季紅娟, 張小祥, 張 耗, 朱兆兵, 鄭青松, 趙步洪, 余 玲, 李育紅, 肖 寧, 潘存紅, 吳云雨, 蔡 躍, 黃年生, 李愛宏*

(1. 江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/ 國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系揚州綜合試驗站/ 揚州大學(xué)江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心/ 揚州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理重點實驗室, 江蘇揚州 225007;2. 揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 江蘇揚州 225009; 3. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 南京 210095)

水稻是世界三大糧食作物之一,為全球半數(shù)以上人口提供食物來源,在確保糧食安全方面具有重要貢獻[1-3]。提高單位面積產(chǎn)量是水稻生產(chǎn)長期以來的工作重點[4]。我國水稻品種在經(jīng)歷近80年的品種改良后,產(chǎn)量得到顯著的提高[5]。隨著人民群眾的生活水平不斷提高,人們已經(jīng)不再單純追求產(chǎn)量的提高,對稻米品質(zhì)的要求則越來越高[6]。稻米品質(zhì)是市場競爭中的關(guān)鍵因素,關(guān)系到水稻生產(chǎn)和稻農(nóng)經(jīng)濟效益[7], 較高的出米率和優(yōu)良食味品質(zhì)一直深受市場青睞。

軟米是直鏈淀粉含量介于2%～15%的新型大米品種,具有軟而不爛、甜潤爽口、膨化性好、富有彈性、冷后不易變硬、回生程度小等優(yōu)點,是制作方便米飯、米類點心等速食食品的高檔原材料。 優(yōu)良食味粳稻是直鏈淀粉含量介于糯稻和黏稻之間的一種特殊類型水稻,其直鏈淀粉含量較低,米飯柔軟有光澤,咀嚼有彈性,口感好。研究[8]表明,為保持半糯水稻的優(yōu)良食味特性和米粒的透明度,直鏈淀粉含量在控制在10%～14%范圍內(nèi)為佳。

金香玉1號是江蘇金土地種業(yè)公司和江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所采用分子標記輔助育成的優(yōu)良食味遲熟中粳新品種。該品種株高較矮,葉姿較挺,分蘗力強,熟相好,灌漿快,穗型適中,能夠適合機插、直播等多種種植方式,易種易管; 產(chǎn)量潛力高,稻米品質(zhì)優(yōu),適口性好,稻谷出糙率高,商品性好; 穗型較大,灌漿速度快,結(jié)實率高,中抗稻瘟病,抗條紋葉枯病。金香玉1號作為優(yōu)良食味抗稻瘟病遲熟中粳新品種,適宜江蘇省蘇中及寧鎮(zhèn)揚丘陵地區(qū)種植。但目前生產(chǎn)上對不同播期背景下金香玉1號產(chǎn)量及品質(zhì)的變化規(guī)律研究較少。鑒此,本研究通過不同播期試驗,研究播期對金香玉1號產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,以期為該品種大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試水稻品種為金香玉1號和南粳9108 (對照), 兩品種均為常規(guī)遲熟中粳稻。

試驗于2018—2019年在江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所萬?；?32°41′N、119°52′E)進行,前茬小麥,土壤質(zhì)地為沙壤土。耕作層含有機質(zhì)10.53 g·kg-1、速效氮96.05 mg·kg-1、速效磷15.42 mg·kg-1、速效鉀105.2 mg·kg-1。因2年趨勢一致,本研究以2019年數(shù)據(jù)進行分析。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用兩因素裂區(qū)設(shè)計,以品種為主區(qū)[金香玉1號(A)、南粳9108 (B)], 播期為副區(qū)[05-15 (S1)、05-25 (S2)、06-05 (S3)]。栽插密度為30萬穴·hm-2, 每穴2苗。行、株距為25.0 cm×13.3 cm, 小區(qū)面積3.0 m×6.0 m, 重復(fù)3次。播期S1和S2 于6月15日移栽,播期S3 于6月26日移栽,手栽。全生育期施用尿素作為氮肥,折合純氮270 kg·hm-2, 其中基肥、分蘗肥、穗肥比為4∶3∶3。磷肥(過磷酸鈣,含P2O513%)的施用量為300 kg·hm-2, 于移栽前作基肥一次性施入。鉀肥(氯化鉀,含K2O 63%)的施用量為195 kg·hm-2, 分基肥和拔節(jié)肥2次平均使用。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成

收獲前每小區(qū)取1行測定有效穗,取3株考種,測定每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率, 3個重復(fù)實收計產(chǎn)。

1.3.2 稻米品質(zhì)測定

稻米品質(zhì)測定按國標《GB/T 17891—1999優(yōu)質(zhì)稻谷》執(zhí)行。測定糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度、膠稠度。用近紅外谷物快速品質(zhì)分析儀(瑞典FOSS公司)測定直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量。采用Super 3型RVA儀(澳大利亞New-pert Scientific儀器公司)測定淀粉粘滯性。食味值通過STA1B米飯食味儀(日本佐竹公司)進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用DPS 7.5進行方差分析,采用最小顯著差數(shù)法(LSD法)檢驗差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對不同水稻品種產(chǎn)量及構(gòu)成的影響

由表1可知,隨播期的推遲,金香玉1號和南粳9108穗長變短,且差異顯著。有效穗在2個品種中均隨著播期的推遲而增加,總粒數(shù)隨播期的推遲而減少,金香玉1號3個播期有效穗均比南粳9108低,而每穗粒數(shù)金香玉1號3個播期均高于南粳9108; 結(jié)實率2個品種均隨著播期的推遲顯著下降; 南粳9108千粒重隨播期的推遲而下降,金香玉1號千粒重受播期影響程度小,差異不顯著。隨著播期的推遲,金香玉1號和南粳9108產(chǎn)量均顯著下降。

表1 播期對不同水稻品種產(chǎn)量及構(gòu)成的影響*Tab.1 Effects of sowing dates on grain yield and its components of different rice varieties

由表2可知, 2個品種在不同播期條件下,每穗總粒數(shù)和產(chǎn)量存在顯著差異,播期對有效穗、結(jié)實率和千粒重影響不顯著。

表2 播期對不同水稻品種產(chǎn)量及構(gòu)成指標的方差分析☆Tab. 2 Analysis of variance of sowing date on yield indexes of different rice varieties

2.2 播期對不同水稻品種稻米品質(zhì)的影響

2.2.1 對加工和外觀品質(zhì)的影響

由表3可知,隨著播期的推遲,出糙率、精米率和整精米率均呈下降趨勢,金香玉1號S1、S2處理間差異不顯著, S3與S1、S2處理間差異顯著。南粳9108出糙率和精米率3個播期差異均不顯著,整精米率S1、S2處理間差異不顯著, S3處理顯著降低。外觀品質(zhì)金香玉1號隨播期的推遲,堊白率和堊白度呈顯著下降趨勢,南粳9108隨播期的推遲堊白率堊白度增加,但差異不顯著。

表3 播期對不同水稻品種加工和外觀品質(zhì)的影響*Tab.3 Effects of sowing dates on milling and appearance quality of different rice varieties

2.2.2 對籽粒蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、膠稠度和食味值的影響

由表4可知,隨著播期的推遲,金香玉1號蛋白質(zhì)含量呈降低趨勢,而南粳9108蛋白質(zhì)含量在不同播期之間差異不顯著; 直鏈淀粉含量則均呈增加的趨勢,其中金香玉1號差異顯著,南粳9108差異不顯著。膠稠度隨播期的推遲均顯著下降,食味值隨播期的推遲增加,且金香玉1號的S3處理食味值最高。日本優(yōu)質(zhì)大米的食味值規(guī)定在70分以上,國內(nèi)大部分優(yōu)質(zhì)大米的食味值在55～65分之間[9]。金香玉1號和南粳9108平均分均超過70分。

表4 播期對不同水稻品種蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、膠稠度和食味值的影響*Tab.4 Effects of sowing dates on gel consistency and content of protein and amylose of different rice varieties

由表5可知,不同品種在不同播期條件下,整精米率和堊白率差異顯著,播期對蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量和膠稠度影響不顯著。

表5 播期對不同水稻品種主要品質(zhì)指標的方差分析Tab.5 Analysis of variance of sowing dates on some important quality indexes of different rice varieties

2.2.3 對淀粉黏滯特性的影響

由表6可知,隨著播期的推遲,金香玉1號和南粳9108的峰值黏度、崩解值、消減值和峰值時間均顯著增加,糊化溫度則反之,但不同播期差異不顯著。推遲播期可顯著改善2個品種的蒸煮食味品質(zhì)。

表6 播期對不同水稻品種淀粉黏滯特性的影響*Tab.6 Effects of sowing dates on starch viscosity of different rice varieties

3 討論

3.1 播期對水稻產(chǎn)量的影響

確定合理播期是水稻高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵技術(shù)之一。對某一水稻新品種而言,研究其配套栽培技術(shù),集成配套栽培技術(shù)體系,實現(xiàn)良種良法的合理配套,才能充分發(fā)揮其產(chǎn)量潛力。合理確定播期是實現(xiàn)水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[10]。大量研究[10-14,16-17]表明,推遲播期會導(dǎo)致產(chǎn)量下降,但對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響前人研究結(jié)果不盡相同。相關(guān)研究[11]表明,水稻產(chǎn)量隨著播期的推遲顯著下降,主要是因為每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重的同步下降,穗數(shù)則略有增加,但總穎花量隨播期的推遲而減少。邢志鵬等[12]研究表明,不同水稻品種的產(chǎn)量隨播期推遲呈顯著下降的趨勢,但變化幅度存在差異; 王夫玉等[13]研究發(fā)現(xiàn),隨播期的推遲,受影響的首先是結(jié)實率,其次是千粒重,再次是每穗穎花數(shù),而穗數(shù)受影響最小。播期在一定程度上影響水稻生長發(fā)育速度,通過不同的播期處理,改變各生育期的長短和所處的時間段決定了群體光合積累的時間,進而決定最終產(chǎn)量的形成[14]。張小祥等[15]研究表明,隨著播栽期的推遲,產(chǎn)量呈先上升后下降趨勢,成穗數(shù)呈上升趨勢,每穗總粒數(shù)和千粒重隨播期的推遲而減少。

在合理播期下進行配套適宜水稻品種與科學(xué)肥料運籌,對充分利用當?shù)販毓赓Y源,充分發(fā)揮品種產(chǎn)量潛力,確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的意義[16-17]。本研究結(jié)果表明,隨著播期的推遲,金香玉1號和南粳9108實產(chǎn)均顯著下降。就產(chǎn)量構(gòu)成因素而言, 2個品種有效穗均隨著播期的推遲而增加,但結(jié)實率隨著播期的推遲顯著下降; 南粳9108千粒重隨播期推遲下降,而金香玉1號千粒重受播期影響程度小,差異不顯著。本研究結(jié)果顯示金香玉1號每穗總粒數(shù)和產(chǎn)量均高于對照南粳9108,表明新品種金香玉1號播期適應(yīng)性較寬,具有較強的溫光適應(yīng)性,在適度晚播條件下該品種亦能充分地利用光溫資源,從而保證其產(chǎn)量穩(wěn)定。

3.2 播期對稻米品質(zhì)的影響

有研究[18]表明,稻米品質(zhì)中受播期影響最大的是整精米率,其次為膠稠度,最后是糙米率、精米率和直鏈淀粉含量。隨著播種時間的推遲,直鏈淀粉含量呈變優(yōu)的趨勢,適當延遲播種有助于改善稻米品質(zhì)。謝黎虹等[19]研究發(fā)現(xiàn),直鏈淀粉含量隨播期的推遲而增加,蛋白質(zhì)含量隨播期的推后而降低。也有研究[20]表明,隨播期的推遲,直鏈淀粉含量呈降低趨勢,品種間直鏈淀粉含量的差異達極顯著水平,播期與品種之間的互作效應(yīng)不顯著。這表明播期對直鏈淀粉含量有顯著影響,但品種間直鏈淀粉含量的差異更明顯,播期與品種之間不存在互作效應(yīng)。播期影響直鏈淀粉含量的本質(zhì)是溫度。灌漿結(jié)實期溫度對直鏈淀粉含量影響與品種的直鏈淀粉含量有關(guān)。孫義偉等[21]研究表明高溫使低直鏈淀粉含量的品種直鏈淀粉含量下降,高直鏈淀粉含量的品種直鏈淀粉含量提高。

邢志鵬等[22]研究發(fā)現(xiàn),隨播期的推遲,灌漿結(jié)實期日均溫度呈規(guī)律性下降趨勢,灌漿速率更平緩,籽粒充實較好,質(zhì)地緊密,有利于減少堊白粒率、堊白面積,降低堊白度,從而改善稻米外觀品質(zhì)。本研究結(jié)果表明,隨播期的推遲, 2個品種整精米率、蛋白質(zhì)含量和膠稠度均表現(xiàn)為下降趨勢,直鏈淀粉含量則相反。堊白米率、堊白面積和堊白度明顯變小,播期對外觀品質(zhì)的影響最大。因此,推遲播種可顯著改善稻米外觀品質(zhì)。

3.3 播期對稻米RVA特征值的影響

稻米淀粉RVA譜特征與稻米蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān),一般而言,米飯質(zhì)地好峰值黏度高、崩解值大、消減值小[23]。統(tǒng)計分析表明,稻米淀粉RVA譜特征值中的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、消減值、糊化溫度于年份效應(yīng)、品種效應(yīng)、播期效應(yīng)間差異達顯著、極顯著水平,消減值和起始糊化溫度在品種與播期互作效應(yīng)上差異達顯著水平外,說明淀粉RVA譜特征值受到年份、品種、播期的影響顯著[22]。張小祥等[15]研究表明,隨播期推遲,稻米的峰值黏度、崩解值、消減值均呈先增后減的趨勢,適當早播有利于稻米較好食味品質(zhì)的形成。

綜合本研究結(jié)果,播期顯著改變稻米RVA譜特征。隨播期的推遲, 2個品種稻米的峰值黏度、崩解值呈上升趨勢,消減值逐漸增加且增幅較低,金香玉1號的食味品質(zhì)得到了顯著改善。

4 結(jié)論

推遲播期對水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)有顯著影響,降低優(yōu)良食味粳稻金香玉1號的產(chǎn)量和加工品質(zhì),提高外觀品質(zhì),改善稻米RVA譜特征,從而改善稻米的食味品質(zhì)。在當前小麥遲播遲收的背景下,通過相關(guān)栽培技術(shù)的調(diào)控,如適期延播等,可改善或保持優(yōu)良食味粳稻的食味品質(zhì)。