而崩解值和回復值則相反。稻蝦共作下南粳9108的峰值黏度和崩解值高于常規(guī)種植，其他指標均是稻蝦共作模式低于常規(guī)種植模式。不同種植模式下，不同品種的淀粉RVA譜特征值只有峰值黏度和回復值表現(xiàn)不一致，其他均有相同的規(guī)律，表明不同種植模式對淀粉RVA譜特征值影響較大。不同機插密度下，南粳5718在稻蝦共作模式下的崩解值最高和消減值最低均出現(xiàn)在10 cm株距密度下；南粳9108在稻蝦共作模式下崩解值最高和消減值最低均為12 cm株距，而常規(guī)種植模式為14 cm株距，表明2個品種在不同機插密度下的RVA譜特征值響應不同。

品種對稻米淀粉RVA譜特征值影響較大，除對崩解值和峰值時間沒有顯著影響外，對其他指標均有極顯著影響（P<0.01）。種植模式對消減值有極顯著影響（P<0.01），稻蝦共作模式降低了消減值，改善了米飯食味。機插密度只對峰值黏度有顯著效應（P<0.05），品種、種植模式和機插密度之間兩兩互作和三者互作均對消減值有顯著影響（P<0.05），表明消減值的影響因素較多。品種、機插密度、種植模式與機插密度間的互作以及品種、種植模式和機插密度三者之間的互作對峰值黏度有顯著效應（P<0.05）。

2.3種植模式和機插密度對不同優(yōu)良食味粳稻米飯食味品質(zhì)的影響

由表3可知，同一種植模式下，南粳5718的食味值、外觀、黏度和平衡度均高于南粳9108，表明南粳5718稻米口感優(yōu)于南粳9018，這與其膠稠度長、消減值低結果一致。同一品種，稻蝦共作模式提高了稻米的食味值、外觀、黏度和平衡度，尤其是南粳9108，稻蝦共作模式各指標均顯著改善（P<0.05），南粳5718的硬度和黏度顯著改善（P<0.05），硬度比常規(guī)種植模式降低4.3%，黏度比常規(guī)種植模式升高13.0%，表明稻蝦共作模式可以改善稻米口感。同一品種、同一種植模式下，機插密度對稻米食味品質(zhì)也有較大影響，稻米的食味值、外觀、黏度和平衡度隨機插密度降低有升高的趨勢，而硬度有降低的趨勢，特別是株距14 cm情況下，各指標有明顯的改善，表明密度降低有利于改善稻米口感。

品種對米飯的食味值和外觀影響較大，種植模式和機插密度對米飯的所有食味品質(zhì)指標均有極顯著效應（P<0.01）。品種與種植模式的互作對所有指標的效應均達極顯著水平（P<0.01）；品種與機插密度的互作只對食味值和平衡度產(chǎn)生極顯著效應（P<0.01），對外觀有顯著效應（P<0.05）；種植模式與機插密度的互作對外觀和平衡度有顯著效應（P<0.05）；品種、種植模式與機插密度三者互作只對黏度有顯著效應（P<0.05）。綜上所述，米飯的食味值受品種和環(huán)境影響較大，品種與種植模式的搭配可以調(diào)控稻米食味品質(zhì)。

3 討論

3.1 稻蝦共作模式對稻米品質(zhì)的影響

稻田種養(yǎng)耦合能夠優(yōu)化田間溫光小氣候，改善田間土壤理化性狀和水環(huán)境，有利于稻米品質(zhì)的形成和稻米質(zhì)量的改善［7］。研究表明，稻田養(yǎng)蟹、鴨和鰍等共作模式在一定程度上提高了整精米率，降低了稻米的堊白粒率和堊白度，改善了稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，同時降低了直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量，提高了稻米食味品質(zhì)［8-12］。有研究表明，氮肥用量增加，尤其是后期施氮量增加，可減少稻米的堊白粒率和堊白度，增加稻米中蛋白質(zhì)含量和降低直鏈淀粉含量［13］，在施用有機肥情況下，子粒的千粒重增加可進一步降低堊白粒率和堊白度，提高整精米率［14］。本研究表明，稻蝦共作模式在有機肥作用下，后期氮肥供應能力強，有利于子粒灌漿結實，使稻米的整精米率和蛋白質(zhì)含量增加，堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量明顯降低，膠稠度明顯提高，改善了稻米的外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)；稻蝦共作模式下淀粉RVA譜特征曲線的低谷黏度和最終黏度降低，導致崩解值升高和消減值降低。這與董明輝等［6］的研究結果一致，其從相關性分析同樣發(fā)現(xiàn)種植模式對堊白粒率、堊白度、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量、消減值和食味值等有極顯著效應（P<0.01）。但各研究種植模式對直鏈淀粉含量影響結果不一，這可能與施氮量和品種有關［15］。

3.2 密度對稻米品質(zhì)的影響

密度對稻米品質(zhì)的影響比較復雜。本研究表明機插密度對外觀品質(zhì)、蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量均有顯著影響（P<0.05），膠稠度隨機插密度降低逐漸升高；隨機插密度降低，食味值、外觀、黏度和平衡度升高，硬度降低，顯著改善了稻米的食味品質(zhì)。不同品種的稻米品質(zhì)對機插密度的響應不一致。本研究表明，機插密度顯著影響堊白度和蛋白質(zhì)含量（P<0.05），極顯著影響堊白粒率和直鏈淀粉含量（P<0.01），南粳5718在不同種植方式下均以 12 cm株距下的稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)表現(xiàn)較好，稻蝦共作模式下尤為明顯；南粳9108在稀植14 cm株距下稻米加工品質(zhì)較好，但外觀品質(zhì)有變劣的趨勢，蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量在稀植下相對較低，利于食味品質(zhì)。機插密度對淀粉RVA譜特征值無明顯響應，但對食味品質(zhì)均有極顯著影響（P<0.01），稻米的食味值、外觀、黏度和平衡度隨機插密度降低有升高的趨勢，而硬度有降低的趨勢，特別是在株距14 cm情況下，各指標有明顯的改善，表明密度降低有利于改善稻米口感。王成璦等［16］的研究表明，密度過大或過小都會導致堊白粒率和堊白度上升，但徐春梅等［17］、周培南等［18］認為稀植或擴大行距有利于整精米率和堊白度的改善，密度增大造成田間生長郁閉，透光通氣減弱，“青米”粒增加，使加工和外觀品質(zhì)變劣；吳春贊等［19］、許鳳英等［13］和潘圣剛［20］的研究與之相反，對蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響也有不同結論。稻米品質(zhì)的影響因素多且復雜，密度只是其中之一［21，22］，受環(huán)境和遺傳影響較大，適宜密度的選擇原則是構建協(xié)調(diào)的群體結構，實現(xiàn)“源、庫”平衡，才能既高產(chǎn)又優(yōu)質(zhì)。

3.3 種植方式和密度互作對稻米品質(zhì)的影響

種植方式、品種和密度之間互作對稻米品質(zhì)也有顯著影響。董明輝等［6］的研究表明，稻蝦共作適當減少栽插密度可以實現(xiàn)水稻穩(wěn)產(chǎn)，改善稻米的食味品質(zhì)。姚義等［23］的研究表明，品種和模式對千粒重的影響極顯著（P<0.01），品種、模式互作和品種、密度互作對千粒重的影響也極顯著（P<0.01）。本研究表明，種植模式和機插密度的互作對堊白度和峰值黏度有極顯著影響（P<0.01），對堊白粒率、蛋白質(zhì)含量、消減值、外觀和平衡度有顯著效應（P<0.05），稻蝦共作模式下為提高外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)應選擇株距12～14 cm等低密度栽培方式；品種和種植模式的互作對堊白粒率、消減值和食味品質(zhì)等有極顯著作用（P<0.01），稻蝦共作模式下，南粳5718的堊白粒率、消減值均低于南粳9108，食味品質(zhì)高于9108；稻蝦共作有利于改善稻米的外觀和口感；品種和機插密度的互作對堊白粒率、食味值和平衡度有極顯著效應（P<0.01），南粳5718的適宜密度為12 cm株距，南粳9108的適宜株距為14 cm；品種、種植模式和機插密度三者互作對糙米率和峰值黏度有極顯著效應（P<0.01）。

4 小結

稻蝦共作模式下后期氮肥供應能力強，有利于子粒灌漿結實，提高稻米的整精米率和蛋白質(zhì)含量，降低堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量，明顯提高膠稠度，改善了稻米外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)。南粳5718在不同種植方式下以12 cm株距的稻米加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)表現(xiàn)較好，稻蝦共作模式下尤為明顯；南粳9108在稀植14 cm株距下稻米加工品質(zhì)較好，但外觀品質(zhì)有變劣的趨勢，利于食味品質(zhì)。通過互作分析發(fā)現(xiàn)，品種是影響稻米品質(zhì)最主要的因素，種植模式主要是影響外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)，機插密度對稻米品質(zhì)影響總體較弱，主要是食味品質(zhì)。在稻蝦共作模式下，南粳5718產(chǎn)量稍低于南粳9108，而在適宜的密度下，株距12 cm時，二者差距較小，只有0.56 t/hm2，而南粳5718在里下河地區(qū)生育期、抗倒性等綜合抗性均高于南粳9108［24］，因此稻蝦共作模式宜選擇優(yōu)良食味粳稻南粳5718，兼顧產(chǎn)量和品質(zhì)，應適度稀植。

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