劉夢(mèng)潔 楊怡欣 陳樂(lè) 吳媛 解嘉鑫 曾勇軍 石慶華 潘曉華

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330045；第一作者：zj1090860185@163.com；*通訊作者：zengyj2002@163.com）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人民生活條件不斷改善，人們對(duì)水稻品質(zhì)的要求也在不斷提高。江西省地處長(zhǎng)江中下游，溫度、光照、水資源等環(huán)境條件充足，是適宜雙季秈稻生長(zhǎng)的地區(qū)[1]。

不同地區(qū)氣候生態(tài)條件、地理環(huán)境（海拔、地形等）不同，水稻生長(zhǎng)發(fā)育階段溫光資源等也存在差異，從而對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響[2]。前人關(guān)于溫光[3-7]、緯度[4,8-9]、栽培方式[10-11]、品種類型[1,12]等對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究已有諸多報(bào)道，而對(duì)于優(yōu)質(zhì)晚秈稻的生態(tài)適應(yīng)性、穩(wěn)產(chǎn)性及品質(zhì)變化目前還研究不多。因此，本試驗(yàn)對(duì)6個(gè)優(yōu)質(zhì)晚秈稻品種在江西北部上高、中部吉安、南部贛州三個(gè)生態(tài)區(qū)進(jìn)行種植，研究?jī)?yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量及品質(zhì)的變化特征，明確優(yōu)質(zhì)晚秈稻適宜的種植區(qū)域，為江西稻區(qū)優(yōu)質(zhì)秈稻生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2019年在江西省北部上高縣泗溪鎮(zhèn)曾家村（115°04′25″E，28°20′01″N）、中部吉安縣鳳凰鎮(zhèn)（114°55′28″E，26°58′54″N）、南部贛州市章貢區(qū)沙石鎮(zhèn)（114°57′50″E，25°48′53″N）進(jìn)行，土壤肥力如表 1 所示。

表1 不同生態(tài)區(qū)土壤基礎(chǔ)肥力

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種為優(yōu)質(zhì)常規(guī)秈稻吉安軟占、美香占2 號(hào)，優(yōu)質(zhì)雜交秈稻泰優(yōu)398、泰優(yōu)871、野香優(yōu)2 號(hào)、萬(wàn)象優(yōu)華占。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，濕潤(rùn)育秧，上高、吉安、贛州播種日期分別為 6月25日、6月26日、6月23日，移栽日期分別為 7月15日、7月20日、7月18日，行株距為21 cm×17 cm，常規(guī)秈稻每叢插4 苗，雜交秈稻每叢插2 苗。小區(qū)面積15 m2，3 次重復(fù)，各小區(qū)間做埂并以塑料薄膜覆蓋保證單排單灌，防止竄肥。純氮用量 195 kg/hm2、磷肥（P2O5）105 kg/hm2、鉀肥（K2O）180 kg/hm2，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥 4∶2∶4 施用，鉀肥按基肥∶穗肥 1∶1 施用，磷肥作基肥 1 次性施用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 氣象數(shù)據(jù)來(lái)源

氣象數(shù)據(jù)來(lái)自溫濕度記錄儀（杭州澤大儀器有限公司，型號(hào)為ZDR-20），每隔1 h 自動(dòng)記錄1 次。

1.3.2 理論與實(shí)際產(chǎn)量測(cè)定

理論產(chǎn)量：成熟期按平均有效穗數(shù)每小區(qū)取5 叢進(jìn)行考種，調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重；實(shí)際產(chǎn)量：成熟期每小區(qū)實(shí)割50 叢進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.3.3 生育期記載

記載各品種播種期、齊穗期和成熟期。

1.3.4 稻米品質(zhì)測(cè)定

水稻收獲后存放3個(gè)月進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。采用萬(wàn)深SC-E 大米外觀品質(zhì)檢測(cè)儀測(cè)定稻米堊白粒率和堊白度；按NY/T2639-2014 測(cè)定稻米直鏈淀粉含量；利用凱氏定氮儀（FOSS-8400）測(cè)定稻米全氮含量，再乘以含氮量換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)5.95 進(jìn)而估算稻米粗蛋白含量；利用澳大利亞Newport Scientific 儀器公司生產(chǎn)的Super 3 型以及配套數(shù)據(jù)分析軟件TCW（Thermal Cycle for Windows）測(cè)定稻米淀粉粘滯性（峰值粘度、熱漿粘度、最終粘度、崩解值、峰值時(shí)間、糊化溫度等）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)，用SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 江西不同生態(tài)區(qū)下優(yōu)質(zhì)稻灌漿結(jié)實(shí)期不同溫度參數(shù)

由表2 可知，隨著緯度降低，齊穗—齊穗后20 d和齊穗—成熟的日最高溫、日最低溫、日均溫、日溫差以及積溫均逐漸升高，其中齊穗—成熟階段的各項(xiàng)溫度參數(shù)變幅均大于齊穗—齊穗后20 d。

表2 不同生態(tài)區(qū)下優(yōu)質(zhì)稻灌漿結(jié)實(shí)期不同溫度參數(shù) （單位：℃）

2.2 江西不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表3 可知，各品種產(chǎn)量在不同生態(tài)區(qū)下變化趨勢(shì)一致，表現(xiàn)為隨著緯度降低，各品種產(chǎn)量逐漸降低，贛州最低，上高最高。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率以及千粒重呈正相關(guān)，與單位面積穗數(shù)呈負(fù)相關(guān)，但均未達(dá)到顯著水平。

表3 不同生態(tài)區(qū)對(duì)優(yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

進(jìn)一步分析水稻產(chǎn)量與灌漿結(jié)實(shí)期溫度的關(guān)系（表4）可知，水稻產(chǎn)量主要受齊穗—成熟階段的日最高溫影響，呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，其次是齊穗—齊穗后20 d 的日最高溫，受灌漿期其余溫度參數(shù)影響不大。

表4 灌漿期不同溫度特征與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.3 江西不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻外觀品質(zhì)

由表5 可知，隨著緯度降低，各品種外觀品質(zhì)均有變優(yōu)的趨勢(shì)，堊白粒率和堊白度均以贛州點(diǎn)最低，吉安點(diǎn)次之，上高點(diǎn)最高。

表5 不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻外觀品質(zhì)變化特征

由表6 可知，優(yōu)質(zhì)晚秈稻外觀品質(zhì)主要受齊穗—成熟階段的日最低溫影響，其次是齊穗—齊穗后20 d的日最低溫，而與齊穗—成熟、齊穗—齊穗后20 d 兩個(gè)階段的日最高溫、日均溫以及積溫等關(guān)系不密切。

表6 灌漿期不同溫度特征與外觀品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.4 江西不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與直鏈淀粉含量變化特征

由表7 可知，隨緯度降低，各品種蛋白質(zhì)含量增加；而直鏈淀粉含量表現(xiàn)出相反趨勢(shì)。不同生態(tài)區(qū)、不同品種以及生態(tài)區(qū)和品種二者互作對(duì)其均有顯著影響。綜上，優(yōu)質(zhì)晚秈稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以贛州點(diǎn)最優(yōu)，直鏈淀粉含量以贛州點(diǎn)最低。

表7 不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和直鏈淀粉含量變化特征

由表8 可知，蛋白質(zhì)含量與齊穗—齊穗后20 d 和齊穗—成熟的日最高溫、日最低溫、日均溫、日溫差以及積溫均呈顯著或極顯著正相關(guān)。優(yōu)質(zhì)晚秈稻直鏈淀粉含量主要受齊穗—齊穗后20 d 的日最低溫影響。

表8 灌漿期不同溫度特征與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和直鏈淀粉含量的相關(guān)性分析

2.5 江西不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻RVA 譜特征值變化特征

由表9 可知，同一品種在不同生態(tài)區(qū)下的RVA 譜特征值變化特征表現(xiàn)不一。隨著緯度降低，優(yōu)質(zhì)晚秈稻的峰值粘度、崩解值以及糊化溫度總體均表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，峰值時(shí)間隨緯度降低而變化不一。綜合來(lái)看，贛州點(diǎn)食味較優(yōu)。

表9 不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻RVA 譜特征值變化特征

由表10 可知，僅有1個(gè)品種的崩解值與齊穗—齊穗后20 d 和齊穗—成熟的日最低溫呈極顯著或顯著正相關(guān)，其余品種均未達(dá)顯著。

表10 灌漿期不同溫度特征與崩解值的相關(guān)性分析

3 討論

3.1 江西不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量

水稻產(chǎn)量不僅受品種類型、基因型等控制，還受不同群體結(jié)構(gòu)、氣候生態(tài)條件、栽培措施等影響。其中，溫度是影響水稻產(chǎn)量的重要因素之一，水稻灌漿期遭遇高溫會(huì)加速灌漿速率，導(dǎo)致籽粒充實(shí)度下降從而影響產(chǎn)量。研究表明，隨著緯度降低，水稻灌漿期的積溫與日均溫度逐漸升高，且土壤基礎(chǔ)肥力逐漸下降，各品種產(chǎn)量均表現(xiàn)為降低趨勢(shì)。蔣李健[13]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)水稻進(jìn)行高溫或低溫處理均會(huì)降低產(chǎn)量，但高溫處理影響更大。李健陵等[14]也認(rèn)為，灌漿期如遇高溫，產(chǎn)量會(huì)大幅下降。本研究還發(fā)現(xiàn)，優(yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量與齊穗—成熟階段的日最高溫呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，這與龔金龍等[15]研究結(jié)果相似。而唐健等[12]在江西都昌、上高、寧都進(jìn)行水稻品種類型研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著緯度降低，雜交秈稻產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì)。此外，艾磊[16]還發(fā)現(xiàn)，不同品種在不同生態(tài)區(qū)種植時(shí)，影響產(chǎn)量的構(gòu)成因素會(huì)有所不同。因此，設(shè)置多品種、多生態(tài)區(qū)進(jìn)行研究才能更好獲得水稻產(chǎn)量變化規(guī)律，解釋品種生態(tài)適應(yīng)性。

3.2 江西不同生態(tài)區(qū)優(yōu)質(zhì)晚秈稻稻米品質(zhì)

稻米品質(zhì)主要包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮與食味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等。品種類型、氣候生態(tài)條件、栽培方式等因素都會(huì)不同程度的影響稻米品質(zhì)。大多研究者認(rèn)為，影響水稻品質(zhì)的主要因素是灌漿期溫度[16-19]，且有研究者認(rèn)為，齊穗后20 d 內(nèi)的溫度對(duì)稻米品質(zhì)影響最大[20-22]。關(guān)于灌漿期溫度與水稻外觀品質(zhì)的關(guān)系，許多研究者有相同觀點(diǎn)。趙慶勇等[9]利用不同播期和不同生態(tài)區(qū)研究水稻品質(zhì)性狀變化，發(fā)現(xiàn)隨著緯度降低，外觀品質(zhì)明顯變差。陶紅娟等[23-24]發(fā)現(xiàn)，40℃高溫條件明顯提高堊白粒率和堊白度。而本研究結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)晚秈稻堊白粒率、堊白度和灌漿期溫度呈負(fù)相關(guān)，隨著緯度降低，同一品種的堊白粒率、堊白度總體呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。這與大多數(shù)研究者的結(jié)果不同，可能是由于隨著緯度降低，生態(tài)區(qū)的晝夜溫差逐漸增加，白天溫度高有利于水稻進(jìn)行光合作用，夜間溫度低，呼吸減弱促進(jìn)糖分積累，進(jìn)一步提高了籽粒灌漿與充實(shí)，從而有利于外觀品質(zhì)的改善。本研究還發(fā)現(xiàn)，外觀品質(zhì)（尤其是堊白度）與齊穗—成熟階段的日最低溫相關(guān)性最密切，這與SHAH 等[25]結(jié)果類似。本研究中美香占2 號(hào)和野香優(yōu)2號(hào)的外觀品質(zhì)在生態(tài)區(qū)間變化范圍較小且保持較優(yōu)水平，說(shuō)明其堊白性狀較穩(wěn)定，可適當(dāng)擴(kuò)大種植及推廣范圍，還可作為抵御高溫的材料以應(yīng)對(duì)氣候變暖。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著緯度降低，各品種直鏈淀粉含量呈降低趨勢(shì)，這與高煥曄等[26]研究結(jié)果類似。而關(guān)于灌漿結(jié)實(shí)期溫度與水稻直鏈淀粉含量的關(guān)系目前說(shuō)法較為復(fù)雜。朱碧巖等[27]發(fā)現(xiàn)，直鏈淀粉含量隨灌漿期溫度升高而增加，而高煥曄等[26]持相反觀點(diǎn)，周德翼[22]認(rèn)為灌漿期溫度與直鏈淀粉含量之間存在曲線關(guān)系，以上不同研究結(jié)果可能是由于水稻品種類型[28-29]、品種本身直鏈淀粉含量高低[19,30]不同所致。關(guān)于灌漿期溫度與水稻蛋白質(zhì)含量的關(guān)系，胡啟星[31]研究發(fā)現(xiàn)，隨著緯度降低，灌漿期溫度逐漸升高，蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)出增加趨勢(shì)，這與本研究結(jié)果相同。本研究還發(fā)現(xiàn)灌漿期日最高溫、日最低溫、日均溫、日溫差以及積溫均與蛋白質(zhì)含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，而朱大偉等[32]認(rèn)為，蛋白質(zhì)含量與灌漿結(jié)實(shí)期日最高溫和日均溫呈極顯著正相關(guān)，與日最低溫呈極顯著負(fù)相關(guān)，與日溫差相關(guān)性未達(dá)顯著，這與本研究結(jié)果有所差異，可能是由于品種及生態(tài)區(qū)的不同導(dǎo)致。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著緯度降低，峰值粘度、崩解值以及糊化溫度等有所增加，且崩解值與灌漿期溫度呈正相關(guān)，這與董文軍等[7，33]結(jié)果相似。

4 結(jié)論

不同生態(tài)區(qū)下優(yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量與品質(zhì)變化規(guī)律明顯，隨著緯度降低，各品種產(chǎn)量逐漸降低，外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)變優(yōu)。優(yōu)質(zhì)晚秈稻產(chǎn)量主要受齊穗—成熟階段的日最高溫影響，稻米外觀品質(zhì)主要受齊穗—成熟階段的日最低溫影響，直鏈淀粉含量主要受齊穗—齊穗后20 d 的日最低溫影響。優(yōu)質(zhì)晚秈稻在贛北地區(qū)種植能發(fā)揮產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，而在贛南地區(qū)種植則具有品質(zhì)優(yōu)勢(shì)。