基于籽粒灌浆速率差异的软质粳稻穗氮调控对稻米品质的影响机制研究

《Frontiers in Agronomy》:Regulating panicle nitrogen fertilizers for qualities of rice with different grain filling rate in China

【字体: 时间:2026年01月26日 来源:Frontiers in Agronomy 4.1

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  本研究通过大田试验探讨了不同穗氮水平对快(宁香粳9号)慢(宁粳8号)灌浆速率软质粳稻品质的调控机制。研究发现籽粒灌浆参数与外观品质(垩白率、垩白度)呈显著负相关,穗氮增加会显著改变加工品质(精米率、整精米率)和食味值,且品种间响应存在差异。研究为基于灌浆特性制定差异化穗氮管理策略提供了理论依据。

  
穗氮调控对不同灌浆速率水稻品质的影响机制
引言
中国作为全球最大的水稻生产与消费国,稻米品质提升已成为产业发展的核心需求。穗氮肥作为调节水稻品质的关键农艺措施,其与籽粒灌浆过程的互作机制尚不明确。本研究选取灌浆速率差异显著的软质粳稻品种(宁香粳9号,N9,快灌浆;宁粳8号,N8,慢灌浆),通过设置4个穗氮水平(0、60、120、180 kg ha?1),系统解析穗氮对稻米外观、加工、营养及食味品质的调控规律。
材料与方法
试验于202年在江苏溧水(低肥力土壤)和姜堰(高肥力土壤)两点进行。采用裂区设计,测定籽粒灌浆参数(最大灌浆速率GRmax、平均灌浆速率GRmean、活跃灌浆期D等)、品质指标(垩白度、整精米率、蛋白质含量PC、直链淀粉含量、食味值及RVA谱特征)。
结果
外观品质方面,穗氮增加显著提升两个品种的垩白率和垩白度,但N9的增幅(N180处理下垩白率+46.5%,垩白度+85.5%)远高于N8(+15.9%,+12.7%)。灌浆参数GRmax、GRmean与垩白指标呈极显著负相关(P<0.01)。
加工品质表现受环境调控:在低肥力溧水点,穗氮提升使N9整精米率增加18.0%,显著高于N8(+3.1%);而在高肥力姜堰点,N9整精米率降幅(-2.0%)小于N8(-5.2%)。
营养品质中,蛋白质含量随穗氮增加而上升,两品种趋势一致;直链淀粉含量响应因环境而异。
食味品质方面,穗氮增加导致食味值下降,但慢灌浆品种N8的降幅(N180处理下姜堰点-33.1%)显著大于N9(-24.2%)。RVA谱显示,穗氮降低峰值粘度(PV)、崩解值(BD),且N8的降幅大于N9。
籽粒灌浆参数分析表明,穗氮延长灌浆期(D)并降低GRmax、GRmean,其中N8的GRmax在N180下降低37.8%,显著高于N9(20.5%)。相关性分析证实GRmax、GRmean与食味值、PV、BD呈正相关,与硬度负相关。
讨论与结论
穗氮通过调控灌浆进程影响品质形成:快灌浆品种(N9)在外观品质上对氮肥更敏感,而慢灌浆品种(N8)的食味品质易受高氮抑制。土壤环境通过调节氮肥利用效率进一步放大品种差异。本研究提出,基于品种灌浆特性制定差异化穗氮管理策略(如高肥力田块控氮、低肥力田块补氮),是实现优质稻米生产的关键途径。未来需结合多生态点验证,建立灌浆-品质预测模型以优化氮肥精准施用。
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