莫釗文，汪益磊，肖　楓，湯永堅，潘圣剛，段美洋，唐湘如(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣東廣州50642;2農(nóng)業(yè)部華南地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測實驗站，廣東廣州50642)

花后持續(xù)遮光15 d對香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響

莫釗文1，2，汪益磊1，肖楓1，湯永堅1，潘圣剛1，2，段美洋1，2，唐湘如1，2
(1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣東廣州510642;2農(nóng)業(yè)部華南地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測實驗站，廣東廣州510642)

摘要:【目的】探明花后持續(xù)遮光15 d對香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣特征物質(zhì)2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)的影響.【方法】以常規(guī)香稻品種玉香油占和農(nóng)香18為材料，進行大田對比試驗，設(shè)置花后持續(xù)遮光15 d處理和正常光照處理，測定了香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量等指標(biāo).【結(jié)果和結(jié)論】與正常光照處理相比，花后持續(xù)遮光15 d顯著提高了籽粒2-AP含量和蛋白質(zhì)含量，但千粒質(zhì)量、結(jié)實率和產(chǎn)量以及整精米率均顯著降低.花后持續(xù)遮光15 d可以提高香稻香氣但會降低產(chǎn)量，對稻米其他品質(zhì)性狀的影響因品種而異.

關(guān)鍵詞:花后持續(xù)遮光15 d;香稻;產(chǎn)量;米質(zhì);香氣

莫釗文，汪益磊，肖楓，等.花后持續(xù)遮光15 d對香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，36(3) : 45-48.

優(yōu)先出版時間:2015-04-14

優(yōu)先出版網(wǎng)址: http: / /www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20150414.0927.005.html

香稻是水稻Oryza sativa L.中的珍品，具有獨特香味和優(yōu)良品質(zhì).盡管香米的銷售價格比常規(guī)優(yōu)質(zhì)米高，世界香米的消費量仍在逐年增長.引起了世界各稻米生產(chǎn)國科研人員對香米研究的高度重視［1］.如何在提高產(chǎn)量的同時增加香稻香氣的含量是科研人員所面臨的問題.研究表明栽培管理技術(shù)手段能提高2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量，如鋅、鐵、鑭肥基施或噴施處理均不同程度地提高了香稻糙米的香氣含量、香米的品質(zhì)和香稻產(chǎn)量［2］;在香稻生育期間進行干旱脅迫也能夠提高香氣2-AP的含量［3］;對水稻的不同生育階段進行遮陰，結(jié)果表明，灌漿結(jié)實期遮陰對產(chǎn)量影響最大［4］.遮光對水稻產(chǎn)量和物質(zhì)積累的影響研究報道較多，但灌漿前期(水稻揚花后)遮光處理對香稻產(chǎn)量的影響，特別是對香稻香氣物質(zhì)(2-AP)的影響研究鮮見報道.本研究選用2個香稻品種，通過設(shè)置花后持續(xù)遮光15 d處理和正常光照處理，分析了花后持續(xù)遮光15 d對香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響，為香稻增香、高產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1材料和試驗地狀況

以常規(guī)香稻品種玉香油占和農(nóng)香18為材料.試驗于2013年在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場進行，水稻田土壤性質(zhì)如下:有機質(zhì)25.650 g·kg－1、全氮1.362 g·kg－1、全磷0.958 g·kg－1、全鉀17.520 mg·kg－1，土壤pH 4.88.

1.2試驗設(shè)計

采用裂區(qū)設(shè)計，設(shè)置品種和光照處理2個因素，品種為主區(qū)，光照處理為副區(qū).水稻于7月15日播種，8月5日移栽，2苗移栽，種植密度為20 cm×20 cm，小區(qū)面積為16 m2，3次重復(fù).水稻揚花后(10月3—18 日)于距水稻冠層35 cm處遮蓋雙層黑色遮光網(wǎng)(透光率為11.5%)持續(xù)遮光15 d，以正常光照作為對照處理(CK).施用水稻專用肥1 500 kg·hm－2(N、P2O5、K2O、有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)分別為12.5%、6.0%、10.0%、15.0%)，其中基肥為900 kg·hm－2、蘗肥為600 kg·hm－2，各處理的其余栽培技術(shù)措施均一致.

1.3測定指標(biāo)和方法

1.3.1產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測定于水稻成熟期(11 月5日)收割1 m2的水稻，曬干測定產(chǎn)量，3次重復(fù).每小區(qū)調(diào)查30穴水稻，記錄有效穗數(shù)，3次重復(fù).根據(jù)調(diào)查所得的平均有效穗數(shù)，隨機選取代表性植株5蔸進行每穗總粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量測定.

1.3.2水稻稻米品質(zhì)糙米率采用機械礱谷機進行測定.精米率和整精米率采用浙江臺州市檢驗?zāi)朊讬CJNMJ3型進行測定.采用Infratec1241grain analyzer(FOSS-TECATOR)測定稻米直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量和堿消值.

1.3.3籽粒香氣測定籽粒香氣(2-AP)的測定參考李艷紅等［5］的方法，使用GC-MS QP2010 Plus型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進行測定.

1.3.4植株干質(zhì)量參照吳桂成等［6］的測定方法.于成熟期根據(jù)平均莖蘗數(shù)選取代表性植株5蔸，把莖鞘、葉片和穗分開，105℃殺青30 min后轉(zhuǎn)至80℃烘干至恒質(zhì)量后稱質(zhì)量.

1.3.5植株全氮和籽粒脯氨酸含量的測定植株(包括莖鞘、葉片和穗)的全氮含量參照魯如坤［7］的方法;籽粒脯氨酸含量的測定參考黃忠林等［8］的方法.1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2003和Statistix 8.0數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)輸入和統(tǒng)計分析.

2　結(jié)果與分析

表1的結(jié)果表明，與正常光照相比，花后持續(xù)遮光15 d處理極顯著降低了香稻的總干質(zhì)量、千粒質(zhì)量、結(jié)實率和產(chǎn)量，分別顯著降低了27.93% ～33.13%、6.12%～10.96%、28.54%～31.11% 和47.01%～57.28%.花后持續(xù)遮光15 d處理農(nóng)香18的有效穗數(shù)降低了20.18%，達顯著水平.光照處理對每穗總粒數(shù)無顯著影響.品種與光照處理的互作僅顯著影響水稻的千粒質(zhì)量，對其余性狀的影響不明顯.

表1　花后持續(xù)遮光15 d處理對香稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響1)Tab.1 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on yield and its components of aroma rice

表2的結(jié)果表明，對于玉香油占，與正常光照相比，花后持續(xù)遮光15 d處理顯著提高了糙米率、稻米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量，顯著降低了稻米整精米率.對于農(nóng)香18，與正常光照處理相比花后持續(xù)遮光15 d處理顯著降低了稻米碾磨品質(zhì)，顯著提高了稻米蛋白質(zhì)含量.品種與光照處理交互作用下，香稻的糙米率、精米率、整精米率及蛋白質(zhì)含量呈極顯著差異.

表2　花后持續(xù)遮光15 d處理對香稻稻米品質(zhì)的影響1)Tab.2 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on aromatic rice quality

表3的結(jié)果表明，與正常光照相比，花后持續(xù)遮光15 d處理顯著提高籽粒全氮含量和2-AP含量，分別顯著提高了45.43%～78.93%和41.68%～79.99%.花后持續(xù)遮光15 d顯著降低玉香油占籽粒脯氨酸含量.花后持續(xù)遮光15 d處理對其他指標(biāo)影響不顯著.品種與光照處理交互作用顯著影響籽粒脯氨酸含量，對其余指標(biāo)影響不顯著.

表3　花后持續(xù)遮光15 d處理對籽粒全氮、脯氨酸和2-AP含量的影響1)Tab.3 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on total nitrogen，proline and 2-AP contents of aromatic rice

3　討論與結(jié)論

本研究表明，花后持續(xù)遮光15 d處理影響香稻有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實率和千粒質(zhì)量，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降，與前人的研究一致［9-10］.李林等［11-12］研究認為，灌漿期遮光使開花授粉和谷粒的充實嚴重受損，每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均急劇下降，產(chǎn)量下降幅度最大.在灌漿期遮光主要影響水稻葉片的光合作用［13］，使同化物產(chǎn)量降低從而使水稻千粒質(zhì)量明顯下降［14］.

本研究表明，花后持續(xù)遮光15 d處理提高稻米蛋白質(zhì)含量，降低整精米率，與袁繼超等［15］認為弱光可顯著提高強勢粒的整精米率有不盡相同之處，可能是由于研究材料、遮光生育時期、遮光程度等不同引起的.前人研究認為，水稻在生育后期尤其是灌漿結(jié)實期遇到弱光逆境時糙米率顯著降低，嚴重影響稻米的加工品質(zhì)［16］.稻米蛋白質(zhì)含量是衡量稻米營養(yǎng)品質(zhì)的主要指標(biāo)，任萬軍等［17］研究證實隨光強的降低稻米的蛋白質(zhì)含量極顯著增加.

Buttery等［18］和Suprasanna等［19］發(fā)現(xiàn)脯氨酸是形成2-AP的前體物質(zhì).本試驗條件下，花后持續(xù)遮光15 d處理玉香油占籽粒脯氨酸含量顯著降低，對農(nóng)香18籽粒脯氨酸含量無顯著影響.本試驗沒有對葉片的脯氨酸含量進行測定，無法了解脯氨酸轉(zhuǎn)移情況，因此無法通過脯氨酸的代謝來探討遮光對2-AP形成和代謝的影響，這是今后需進一步研究之處.黃淑貞［20］研究了湖南香稻產(chǎn)地土壤特性，結(jié)果表明香稻產(chǎn)地土壤的全氮、堿解氮都明顯高于非產(chǎn)地.本研究發(fā)現(xiàn)，花后持續(xù)遮光15 d處理后香稻籽粒全氮含量和2-AP含量均顯著高于正常光照處理的，因此，可以認為遮光處理有利于氮的吸收和利用，進而有利于2-AP的積累.

綜上所述，花后持續(xù)遮光15 d處理可以顯著提高香稻香氣2-AP和蛋白質(zhì)含量，降低香稻的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素(除有效穗數(shù)外)，對稻米其他品質(zhì)性狀的影響因品種而異.這為弱光下香稻穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和濃香栽培提供指導(dǎo)，光照對2-AP影響的生理機制將在我們后續(xù)研究工作中進行進一步的研究。

參考文獻:

［1］游晴如，黃庭旭.稻米香味的研究與育種利用［J］.福建稻麥科技，2003，20(3) : 30-33.

［2］唐湘如，吳密.施用鋅、鐵、鑭肥對香稻糙米香氣和劍葉脯氨酸含量的影響［J］.雜交水稻，2006，21(6) : 69-72.

［3］應(yīng)興華，徐霞，歐陽由男，等.香稻品種2-乙酰-1-吡咯啉多樣性及籽粒分布特征的研究［J］.核農(nóng)學(xué)報，2011，25(1) : 71-74.

［4］鄧飛，王麗，姚雄，等.不同生育階段遮蔭對水稻籽粒充實和產(chǎn)量的影響［J］.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，27 (3) : 265-269.

［5］李艷紅，唐湘如，潘圣剛，等.分蘗期水氮互作對香稻香氣、產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響［J］.華北農(nóng)學(xué)報，2014， 29(1) : 159-164.

［6］吳桂成，張洪程，戴其根，等.南方粳型超級稻物質(zhì)生產(chǎn)積累及超高產(chǎn)特征的研究［J］.作物學(xué)報，2010，36 (11) : 1921-1930.

［7］魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析法［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

［8］黃忠林，唐湘如，王玉良，等.增香栽培對香稻香氣和產(chǎn)量的影響及其相關(guān)生理機制［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45(6) : 1054-1065.

［9］蔡昆爭，駱世明.不同生育時期遮陰對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1999，10(2) : 193-196.

［10］王玉夫，張洪程，趙新華，等.溫光對水稻籽粒充實度的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，34(4) : 396-402.

［11］李林，張更生，陳華.陰害影響水稻產(chǎn)量的機制及其調(diào)控技術(shù):Ⅰ:水稻分蘗期間模擬陰害對產(chǎn)量形成的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，1994，15(2) : 28-32.

［12］李林，張更生.陰害影響水稻產(chǎn)量的機制及其調(diào)控技術(shù):Ⅱ:水稻分蘗期間模擬陰害對產(chǎn)量形成的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，1994，15(3) : 5-9.

［13］李霞，嚴建民，季本華，等.光氧化和遮陰條件下水稻的光合生理特性的品種差異［J］.作物學(xué)報，1999，25 (3) : 301-308.

［14］許大全.光合作用效率［M］.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002: 164-167.

［15］袁繼超，丁志勇，趙超，等.高海拔地區(qū)水稻遮光、剪葉和疏花對米質(zhì)影響的研究［J］.作物學(xué)報，2005，31 (11) : 1429-1436.

［16］譚周茲，周廣洽.水稻結(jié)實期光照強度對米質(zhì)影響的研究［J］.雜交水稻，1989，4(1) : 39-43.

［17］任萬軍，楊文鈺，徐精文，等.弱光對水稻籽粒生長及品質(zhì)的影響［J］.作物學(xué)報，2003，29(5) : 785-790.

［18］BUTTER R G，LING L C，JULIANO B O.Cooked rice aroma and 2-acetyl-1-pyrroline［J］.J Agric Food Chem，1983，31(4) : 823-826.

［19］SUPRASANNA P，GANAPATHI T R，RAMASWMY N K，et al.Aroma synthesis in cell and callus cultures of rice ［J］.Rice Genet Newsl，2000，15: 123-125.

［20］黃淑貞.湖南香稻產(chǎn)地土壤特性與稻米品質(zhì)的關(guān)系［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1990(4) : 37-40.

【責(zé)任編輯周志紅】

Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on grain yield，quality and aroma of aromatic rice

MO Zhaowen1，2，WANG Yilei1，XIAO Feng1，TANG Yongjian1，PAN Shenggang1，2，DUAN Meiyang1，2，TANG Xiangru1，2
(1 College of Agriculture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China; 2 Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in South China，Ministry of Agriculture，P.R.China，Guangzhou 510642，China)

Abstract:【Objective】To investigate the effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on yield，quality and major aromatic compound 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP).【Method】Two conventional aromatic rice cultivars of Yuxiangyouzhan and Nongxiang18 were treated by 15-day continuously shading after flowering and natural light in the field.The yield，quality，2-acetyl-1-pyrroline content and other indexes of aromatic rice were measured.【Result and conclusion】The results showed that compared with natural light，the 15-day continuously shading treatment after flowering significantly increased the contents of 2-acetyl-1-pyrroline and protein in grains，and significantly decreased 1000-grain mass，seed setting rate and yield as well as head rice rate.Therefore，low-light stress plays a positive role in the aroma enhancement of aromatic rice but leads to a yield reduction.The effects of shading on other grain quality traits are different due to different varieties.

Key words:15-day continuously shading treatment after flowering; aromatic rice; yield; rice quality; aroma

基金項目:國家自然科學(xué)基金(31271646) ;廣東省自然科學(xué)基金(8151064201000017) ;廣東省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目(2011AO20202001) ;廣東省農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化項目(4100F10003)

作者簡介:莫釗文(1986—)，男，博士研究生，E-mail: scaumozhw@ 126.com;汪益磊(1993—)，男，E-mail: dlufi@ qq.com;對本文貢獻相同;通信作者:唐湘如(1964—)男，教授，博士，E-mail: tangxr@ scau.edu.cn

收稿日期:2014-04-25

文章編號:1001-411X(2015) 03-0045-04

文獻標(biāo)志碼:A

中圖分類號:S511