肖丹丹 李 军 邓先亮 卫平洋 唐 健 韦还和 陈英龙 戴其根

(扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏 扬州 225009)

江苏省沿海滩涂资源丰富，滩涂面积占全国滩涂面积的三分之一以上，且均处在气候温和、光照充足、雨量充沛、无霜期较长的地区，非常适合农作物生长[1-4]，是江苏省最重要的后备土地资源。 近年来，大力开发利用盐海滩涂发展水稻生产已成为生产和研究的热点。 水稻(Oryza sativaL.)是一种对盐胁迫中度敏感的作物，盐碱地种植水稻不仅可以扩大粮食生产面积，还可以改良盐碱地，对保障国家粮食安全具有重要意义[5]。 前人关于水稻对盐胁迫的响应研究多集中在水稻种子萌发、幼苗生长发育、光合物质生产与积累、产量构成因素等方面[6-9]。 郑崇珂等[10]研究表明，当盐浓度超过15 g·L-1时，水稻的发芽率、发芽势、根长等指标显著降低；吕学莲等[11]和袁驰等[12]研究表明，盐处理下水稻幼苗可溶性糖、丙二醛和脯氨酸含量均有所增加；也有研究表明，盐胁迫降低了水稻叶片的光合速率和光化学效率[13-15]；此外，盐胁迫也可通过降低水稻生物积累量、穗粒数、千粒重、结实率等产量构成因素，降低水稻产量[16-20]。 有关盐胁迫对稻米品质的影响，也有少量报道，但由于试验处理与参试品种不同，稻米品质对盐胁迫响应的研究结果并不一致，如罗成科等[18]认为0.10%盐浓度有利于稻米品质的形成，翟彩娇等[21]发现随着盐浓度增强，稻米食味值呈Ⅴ字型变化，而宋双等[22]研究表明当土壤含盐量达0.3%时，稻米的品质最好。 前人试验设计多采用一次性加盐的盆栽处理，这与沿海滩涂水稻生产实际中采用微咸水灌溉模式有一定差异。 为此，本研究以江苏省沿海滩涂大面积种植的水稻品种南粳9108 和盐稻12 号为试验材料，采用土培设施于水稻全生育期进行微咸水灌溉，研究盐胁迫对稻米品质形成的影响及其机理，以期为沿海滩涂水稻高产与品质调优栽培提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

试验于2018年在扬州大学农学院试验农场土培池进行。 每个土培池长3.5 m、宽1.4 m，含土壤1.9 m3。 以江苏省具有代表性的高产水稻品种，南粳9108和耐盐品种盐稻12 号为参试材料南粳9108 由江苏省农业科学院提供，盐稻12 号由江苏沿海地区农业科学研究所提供。 2 个参试品种均为迟熟中粳稻，南粳9108 全生育期153 d，盐稻12 号全生育期156 d。 灌溉盐水所用盐为浙江蓝海星盐制品厂生产的Q/ZLY型速溶海水晶，其产品中离子检验结果如表1 所示。

1.2 试验设计

设置7 个盐浓度梯度，即0% (CK)、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%，2 个重复，根据水与盐的质量比，称取相应的盐溶于水制成盐水用于代替淡水灌溉水稻至收获。 每天利用FG3 便携式电导率仪(瑞士梅特勒-托利多公司)实时监测水层盐浓度，及时调节因蒸发等改变的水层盐浓度。 若水层盐浓度无较大变化，可适当延长水层盐浓度的调节时间。采用机插软盘育秧，6月1 日播种，6月27 日移栽，栽插行株距25 cm × 12 cm，每穴4 苗。 每个土培池右半部种植南粳9108，左半部种植盐稻12 号(图1)。 纯氮用量300 kg·hm-2，按基肥∶蘖肥∶穗粒肥=3 ∶3 ∶4；N ∶P2O5∶K2O=2 ∶1 ∶2，磷肥作基肥一次性施用，钾肥50%作基肥施用、50%作穗肥施用。 秧苗移栽后采用湿润灌溉为主；群体达到目标穗数的80%时搁田，控制无效分蘖发生；灌浆结实期间歇灌溉，干湿交替，收割前7 d 断水搁田。 按常规高产栽培要求防治病虫。

表1 浙江蓝海星盐制品厂生产的Q/ZLY 型速溶海水晶各离子检验结果Table 1 Test results of various ions of Q/ZLY instant sea crystal produced by Zhejiang Lanhaixing Salt Products Factory

图1 南粳9108 和盐稻12 号的种植分布Fig.1 Planting distribution of Nanjing 9108 and Yandao 12

1.3 测定项目与方法

1.3.1 碾磨品质和外观品质 将水稻收获脱粒、晒干，室内贮藏3 个月后，参照优质稻谷标准GB/T 17891-2017[23]测定糙米率、精米率、整精米率、长宽比、垩白粒率、垩白度。

1.3.2 米粉蛋白质 采用KjeltecTM8400 凯氏定氮仪(丹麦福斯公司)测得米粉中全氮含量，根据水稻全氮量与蛋白质之间的换算系数5.95，计算米粉中蛋白质含量。

1.3.3 稻米淀粉黏滞特性(RVA 谱特征值) 采用Super 3 型RVA(rapid viscosity analyzer，澳大 利亚Newport Scientific 仪器公司)快速测定淀粉谱黏滞特性，用TCW(Thermal Cycle for Windows)配套软件进行分析。 按照美国谷物化学家协会(AACC)规程(1995-61-02)[24]，当米粉含水量为12%时，样品量为3.00 g，加蒸馏水为25.00 g。 在搅拌过程中，罐内温度变化:50℃保持1 min，然后以11.84℃·min-1的速度升至95℃并保持2.5 min，再以11.84℃·min-1的速度降至50℃并保持1.4 min。 搅拌器的转动速度在起始10 s内为960 r·min-1，之后保持在160 r·min-1。 RVA 谱特征值包括峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值(峰值黏度-热浆黏度)、消减值(最终黏度-峰值黏度)、回复值(最终黏度-热浆黏度)和起始糊化温度。

1.3.4 米饭食味值 采用STA1A 米饭食味计(日本佐竹公司)自动测定米饭的外观、硬度、黏度、平衡度和食味值。

1.3.5 直链淀粉含量 采用碘蓝比色法测定稻米直链淀粉含量。 利用722N 型可见分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司)在720 nm 波长处测得已知直链淀粉含量的标准样品(其直链淀粉含量预先经GB/T 15683-2008[25]大米直链淀粉含量的测定中的方法准确测定)的吸光度值，以吸光度值为横坐标，直链淀粉含量为纵坐标，制作标准曲线。 然后根据待测样品的吸光度值和标准曲线确定其直链淀粉含量。

1.3.6 胶稠度 参照GB 1350-2009 稻谷[26]，采用米胶延伸法测定胶稠度。

1.4 数据处理与统计分析

采用Microsoft Excel 2013 进行数据整理，用SPSS 19.0 软件进行方差分析，采用LSD 法进行数据间的多重比较。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对稻米碾磨品质的影响

稻米的碾磨品质主要包括糙米率、精米率和整精米率。 由表2 可知，南粳9108 和盐稻12 号的糙米率、精米率和整精米率均随着盐浓度的增加表现为先增加后降低的趋势，当盐浓度为0.15%时精米率最高。 此外，盐稻12 号的糙米率、精米率和整精米率在0.35%盐浓度下显著高于南粳9108，且盐稻12 号精米率和整精米率总体上也高于南粳9108。

表2 不同盐浓度对水稻碾磨品质的影响Table 2 Effects of different salt concentrations on milling quality of rice /%

2.2 盐胁迫对稻米外观品质的影响

由表3 可知，南粳9108 稻米的长/宽均值随着盐浓度的增加而增加，其长均值和宽均值均随着盐浓度的增加呈先增加后降低的趋势，表明随着盐浓度的增加稻米的粒型变细变短。 盐稻12 号稻米的长/宽均值随着盐浓度的增加先降低后增加，长均值随着盐浓度的增加整体呈降低趋势，宽均值随着盐浓度的增加先增后降。 南粳9108 和盐稻12 号的垩白粒率和垩白度均随着盐浓度的增加呈降低趋势，且南粳9108 的垩白粒率高于盐稻12 号。 说明盐胁迫对稻米的外观品质有改善作用。

表3 不同盐浓度对稻米外观品质的影响Table 3 Effects of different salt concentrations on appearance quality of rice

2.3 盐胁迫对稻米蒸煮食味品质的影响

由表4 可知，南粳9108 和盐稻12 号的米饭外观、黏度、平衡度和食味值均随着盐浓度的增加呈先增加后降低的趋势，但处理间差异较小；硬度则随着盐浓度的增加而增加。 表明高盐浓度会降低稻米蒸煮食味品质。

随着盐浓度的增加，南粳9108 和盐稻12 号稻米中的直链淀粉含量呈先降低后增加的趋势；蛋白质含量呈降低趋势，当盐浓度为0.35%时，稻米的粗蛋白质含量分别较CK 显著降低了1.29 和1.05 个百分点；胶稠度则呈先增加后降低的趋势，南粳9108 的长度大于盐稻12 号，说明南粳9108 蒸煮后要比盐稻12号更软。

表4 不同盐浓度对稻米蒸煮食味品质的影响Table 4 Effects of different salt concentrations on rice cooking and taste quality

2.4 盐胁迫对稻米淀粉黏滞特性的影响

由表5 可知，南粳9108 和盐稻12 号的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值和回复值均随着盐浓度的增加呈先增加后降低的趋势，表明低盐浓度对提高淀粉的黏度有促进作用。 南粳9108 和盐稻12 号的消减值随着盐浓度的增加呈增加趋势，且南粳9108 的消减值为负值，盐稻12 号的消减值为正值。

表5 不同盐浓度对稻米淀粉黏滞特性(RVA 谱)的影响Table 5 Effects of different salt concentrations on viscosity properties of rice starch (RVA)

2.5 盐浓度与稻米不同品质间的相关性

由表6 可知，不同品种稻米品质与盐浓度间的相关系数不同。 南粳9108 的精米率与盐浓度呈显著负相关，粗蛋白质含量、垩白度、崩解值和食味值与盐浓度呈极显著负相关，粗直链淀粉含量与盐浓度呈显著正相关，相关系数为0.821。 盐稻12 号的胶稠度、崩解值和食味值与盐浓度呈显著负相关，粗蛋白质含量和垩白度与盐浓度呈极显著负相关，直链淀粉含量与盐浓度相关性不显著，相关系数为0.701。

3 讨论

稻米的品质包括碾磨品质、外观品质、蒸煮食味品质、营养及卫生品质，品质的优劣不仅受品种遗传背景控制，还受气候、土壤等环境条件以及栽培因素的影响。 步金宝等[27]研究认为，盐碱胁迫对整精米率的影响最大，精米率次之，糙米率最小。 但也有研究认为盐浓度与糙米率呈显著负相关，与精米率、整精米率无显著相关性[20]。 Rao 等[28]测定了19 个耐盐、半耐盐和敏感基因型水稻在盐、碱逆境中籽粒的品质，认为水稻整精米率受盐胁迫的影响，而不受碱胁迫的影响。 本研究与上述研究结果基本一致，水稻的糙米率、精米率和整精米率在0.10%～0.15%盐浓度下高于CK，当盐浓度高于0.15%时，稻米碾磨品质则随着盐浓度的增加而降低，且由相关性分析可知，参试品种稻米的碾磨品质指标糙米率、精米率和整精米率均与盐浓度呈负相关，表明盐胁迫影响稻米碾磨品质。

外观品质是衡量稻米商品价值的重要依据。 有研究表明，在盐碱胁迫下，稻米的籽粒长/宽均值下降，垩白粒率、垩白度增加[20，29-30]。 本研究中，两品种稻米籽粒长/宽均值对盐分的响应不同。 随着盐浓度增加，南粳9108 的稻米籽粒长/宽均值增加，而盐稻12 号则呈“Ⅴ”型趋势。 这可能与两品种耐盐性不同有关。本研究结果表明，两品种的垩白粒率和垩白度与盐浓度呈负相关，这与上述前人研究结果相反，从垩白发生的机理与同化产物流径学分析，同化产物输入要横向经过背部突起的珠心组织进入胚乳，然后由胚乳传递到各处，因此，米粒越宽输导途径越长，障碍越大，充实

不良多形成垩白。 受盐胁迫影响，稻米籽粒变小变短，因此灌浆速度相比大籽粒要快；另外，可能受灌浆期天气影响，大籽粒内部物质发育不够充分，最终造成盐浓度越高，垩白粒率和垩白度越少。

表6 盐浓度与稻米不同品质间相关性分析Table 6 Correlation analysis between salt concentration and rice quality

稻米的蒸煮品质主要由淀粉的组成和性质决定。稻米直链淀粉的含量与米饭的硬度、黏度等密切相关，直链淀粉含量高，米饭硬，黏度小，外观和食味值低；相反，则米饭较软，黏度较大，外观和食味值高。 有研究证明，稻米淀粉黏滞特性与稻米的蒸煮食味品质密切相关[31-32]，一般情况下，口感较好的稻米RVA 谱往往具有较高的峰值黏度和崩解值以及较低的消减值[33]，而淀粉黏滞特性又与直链淀粉含量呈负相关[34-35]。且有研究表明低盐浓度处理下，稻米的RVA 谱特征值优于高盐浓度处理[36]。 本研究结果发现，在低盐浓度(0.10%～0.15%)下，稻米的直链淀粉含量低于CK，稻米淀粉黏滞特性总体高于CK，且米饭的外观、黏度、平衡度和食味值高于CK；而在高盐浓度(0.30% ～0.35%)下，与CK 相比，稻米直链淀粉含量有所提高，稻米淀粉黏滞特性总体明显降低，米饭黏度、外观与食味值也明显降低。 综上可知，低浓度盐水灌溉在一定程度上可以提高稻米的蒸煮食味品质，而高浓度盐则会使稻米的蒸煮食味品质明显变劣。

水稻蛋白质含量的高低及其质量的优劣也是评价水稻营养品质的核心指标[37]。 有研究表明，随着盐浓度增加，水稻的蛋白质含量显著增加[18-19]。 本研究结果与其相反，随着盐浓度的增加，南粳9108 和盐稻12号稻米粗蛋白质含量呈下降趋势，可能是由于试验设计以及参试品种的差异。 水稻籽粒中蛋白质合成来源主要是叶片等器官中氮素的利用与再运转[38]。 盐胁迫下，水稻植株发育迟缓且衰老加快，使得植株对氮素吸收与转运量下降，从而导致水稻籽粒中蛋白质含量减少。

4 结论

盐胁迫对稻米品质形成有显著影响。 与CK 相比，低盐浓度(0.10%～0.15%)下，稻米的碾磨品质提高，米饭的外观、黏度、平衡度和食味值总体上有所增加，稻米的胶稠度也有所提高，而蛋白质含量整体降低；在高盐浓度(0.20%～0.35%)下稻米品质明显变劣。 虽然稻米的外观品质随盐浓度的增加有所改善，但总体上表现为低浓度(0.10%～0.15%)盐水灌溉有利于稻米品质形成。