楊 帆 鐘曉媛 李秋萍 李書先 李 武 周 濤 李 博 袁玉潔 鄧 飛 陳 勇 任萬軍, *

再生稻次適宜區(qū)遲播栽對(duì)不同雜交秈稻淀粉RVA譜的影響

楊 帆1鐘曉媛1李秋萍1李書先1李 武2周 濤1李 博1袁玉潔1鄧 飛1陳 勇1任萬軍1, *

1四川農(nóng)業(yè)大學(xué) / 農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川溫江 611130;2隆昌市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 四川隆昌 642150

為探討再生稻次適宜區(qū)播栽期對(duì)雜交秈稻淀粉RVA譜的影響, 以2個(gè)雜交秈稻品種, 川優(yōu)6203和宜香優(yōu)2115為材料, 在四川的隆昌和犍為2個(gè)生態(tài)點(diǎn), 研究不同生態(tài)條件下推遲播栽期對(duì)秈稻淀粉RVA譜特征值的影響。結(jié)果表明, 播栽期的主效應(yīng)對(duì)秈稻淀粉RVA譜特征值存在明顯的影響。在再生稻次適宜區(qū), 推遲播栽期會(huì)導(dǎo)致水稻灌漿期溫度降低, 日照時(shí)長縮短, 降雨量減少, 從而降低了秈稻淀粉RVA譜的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值, 提高了消減值以及峰值時(shí)間; 與再生稻相比, 遲播栽期處理具有較大的峰值黏度、崩解值以及較小的冷膠黏度、消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間和糊化溫度。播栽期對(duì)秈稻淀粉RVA譜特征值的影響在不同生態(tài)點(diǎn)具有差異, 與隆昌生態(tài)點(diǎn)相比, 犍為生態(tài)點(diǎn)處理間的峰值黏度、消減值和崩解值差異更為顯著。播栽期對(duì)不同品種淀粉RVA譜的影響程度不同, 宜香優(yōu)2115的峰值黏度和崩解值比川優(yōu)6203更容易受到播栽期的影響。從淀粉RVA譜的變化趨勢來看, 遲播栽期處理的秈稻淀粉RVA譜表現(xiàn)與再生稻更為接近, 蒸煮食味品質(zhì)更高。

水稻; 生態(tài)條件; 播栽期; 淀粉RVA譜; 氣象因子

隨著生活水平的日益提高, 人們對(duì)于稻米蒸煮食味品質(zhì)的要求也在不斷的提高。淀粉RVA譜作為評(píng)價(jià)蒸煮食味品質(zhì)的重要指標(biāo)[1], 主要由水稻遺傳基因控制[2], 同時(shí)也受到生態(tài)環(huán)境與栽培措施的調(diào)控[3-4]。因此, 要改善淀粉RVA譜, 需要對(duì)品種、生態(tài)環(huán)境以及栽培措施等因子進(jìn)行綜合考慮?；虿粌H是調(diào)控水稻淀粉RVA譜的主效基因, 其與生態(tài)環(huán)境之間的互作效應(yīng)對(duì)淀粉RVA譜也具有顯著的影響[5]。研究表明不同的水稻品種存在淀粉RVA譜的最優(yōu)種植區(qū), 在適宜的生態(tài)條件下, 稻米蒸煮食味品質(zhì)會(huì)有明顯的提高[6]; 而通過合理氮肥運(yùn)籌[7]和改進(jìn)播栽方式等[8]栽培措施也可以顯著改善淀粉RVA譜, 提高稻米蒸煮食味品質(zhì)。近年來受種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和氣候變化影響, 水稻播栽期有推遲趨勢。沈新平等[9]和邢志鵬等[10]研究發(fā)現(xiàn)推遲播期會(huì)導(dǎo)致稻米淀粉RVA譜變劣; 而葉定池等[11]認(rèn)為遲播處理下稻米蒸煮食味品質(zhì)要優(yōu)于早播處理?？梢? 關(guān)于推遲播栽期對(duì)稻米淀粉RVA譜特性的影響前人已有較多研究, 但研究結(jié)果存在差異。

再生稻次適宜區(qū)指可以種植再生稻, 但水稻生育后期光溫資源欠缺的地區(qū)[12-13], 以一年種一季中稻(或再生稻)為主。而針對(duì)再生稻次適宜區(qū)特殊的光熱條件, 推遲播栽期對(duì)雜交秈稻淀粉RVA譜特性的影響至今仍缺乏系統(tǒng)研究。為此, 本研究選取四川再生稻次適宜區(qū)的內(nèi)江隆昌和樂山犍為作為試驗(yàn)點(diǎn), 以川優(yōu)6203和宜香優(yōu)2115為試驗(yàn)材料, 設(shè)置2個(gè)播栽期: 3月上旬播種, 4月上旬移栽(常規(guī)播栽期); 5月中下旬播種, 6月移栽(遲播栽期)。旨在研究推遲播栽期后秈稻淀粉RVA譜特征值的變化趨勢, 以期為再生稻次適宜區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

2018—2019年, 選取四川再生稻次適宜區(qū)的內(nèi)江隆昌和樂山犍為作為試驗(yàn)點(diǎn)。各試驗(yàn)點(diǎn)具體位置見表1, 各試驗(yàn)處理的水稻關(guān)鍵物候期見表2, 土壤肥力資料見表3, 3月至10月的氣象條件見圖1和圖2。選用西南推廣面積最大的2個(gè)品種作為試驗(yàn)材料: 川優(yōu)6203 (川106A與成恢3203組配選育)和宜香優(yōu)2115 (宜香1A與雅恢2115組配選育)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

各試驗(yàn)點(diǎn)采取兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì), 播栽期為主區(qū)因素, 設(shè)常規(guī)播栽期(S1)、遲播栽期(S2)和常規(guī)播栽期蓄留再生稻(RR)。2018年, 按照當(dāng)?shù)胤N植時(shí)間與頭季稻的安全收獲期, 設(shè)置常規(guī)播栽期處理與遲播栽期處理, 2019年, 為使遲播栽期處理與再生稻成熟時(shí)間更加接近, 隆昌生態(tài)點(diǎn)遲播栽期處理較2018年推遲6 d, 犍為生態(tài)點(diǎn)遲播栽期處理較2018年推遲15 d。品種為副區(qū)因素, 設(shè)V1: 川優(yōu)6203, V2: 宜香優(yōu)2115兩個(gè)水平。各處理重復(fù)3次, 2個(gè)生態(tài)點(diǎn)小區(qū)面積均為34.8 m2。采用育秧盤淤泥育秧, 30 d秧齡移栽, 行穴距30.0 cm × 20.0 cm, 每穴栽苗2~3株。頭季稻施用純氮150 kg hm–2, 氮磷鉀比例為2∶1∶2, 氮肥基蘗肥: 穗肥為5∶5, 其中基肥∶分蘗肥為7∶3, 促花肥: ?；ǚ蕿?∶4, 磷肥作基肥一次施用, 鉀肥分基肥和拔節(jié)肥1∶1施用。常規(guī)播栽期頭季稻收獲復(fù)水后(收獲后第2天), 施純氮60 kg hm–2作再生稻發(fā)苗肥。水分管理及病蟲草害防治等相關(guān)栽培措施均按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)高產(chǎn)栽培要求實(shí)施。

S1和S2分別代表常規(guī)播栽期處理與遲播栽期處理。V1和V2分別代表川優(yōu)6203與宜香優(yōu)2115。

S1 and S2 represent the conventional sowing and planting date treatment and the delayed sowing and planting date treatment. V1 and V2 represent Chuanyou 6203 and Yixiangyou 2115.

表3 試驗(yàn)點(diǎn)土壤理化性質(zhì)

采用水浸法測定土壤pH, 采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機(jī)質(zhì), 采用凱氏定氮法測定土壤全氮, 采用高氯酸-硫酸法測定土壤全磷, 采用NaOH-熔融火焰光度計(jì)法測定土壤全鉀, 采用堿解擴(kuò)散法測定堿解氮, 采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻鈧比色法測定速效磷, 采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)測定速效鉀。

The pH of soil was determined by water immersion method, soil organic matter was determined by potassium dichromate volumetric method, the total nitrogen in soil was determined by Kjeldahl method, total phosphorus in soil was determined by perchloric acid-sulfuric acid method, total potassium in soil were determined by NaOH-melting flame photometer, the alkali-hydrolyzed nitrogen was determined by diffusion method, determination of available phosphorus by sodium bicarbonate extraction and molybdenum-Antimony scandium colorimetric method, the available potassium was determined by ammonium acetate-flame photometer.

1.3 數(shù)據(jù)獲取及調(diào)查測定方法

水稻收獲后, 稻谷在室溫下保存3個(gè)月, 待其理化性質(zhì)趨于穩(wěn)定后, 脫殼碾成精米, 機(jī)器粉碎過100目篩。采用3-D型黏度速測儀(澳大利亞Newport Scientific儀器公司)測定稻米淀粉RVA譜, 用TCW (Thermal Cycle for Windows)配套軟件進(jìn)行分析。根據(jù)AACC操作規(guī)程(2000 61-02)[14], 含水量為12%時(shí), 水稻米粉的樣品量為3.00 g, 加蒸餾水25 mL。加溫過程為50°C下保持1 min, 以恒速升到95°C (3.8 min), 95°C下保持2.5 min, 再以恒速下降到50°C(3.8 min), 在50°C下保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)速率為960轉(zhuǎn)min–1, 之后保持在160轉(zhuǎn)min–1。淀粉RVA譜特征值主要以峰值黏度(peak viscosity, PKV)、熱漿黏度(hot paste viscosity, HPV)、冷膠黏度(cool viscosity, CPV)、崩解值(breakdown viscosity, BDV, 峰值黏度與熱漿黏度之差)、消減值(setback viscosity, SBV, 冷膠黏度與峰值黏度之差)、回復(fù)值(consistence viscosity, CSV, 冷膠黏度與熱漿黏度之差)、峰值時(shí)間(peak time, PeT)和糊化溫度(pasting temperature, PaT)表示。每個(gè)樣品測定2次, 取其平均值。黏滯值用RVU (RVA黏度單位)表示。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 用IBM SPSS Statistics 20系統(tǒng)軟件進(jìn)行方差及相關(guān)分析。用LSD (least significant difference)進(jìn)行樣本平均數(shù)的差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)條件、播栽期和品種對(duì)淀粉RVA譜的主效及互作

方差分析(表4)表明, 2018年播栽期對(duì)淀粉RVA譜的8項(xiàng)特征值均存在極顯著影響; 品種對(duì)峰值黏度、熱漿黏度、消減值與崩解值具有極顯著影響; 生態(tài)點(diǎn)對(duì)峰值黏度、熱漿黏度、回復(fù)值具有顯著或極顯著影響。2019年播栽期對(duì)熱漿黏度、冷膠黏度的影響未達(dá)到顯著水平; 品種對(duì)冷膠黏度、熱漿黏度外的淀粉RVA譜特征值具有顯著或極顯著影響; 生態(tài)點(diǎn)對(duì)回復(fù)值外的淀粉RVA譜特征值具有顯著或極顯著影響。兩因素互作中, 生態(tài)點(diǎn)與播栽期的互作效應(yīng)在2018年對(duì)熱漿黏度、冷膠黏度與回復(fù)值具有顯著或極顯著影響, 在2019年對(duì)峰值黏度、消減值、崩解值與糊化溫度具有極顯著影響; 播栽期與品種的互作效應(yīng)在2018年對(duì)峰值黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值的互作效應(yīng)達(dá)到顯著或極顯著水平, 在2019年對(duì)峰值黏度、消減值、崩解值達(dá)到極顯著水平。其他多因素互作對(duì)淀粉RVA譜特征值影響多未達(dá)到顯著水平。從值來看, 2年間受播栽期極顯著影響的淀粉RVA譜特征值數(shù)量最多, 其次為品種和生態(tài)點(diǎn), 且年際間氣候差異導(dǎo)致各因素對(duì)淀粉RVA譜的影響發(fā)生變化。說明淀粉RVA譜特征值可以由播栽期來進(jìn)行調(diào)控, 而氣候條件、地理環(huán)境也對(duì)淀粉RVA特征值存在一定的影響。播栽期與品種、生態(tài)點(diǎn)之間交互作用對(duì)淀粉RVA譜的影響較大, 品種和生態(tài)點(diǎn)之間交互作用對(duì)淀粉RVA譜的影響相對(duì)較小。

2.2 推遲播栽期對(duì)淀粉RVA譜的影響

播栽期對(duì)淀粉RVA譜特征值具有顯著的調(diào)控作用(表5)。與常規(guī)播栽期處理相比, 2年間遲播栽期處理都表現(xiàn)出較小的峰值黏度、崩解值以及較大的消減值; 在2018年遲播栽期處理的熱漿黏度、冷膠黏度顯著低于常規(guī)播栽期處理; 2019年遲播栽期處理的峰值時(shí)間與糊化溫度則顯著高于常規(guī)播栽期處理。與再生稻相比, 遲播栽期處理2年的峰值黏度、崩解值更大, 消減值、回復(fù)值以及糊化溫度更小, 而熱漿黏度差異性不顯著; 此外, 2018年遲播栽期處理的冷膠黏度、峰值時(shí)間顯著低于再生稻; 2019年遲播栽期處理的冷膠黏度、峰值時(shí)間和糊化溫度與再生稻沒有顯著性差異。與再生稻相比, 常規(guī)播栽期處理則表現(xiàn)出較大的峰值黏度、崩解值以及較小的消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間與糊化溫度。說明推遲播栽期會(huì)使淀粉RVA譜發(fā)生顯著變化, 但遲播栽期處理的淀粉RVA譜特征值與再生稻相比仍存在一定的差異。

表4 稻米淀粉RVA譜聯(lián)合方差分析(F值)

L代表生態(tài)點(diǎn); S代表播栽期; V代表品種。**表示1%的顯著水平,*表示5%的顯著水平。

L represents location; S represents sowing and planting date; V represents variety. PKV: peak viscosity; HPV: hot paste viscosity; CPV: cool viscosity; BDV: breakdown viscosity; SBV: setback viscosity; CSV: consistence viscosity; PeT: peak time; PaT: pasting temperature.**indicates significant difference at the 0.01 probability level;*indicates significant difference at the 0.05 probability level.

表5 播栽期對(duì)淀粉RVA譜的影響

SAPD: 播栽期。S1、S2和RR分別代表常規(guī)播栽期處理、遲播栽期處理以及再生稻。縮略詞同表4。同一列中同一生態(tài)點(diǎn)標(biāo)以不同小寫字母的值差異性顯著(<0.05), 同一指標(biāo)標(biāo)以不同大寫字母表示2個(gè)生態(tài)點(diǎn)平均值差異性顯著(<0.05)

SAPD: Sowing and planting date. S1, S2, and RR represent the conventional sowing and planting date treatment, the delayed sowing and planting date treatment and ratoon rice. Abbreviations are the same as those given in table 4. In the same column, values marked with different lowercase letters in the same location showed significant difference at< 0.05, while values marked with different uppercase letters in the same indicator showed significant difference in the mean values of the two locations at< 0.05.

2.3 生態(tài)點(diǎn)與播栽期互作對(duì)淀粉RVA譜的影響

由表6可知, 2年的熱漿黏度以及2019年的峰值黏度、冷膠黏度均表現(xiàn)為隆昌生態(tài)點(diǎn)顯著高于犍為生態(tài)點(diǎn)。在隆昌生態(tài)點(diǎn), 與常規(guī)播栽期處理相比, 2018年遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度和冷膠黏度顯著降低了21.55%、27.89%和18.59%; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度以及糊化溫度沒有顯著差異, 但冷膠黏度、消減值、回復(fù)值與峰值時(shí)間顯著降低, 崩解值則顯著提高了68.81%; 2019年遲播栽期處理的淀粉RVA譜表現(xiàn)與常規(guī)播栽期處理相近; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的消減值、回復(fù)值顯著降低了93.45%與10.59%, 其他淀粉RVA譜特征值差異不顯著。在犍為生態(tài)點(diǎn), 2018年遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值比常規(guī)播栽期處理顯著降低了14.18%、10.59%與17.77%, 消減值顯著提高了71.07%; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的熱漿黏度、冷膠黏度與糊化溫度差異較小, 但峰值黏度、崩解值顯著提高了28.18%與21.52%, 消減值、回復(fù)值顯著降低了126.33%與11.08%; 2019年遲播栽期處理的峰值黏度與崩解值顯著高于常規(guī)播栽期處理, 消減值與回復(fù)值顯著低于常規(guī)播栽期處理; 與再生稻相比, 兩者的熱漿黏度、冷膠黏度、回復(fù)值與峰值時(shí)間差異不顯著, 但遲播栽期處理的峰值黏度、崩解值顯著提高了22.69%、69.88%, 消減值與糊化溫度顯著降低了74.91%、10.41%。這表明2個(gè)生態(tài)點(diǎn)的淀粉RVA譜整體表現(xiàn)具有一定的差異, 在2個(gè)生態(tài)點(diǎn)推遲播栽期對(duì)淀粉RVA譜特征值的影響趨勢相同, 但影響程度不同; 推遲播栽期后, 頭季稻的峰值黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值與糊化溫度更加接近再生稻。

2.4 品種與播栽期互作對(duì)淀粉RVA譜的影響

由表7可知, 與宜香優(yōu)2115相比, 2018年川優(yōu)6203的峰值黏度較小; 2019年川優(yōu)6203的消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間與糊化溫度較大; 2年間川優(yōu)6203的崩解值都低于宜香優(yōu)2115。在2018年, 與常規(guī)播栽期處理相比, 2個(gè)品種遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度與崩解值顯著降低, 消減值則顯著升高; 與再生稻相比, 川優(yōu)6203遲播栽期處理的冷膠黏度、消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間與糊化溫度顯著降低, 熱漿黏度、崩解值顯著提高了15.4 RVU、54.9 RVU, 宜香優(yōu)2115的遲播栽期處理具有較大的峰值黏度、崩解值以及較小的消減值、回復(fù)值與峰值時(shí)間。2019年川優(yōu)6203的3個(gè)處理的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和峰值時(shí)間差異不顯著, 與常規(guī)播栽期處理相比, 遲播栽期處理的糊化溫度顯著提高了9.0°C; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的消減值、回復(fù)值顯著降低了28.5 RVU、14.1 RVU, 崩解值顯著提高了24.6 RVU, 兩者的峰值時(shí)間與糊化溫度沒有顯著性差異; 與常規(guī)播栽期相比, 宜香優(yōu)2115的遲播栽期處理具有較小的峰值黏度、崩解值以及較大的消減值與回復(fù)值; 與再生稻相比, 兩者的熱漿黏度、冷膠黏度、回復(fù)值、峰值時(shí)間沒有顯著性差異, 但遲播栽期處理的峰值黏度、崩解值顯著提高了30.6 RVU、24.0 RVU, 消減值顯著降低了34.4 RVU。說明2個(gè)品種的淀粉RVA譜具有較大的差異, 推遲播栽期后2個(gè)品種淀粉RVA譜特征值變化趨勢基本相同, 但對(duì)宜香優(yōu)2115的影響程度更大。

表6 生態(tài)點(diǎn)與播栽期對(duì)淀粉RVA譜的交互作用

SAPD: 播栽期。S1、S2和RR分別代表常規(guī)播栽期處理、遲播栽期處理以及再生稻。縮略詞同表4。同一列中同一生態(tài)點(diǎn)標(biāo)以不同小寫字母的值差異性顯著(<0.05), 同一指標(biāo)標(biāo)以不同大寫字母表示2生態(tài)點(diǎn)平均值差異性顯著(<0.05)

SAPD: sowing and planting date. S1, S2, and RR represent the conventional sowing and planting date treatment, the delayed sowing and planting date treatment and ratoon rice. Abbreviations are the same as those given in table 4. In the same column, values marked with different lowercase letters in the same location showed significant difference at< 0.05, while values marked with different uppercase letters in the same indicator showed significant difference in the mean values of the two locations at< 0.05.

2.5 氣象因子與秈稻淀粉RVA的關(guān)系

由表8可以看出, 在抽穗至灌漿盛期, 峰值黏度、崩解值與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、積溫、降雨量呈極顯著正相關(guān), 崩解值與日照時(shí)數(shù)也存在極顯著正相關(guān)的關(guān)系; 消減值、回復(fù)值與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、積溫、日照時(shí)數(shù)和降雨量呈極顯著負(fù)相關(guān); 峰值時(shí)間、糊化溫度與日均最高溫、日均最低溫、日均溫、積溫、降雨量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān); 熱漿黏度在這一階段受氣象因子影響較小。在灌漿盛期至成熟期, 峰值黏度、熱漿黏度、崩解值與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、積溫、日照時(shí)數(shù)和降雨量呈極顯著正相關(guān); 消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間和糊化溫度與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、日照時(shí)數(shù)、降雨量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān), 而冷膠黏度受這一階段的氣象因子影響較小。從全生育期來看, 日均最高溫主要影響冷膠黏度、消減值、崩解值與回復(fù)值; 日均最低溫主要影響峰值黏度、熱漿黏度與冷膠黏度; 溫差對(duì)熱漿黏度、冷膠黏度外的淀粉RVA譜特征值均存在極顯著的影響; 日均溫則對(duì)熱漿黏度、冷膠黏度產(chǎn)生一定的影響; 而積溫、日照時(shí)數(shù)、降雨量與除熱漿黏度外的淀粉RVA譜特征值都有顯著或極顯著相關(guān)的關(guān)系?？梢钥闯鰵庀笠蜃訉?duì)淀粉RVA譜特征值具有顯著影響, 并且在不同生育期對(duì)不同淀粉RVA譜特征值影響程度具有差異。

3 討論

3.1 再生稻次適宜區(qū)雜交秈稻淀粉RVA譜的變化特征

淀粉RVA譜可以較好的反映稻米蒸煮食味品質(zhì)[15], 也受到品種、環(huán)境條件、栽培方式多方面的影響[16-17]。環(huán)境條件在水稻不同生育時(shí)期對(duì)稻米品質(zhì)的影響程度不同, 光照、氣溫、降雨以及空氣成分等環(huán)境因素都會(huì)影響大米品質(zhì)。多數(shù)研究表明水稻灌漿期是水稻籽粒品質(zhì)形成的重要時(shí)期[18-19], 生態(tài)點(diǎn)與播栽期的差異導(dǎo)致水稻灌漿期的氣候條件尤其是溫度發(fā)生變化。灌漿期高溫會(huì)抑制大米直鏈淀粉與蛋白質(zhì)的合成[20], 改變了直鏈淀粉與蛋白質(zhì)含量, 進(jìn)而改變了稻米淀粉RVA譜特征值。朱鎮(zhèn)等[21]研究認(rèn)為崩解值、消減值與糊化溫度受播栽期與地理環(huán)境的綜合影響, 而峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度與峰值時(shí)間受地理環(huán)境的影響更大。董文軍等[22]研究發(fā)現(xiàn)在增溫處理下, 峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和糊化溫度增大, 最終黏度、消減值與回復(fù)值變小。王亞江等[23]研究發(fā)現(xiàn), 遮光處理會(huì)導(dǎo)致峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值與回復(fù)值降低。而在本研究中淀粉RVA譜特征值大體上表現(xiàn)為隨著氣溫與光照時(shí)間的增加, 峰值黏度、崩解值增加, 消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間與糊化溫度降低。隆昌與犍為都屬于丘陵地區(qū)且地理位置相近, 3月至8月份氣溫會(huì)呈現(xiàn)波折上升的趨勢, 降雨主要集中在6月上旬到8月上旬, 在9月日照時(shí)數(shù)與氣溫都會(huì)有明顯的降低, 日均溫會(huì)維持在22°C左右約1個(gè)月的時(shí)間。2018年與2019年兩生態(tài)點(diǎn)3月至10月的平均溫差小于0.5°C, 但犍為的日照時(shí)數(shù)明顯低于隆昌, 降雨量則顯著高于隆昌。因此本試驗(yàn)中犍為生態(tài)點(diǎn)的峰值黏度、熱漿黏度與冷膠黏度低于隆昌生態(tài)點(diǎn), 但消減值、崩解值、回復(fù)值、峰值時(shí)間與糊化溫度差異不明顯。

表7 品種和播栽期的互作對(duì)淀粉RVA譜的影響

S1、S2和RR分別代表常規(guī)播栽期處理、遲播栽期處理以及再生稻?？s略詞同表4。同一列中同一生態(tài)點(diǎn)標(biāo)以不同小寫字母的值差異性顯著(<0.05), 同一指標(biāo)標(biāo)以不同大寫字母表示2個(gè)生態(tài)點(diǎn)平均值差異性顯著(<0.05)。

SAPD: sowing and planting date. S1, S2, and RR represent the conventional sowing and planting date treatment, the delayed sowing and planting date treatment and ratoon rice. Abbreviations are the same as those given in table 4. In the same column, values marked with different lowercase letters in the same location show significant differences at< 0.05, while values marked with different uppercase letters in the same indicator show significant differences in the mean values of the two locations at< 0.05.

1代表日均最高溫(°C);2代表日均最低溫(°C);3代表日均最高溫與日均最低溫的差值(°C);4代表日平均溫(°C);5代表積溫(°C);6代表日照時(shí)數(shù)(h);7代表降雨量(mm)?？s略同表4。*和**分別表示在0.05和0.01水平顯著相關(guān)。

1represents the daily maximum temperature (°C);2represents the lowest daily temperature (°C);3represents the difference between the daily maximum temperature and the daily minimum temperature (°C);4represents average daily temperature (°C);5represents accumulated temperature (°C);6represents illumination time (h);7represents precipitation (mm). Abbreviations are the same as those given in Table 4.*and**mean significance at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

除生態(tài)環(huán)境外, 品種也是造成淀粉RVA譜差異的重要因素。朱霽暉等[24]研究認(rèn)為不同類型的基因會(huì)使水稻直鏈淀粉含量不同, 進(jìn)而導(dǎo)致品質(zhì)性狀的差異。龔金龍等[25]研究發(fā)現(xiàn)年際間氣候、品種等因素及其互作效應(yīng)對(duì)粳稻、秈稻品質(zhì)的影響存在顯著或極顯著差異。在本試驗(yàn)中, 川優(yōu)6203比宜香優(yōu)2115的峰值黏度、崩解值低, 消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間與糊化溫度高; 從整體來看2個(gè)品種的淀粉RVA譜特征值存在較大的差異, 推遲播栽期后, 2個(gè)品種的淀粉RVA譜的變化趨勢相同但宜香優(yōu)2115受影響更大。廖爽等[26]在成都市郫縣生態(tài)點(diǎn)對(duì)宜香優(yōu)2115實(shí)施不同氮肥處理后, 消減值的變化范圍在?83.58 RVU~ ?62.5 RVU之間, 與本試驗(yàn)頭季稻的消減值表現(xiàn)類似。在本試驗(yàn)中, 播栽期相距時(shí)間長, 灌漿期環(huán)境條件差異較大, 再生稻的消減值也顯著高于頭季稻。另外目前關(guān)于大米淀粉RVA譜的研究多數(shù)都是以粳稻作為研究材料, 其品質(zhì)性狀更加穩(wěn)定[27-28], 消減值變化幅度較小, 但宜香優(yōu)2115等雜交秈稻品質(zhì)更容易受到環(huán)境影響, 消減值增幅更大。淀粉糊化溫度是評(píng)價(jià)水稻蒸煮品質(zhì)的重要指標(biāo), 一般來說直鏈淀粉含量越高, 淀粉晶體結(jié)構(gòu)越緊密, 淀粉糊化溫度越高[29]。與頭季稻相比, 再生稻的直鏈淀粉含量增加, 晶體結(jié)構(gòu)更加緊密, 導(dǎo)致淀粉糊化溫度升高, 但不同品種受到環(huán)境的影響程度不同, 川優(yōu)6203受環(huán)境影響較小, 因此2018年與2019年間糊化溫度的增幅差異較小, 但宜香優(yōu)2115更容易受環(huán)境的影響, 因此2年間糊化溫度的平均值與增幅差異都比較大。

目前關(guān)于再生稻的研究多數(shù)是圍繞著提高產(chǎn)量以及品種篩選進(jìn)行的[30-31], 但造成頭季稻與再生稻蒸煮食味品質(zhì)差異的原因還缺乏相關(guān)研究。本研究發(fā)現(xiàn), 環(huán)境條件的差異是導(dǎo)致頭季稻與再生稻蒸煮食味品質(zhì)不同的部分原因, 但當(dāng)單季稻與再生稻處于類似生態(tài)環(huán)境中完成灌漿結(jié)實(shí), 再生稻的峰值黏度、消減值、崩解值以及回復(fù)值仍具有獨(dú)特的表現(xiàn)。

3.2 再生稻次適宜區(qū)推遲播栽期可改善稻米食味品質(zhì)

RVA作為大米食味品質(zhì)評(píng)價(jià)與育種的重要手段之一, 胡培松等[32]研究發(fā)現(xiàn)RVA譜特征值與直鏈淀粉和膠稠度有均具有較高的相關(guān)系數(shù), 峰值黏度、崩解值與直鏈淀粉呈極顯著負(fù)相關(guān), 與膠稠度成極顯著正相關(guān)。淀粉RVA譜中的崩解值反映了米飯的軟硬, 即崩解值大的米飯較軟。消減值與米飯的冷飯質(zhì)地相關(guān), 一般來說消減值為負(fù)值米飯往往過黏, 消減值為正值且過大時(shí), 米飯硬而糙, 消減值小則軟而不黏結(jié)[33]。趙慶勇等[34]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著播期的推遲, 峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和峰值時(shí)間呈減小趨勢, 消減值與回復(fù)值呈增加趨勢。本研究結(jié)果表明, 在再生稻次適宜區(qū), 推遲播栽期會(huì)導(dǎo)致頭季稻的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值變小, 消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間和糊化溫度變大; 與再生稻相比, 遲播栽期處理具有較大的峰值黏度、崩解值以及較低的冷膠黏度、消減值、回復(fù)值、峰值時(shí)間以及糊化溫度。在灌漿初期, 冷膠黏度更容易受到影響, 灌漿后期熱漿黏度更容易受到影響, 峰值黏度、消減值、崩解值、回復(fù)值、峰值時(shí)間和糊化溫度隨整個(gè)灌漿期環(huán)境的變化而改變。

人們普遍認(rèn)為, 相比于頭季稻, 再生稻具有米質(zhì)優(yōu)異、蒸煮食味品質(zhì)好的特點(diǎn)[35-36]。但在再生稻次適宜區(qū)由于光溫資源的限制, 再生稻的產(chǎn)量非常的低。多數(shù)研究認(rèn)為[37-39], 消減值、崩解值與回復(fù)值是與稻米蒸煮食味品質(zhì)最相關(guān)的淀粉RVA譜特征值。吳殿星等[40]研究發(fā)現(xiàn)米飯的硬度與消減值呈極顯著正相關(guān), 與崩解值呈極顯著負(fù)相關(guān), 而米飯黏性相反。因此可以推斷, 推遲播栽期后米飯口感變硬, 黏度變小, 但與再生稻相比口感較軟, 黏度相對(duì)較大。但在不同地區(qū)對(duì)大米口感要求不同, 因此口感較好的稻米具有怎樣的消減值、崩解值以及回復(fù)值還沒有統(tǒng)一的結(jié)論。舒慶堯等[37]在浙江進(jìn)行試驗(yàn)認(rèn)為優(yōu)質(zhì)稻米崩解值大于100 RVU, 消減值小于25 RVU; 隋炯明等[38]在江蘇進(jìn)行試驗(yàn)認(rèn)為優(yōu)質(zhì)稻米的崩解值大于80 RVU, 消減值小于20 RVU, 回復(fù)值小于90 RVU; 賈良等[39]在四川溫江進(jìn)行試驗(yàn)認(rèn)為崩解值約為80 RVU, 消減值約為40 RVU食味品質(zhì)較好。在本試驗(yàn)中再生稻淀粉RVA譜的表現(xiàn)與賈良的研究結(jié)論更為吻合。而播栽期的推遲使頭季稻的消減值、崩解值與回復(fù)值都和再生稻更為接近, 蒸煮食味品質(zhì)更好。由于本文涉及到不同生態(tài)點(diǎn)、品種、播期、再生稻與頭季稻等因素, 因此在研究內(nèi)容上集中在淀粉RVA譜特性, 以使論文更加明確集中。我們將在后續(xù)針對(duì)稻米食味品質(zhì)與淀粉RVA譜的關(guān)系做進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果表明, 在再生稻次適宜區(qū)推遲播栽期可以有效的改善稻米的食味品質(zhì)。因此通過調(diào)整播栽期來調(diào)控稻米蒸煮食味品質(zhì)是可行的, 具體措施如下: (1)推遲播栽期, 在再生稻次適宜區(qū)5月中下旬進(jìn)行播種, 使水稻在灌漿期避開高溫危害, 在適宜的氣候條件下完成灌漿, 可以改善稻米的蒸煮食味品質(zhì)。(2)選用適宜品種, 推遲播栽期會(huì)導(dǎo)致稻米口感變硬, 黏度降低, 針對(duì)性的選用黏性大, 硬度較低的品種改良效果會(huì)更好。(3)采用合適的栽培方式與氮肥施用技術(shù), 使水稻具有良好的株葉型與田間分布, 合理利用光溫資源。

4 結(jié)論

播栽期對(duì)秈稻淀粉RVA譜具有顯著的調(diào)控作用。在再生稻次適宜區(qū), 推遲播栽期會(huì)使水稻灌漿期溫度降低, 日照時(shí)長與降雨量減少, 導(dǎo)致秈稻淀粉RVA譜的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值降低, 消減值和峰值時(shí)間升高。在犍為生態(tài)點(diǎn), 峰值黏度、消減值與崩解值的變化幅度更大, 宜香優(yōu)2115的峰值黏度與崩解值受播栽期的影響更強(qiáng)。從淀粉RVA譜特征值的變化趨勢來看, 遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值與糊化溫度更加接近再生稻, 蒸煮食味品質(zhì)更好。

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Effects of delayed sowing and planting date on starch RVA profiles of differenthybrid rice in the sub-suitable region of ratoon rice

YANG Fan1, ZHONG Xiao-Yuan1, LI Qiu-Ping1, LI Shu-Xian1, LI Wu2, ZHOU Tao1, LI Bo1, YUAN Yu-Jie1, DENG Fei1, CHEN Yong1, and REN Wan-Jun1,*

1College of Agronomy, Sichuan Agricultural University / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, and Cultivation in Southwest China, Wen-jiang 611130, Sichuan, China;2LongchangBureau of Agriculture and Rural Affairs, Longchang 642150, Sichuan, China

In order to explore the effect of sowing and planting date on the RVA profiles characteristics ofhybrid rice, a two-factor split plot design with twohybrid rice varieties (Chuanyou 6203 and Yixiangyou 2115) and two sowing and planting date was conducted in Longchang and Qianwei in Sichuan province. The results showed that ecological condition, sowing and planting date, variety, and the interaction between sowing and planting date with ecological condition and variety had marked impact on the starch RVA profiles characteristic values ofrice. In the sub-suitable region of ratoon rice, delayed sowing and planting date decreased the temperature, sunshine hours, and rainfall during grain filling period of rice, which resulted in the reduction in peak viscosity, hot paste viscosity, cool viscosity and breakdown viscosity, but increased in setback viscosity and peak time. Compared to ratoon rice, late sowing and planting date treatment increased peak viscosity and breakdown viscosity, and decreased cool viscosity, setback viscosity, consistence viscosity, peak time, and pasting temperature. The effect of sowing and planting date on the RVA spectrum of starch was different with ecological condition. Sowing and planting date leaded to greater variation in peak viscosity, setback viscosity, and breakdown viscosity in Qianwei compared with that of Longchang. Compared with Chuanyou 6203, sowing and planting date had greater influence on the peak viscosity and breakdown viscosity of Yixiangyou 2115. Overall, the starch RVA profiles characteristics of delayed sowing and planting date treatment was closer to the ratoon rice, which resulted in better cooking and eating quality of rice.

rice; ecological condition; sowing and planting date; starch RVA profiles; meteorological factors

10.3724/SP.J.1006.2021.02037

本研究由國家糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新專項(xiàng)課題(2017YFD03017-02, 2018YFD030141-04)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31901442)資助。

This study was supported by the State Key Research and Development Program “Food Production Enhancement and Efficiency Innovation” Key Special Project (2017YFD03017-02, 2018YFD030141-04) and the National Natural Science Foundation of China (31901442).

任萬軍, E-mail: rwjun@126.com

E-mail: 1276002485@qq.com

2020-05-24;

2020-10-14;

2020-10-28.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20201028.1421.006.html