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氮素是水稻籽粒发育过程中最重要的营养元素,对水稻增产和稻米品质改善具有重要作用。众所周知,强弱势粒灌浆特性差异较大,这意味着强弱势粒淀粉结构存在差异,而淀粉的精细结构对稻米品质的形成至关重。然而,强弱势粒淀粉精细结构与稻米品质的关系及其对氮肥水平的响应机制尚不十分明了。本文以江苏代表性粳稻品种南粳9108和宁粳7号为试验材料,通过设置4种氮肥水平,测定了强弱势粒灌浆特性、稻米品质、理化特性以及淀粉精细结构相关指标的差异,分析了淀粉精细结构在稻米食味品质形成中的作用及相互关系,为稳产优质粳稻的保优栽培提供理论支持。研究主要结果如下:1.2019年和2020年两品种产量均随着氮肥用量的增加呈先升后降的变化趋势,均在N3（270 kghm-2）处理时最高。两个品种过量施氮（N4,345kg hm-2）比适量施氮（N3）两年平均产量降低了 2.68%～6.31%。施氮处理显著提高了剑叶SPAD值和强、弱势粒中AGPase、SSS和SBE的酶活性,且剑叶SPAD值和强弱势粒中淀粉合成关键酶活性随施氮量的增加而逐渐提高。随着花后天数的增加,剑叶SPAD值和强势粒中淀粉合成关键酶活性逐渐降低,而弱势粒则先升高后降低,且在花后21 d酶活性最高。随着氮肥水平的提高,强弱势粒到达最大灌浆速率时间、活跃灌浆期逐渐增大,而最大灌浆速率、平均灌浆速率和生长势逐渐降低。与N3处理相比,过量施氮（N4）处理下水稻强势粒的TG.max和Gmax分别增加了 32.9%～39.8%和27.5%～29.4%,弱势粒的TGmax和Gmax分别增加了 36.7%～46.2%和42.7%～42.9%。强势粒起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率要高于弱势粒且更早到达最大灌浆速率,而灌浆活跃期则相反。此外,弱势粒在灌浆末期平均灌浆速率和淀粉合成关键酶活性较高。2.氮肥水平对粳稻强弱势粒稻米品质具有显著影响。随着氮肥水平的提高,粳稻强弱势粒的蒸煮食味品质变差,但可以提高加工品质、外观品质和营养品质,增施氮肥有利于增加强弱势粒的糙米率、精米率和整精米率,降低了垩白大小和垩白度,但过多氮肥用量反而使垩白增加,在N3处理时强弱势粒外观品质均最佳。其中,强势粒的加工外观品质优于弱势粒;较N3处理,N4处理下强势粒和弱势粒的垩白度分别增加24.1%～67.2%和17.9%～23.3%。随着施氮量的增加,强弱势粒直链淀粉含量逐渐降低,而蛋白质及其组分含量呈上升趋势。其中,弱势粒总蛋白及谷蛋白含量显著高于强势粒,而直链淀粉含量相反。食味品质指标除了硬度增加外,米饭外观、黏度、平衡值和食味值均呈下降趋势,尤其是弱势粒下降幅度大且食味品质差;整体来看,除垩白和食味值外,N3、N4处理间稻米品质差异不显著,表明过多施用氮肥并不有利于稻米品质的改善。3.增施氮肥导致强弱势粒淀粉粒发育不充实且形状不规则、表面有凹陷的淀粉粒增多,尤其是高氮处理下弱势粒淀粉颗粒的孔洞较多。随着氮肥水平的提高,强弱势粒淀粉小颗粒和中等颗粒含量呈逐渐上升,而大颗粒含量、体积和表面积加权平均直径呈下降趋势。强势粒小颗粒和中等颗粒含量高于弱势粒,而大颗粒含量、体积和表面积加权平均直径低于弱势粒。强弱势粒相对结晶度、膨胀势、溶解度、热焓值和糊化温度随着氮肥水平的增加逐渐增大,有序度和回升焓均呈下降趋势。强势粒的膨胀势、溶解度、有序度、回升焓和糊化温度高于弱势粒,而相对结晶度和热焓值低于弱势粒。随着氮肥水平的增加,糊化特性中峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度逐渐降低,消减值逐渐升高。N3和N4处理下,强势粒和弱势粒糊化特性相关指标具有显著性差异。较N3处理,N4处理下强势粒的峰值黏度、热浆黏度和崩解值分别降低6.1%～9.7%、4.4%～9.1%和2.1%～18.1%;弱势粒分别降低7.4%～12.5%、6.6%～16.4%和 4.1%～8.6%。此外,弱势粒理化特性指标对氮肥的响应程度高于强势粒。4.随着氮肥水平的提高,强、弱势粒直链淀粉长链（DP2001-10000）和支链淀粉的 fa（DP6-12）、fb1（DP13-24）和（fa+fb1）/（fb2+fb3）逐渐增加,直链淀粉短中链（DP100-2000）和支链淀粉的fb2、fb3和平均链长链逐渐降低。强势粒直链淀粉的短中链和支链淀粉的fb2、fb3含量和平均链长高于弱势粒,而直链淀粉长链、fa和fb1含量低于弱势粒。与N3处理相比,N4处理下强势粒直链淀粉短链、支链淀粉fb2、fb3比例分别降低6.1%～6.5%、1.0%～2.2%和5.4%～11.8%;弱势粒分别低15.2%～20.6%、1.3%～4.0%和11.9%～14.6%。施氮量对脱分支淀粉SEC分子结构特征影响显著,增施氮肥降低了强弱势粒的 Rh、XAM2、HAP2/AP1、HAM1/AP1和HAM2/AP1。强势粒的 HAP2/AP1、HAM1/AP1、HAM2/AP1和Rh大于弱势粒,而Rh和XAM2低于弱势粒。与N3处理相比,N4处理下强势粒的Rh和XAM2分别低4.1%～4.4%和6.6%～21.5%;弱势粒分别低5.2%～9.8%和 7.9%～12.9%。此外,直链淀粉长链（DP2001-10000）、支链淀粉 fb3、（fa+fb1）/（fb2+fb3）和HAM1/AP1对氮肥响应程度大。与强势粒相比,弱势粒淀粉精细结构受氮肥影响程度更大。综上所述,适量减氮（N2,195kg Nhm-2）处理的产量略低,但稻米品质较优;适量施氮处理的（N3,270kgNhm-2）产量最高,但稻米品质略差;过量施氮（N4,345kg N hm-2）处理的品质均较差。总之,高产和优质难以协调,但适量减氮可以通过改善强弱势粒淀粉精细结构和理化特性,从而提高稻米品质。因此,生产上优化施氮可以更倾向于调节弱势粒淀粉精细结构和理化特性来提高稻米品质,从而达到优质稳产的目的。