硅肥对高温逆境下稻米品质的影响

刘奇华 周学标 孙召文 赵庆雷 信彩云 王瑜 陈峰 马加清

摘要：为了探明硅肥对高温逆境下稻米品质的调控效应，本试验以常规粳稻品种圣稻19为试材，就施硅对高温逆境下水稻糙米率、食味品质及营养品质的影响进行了研究。结果表明，施硅降低了高温逆境下的水稻糙米率，不利于稻米食味品质的改善，提高了稻米营养品质。因此，单纯施用硅肥不能有效改善高温逆境对稻米品质的负面影响，生产中应运用综合栽培技术改善高温逆境下的稻米品质。

关键词：硅肥；高温；稻米；品质

中图分类号：S511.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）02-0105-03

Abstract In order to ascertain the effect of silicon fertilizer on rice grain quality under high temperature stress， a field experiment was conducted to research the brown rice rate， eating and cooking quality and nutritional quality under high temperature stress with Shengdao 19 as material. The results indicate that under high temperature stress， the application of silicon fertilizer significantly decreased the brown rice rate and was not beneficial to the improvement of eating and cooking quality， but markedly increased the nutritional quality. As a sequence， in rice production， comprehensive cultivation technologies should be adopted to improve rice grain quality under high temperature stress rather than only depending on silicon fertilizer.

Keywords Silicon fertilizer； High temperature；Rice；Quality

高溫是限制优质米生产的重要环境胁迫因子。高温可导致稻米垩白率提高，整精米率下降，食味品质变劣[1-3]。因此，如何通过栽培措施缓解高温胁迫效应已成为目前研究的焦点。段骅等[4]研究表明，高温下采用轻干湿交替灌溉方式可有效改善稻米品质。曹云英[5]研究指出，选用耐热品种，适当增施穗肥及调整氮肥施用时期，均可缓解高温对稻米品质的负面影响效应。此外，喷施外源ABA或液体硅肥也能提高水稻抗高温能力[6]。众多研究表明，硅是提高水稻抗逆性的重要元素，在水稻抗高温、耐旱、抗病、抗倒伏等方面发挥了重要调控作用[7-9]。施硅能显著增加高温下水稻干物质生产率和结实率，减少产量损失[7]；自然温度下施硅有利于稻米品质的提高[10]。然而，关于施硅对高温逆境下稻米品质的调控效应还鲜见报道。因此，我们开展了孕穗期施硅对抽穗灌浆期高温下稻米品质影响的研究，以期为水稻生产提供技术参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2014年在山东省水稻研究所试验基地进行。供试材料为常规粳稻品种圣稻19。使用久保田SPU68C高速插秧机进行插秧。行株距为30 cm×15 cm，每穴4～5苗。

1.2 试验设计

采用随机区组试验设计，设置3个处理，即高温不施硅处理（A）、高温施硅处理（B）、对照（C，不施硅不进行高温处理），每个处理重复3次。小区面积20 m2。孕穗期将液体硅肥（单硅酸含量80%）稀释300倍液进行叶面喷施，每隔5天喷施1次，共喷施3次。高温处理时期为抽穗灌浆期。按照Kobata等[11]的方法进行高温处理，并略作修改。

1.3 稻米品质测定

水稻成熟后收获，晒干、脱壳、去糙，挑选整精米进行品质测定。按照优质稻谷国家标准（GB/T 17891—1999）测定糙米率与直链淀粉含量。使用BUCHI全自动凯氏定氮仪测定稻米蛋白质含量，换算系数5.95。使用氨基酸全自动分析仪测定稻米氨基酸含量。

1.4 数据分析

使用SPSS 16.0统计软件进行方差分析，使用SigmaPlot软件做图。

2 结果与分析

2.1 施硅对高温逆境下稻米出糙率及食味品质的影响

由图1可知，与高温不施硅处理相比，高温施硅处理下水稻糙米率降低1.69%，差异显著，高温处理与对照差异不显著。由此表明，施硅对高温逆境下水稻出糙率无正向调控作用。

直链淀粉含量是衡量稻米食味品质的重要指标之一。由图2可知，高温显著提高了稻米直链淀粉含量，与高温不施硅相比，高温施硅处理下稻米直链淀粉含量显著增加12.68%。由此表明，施硅对高温条件下稻米食味品质无明显改善作用。

2.2 施硅对高温逆境下稻米营养品质的影响

由图3可以看出，与高温不施硅相比，高温施硅处理下稻米蛋白质含量提高1.05%， 表明施硅有益于高温下稻米营养品质的提高。

表1列出三个试验处理下的稻米非必需氨基酸含量情况，可以看出，与高温不施硅相比，高温施硅条件下稻米天冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸、组氨酸含量提高12.79%、4.12%、13.64%、8.70%，丙氨酸下降5.63%，差异显著，其余氨基酸含量无显著变化。

必需氨基酸人体无法合成，必须从食物中摄取，因此稻米中必需氨基酸含量的高低对人体健康具有重要意义。由表2可知，与高温不施硅比较，高温施硅处理下稻米蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸含量显著增加47.37%、6.98%、2.87%、9.52%、4.55%，缬氨酸与苏氨酸含量无显著变化。

3 讨论与结论

高温对水稻产量及品质形成的影响已有较多报道，这些研究已从农艺生理学角度阐明其影响效应与机理[12-14]。同时，这些研究结果也为水稻耐高温调控技术的研究提供了理论依据。针对耐高温调控技术也已开展大量研究[4，5，15]。目前相对成熟的栽培调控技术主要包括：①选择种植耐高温品种；②适当调整播种期，使水稻扬花期避开高温天气；③增施有机肥、氮磷钾肥合理配施尤其是适当增施磷钾肥，可提高水稻的抗高温能力。④水稻孕穗扬花期在田间建立深水层，日灌夜排，降低水稻穗层温度，改善田间小气候，增强抗高温能力。

硅是调节水稻良好生长的有益元素。自然温度下，硅对水稻产量形成的正向调控作用已有诸多研究[7，16]。已有研究表明，施硅能显著增加高温逆境下水稻花药开裂率和柱头授粉量，从而提高结实率，有效降低产量损失[17]。本研究表明，施硅能提高高温下稻米营养品质，对食味品质无改善作用，不利于食味的提高；施硅降低了高温下的稻米出糙率，这可能与施硅后引起籽粒千粒重降低有关[7]。因此认为，单施硅肥还不能有效改善高温逆境下稻米的加工品质和食味品质，生产中还需配合其它栽培技术缓解高温对稻米品质的负面影响。

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