花青素是一种强效自由基清除剂,具有抗氧化、抗衰老、预防心脑血管疾病、护肝、抗癌等多种生理功能。γ-氨基丁酸(GABA)是一种功能性的非蛋白质氨基酸,在高等动物体内作为神经抑制性递质或递质前体,参与神经活动,具有降血压、降血脂等功效;人体中GABA的自身合成能力随着年龄的增长而逐渐下降,需要从食物中补充。一般稻米中均含有GABA,但含量很低。通过生物强化提高稻米花青素和GABA含量,对于保障以稻米为主食的人群健康具有重要作用。本试验通过研究氮、磷、钾不同施肥水平和施肥模式对新培育的有色稻米品种冈特优37产量和稻米品质的影响,初步确定其适宜的施肥水平及施肥模式。在此基础上,在相同栽培条件下比较了13个不同稻米花青素含量品种(系)的生长发育、产量和品质差异,探讨了不同种植地点和不同种植年份对水稻产量和稻米花青素、GABA等营养成分的影响。研究结果对于指导特种保健稻的开发应用具有一定意义,并为进一步筛选高花青素强化品种奠定了基础。主要研究结果如下:1.在13个高花青素稻米品种(系)中,1509、华16、1505、1514的产量较高,华16与华17的生育期较其他品种短。在稻米营养成分中,华16、1510、1506总淀粉、粗蛋白、粗脂肪含量适中,华16、华17、1514的花青素含量较高,1505、华16、1506的GABA含量较高,但1505、1506、1513三个品种在结实期发生穗颈瘟,因此初步确定华16为高产优质品种(系)。2.施氮对冈特优37产量影响显著,适宜施肥模式可提高穗粒数、单位面积有效穗数和结实率,而施钾模式对籽粒产量及其构成影响不显著。在钾肥全部作基肥一次性施用的条件下,氮肥10%作分蘖肥、30%作保花肥处理的产量较高;而在钾肥60%作基肥、40%作保花肥分两次施用的条件下,氮肥20%作分蘖肥、20%作保花肥处理产量较高。施肥模式对稻米淀粉、直链淀粉、支链淀粉和花青素含量影响不显著,但是显著影响稻米的可溶性糖、粗蛋白、游离氨基酸、谷氨酸和GABA含量。在钾肥全部作基肥的条件下,较低的氮肥作保花肥可增加稻米可溶性糖含量,而在钾肥60%作基肥、40%作保花肥分两次施用时,较低的氮肥作保花肥会降低稻米的可溶性糖含量。适量的氮肥作保花肥有利于提高稻米粗蛋白和游离氨基酸的含量;除对照处理外,在两种施钾模式下均以氮肥30%作分蘖肥、10%作保花肥时稻米GABA含量最高,但与钾肥全部作基肥,氮肥10%作分蘖肥、30%作保花肥处理无显著差异。综合考虑,以钾肥全部作基肥,氮肥10%作分蘖肥、30%作保花肥的施肥模式比较有利于提高冈特优37产量和稻米营养品质。3.在本研究的施肥量范围内,增施氮肥可以提高冈特优37稻米中可溶性糖和磷钾含量,降低总淀粉、直链淀粉、支链淀粉和花青素含量;增加磷肥施用量可提高稻米总淀粉、支链淀粉和钾含量,降低游离氨基酸含量;适当增加钾肥施用量可以提高稻米直链淀粉、可溶性糖含量,降低支链淀粉、花青素含量。综合产量与品质,在本试验条件下,冈特优37的适宜施肥量为:120 kg N/ha、105 kg P2O5/ha、157.5kg K2O/ha。4.不同地点、年份及种植方式对水稻产量和稻米主要营养成分含量影响较大,但影响程度与品种类型存在一定关系。2015年在监利和应城两地种植的冈特优37产量差异较小,但显著高于赤壁种植的产量;同年在监利种植的先恢207产量与赤壁差异较小,但在监利种植的华16产量显著高于赤壁种植的产量;2016年在监利和武汉两地种植的1509和1514两个品系均为监利种植的产量显著高于武汉种植的产量。总体来看,不同种植地点对稻米直链淀粉、可溶性糖、粗脂肪、游离氨基酸、花青素、谷氨酸和GABA含量影响较大,并且影响程度因品种而异。在监利同一地点种植,可能由于灌浆结实期高温的影响,2016年种植的稻米总淀粉、支链淀粉含量低于2015年种植的稻米,1509、1514和冈特优37的粗蛋白含量则高于2015年种植的稻米。在不同年份种植的稻米直链淀粉、可溶性糖、粗蛋白和游离氨基酸含量的变化,与品种类型存在一定关系。