再生稻與晚稻常規米質及RVA 譜特征的對比研究

莫文偉，曠娜，鄭華斌，王曉敏，周蔚，唐啟源

(湖南農業大學農學院，湖南 長沙 410128)

水稻是中國重要的糧食作物之一，在糧食安全方面占有極其重要的地位。隨著經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對稻米品質的要求越來越高[1]。稻米品質除受遺傳因素的控制外，也受環境因素(特別是溫度)的影響[2-4]。楊陶陶等[5]的研究結果表明，晚稻花后增溫1.73 ℃，糙米率和整精米率分別平均提高1.8%和3.5%。張桂蓮等[6]的研究結果表明，高溫顯著降低了稻米的精米率和整精米率，提高了堊白粒率和堊白度，高溫下稻米堿消值、膠稠度和直鏈淀粉含量下降，蛋白質含量提高。峰值黏度、消減值和崩解值等淀粉粘滯性譜(RVA 譜)特征值與稻米蒸煮食味品質密切相關，可作為評價蒸煮食味品質的重要指標[7-12]。淀粉RVA 特性受生態條件影響明顯，光溫條件的差異可導致RVA 譜的改變[13-15]。但是前人對于再生稻、一季晚稻和雙季晚稻稻米品質的對比研究較少。為此，筆者選擇不同類型的水稻品種，研究再生稻與晚稻稻米品質及RVA 譜的差異，以期為優質稻米的生產提供依據。

1 試驗地概況

2018 年，在湖南省瀏陽市永安鎮坪頭山村(28°14′15.36″N，113°18′42.11″E)進行大田試驗。該基地全年平均降水量為1 171.6 mm，年平均氣溫17.3 ℃，最高溫度37.7 ℃，最低溫度4.7 ℃。供試土壤為第四紀紅土發育的紅黃泥。前茬為雙季稻，pH 6.30，有機質及總氮含量分別為18.4、1.09 g/kg，有效磷和有效鉀含量分別為7.81、98.6 mg/kg。

2 材料與方法

2.1 材料

供試品種為農香32、黃華占、天優華占、泰優390、甬優4149 和湘晚秈17。農香32、湘晚秈17由湖南省水稻研究所提供，全生育期分別為137、117 d 左右；黃華占、天優華占、泰優390 由廣東省農業科學院水稻研究所提供，全生育期分別為130、119、119 d 左右；甬優4149 由寧波市種子有限公司提供，全生育期為133 d 左右。

2.2 試驗設計

采用隨機區組設計。6 個品種均設再生稻、一季晚稻和雙季晚稻3 種種植方式。共18 個處理。3 次重復。小區面積30 m2。各小區筑埂隔離，用塑料薄膜覆蓋，單獨排灌。采用水育秧。再生稻于3 月25日播種，4 月25 日移栽；一季晚稻于5 月25 日播種，6 月25 日移栽；雙季晚稻于6 月25 日播種，7 月20日移栽。移栽株行距為20 cm×20 cm。再生稻、一季晚稻和雙季晚稻分別施純氮180、225、180 kg/hm2，氮、磷、鉀的施肥比例為1∶0.5∶0.8，氮肥用作基肥、分蘗肥、穗肥的施用比例為5∶2∶3，分蘗肥于移栽后10 d 左右施用，穗肥為幼穗分化第3 期施用。磷肥全部用作基肥，鉀肥用作基肥和穗肥的比例各占50%。再生稻在頭季稻齊穗后20 d 施尿素(含N 46.4%)150 kg/hm2，頭季稻收割后2 d，分別施尿素和鉀肥(含K2O 60%)225、75 kg/ hm2。水分管理及病蟲草害防治等均按高產栽培措施實施。

2.3 測定項目

2.3.1 稻米品質的測定

成熟期適時收割，脫粒，貯藏3 個月。待理化性狀穩定后，每個處理稱取3 份稻谷，每份100 g。按照GB/T 17891—2017 測定糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、膠稠度等；用近紅外快速品質分析儀(Infratec 1241 Grain Analyzer)測定直鏈淀粉含量。

2.3.2 RVA 譜特征的測定

采用澳大利亞Newport Scientific 生產的3-D 型黏度速測儀測定稻米淀粉 RVA 譜；用 TCW (Thermal Cycle for Windows)配套軟件進行分析。根據 AACC(美國谷物化學師協會)操作規程(2000 61-02)，當含水量為12.0%時，稱取水稻米粉3.00 g，加蒸餾水25.00 mL，進行溫度處理：50 ℃下保持1 min；恒速升溫至95 ℃( 3.8 min)；95 ℃下保持2.5 min；恒速降溫至50 ℃ (3.8 min)，在50 ℃下保持1.4 min。攪拌器在起始10 s 內轉動速率為960 r/min，之后保持160 r/min。RVA 譜特征值以峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、消減值、糊化時間和糊化溫度表示。每個樣品測定2 次，結果取平均值。

2.3.3 氣象條件的測定

再生稻、一季晚稻和雙季晚稻全生育期期間的氣象數據來源于Vantage Pro 2 有線自動氣象站。

2.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2013 進行數據處理；采用Satatixs 和Origin 進行統計分析；采用最小顯著極差法(LSD)進行差異顯著性檢驗。

3 結果與分析

3.1 再生稻與2 種晚稻的生育期及期間的溫度變化

3.1.1 再生稻與2 種晚稻的生育期比較

由表1 可知，再生稻齊穗至成熟的時間短于一 季晚稻和雙季晚稻的，一季晚稻齊穗至成熟的時間短于雙季晚稻的；全生育期的天數以再生稻的最短，僅為60～75 d，遠遠短于一季晚稻和雙季晚稻的，一季晚稻全生育期的天數短于雙季晚稻的。在一季晚稻和雙季晚稻種植下，農香32 的生育期最長，分別為119、126 d；在再生稻種植下，甬優4149的生育期最長，為75 d。

表1 不同種植方式下各品種的生育期 Table 1 Growth period of varieties under the different planting patterns

3.1.2 再生稻與2 種晚稻在稻米灌漿期間的溫度變化差異

溫度對稻米品質的影響存在一定的時段效應。由表2 可知，再生稻齊穗后20 d 內的平均日最低溫度、平均日最高溫度和日平均溫度分別為23.4、31.9、27.1 ℃，變化范圍為21～30 ℃；一季晚稻的分別為23.5、31.9、27.1 ℃，變化范圍為24～30 ℃；雙季晚稻的分別為18.3、27.4、22.2 ℃，變化范圍為18～30 ℃。雙季晚稻的偏低。

表2 不同種植方式下水稻齊穗20 d 內的溫度 Table 2 Temperature in 20 days after rice heading under different planting patterns ℃

3.2 再生稻與晚稻常規米質性狀的比較

3.2.1 加工品質

糙米率、精米率及整精米率是反映稻米加工品質的重要指標。由圖1 和表3 可知，3 種種植方式下，黃華占、天優華占、泰優390 和甬優4149 的糙米率和精米率均分別達到80%和70%以上；再生稻整體的糙米率和精米率與一季晚稻、雙季晚稻的差異不顯著，整精米率與一季晚稻的無顯著差異，但顯著高于雙季晚稻的，比雙季晚稻的高16.8%。

圖1 不同種植方式下供試稻米的加工品質 Fig.1 The processing quality of rice varieties under different planting patterns

表3 不同種植方式下的稻米品質 Table 3 The rice quality under different planting patterns

3.2.2 外觀品質

堊白粒率和堊白度是反映稻米外觀品質的重要指標。由表3 和圖2 可知，一季晚稻整體的堊白粒率和堊白度均低于再生稻和雙季晚稻的，且堊白粒率顯著低于雙季晚稻的；再生稻整體的堊白度和堊白粒率介于一季晚稻與雙季晚稻之間，再生稻的堊白度和堊白粒率分別比雙季晚稻的降低了7.7%和15.9%。黃華占、農香32 和湘晚秈17 的外觀品質較好，堊白粒率和堊白度均低于其他3 個品種的；天優華占和甬優4149 的外觀品質較差，堊白粒率和堊白度均較高；一季晚稻種植下的天優華占和再生稻、雙季晚稻種植下的甬優4149 的堊白粒率和堊白度均超過10%和3%。

圖2 不同種植方式下供試稻米的外觀品質 Fig.2 The appearance quality of rice varieties under different planting patterns

3.2.3 蒸煮品質

由表3 可知，再生稻整體的直鏈淀粉含量介于一季晚稻的和雙季晚稻的之間，比雙季晚稻的降低了3.3%，比一季晚稻的提高了2.9%；再生稻整體的膠稠度高于一季晚稻和雙季晚稻的，比一季晚稻提高了1.9%，比雙季晚稻的提高了3.0%，差異均未達顯著水平。

3.3 再生稻與晚稻在稻米RVA 譜特征上的差異

從表4 可知，天優華占和甬優4149 的熱漿黏度顯著高于湘晚秈17 的；泰優390 的崩解值顯著高于其他5 個品種的；天優華占的最終黏度顯著高于黃華占、農香32 和湘晚秈17 的；泰優390 的消減值顯著低于其他5 個品種的，其糊化時間顯著低于甬優4149 的；甬優4149 的糊化溫度顯著低于農香32 的。

表4 6 個供試水稻品種的RVA 譜特征參數 Table 4 The characteristic parameters of RVA spectrum between different varieties

從表5 可知，再生稻的RVA 譜特征性狀如峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度、消減值和糊化溫度均介于一季晚稻的和雙季晚稻的之間，再生稻和一季晚稻種植下的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度高于雙季晚稻的，消減值、糊化時間和糊化溫度低于雙季晚稻的，一季晚稻的峰值黏度和崩解值顯著高于雙季晚稻的。

表5 不同種植方式下稻米的RVA 譜特征參數 Table 5 The characteristic parameters of RVA spectrum under different planting patterns

4 結論與討論

前人對稻米品質有較多研究，但有關再生稻與晚稻稻米品質的對比研究較少。朱旭東等[16]的研究結果表明，晚季稻米比早季稻米堊白度小，透明度好，整精米率、消減值高；劉玉球等[17]研究表明，晚季種植材料的出糙率、精米率、整精米率、糊化溫度明顯增高，堊白粒率、堊白度明顯降低。本研究結果表明，6 個品種在再生稻、一季晚稻、雙季晚稻3 個種植方式下的糙米率和精米率差異不顯著，再生稻的整精米率顯著高于雙季晚稻，且不低于一季晚稻，堊白粒率和堊白度、直鏈淀粉含量介于一季晚稻和雙季晚稻之間，膠稠度略高于一季晚稻和雙季晚稻的。整體上，再生稻的常規米質各項指標介于一季晚稻和雙季晚稻之間，說明再生稻稻米品質比一季晚稻和雙季晚稻的更加穩定。

RVA 譜與稻米蒸煮食味品質密切相關。蒸煮食味品質好的稻米一般峰值黏度和崩解值較大，熱漿黏度和消減值小，起始糊化溫度低[9]。本研究結果表明，再生稻的稻米RVA 譜特征參數介于一季晚稻和雙季晚稻之間，但與一季晚稻無顯著差異，如黃華占、天優華占、泰優390、甬優4149、農香32和湘晚秈17 在再生稻和一季晚稻種植下的平均峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度高于雙季晚稻的，消減值、糊化時間和糊化溫度低于雙季晚稻的。再生稻和一季晚稻種植下的直鏈淀粉含量低于雙季晚稻的，膠稠度高于雙季晚稻的，說明再生稻和一季晚稻的蒸煮品質優于雙季晚稻。

同一品種在不同氣象條件下栽培，稻米品質有較大變化。水稻開花至成熟階段的高溫可顯著縮短成熟時間，使成熟后期的糙米充實不良，堊白增大，胚乳透明度降低，籽粒不夠飽滿，降低整精米率[18]。徐富賢等[19]研究表明，齊穗后20 d 內的日均氣溫對整精米率有明顯作用；賈志寬等[20]研究表明，日均溫度對稻米堊白大小的影響主要集中于齊穗后15 d之內；程方民等[21]研究表明，溫度影響稻米直鏈淀粉含量的關鍵階段在水稻齊穗后20 d 內?？梢?，水稻齊穗后20 d 內的日均溫度是影響稻米品質最關鍵的因素。本研究結果表明，齊穗后20 d 內的日均溫度，再生稻的為27.1 ℃，變化范圍為21～30 ℃；一季晚稻的為27.1 ℃，變化范圍為24～30 ℃；雙季晚稻的為22.2 ℃，變化范圍為18～30 ℃。3 種種植方式下，6 個品種齊穗后20 d 內的溫度均在30 ℃以下，表明灌漿結實期均不存在高溫脅迫問題，有利于優質稻米的形成。