作物杂志,2019, 第6期: 57–65 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.06.009

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同氮素粒肥水平下精米蒸煮食味品质变化及其与矿质元素含量相关性分析

石吕,薛亚光,魏亚凤,李波,石晓旭,刘建   

  1. 江苏沿江地区农业科学研究所/南通市循环农业重点实验室,226541,江苏如皋
  • 收稿日期:2019-08-07 修回日期:2019-10-23 出版日期:2019-12-15 发布日期:2019-12-11
  • 通讯作者: 刘建
  • 作者简介:石吕,研究实习员,主要从事作物栽培学与耕作学研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金“麦秸集中沟埋还田下水稻根系特征及其与养分吸收利用的关系”(31601254);国家重点研发计划子课题“稻田丰产增效和环境友好耕作农机农艺融合关键技术”(2016YFD0300903-02)

Changes of Cooking and Eating Quality and Its Correlation with Mineral Element Content in Polished Rice under Different Nitrogen Grain Fertilizer Levels

Shi Lü,Xue Yaguang,Wei Yafeng,Li Bo,Shi Xiaoxu,Liu Jian   

  1. Jiangsu Yanjiang Area Institute of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Recycling Agriculture of Nantong, Rugao 226541, Jiangsu, China
  • Received:2019-08-07 Revised:2019-10-23 Online:2019-12-15 Published:2019-12-11
  • Contact: Jian Liu

摘要:

为研究不同氮素粒肥水平下水稻精米矿质元素含量及蒸煮食味品质的变化,明确蛋白质及蒸煮食味品质与矿质元素间的相关性,以扬稻6号和南粳9108为供试材料,设置3个氮素粒肥水平,分别为对照(N1,0kg/hm 2)、中氮素粒肥(N2,90kg/hm 2)和高氮素粒肥(N3,150kg/hm 2),并对精米中矿质元素含量和稻米蒸煮食味品质进行了测定分析。结果表明,随着氮素粒肥水平的提高,精米中含氮量提高,大量元素P、K含量和中量元素Ca、Mg含量显著降低,微量元素Fe、Mn、Zn、Cu含量显著增加,Mg/K和Mg/(N·AC·K)表现为降低趋势,蛋白质含量显著增多,直链淀粉含量有所减少,RVA谱特征值中最高粘度、热浆粘度和崩解值逐渐降低,回复值和消减值则呈现出上升的趋势,食味值显著变差。相关分析发现,蛋白质含量与微量元素含量间呈显著或极显著正相关,与大、中量元素含量和食味值呈显著或极显著负相关;Mg/K和Mg/(N·AC·K)与RVA谱特征值关系密切,有利于蒸煮食味品质的改善。由此可见,生产中应因地制宜地控制后期氮肥在适宜范围内,以提高稻米矿质营养元素含量和蒸煮食味品质。

关键词: 水稻, 精米, 氮素粒肥, 矿质元素, 蛋白质, 蒸煮食味品质

Abstract:

In order to study the changes of mineral elements content and cooking and eating quality of polished rice under different nitrogen grain fertilizer levels, and determine the correlation between protein, cooking and eating quality and mineral elements. Yangdao 6 and Nanjing 9108 were used as test materials, and three levels of nitrogen grain fertilizer were set, as the control (N1: 0kg/hm 2), medium nitrogen grain fertilizer (N2: 90kg/hm 2) and high nitrogen grain fertilizer (N3: 150kg/hm 2), and the content of mineral elements and the cooking and eating quality of the rice were measured. The results showed that the nitrogen content in polished rice increased with the increasing of nitrogen grain fertilizer level. With the increasing of nitrogen grain fertilizer level, the content of major elements P, K and secondary elements Ca, Mg decreased significantly, while the content of trace elements Fe, Mn, Zn, Cu increased significantly. Simultaneously, the Mg/K, Mg/(N?AC?K) and amylose content also showed a decreasing trend, and the protein content increased significantly. In addition, the peak viscosity, hot viscosity and breakdown of the RVA spectrum eigenvalues gradually decreased while the consistence and setback showed an increasing trend, and the taste value deteriorated significantly at the same time. Correlation analysis found that the protein content was significantly or extremely significantly positively correlated with trace elements, and had significant or extremely significant negative correlation with major and medium elements and taste value. Mg/K and Mg/(N?AC?K) were closely related to the characteristic values of RVA, which were beneficial to the improvement of cooking and eating quality. It can be seen that in the production, the nitrogen fertilizer should be controlled in the appropriate range according to local conditions, so as to improve the mineral nutrient content and cooking and eating quality of rice.

Key words: Rice, Polished rice, Nitrogen grain fertilizer, Mineral element, Protein, Cooking and eating quality

表1

不同氮素粒肥水平下精米Mg、K、N含量和AC含量的品种间差异"

品种Variety 处理Treatment Mg(μg/g) K(μg/g) AC(%) N(%) Mg/K Mg/(N·AC·K)
扬稻6号 N1 252.89±1.06a 761.52±2.96a 17.36±0.13a 1.05±0.03c 0.3321±0.0027a 0.0182±0.0005a
Yangdao 6 N2 182.53±2.91b 572.84±11.78b 16.98±0.15b 1.39±0.11b 0.3187±0.0015b 0.0135±0.0001b
N3 167.84±0.16c 560.10±0.94b 16.49±0.10c 1.54±0.08a 0.2997±0.0015c 0.0118±0.0002c
南粳9108 N1 236.28±1.93a 666.11±0.74a 19.21±0.20a 1.09±0.04c 0.3547±0.0025a 0.0170±0.0002a
Nanjing 9108 N2 204.78±0.46b 625.38±1.14b 18.14±0.19b 1.31±0.12b 0.3275±0.0001b 0.0137±0.0001b
N3 178.53±0.88c 606.91±1.02b 17.46±0.08c 1.49±0.21a 0.2942±0.0010c 0.0113±0.0001c
F值Fvalue 品种Variety 37.31** 0.21ns 263.61** 3.24ns 78.40** 13.16*
氮素粒肥
Nitrogen grain fertilizer
2 270.47** 803.58** 86.09** 254.79** 760.84** 612.62**
品种×氮素粒肥
Variety×Nitrogen grain fertilizer
167.22** 278.71** 10.51* 4.68ns 69.24** 9.88*

表2

不同氮素粒肥水平下精米P、Ca含量和微量元素Fe、Mn、Zn、Cu含量的品种间差异"

品种Variety 处理Treatment Fe Mn Zn Cu Ca P
扬稻6号 N1 12.86±0.12c 7.04±0.11c 11.73±0.02c 5.54±0.06c 127.41±0.76a 929.54±0.83a
Yangdao 6 N2 19.82±0.45b 7.35±0.07b 12.77±0.32b 6.29±0.03b 115.12±2.67b 907.60±2.10b
N3 29.48±0.15a 8.07±0.01a 16.01±0.02a 7.58±0.01a 105.98±0.62c 849.91±1.06c
南粳9108 N1 10.66±0.04c 9.34±0.04b 10.52±0.01c 4.97±0.02c 86.08±1.25a 983.87±0.30a
Nanjing 9108 N2 13.42±0.05b 9.51±0.07b 13.44±0.08b 5.29±0.04b 78.06±0.21b 969.48±7.54b
N3 20.99±0.09a 11.91±0.06a 14.43±0.03a 5.72±0.02a 74.89±1.27c 897.38±4.17c
F值Fvalue 品种Variety 2 359.38** 5 235.50** 82.13** 4 181.43** 145.50** 68.86**
氮素粒肥Nitrogen grain fertilizer 4 511.92** 870.11** 913.51** 2 104.00** 9.88* 58.82**
品种×氮素粒肥
Variety×Nitrogen grain fertilizer
248.52** 198.89** 79.06** 465.17** 0.96ns 0.40ns

表3

不同氮素粒肥水平下精米RVA谱特征值的品种间差异"

品种
Variety
处理
Treatment
最高粘度(cp)
Peak viscosity
热浆粘度(cp)
Hot viscosity
崩解值(cp)
Breakdown
最终粘度(cp)
Final viscosity
回复值(cp)
Consistence
消减值(cp)
Setback
峰值时间(min)
Peak time
糊化温度(℃)
Pasting temperature
扬稻6号 N1 2 640±12.02a 1 855±5.66a 785±17.68a 3 129±0.71a 1 274±6.36b 489±11.31c 6.43±0.03c 73.17±0.03b
Yangdao 6 N2 2 515±11.31b 1 752±8.49b 763±19.80a 3 083±14.14b 1 331±5.66a 568±25.46b 6.53±0.03b 74.94±0.21a
N3 2 304±7.07c 1 619±0.71c 686±6.36b 2 963±1.41c 1 345±0.71a 659±5.66a 6.69±0.00a 75.00±0.13a
南粳9108 N1 3 167±1.41a 2 249±2.83a 918±4.24a 3 412±7.07a 1 163±9.90b 245±5.66c 6.35±0.07c 74.13±0.11b
Nanjing 9108 N2 3 012±1.42b 2 171±2.12b 842±3.54b 3 341±5.66b 1 171±3.54b 329±7.07b 6.49±0.01b 74.15±0.07b
N3 2 811±3.54c 2 028±7.78c 783±11.31c 3 229±2.12c 1 201±9.90a 418±1.41a 6.59±0.04a 75.65±0.07a
F值Fvalue 品种Variety 13 828.68** 16 811.97** 212.04** 4 506.91** 1 220.68** 1 175.28** 9.46* 16.75**
氮素粒肥
Nitrogen grain
fertilizer
2 144.96** 1 798.08** 91.71** 655.47** 64.09** 198.00** 26.26** 204.42**
品种×氮素粒肥
Variety×Nitrogen
grain fertilizer
4.31ns 5.16ns 5.18* 3.57ns 13.78** 0.04ns 0.23ns 65.95**

图1

不同氮素粒肥水平下精米蛋白质含量和食味值的变化 不同小写字母表示同一品种内处理间差异达0.05显著水平"

表4

精米蛋白质含量与不同矿质元素含量的相关分析"

品种Variety Mg K Fe Mn Zn Cu Ca P
扬稻6号Yangdao 6 -0.988** -0.968** 0.946** 0.878* 0.859* 0.924** -0.874* -0.843*
南粳9108 Nanjing 9108 -0.989** -0.981** 0.938** 0.854* 0.970** 0.980** -0.967** -0.892*

表5

Mg/K、Mg/(N·AC·K)与淀粉粘滞性谱特征值的相关分析"

性状
Trait
Mg/K Mg/(N·AC·K)
扬稻6号Yangdao 6 南粳9108 Nanjing 9108 扬稻6号Yangdao 6 南粳9108 Nanjing 9108
食味值Taste value 0.909* 0.980** 0.986** 0.999**
最高粘度Peak viscosity 0.989** 0.999** 0.907* 0.986**
热浆粘度Hot viscosity 0.998** 0.991** 0.938** 0.968**
崩解值Breakdown 0.920** 0.988** 0.793 0.993**
最终粘度Final viscosity 0.983** 0.997** 0.857* 0.972**
回复值Consistence -0.897* -0.891* -0.996** -0.874*
消减值Setback -0.969** -0.996** -0.933** -0.995**
糊化温度Pasting temperature -0.821* -0.891* -0.964** -0.819*
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  Discussed   
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[2] 黄玉芳,叶优良,赵亚南,岳松华,白红波,汪洋. 施氮量对豫北冬小麦产量及子粒主要矿质元素含量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (5): 104 –108 .
[3] 李松,张世成,董云武,施德林,史云东. 基于SSR标记的云南腾冲水稻的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 15 –21 .
[4] 侯乾,王万兴,李广存,熊兴耀. 马铃薯连作障碍研究进展[J]. 作物杂志, 2019, (6): 1 –7 .
[5] 曹廷杰,张玉娥,胡卫国,杨剑,赵虹,王西成,周艳杰,赵群友,李会群. 黄淮南片麦区新育成品种(系)中3个矮秆基因分子标记检测及其与农艺性状的关系[J]. 作物杂志, 2019, (6): 14 –19 .
[6] 张婷,逯腊虎,杨斌,袁凯,张伟,史晓芳. 黄淮麦区4省小麦种质农艺性状的比较分析[J]. 作物杂志, 2019, (6): 20 –26 .
[7] 王永行,单飞彪,闫文芝,杜瑞霞,杨钦方,刘春晖,白立华. 基于向日葵DUS测试的遗传多样性分析及代码分级[J]. 作物杂志, 2019, (5): 22 –27 .
[8] 师赵康,赵泽群,张远航,徐世英,王宁,王伟杰,程皓,邢国芳,冯万军. 玉米自交系幼苗生物量积累及根系形态对两种氮素水平的反应及聚类分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 28 –36 .
[9] 张中伟,杨海龙,付俊,谢文锦,丰光. 玉米粒长性状主基因+多基因遗传分析[J]. 作物杂志, 2019, (5): 37 –40 .
[10] 张永芳,钱肖娜,王润梅,史鹏清,杨荣. 不同大豆材料的抗旱性鉴定及耐旱品种筛选[J]. 作物杂志, 2019, (5): 41 –45 .