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Effect of N-fertilizer on Main Quality Characters of Rice and RVA Profile Parameters

施氮量对水稻主要米质性状及RVA谱特征参数的影响



全 文 :Vol. 30 , No. 2
pp. 154~158  Feb. , 2004
作  物  学  报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 2 期
2004 年 2 月  154~158 页
施氮量对水稻主要米质性状及 RVA 谱特征参数的影响
金 军1  徐大勇2  蔡一霞1  胡署云2  葛 敏1  朱庆森1 , Ξ
(1扬州大学农业部作物栽培与生理重点开放实验室 ,江苏扬州 225009 ; 2连云港市农业局 ,江苏连云港 222000)
摘  要  在盆栽试验条件下 ,以汕优 63、武育粳 3 号为试验材料 ,研究水稻移栽后的施氮量对主要米质性状和 RVA 谱特
征参数的影响。结果表明 :整精米率、粗蛋白含量均随施氮量的增加而提高 ;垩白粒率、垩白度对供氮水平的反应因品种
而异 ;胶稠度随施氮量的提高两者都变软 ;直链淀粉含量、糊化温度对氮素反应不敏感 ,处理间无显著差异。稻米 RVA
淀粉谱参数受供氮水平显著影响 ,品种间表现不尽相同。两品种的最高粘滞度对施氮量的反应均为随施氮量的增加先
增大 ,而后下降 ,但峰值的位置不一 ,汕优 63 较武育粳 3 号 ,在较低的施氮量下达最高粘滞度峰值。此外 ,施氮量对汕优
63 的崩解值影响明显大于武育粳 3 号。
关键词  施氮量 ;稻米品质 ;RVA
中图分类号 : S511
Effect of N2fertilizer on Main Quality Characters of Rice and RVA Profile Parame2
ters
J IN Jun1 , XU Da2Yong2 , CAI Yi2Xia1 , HU Shu2Yun2 , GE Min1 , ZHU Qing2Sen1 , 3
(1 Key Lab of Crop Cultivation & Physiology , Ministry of Agriculture , Yangzhou 225009 , Jiangsu ; 2 Farming Bureau of Lianyungang , Lianyungang 222000 ,
Jiangsu , China)
Abstract  The experiment in pot was carried out with Shanyou 63( indica type hybrid rice) and Wuyujing 3 ( japanica) .
Effects of N2fertilizer application after transplantation on the main quality characters and RVA profile parameters of rice were
studied. The results were as follow : effects of N2fertilizer on head milled rice and protein content were improved with the
application increase ; effect of N2fertilizer on chalkniss varied in different cultivars ; gel consistency became softer with the
amount increasing of N2fertilizer ; alkali spreading value and amylose content were insensitive to the fertilizer. Effects of N2
fertilizer on RVA profile parameters varied significantly in two cultivars. There was a conic relationship between peak vis2
cosity and amount of N2fertilizer. Comparing with Wuyujing 3 , Shanyou 63 needed less N2fertilizer to reach the tiptop of the
peak viscosity. Furthermore , effect of N2fertilizer on breakdown in Shanyou 63 was more obvious than that in Wuyujing 3.
Key words  Amount of N2applied ; Quality of rice ; RVA
  稻米品质的形成既受品种遗传基因的控制 ,又
受环境因素的影响[1 ] 。环境因子包括水稻生长期间
的气候条件、栽培措施及土壤水分与肥力状况等多
方面。在影响稻米品质的环境因素中 ,两个因素的
影响是最主要的 ,一是水稻灌浆结实期间的温度[2 ] ,
二是栽培措施中的施肥[3 ] 。在施肥调控中 ,对米质
的影响尤以氮素肥料为突出。综观前人在氮肥对米
质影响方面的研究 ,主要可分为以下 4 个方面 :
(1)氮肥对碾米品质的影响 ; (2) 氮肥对外观品质的
影响 ; (3)氮肥对蒸煮和食味品质的影响 ; (4) 氮肥对
营养品质的影响。在这诸多的氮肥对米质影响的试
验结果中 ,各试验对米质性状受施氮水平影响研究
结果不一致 ,如垩白、胶稠度等 ,这可能与各试验条
件、供试品种及施肥水平和方式不同有关 ,这对现有
品种和当前生产水平下的米质调优栽培已带来明显
的困难。
本研究以在全国栽培面积最大的籼型三系杂交
稻汕优 63 和迟熟中粳稻武育粳 3 号为材料 ,进行盆
栽试验 ,用以分析水稻移栽后的供氮水平对水稻主
要米质性状及 RVA 谱特征参数的影响 ,以期为米质Ξ基金项目 :农业跨越计划 (199923)资助项目。
作者简介 :金军 (1977 - ) ,男 ,江苏省宝应人 ,硕士 ,现在常州市农林局工作。3 通讯作者 :朱庆森。
Received(收稿日期) :2002208208 ,Accepted(接受日期) :2002212204.

调优栽培技术的实施提供依据。
1  材料与方法
1. 1  材料
  供试品种 :汕优 63 和武育粳 3 号。试验在江苏
扬州大学农业部作物栽培生理重点开放实验室的盆
栽试验场进行 ,5 月 15 日播种 ,6 月 15 日移栽。
1. 2  试验设计
用囗径 30 cm、底径 20 cm、高 30 cm 的塑料盆钵
作盆栽试验 ,每盆内装充分拌和的过筛低肥力的砂
壤土 ,每盆 3 穴 ,籼稻每穴 1 苗 ,粳稻每穴 2 苗 ,每处
理 8 盆。6 个施氮水平处理分别为 :0 g、1 g、2 g、3 g、
4 g 和 5 g NΠ盆。肥料运筹为 :基肥加分蘖肥与穗肥
用量的比例为 7∶3。
1. 3  测定项目
1. 3. 1 稻米主要品质指标  测定前各处理统一用
NP24350 型风选机等风量风选。糙米率、精米率、整
精米率、垩白粒率、垩白大小、垩白度、直链淀粉含
量、胶稠率、透明度和 (精米) 粗蛋白含量等 ,测定方
法参照中华人民共和国国家标准《GBΠT1789121999
优质稻谷》进行。精米率和透明度参照 1986 年农业
部部颁标准《NY22286 优质食用稻米》的测定方法 ,
蛋白质含量用凯氏定氮法测定精米中的含氮量 ,换
算系数为 5. 95。
1. 3. 2 稻米淀粉粘滞性  采用澳大利亚 Newport Sci2
entific 仪器公司的 Super3 型 RVA (Rapid Viscosity2an2
alyzer)快速测定淀粉谱粘滞特性 ,用 TWC (thermal
cycle for windows) 配套软件分析。按照 AACC (美国
谷物化学协会)规程 (1995261202)和 RACI标准方法 ,
当米粉含水量为 12. 00 %时 ,样品量为 3. 0000 g ,蒸
馏水为 25. 0000 g。在搅拌中 ,罐内温度变化如下 :
50 ℃下保持 1 min ,以 11. 84 ℃Πmin 的速度上升到
95 ℃(3. 8 min)并保持 2. 5 min ,再以 11. 84 ℃Πmin 的
速度下降到 50 ℃并保持 1. 4 min。搅拌器的转动速
度在起始 10 s 内为 960 rΠmin ,之后保持在 160 rΠmin。
稻米 RVA 谱特性用最高粘度 (peak viscosity) 、热
浆粘度 (hot viscosity) 、最终粘度 (cool viscosity) 、崩解
值 (breakdown ,最高粘度2热浆粘度) 、消减值 (最终粘
度2最高粘度) 等特征值来表示 ,单位为 cP (centi2
Poise) 。
2  结果与分析
2. 1  施氮量与整精米率的关系
  《GBΠT1789121999 优质稻谷》中规定整精米率是
划分优质米的一项决定性指标。本试验中供氮水平
对供试两品种的碾米品质影响 ,经方差分析仅整精
米达显著水平 ,出糙率、精米率处理间差异较小 ,不
显著。由图 1 可知 ,汕优 63、武育粳 3 号的整精米率
均随着施氮量的增加而上升 ,其中施氮处理比对照
(不施肥)处理整精米率显著提高。
图 1 施氮量与整精米率
Fig. 1 The amount of N2applied and head milled rice
2. 2  施氮量对垩白粒率、垩白度的影响
图 2 为施氮量对水稻垩白粒率和垩白度的影
响。由图 2 可知 ,垩白受供氮水平的影响因品种而
异。汕优 63 ,垩白粒率、垩白度均随着施氮量的增
加而下降 ,其中施 5 g NΠ盆处理比不施肥处理的垩
白粒率、垩白度分别小 31. 08、10. 89 ;武育粳 3 号 ,垩
白粒率、垩白度则随着施氮量的增加而上升 ,施 5 g
NΠ盆处理比不施肥处理的垩白粒率、垩白度分别大
21. 4、10. 2。
2. 3  施氮量对稻米蒸煮及营养品质的影响
糊化温度 (碱消值)和直链淀粉含量受施氮量的
影响较小 ,处理间无显著差异。直链淀粉的变化趋
势 ,品种间略有不同 (如表 1) 。汕优 63 ,当总施氮量
表 1 施氮量对碱消值和直链淀粉含量的影响
Table 1 Effects of the amount of N2applied on alkali
spreading value and amylose content
处理
Treatment
(g NΠpot) 汕优 63 Shanyou 63 武育粳 3 号 Wuyujing 3碱消值Alkalispreading
value
直链淀粉含量
Amylose
content
( %)
碱消值
Alkali
spreading
value
直链淀粉含量
Amylose
content
( %)
0 4. 9 21. 59 7. 3 16. 94
1 4. 8 21. 98 7. 2 16. 02
2 4. 7 22. 01 6. 9 15. 99
3 5. 6 21. 25 6. 6 15. 93
4 5. 3 20. 70 6. 5 15. 87
5 5. 5 20. 52 6. 4 15. 72
551 2 期 金军等 :施氮量对水稻主要米质性状及 RVA 谱特征参数的影响    

图 2 施氮量与垩白
Fig. 2 The amount of N2applied and chalkiness
低于 2 g NΠ盆时 ,直链淀粉含量随着施氮量的增加
有上升的趋势 ,总施氮量高于 2 g NΠ盆 (包括 2 g NΠ
盆)时 ,直链淀粉含量随着施氮量的增加下降 ; 武育
粳 3 号 ,直链淀粉含量随着施氮量的增加下降 ,但差
异不显著。糊化温度对施氮量的反应趋势 ,两品种
间也不一致。汕优 63 ,糊化温度随着施氮量的增加
呈上升趋势 ;武育粳 3 号 ,糊化温度随着施氮量的增
加呈下降趋势。进一步分析胶稠度和粗蛋白含量对
图 3 施氮量与胶稠度
Fig. 3 The amount of N2applied and gel consistency
施氮量的反应。
两品种胶稠度受施氮量的影响显著。如图 3 ,
汕优 63 ,当施氮量从 0 g NΠ盆增加到 3 g NΠ盆 ,流胶
显著变长 ,当进一步增施氮时 ,流胶无显著变化。武
育粳 3 号 ,当总施氮量增施在 1~3 g NΠ盆时 ,流胶显
著变长 ,高于 3 g NΠ盆 ,流胶无显著变化。两品种精
米中粗蛋白含量受氮素影响均很大 ,随施氮量的增
加精米粗蛋白含量呈递增趋势 (如图 4) 。汕优 63 ,
随着总施氮量的增加 ,粗蛋白含量逐渐提高 ,由 0 g
NΠ盆的 5. 07 %增加到 5 g NΠ盆的 8. 26 % ,增幅达 62192 %。武育粳 3 号 ,随着总施氮量的增加 ,粗蛋白含量亦逐渐提高 ,由 0 g NΠ盆的 4. 94 %增加到 5 gNΠ盆的 7. 80 % ,增幅达 57. 9 %。图 4 施氮量与粗蛋白含量Fig. 4 The amount of N2applied and protein content2. 4  施氮量对 RVA谱特征参数的影响图 5 为两品种于不同施氮水平下稻米淀粉 RVA谱的比较。由图 5 可知 ,两品种 ,施氮处理较不施氮
处理的最高粘滞度上升 ,崩解值变大 ,消减值增加。
其中武育粳 3 号 4 g NΠ盆处理明显大于不施氮处理
的 RVA 谱特征参数的变化。
由图 6 可知 ,两品种的最高粘滞度对施氮量的
反应均为随施氮量的增加先增大 ,而后下降 ,但峰值
的位置不一 ,汕优 63 在施氮量 2 g NΠ盆时 ,武育粳 3
号在施氮量 4 g NΠ盆时 ,汕优 63 在较低的施氮量下
最高粘滞度在峰值。另外 ,汕优 63 的最高粘滞度明
显的高于武育粳 3 号。从图 6 还可以看出 ,汕优 63 ,
当施氮量低于 2 g NΠ盆时 ,崩解值随着施氮量的增
加而上升 ,当进一步增施氮肥时 ,有明显呈下降的趋
势 ,其中5gNΠ盆处理比2gNΠ盆处理的崩解值低
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图 5 两品种于不同施氮水平下稻米淀粉 RVA谱的比较
Fig. 5 The comparison of RVA profile in different level of Notrigenon application of the two varieties
图 6 最高粘滞度与崩解值
Fig. 6 Peak viscosity and beakdown
图 7 消减值
Fig. 7 Setback
23. 7 %。武育粳 3 号 ,中高氮区 (2~5 g NΠ盆) 明显
高于低氮区 (1g NΠ盆)和无氮区 (0 g NΠ盆) ,4 g NΠ盆
处理比不施氮处理的崩解值高 14. 1 %。施氮量对
供试的籼型材料汕优 63 的崩解值的影响明显大于
供试的粳型材料武育粳 3 号。由图 7 可知 ,两品种
的消减值受施氮量的影响趋势一致 ,均随施氮量的
增加而上升 ,然而 ,武育粳 3 号在施氮量低于 3 g NΠ
盆处理的消减值均为负值 ,3 g NΠ盆处理的消减值接
近零 ,4、5 g NΠ盆处理的消减值为正值 ,因而武育粳
3 号消减值的绝对值随施氮量的增加先减小后增
大。
RVA 谱特征参数 ,尤其是崩解值和消减值与稻
米理化品质的关系 ,已多有报道。一般而言 ,最高粘
滞度大、(淀粉粒) 崩解值大、消减值的绝对值小 ,稻
米食味好。吴殿星等[4 ,5 ] 分析了多个品种稻米 RVA
谱与品质的关系 ,发现崩解值与胶稠度呈明显正相
关 (相关系数高达 0. 71) ,崩解值大的品种 ,胶稠度
也较大 (流胶长) ;崩解值也与米饭的口感相关 ,其大
小直接反映出米饭的硬软 ,即崩解值大的品种 (系)
的米饭较软 ;消减值与品种 (系) 米饭冷后的质地相
关联 , 消减值的绝对值小 ,其粘度高、硬度小。从本
试验上述结果中可以看出 ,在一定的施氮水平范围
内 ,随氮量增加最高粘滞度和崩解值增大 ,胶稠度逐
渐变软 ,稻米食味不会变劣 ,甚至有所提高 ;在施氮
751 2 期 金军等 :施氮量对水稻主要米质性状及 RVA 谱特征参数的影响    

量进一步提高时 ,最高粘滞度、崩解值均会变小 ,米
质下降。然而就两指标开始下降的施氮量而言 ,武
育粳 3 号明显高于汕优 63 ;故在高肥条件下 ,汕优
63 的稻米食味比武育粳 3 号更易变劣。消减值的
绝对值对供氮水平的反应两品种表现不一致 ,汕优
63 为线性正相关 ,与崩解值对氮素的反应不相同 ;
武育粳 3 号则先减小后增大 ,这与崩解值对氮素的
反应相类似。
3  讨论
3. 1  氮肥用量对稻米胶稠度的影响 ,以往的研究结
果不甚一致 :有说无明显影响[6 ,7 ] ,有说氮量增加 ,稻
米流胶变短 ,米饭变硬[8 ,9 ] 。本研究的结果为汕优
63、武育粳 3 号两品种在一定的施氮水平范围内 ,随
施氮量的增加 ,胶稠度显著变软 ;施氮量再增加 ,则
胶稠度无明显变化 , RVA 分析的结果大体与此一
致 ,这与胶稠度有很好相关性的 RVA 谱特征参数崩
解值表现出类似变化。这是在氮素施肥对稻米品质
影响的新认识 ,可供优质栽培提供参考。
3. 2  氮肥用量对稻米垩白的影响 ,不同的研究结论
尚不一致 :有认为出穗后增氮 ,垩白粒率和垩白度增
加[10 ] ;也有认为生育中后期增氮 ,垩白粒率和垩白
度减小[3 ,11 ,12 ] ;还有说稻米的垩白粒率和垩白大小与
施氮量呈显著的负相关[8 ] 。本研究表明 ,不同的品
种对氮素反应不同 ,其中武育粳 3 号 ,垩白粒率、垩
白度随着施氮量增加而上升 ,最高氮处理 (5 g NΠ
盆) 与不施氮处理相比较 ,上升幅度分别为 264 %、
659 % ;汕优 63 ,垩白粒率、垩白度随着总施氮量增
加而下降 ,最高氮处理 (5 g NΠ盆) 与不施氮处理相
比较 ,下降幅度分别为 47 %、45 %。两品种垩白对
氮素反应的完全相反 ,这可能与两品种谷粒大小对
氮肥的反应不同有关。从表 2 中可以看出 ,两品种
谷粒的长度受施氮量的影响均很小 ,但供试品种谷
粒宽度受施氮量的影响相差较大。汕优 63 的谷粒
宽度随施氮量的增加无明显变化 ,武育粳 3 号的谷
粒宽度则随着施氮量的增加而上升 ,使谷壳容积变
大 ,灌浆物质到达腹部的距离增加 ,影响籽粒充实 ,
这可能是造成武育粳 3 号垩白粒率和垩白度明显上
升的原因。
3. 3  强弱势粒的整精米率和垩白受氮肥影响与全
穗的整精米率和垩白受氮肥影响变化趋势一致 (数
据未列出) 。但汕优 63 弱势粒的整精米率变化幅度
明显大于武育粳 3 号的。两品种的弱势粒的垩白粒
率高于强势粒的垩白粒率。
表 2 施氮量对谷粒长宽的影响
Table 2 Effects of the N2applied level on the
length and width of the grain
处理
Treatment
(g NΠpot) 汕优 63 Shanyou 63 武育粳 3 号 Wuyujing 3长度Length(10grainΠcm) 粒宽Width(10grainΠcm) 长度Length(10grainΠcm) 粒宽Width(10grainΠcm)
0 8. 31 3. 10 6. 31 2. 89
1 8. 34 3. 12 6. 35 3. 02
2 8. 40 3. 14 6. 38 3. 24
3 8. 48 3. 17 6. 41 3. 41
4 8. 51 3. 17 6. 43 3. 46
5 8. 52 3. 19 6. 44 3. 52
References
[1 ] Gao R2S(高如嵩) ,Zhang S2P (张嵩平) . The Basic Research for Cli2
mate Zoology in Quality of Rice. Xi’an : Shaanxi Science and Technolo2
gy Press ,1994
[ 2 ] Zhao S2Y(赵式英) . Chalkniss of rice (summrize) . Foreign Agronomy2
Rice (国外农学2水稻) , (6) : 43 —46
[3 ] Zhe L2Q. The research for the effects of fertilizer application on rice
quality and yield. Journal of Hunan Agricultural College (湖南农学院
学报) ,1989 ,15 (3) :1 —5
[4 ] Shu Q2Y(舒庆尧) , Wu D2Q(吴殿星) . Relationship between rva pro2
file character and eating quality in Oryza sativa L. Scientia Agricultura
Sinica (中国农业科学) , 1998 , 31 (1) :1 —4
[5 ] Wu D2Q(吴殿星) , Shu Q2Y(舒庆尧) , Rapid identification of starch
viscosity property of early indica rice varieties with different apparent
amylose content by rva profile. Chinese J Rice Sci (中国水稻科学) ,
2001 , 15 (1) : 57 —59
[6 ] Lu C2G. Effects of transplanting density and nitrogen fertilizer on rice
quality. Chinese J Rice Sci (中国水稻科学) ,1988 ,2 (3) :338 —344
[7 ] Cheng J2F (程建峰) , Pan X2Y(潘晓云) , Liu Y2B(刘宜柏) . Effect
of different irrigation and fertilization conditions on rice quality of hybrid
early rice. Acta Agriculture Jiangxi (江西农业学报) ,2001 ,13 (1) :
15 —19
[8 ] 湖南省优质稻生产技术体系及其应用理论研究协作. The re2
search for effect of fertilizer on rice quality and yield. Journal of Hunan
Agricultrual College (湖南农学院学报) , 1989 ,3 :1 —5
[9 ] Chen Y2Q (陈亚琴) , Liu Xi (刘喜) , Tan Y2Q(谭玉琴) . The effect
of different method of fertilizer application on rice yield and quality.
Chinese Agriculture Science Bulletin (中国农学通报) ,1998 ,14 (5) :
64 —66
[10 ] 长户一雄. The research for protein content of grain. Crop Record in
Japan (日作记) ,1972 ,41 :472 —479
[ 11 ] 田代享. The research for forming mechanism of rice chalkniss Ⅳ. the
effects of n2application in heading stage on forming of chalkniss. Crop
Record in Japan (日作记) ,48 :99 —106
[12 ] 本庄一雄. 米の攵こぺ含量 にゅすㄋ研究. 日本作物学纪事 ,
1979 ,48 :517 —524
851    作   物   学   报 30 卷