不同地力水平下施氮量對(duì)稻米淀粉rva譜特性的影響

不同地力水平下施氮量對(duì)稻米淀粉rva譜特性的影響

rvp是指由加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的體積粉末和水的糊化粘度譜，反映了粘土和熱態(tài)平衡的作用，以及在加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的粘度。由于稻米主要成分是淀粉,而黏度速測儀(RVA)模擬了稻米蒸煮過程,因此,RVA譜正成為國內(nèi)外評(píng)價(jià)稻米蒸煮食味品質(zhì)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。近年來,在稻米淀粉RVA譜特征與食用品質(zhì)關(guān)系、稻米R(shí)VA譜特性的品種差異與稻米品質(zhì)評(píng)定等方面開展了一系列研究,如舒慶堯等研究了23個(gè)品種稻米R(shí)VA譜與表觀直鏈淀粉(AAC)和米飯質(zhì)地的關(guān)系。研究結(jié)果表明米飯質(zhì)地與RVA譜特征存在密切關(guān)系,米飯硬度與消減值呈極顯著正相關(guān),與崩解值呈極顯著負(fù)相關(guān),米飯黏性與消減值和回復(fù)值呈負(fù)相關(guān),還發(fā)現(xiàn)RVA譜能區(qū)分AAC相似的優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)品種。稻米淀粉RVA譜既受品種遺傳的控制,又受環(huán)境因素的影響[8,9,10,11,12,13,14,15]。雖然溫度、氮肥、密度、播期等對(duì)稻米淀粉RVA譜的影響已有一些報(bào)道,但稻米品質(zhì)形成十分復(fù)雜,土壤生態(tài)因子的影響十分顯著。因此,在不同地力水平下,研究并闡明品種和施氮量對(duì)稻米淀粉RVA譜特征的效應(yīng),無疑對(duì)水稻生產(chǎn)中因種、因地優(yōu)質(zhì)施肥具有重要的意義。1材料和方法1.1高、中、低基肥施肥田的施肥方案試驗(yàn)于2003年和2004年在江蘇省蘇中稻區(qū)姜堰市梅垛鎮(zhèn)進(jìn)行,土壤為砂土。試驗(yàn)設(shè)品種、地力和施氮量三因素處理組合,其中品種為該稻區(qū)主推的、產(chǎn)量潛力與品質(zhì)上有明顯差異的武香粳14和武粳15兩個(gè)品種;地力為通過前茬小麥測產(chǎn)和土壤養(yǎng)分所選取的高、中、低肥力田各1塊共3個(gè)水平(2003年、2004年3塊田的肥力指標(biāo)見表1);施氮量為0、112.5、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5kg/hm2等8個(gè)水平。共48個(gè)處理,重復(fù)3次,小區(qū)面積為12m2,隨機(jī)排列。5月15日播種,6月18日移栽,行距30cm,株距13.3cm,每1hm2插25.05萬穴。各施肥處理均按照基蘗肥與穗肥質(zhì)量比為5∶5,基肥與蘗肥質(zhì)量比為8∶2,穗肥分倒4葉、倒3葉兩次施用,其質(zhì)量比為7∶3。各處理施P2O5120kg/hm2,K2O187.5kg/hm2,磷鉀肥一次性基施,其他管理措施統(tǒng)一按高產(chǎn)栽培進(jìn)行。1.2淀粉黏滯特性分析用澳大利亞NewportScientific儀器公司生產(chǎn)的RVA(RapidViscosity-analyzer)快速測定淀粉黏滯特性,并用TCW(ThermalCycleforWindows)配套軟件分析,測定程序按AACC規(guī)程(1995-61-02)。2施氮量、品種和地力試驗(yàn)結(jié)果表明,2003年和2004年RVA特征譜在品種、地力與施氮量間的變化趨勢相似,考慮到2003年和2004年兩年所選的高、中、低肥力田塊缺乏對(duì)等性,為了便于分析,本文僅對(duì)2004年數(shù)據(jù)展開分析。2.1有利于發(fā)揮材料譜的優(yōu)勢淀粉RVA譜直觀分析表明(圖1,為便于直觀比較,圖中僅標(biāo)出高、中、低3種地力下施氮量為0、150、225、300kg/hm2的RVA譜),RVA譜的走勢大體相似,但品種間、地力間和施氮量間在譜的形態(tài)上存在著明顯的差異。武香粳14起始糊化溫度低且糊化起始后有一緩慢提升的過程,而武粳15起始糊化溫度高,也沒有緩慢提升的過程。此外,武香粳14峰值黏度(RVA特征譜第一個(gè)峰)低于最終黏度,而武粳15正好相反。兩供試品種在高、中、低3種地力下均表現(xiàn)為隨施氮量增加,RVA譜曲線降低,稻米黏性減弱,這與前人研究結(jié)果類似。同時(shí),在高地力下,不施氮處理的RVA譜曲線呈現(xiàn)出明顯高于施氮處理的曲線的趨勢。2.2特征值及挑戰(zhàn)地力水平、施氮量、品種對(duì)淀粉RVA譜特征值影響的方差分析表明(表2),對(duì)于主效,在淀粉RVA譜8個(gè)特征值(峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度、回復(fù)值、消減值、峰值黏度時(shí)間、起始糊化溫度)中,除峰值黏度外其他特征值的品種間差異均達(dá)到極顯著水平;地力水平間除峰值黏度、回復(fù)值外,其他特征值的差異均達(dá)到顯著或極顯著水平;施氮量間除起始糊化溫度外,其他特征值的差異均達(dá)到極顯著或顯著水平。對(duì)于互作效應(yīng),在峰值黏度、崩解值、消減值、起始糊化溫度指標(biāo)上存在顯著或極顯著的品種與地力互作效應(yīng),在峰值黏度時(shí)間指標(biāo)上存在顯著的品種與施氮量互作效應(yīng),在熱漿黏度、崩解值、最終黏度、回復(fù)值指標(biāo)上也存在顯著的地力與施氮量互作效應(yīng)。2.3rv-學(xué)科值對(duì)品種、地力水平和施氮量的響應(yīng)2.3.1南北方稻米的崩解值多重比較表明(表3),武香粳14的熱漿黏度、最終黏度、回復(fù)值、消減值及峰值黏度時(shí)間均顯著大于武粳15,其中武粳15的消減值為負(fù)值,而武香粳14的崩解值小于武粳15。由于RVA特征值中崩解值、消減值和回復(fù)值與稻米質(zhì)地和口感關(guān)系密切,一般認(rèn)為峰值黏度大、崩解值大、回復(fù)值小、消減值小的稻米蒸煮食味較好。從本試驗(yàn)結(jié)果看,武粳15的RVA譜特性優(yōu)于武香粳14,但在生產(chǎn)上普遍認(rèn)為武粳15口感遜于武香粳14,這可能與武粳15這一品種消減值為負(fù)值,其米飯過黏,還不符合人們的習(xí)慣有關(guān)。2.3.2崩解值、消減值淀粉RVA特征值對(duì)地力水平的響應(yīng)及其多重比較表明(表4),高地力時(shí)的崩解值最大,為1283.75cp,消減值最小,為-102.30cp;中地力時(shí)崩解值最小,為1243.31cp,消減值最大,為-41.50cp,均與高地力的崩解值、消減值差異顯著;而低地力時(shí)的崩解值、消減值均介于高地力與中地力之間,低地力時(shí)的崩解值與高地力、中地力的崩解值未達(dá)到顯著差異,低地力時(shí)的消減值與中地力消減值差異不顯著,與高地力的消減值存在顯著差異。從本試驗(yàn)結(jié)果看,高地力下水稻淀粉RVA特征譜略優(yōu)于低地力和中地力的水稻RVA特征譜。2.3.3增加施氮量對(duì)稻米蒸煮食味的影響淀粉RVA特征值對(duì)施氮量的響應(yīng)表明(表5),峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度、回復(fù)值、峰值黏度時(shí)間隨施氮量的增加呈顯著或極顯著下降(相關(guān)系數(shù)r分別為-0.9808**、-0.9676**、-0.8244**、-0.9585**、-0.8779*、-0.9753**),而消減值隨施氮量的增加呈上升的趨勢。上述結(jié)果表明增加施氮量使稻米蒸煮食味有變劣趨勢。多重比較表明,除不施氮對(duì)照外,每1hm2追施氮量225kg是稻米蒸煮食味品質(zhì)變劣的臨界施氮量。2.3.4施氮量對(duì)下熱漿黏度和最終黏度的影響在RVA特征值中,熱漿黏度、崩解值、最終黏度和回復(fù)值存在顯著的地力與施氮量互作效應(yīng)。分析表明(圖2、圖3),熱漿黏度和最終黏度隨施氮量的增加,在高、中、低3種地力水平下均呈極顯著的線性下降(熱漿黏度的相關(guān)系數(shù)r分別為-0.9487**、-0.9615**、-0.9402**,最終黏度的相關(guān)系數(shù)r分別為-0.9564**、-0.9476**、-0.9157**),且熱漿黏度和最終黏度的直線斜率表現(xiàn)為高地力>低地力>中地力,說明施氮量對(duì)高地力水平下熱漿黏度和最終黏度的影響程度大于低地力和中地力。進(jìn)一步分析表明,中地力下熱漿黏度值和最終黏度值均比低地力下大;高地力在較低施氮量(<100kg/hm2左右)下熱漿黏度值和最終黏度值高于中地力和低地力,而在較高施氮量(>100kg/hm2左右)時(shí)低于低地力和中地力。崩解值、回復(fù)值也存在顯著的地力水平與施氮量的互作效應(yīng),但在高、中、低3種地力水平下隨施氮量增加并未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。由表6可以看出,在高地力時(shí),崩解值隨施氮量的增加呈下降趨勢,最大值出現(xiàn)在無肥區(qū)(1385cp),最小值出現(xiàn)在施氮量300.0kg/hm2時(shí)(1211cp);在中地力時(shí),崩解值隨施氮量的增加呈先升后降趨勢,最大值出現(xiàn)在施氮量為150.0kg/hm2(1330cp),最小值出現(xiàn)在337.5kg/hm2(1184cp);在低地力時(shí),也表現(xiàn)出先升后降的趨勢,最大值出現(xiàn)在施氮量為150.0kg/hm2(1331cp),最小值出現(xiàn)在262.5kg/hm2(1125cp)。崩解值在各地力水平下的平均值表現(xiàn)為高地力>低地力>中地力。在高地力時(shí),回復(fù)值隨施氮量的增加呈下降趨勢,最大值出現(xiàn)在無肥區(qū)(1262cp),最小值出現(xiàn)在施氮量為300.0kg/hm2(1138cp);在中地力時(shí),回復(fù)值隨施氮量的增加無明顯變化趨勢,極差僅為44cp;在低地力時(shí),回復(fù)值隨施氮量的增加呈下降趨勢,最大值出現(xiàn)在無肥區(qū)(1255cp),最小值出現(xiàn)在262.5kg/hm2(1135cp)?；貜?fù)值在各地力水平下的平均值表現(xiàn)為中地力>低地力>高地力。3評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定從本試驗(yàn)結(jié)果來看,稻米淀粉RVA譜基本輪廓特征主要受遺傳控制,品種間差異大且特性明顯,但也受地力、施氮量顯著影響,主要表現(xiàn)為RVA譜的高低。由于RVA譜是反映稻米淀粉在加熱-高溫-冷卻過程的糊化曲線,不僅有8個(gè)重要參數(shù),而且稻米成分復(fù)雜,淀粉中又有直鏈和支鏈淀粉,還有相當(dāng)含量的蛋白質(zhì),因此譜的特征值差異復(fù)雜。在本試驗(yàn)中,峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度、峰值黏度時(shí)間、起始糊化溫度在處理間變化規(guī)律性強(qiáng),而崩解值、回復(fù)值、消減值相對(duì)規(guī)律性弱,增加了研究分析的復(fù)雜性。此外,近年來通過優(yōu)質(zhì)米與劣質(zhì)米的比較研究,發(fā)現(xiàn)一般峰值黏度大、崩解值大、最終黏度小、消減值小和糊化溫度低的稻米食味好,具有這種特性的米飯,冷熱均較軟而黏,但還存在許多不確定性,特別是食味還受飲食習(xí)慣的影響。在評(píng)判食味品質(zhì)的優(yōu)劣程度時(shí)還缺乏具體的譜特征值數(shù)量范圍來界定,在應(yīng)用中還有很大的局限性,還難以代替感官品嘗。通過本研究,可以發(fā)現(xiàn)地力水平對(duì)稻米R(shí)VA譜特征有一定的影響,但影響較為復(fù)雜,不僅一些RVA譜特征值存在顯著的地力與施肥量的互作效應(yīng),而且存在顯著的地力與品種的互作效應(yīng)。這也從一個(gè)方面說明在優(yōu)質(zhì)栽培中因地因種的重要性。本試驗(yàn)結(jié)果表明地力水平對(duì)產(chǎn)量有明顯的調(diào)節(jié)效應(yīng),在試驗(yàn)的施氮量范圍內(nèi),在高、中、低地力下武香粳14最高產(chǎn)的施氮量分別為187.5、225.0和300.0kg/hm2,相應(yīng)的產(chǎn)量為10296、10053和9936kg/hm2;武粳15最高產(chǎn)的施氮量分別為187.5、262.5和300.0kg/hm2