蔣洪波，馬秀芳，呂 軍，沈 楓，呂桂蘭，唐志強(qiáng)，李小婉　(遼寧省水稻研究所，遼寧沈陽(yáng) 110101)

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抽穗開(kāi)花期溫度對(duì)北方粳稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與食味品質(zhì)的影響

蔣洪波，馬秀芳，呂 軍，沈 楓，呂桂蘭，唐志強(qiáng)，李小婉(遼寧省水稻研究所，遼寧沈陽(yáng) 110101)

摘要[目的]探索北方粳稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及食味品質(zhì)受抽穗開(kāi)花期溫度變化的影響。[方法]以11個(gè)北方粳稻品種為試材，研究了產(chǎn)量構(gòu)成因素和食味品質(zhì)在不同溫度條件間的差異，并分析各溫度條件下食味品質(zhì)與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性。[結(jié)果]溫度對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響存在基因型差異；低溫條件下對(duì)食味品質(zhì)與常溫條件下差異顯著；常溫處理稻米的食味品質(zhì)與結(jié)實(shí)率顯著相關(guān)，低溫處理食味品質(zhì)與結(jié)實(shí)率和單株產(chǎn)量均顯著相關(guān)，高溫處理食味品質(zhì)與千粒重顯著相關(guān)。[結(jié)論]在不同溫度環(huán)境下可以選擇相應(yīng)的產(chǎn)量因子以實(shí)現(xiàn)食味品質(zhì)和產(chǎn)量共同提高。

關(guān)鍵詞北方粳稻；抽穗開(kāi)花期；溫度；產(chǎn)量構(gòu)成因素；食味品質(zhì)；影響

稻米是我國(guó)60%以上人口的主食[1]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者對(duì)稻米品質(zhì)提出了更高的要求，北方粳米作為優(yōu)質(zhì)稻米的主力軍越來(lái)越受到市場(chǎng)的青睞。影響稻米品質(zhì)的因素很多，播種、移栽、生長(zhǎng)環(huán)境、大田管理、收獲時(shí)間、加工儲(chǔ)藏每一個(gè)過(guò)程均可對(duì)稻米的品質(zhì)產(chǎn)生影響[2-3]。莫惠棟分析表明溫度是對(duì)稻米品質(zhì)影響比較大的環(huán)境因素，抽穗至成熟期階段溫度過(guò)高會(huì)使灌漿時(shí)間過(guò)短，子粒飽滿度受到影響；溫度過(guò)低會(huì)使堊白增加，蛋白含量降低，從而使水稻品質(zhì)降低[2]。劉博等研究表明始穗期至成熟期積溫對(duì)水稻的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀的影響較大[4]；從齊穗開(kāi)始到齊穗后20 d左右是溫度對(duì)稻米品質(zhì)影響的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)稻米品質(zhì)的形成具有決定作用，其余時(shí)期的影響則較弱[5-7]。宋廣樹(shù)等研究了不同生育時(shí)期低溫處理對(duì)水稻品質(zhì)的影響，認(rèn)為對(duì)稻米品質(zhì)影響最大的時(shí)期是灌漿期，其次是抽穗期[8]。

現(xiàn)今國(guó)內(nèi)對(duì)稻米品質(zhì)的評(píng)價(jià)主要從加工、外觀、食味和營(yíng)養(yǎng)等幾個(gè)方面進(jìn)行[9-10]。其中食味品質(zhì)是體現(xiàn)稻米口感好壞的最重要的指標(biāo)，是影響消費(fèi)者對(duì)稻米喜好的最大因素，也必將成為稻米品質(zhì)改良的最終目標(biāo)。食味品質(zhì)為數(shù)量性狀[11-12]，遺傳機(jī)理較為復(fù)雜，也一直受到研究者的重視，有關(guān)的報(bào)道亦較多[13-18]，但絕大多數(shù)研究均是以直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度等指標(biāo)為參考依據(jù)[17-23]，僅從幾個(gè)方面得出的結(jié)論鑒定稻米食味品質(zhì)，結(jié)果難免會(huì)產(chǎn)生偏差，目前評(píng)價(jià)稻米的食味品質(zhì)優(yōu)劣主要有測(cè)定品質(zhì)相關(guān)理化性狀和人工直接品嘗2種方法[23-25]，然而這2種方法存在前者不直觀、后者不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。米飯食味計(jì)(STA1A，佐竹公司)能快速測(cè)定米飯的外觀、硬度、粘度、平衡及綜合食味值，為米飯食味的測(cè)定提供了快捷、穩(wěn)定的方法，目前也有研究者利用STA1A進(jìn)行食味品質(zhì)測(cè)定[13-14]。水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素和品質(zhì)性狀存在一定程度的相關(guān)性[26-27]。該試驗(yàn)以優(yōu)質(zhì)食味水稻品種為試材，研究了始穗后不同溫度處理對(duì)食味品質(zhì)與水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響和相關(guān)性，以期為在選育優(yōu)質(zhì)食味水稻品種過(guò)程中選擇適應(yīng)氣候變化的相關(guān)性狀提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1試驗(yàn)樣品。供試樣品11個(gè)，其中雜交粳稻組合2個(gè)(遼優(yōu)2106、遼優(yōu)5218)，常規(guī)粳稻品種(系)9個(gè)，分別為遼粳9、遼粳371、遼星1、鹽豐47、寧粳35、越光、秋田小町、遼433、C14。

1.1.2試驗(yàn)儀器。米飯食味計(jì)(STA1A，佐竹公司)，米飯硬度黏度計(jì)(RHS1A，佐竹公司)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1灌漿期溫度處理。試驗(yàn)于2011年在遼寧省水稻研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。4月18日播種，5月21日移栽，田間管理同生產(chǎn)田。7月30 日在試驗(yàn)田內(nèi)每個(gè)材料選長(zhǎng)勢(shì)一致的稻株各取27穴，分別帶土移栽到直徑30 cm的塑料桶中，每桶各3穴。試驗(yàn)分高溫、低溫和常溫對(duì)照3個(gè)處理，3次重復(fù)，在各品種的始穗期分別隨機(jī)抽取3桶進(jìn)行高溫和低溫處理。高溫處理在溫濕可控的玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行，溫度為(38±0.2)℃，每天8 h，連續(xù)20 d；低溫處理在溫光可控的人工氣候室內(nèi)進(jìn)行，溫度為(15±0.2)℃，低溫處理每天8 h，光照每天14 h，連續(xù)20 d；常溫對(duì)照與溫度處理的水肥等管理保持一致，10月4日收獲進(jìn)行室內(nèi)考種和性狀測(cè)定。

1.2.2米飯食味測(cè)定。稱取精米30 g，放入不銹鋼罐中，用流水沖洗，直到洗米水不混濁為止，然后瀝盡余水，再加水至總重70.5 g，米水質(zhì)量比為1∶1.35，浸泡30 min后加蓋。將不銹鋼罐放入沸騰的電飯鍋內(nèi)蒸煮30 min，保溫10 min。取冷卻至室溫的米飯8.0 g裝入專用不銹鋼試樣圓環(huán)內(nèi)，再用壓飯器壓成飯餅作為測(cè)定飯樣。將測(cè)定飯樣放到測(cè)定槽中插入米飯食味計(jì)測(cè)定外觀、硬度、粘度、平衡、食味。每試材測(cè)定3個(gè)飯樣，每個(gè)飯樣的正反面各測(cè)1次(計(jì)2次)。然后應(yīng)用米飯硬度黏度計(jì)測(cè)定供試樣品的硬度、黏度、平衡性和彈性。

1.3測(cè)定項(xiàng)目室內(nèi)考種指標(biāo)包括穗數(shù)、穗長(zhǎng)、成粒數(shù)、秕粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量等。食味測(cè)定指標(biāo)包括外觀、硬度、粘度、平衡、彈性、食味等。

1.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行錄入和整理，采用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)溫度的響應(yīng)特征

2.1.1千粒重。從圖1可以看出，抽穗開(kāi)花期高溫和低溫處理對(duì)千粒重的影響存在品種間基因型差異。高溫影響遼優(yōu)5218的干物質(zhì)積累，千粒重隨溫度升高而下降；而遼優(yōu)2006、C14、遼星1和遼粳9正好相反，高溫對(duì)干物質(zhì)積累有利，千粒重增加，低溫處理對(duì)遼粳9無(wú)影響；其余品種則均在常溫下千粒重最高，高溫和低溫處理下千粒重均會(huì)下降。其中2個(gè)生育期較長(zhǎng)的品種遼433和越光降幅最為明顯。

2.1.2結(jié)實(shí)率。由圖2可知，除遼433外，其余品種的結(jié)實(shí)率在高溫和低溫處理下與對(duì)照相比均會(huì)降低，低溫處理下越光的結(jié)實(shí)率降幅最大，達(dá)29.2%，高溫處理下遼優(yōu)2006結(jié)實(shí)率降幅最大，達(dá)19.4%。而無(wú)論高溫和低溫處理，遼粳9的結(jié)實(shí)率降幅均為最小，僅為3.5%和1.1%。

2.1.3單株產(chǎn)量。從圖3可以發(fā)現(xiàn)，除遼433和越光外，高溫和低溫處理對(duì)其余品種的單株產(chǎn)量均有影響。其中寧粳35的單株產(chǎn)量降幅最大，高溫處理下降幅為68.7%，低溫處理為58.1%；遼優(yōu)5218降幅最小，高、低溫處理下降幅分別為12.6%和12.2%，遼粳9次之；遼433和越光的生育期較長(zhǎng)，越光在高溫處理下的單株產(chǎn)量最高，常溫和低溫處理下的產(chǎn)量依次降低，而遼433則與之相反，高溫處理下的單株產(chǎn)量最低，常溫和低溫處理下的產(chǎn)量依次升高。

2.2食味品質(zhì)對(duì)灌漿期溫度的響應(yīng)特征由表1～2可知，與高溫相比，低溫對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響更大，低溫處理與常溫對(duì)照間的外觀、硬度、粘度、平衡性和食味值的差異均達(dá)到顯著程度。除遼433和遼優(yōu)5218外，所有品種外觀、粘度、平衡性和食味值變化均為對(duì)照>高溫>低溫，且對(duì)照和低溫處理間的差異達(dá)到顯著水平。遼433低溫處理下的外觀、粘度、平衡性和食味值均高于高溫處理的相應(yīng)值；鹽豐47高溫處理下的外觀、平衡性和食味值最大，而遼優(yōu)5218高溫處理和對(duì)照平衡性均值相等。除此之外，其余針對(duì)米飯的硬度，遼優(yōu)5218高溫處理和對(duì)照值相等，低于低溫處理；遼優(yōu)2006和遼星1高溫和低溫處理值相等，大于對(duì)照；鹽豐47低溫處理和對(duì)照值相等，大于高溫處理；遼433高溫>低溫>對(duì)照；其余品種均遵循低溫>高溫>對(duì)照的規(guī)律。

表1　不同溫度處理對(duì)食味品質(zhì)的影響

表2　不同溫度處理間食味品質(zhì)差異顯著性

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3產(chǎn)量構(gòu)成因素與食味品質(zhì)的相關(guān)性分析由表3～5可知，在3種溫度條件下，米飯外觀、粘度、平衡性和食味值彼此之間均呈極顯著正相關(guān)，米飯的硬度與外觀、粘度、平衡性和食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)。不同溫度處理下，食味品質(zhì)與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的相關(guān)性有所不同。常溫條件下，米飯外觀、硬度、平衡性和食味值均與結(jié)實(shí)率呈顯著相關(guān)；低溫條件下，米飯外觀、硬度、粘度、平衡性和食味值均與結(jié)實(shí)率呈顯著相關(guān)，外觀、硬度、平衡性和食味值均與單株產(chǎn)量呈顯著相關(guān)；而高溫條件下，米飯外觀、硬度、粘度、平衡性和食味值均與千粒重呈顯著相關(guān)。

表3　常溫下產(chǎn)量構(gòu)成因素與食味品質(zhì)的相關(guān)性

注：*表示在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。**表示在0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

表4　低溫處理產(chǎn)量構(gòu)成因素與食味品質(zhì)的相關(guān)性

注：*表示在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。**表示在0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

表5　高溫處理產(chǎn)量構(gòu)成因素與食味品質(zhì)的相關(guān)性

注：*表示在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。**表示在0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

3結(jié)論與討論

由于全球氣候變暖[28]，近年來(lái)極端天氣事件頻發(fā)，對(duì)農(nóng)業(yè)的影響越來(lái)越大[29]，溫度反常現(xiàn)象勢(shì)必會(huì)對(duì)水稻的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成以及品種的適宜種植區(qū)域等產(chǎn)生重要的影響，如何評(píng)價(jià)其影響以及在育種上應(yīng)采取怎樣的應(yīng)對(duì)措施，已經(jīng)成為北方優(yōu)質(zhì)稻米品種選育的重要課題。

水稻在抽穗期很容易遇到高溫和低溫等極端天氣，該試驗(yàn)通過(guò)對(duì)11個(gè)優(yōu)質(zhì)水稻品種在抽穗開(kāi)花期進(jìn)行高溫和低溫處理，研究溫度變化對(duì)北方粳稻食味品質(zhì)的影響，以及食味品質(zhì)與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系。結(jié)果表明，溫度對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響存在品種間基因型差異；與高溫相比，低溫對(duì)食味品質(zhì)的影響更大，與常溫下的稻米食味品質(zhì)之間的差異達(dá)到顯著水平；常溫下稻米的食味品質(zhì)與結(jié)實(shí)率顯著相關(guān)，在低溫處理下除粘度和單株產(chǎn)量不相關(guān)外，食味品質(zhì)與結(jié)實(shí)率和單株產(chǎn)量均顯著相關(guān)，高溫處理下食味品質(zhì)與千粒重顯著相關(guān)。因此，在低溫環(huán)境中結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量較高的品種能較好地保持產(chǎn)量和品質(zhì)的統(tǒng)一，而在高溫環(huán)境中千粒重較大的品種稻米則有可能獲得較好的品質(zhì)。

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收稿日期2015-05-08

作者簡(jiǎn)介蔣洪波(1979- )，男，安徽潁上人，助理研究員，碩士，從事水稻分子育種研究。

基金項(xiàng)目遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014027017)。

中圖分類號(hào)S 511.2+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-064-03