樊一凡,張艷艷,王藝媚,李俊周,杜彥修,孫紅正,彭 廷,趙全志,2,張 靜
(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/河南省水稻生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/水稻河南省工程實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450046;2.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)
稻米是我國(guó)1/2 以上人口的主食[1]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水稻產(chǎn)量不斷提升,同時(shí),人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。因此,高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米的生產(chǎn)對(duì)穩(wěn)定糧食供求關(guān)系、增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。稻米品質(zhì)包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等,是目前水稻研究的熱點(diǎn)方向之一[2-3]。馬義虎等[4]通過(guò)開(kāi)展播期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),浙東南地區(qū)秈粳雜交稻甬優(yōu)1540 和雜交秈稻泰兩優(yōu)217 的產(chǎn)量主要受齊穗—成熟期的溫光資源調(diào)控,而品質(zhì)與齊穗后20 d 至成熟階段的溫光資源關(guān)系密切。河南省水稻主要種植在南部的信陽(yáng)、南陽(yáng)等市,被稱(chēng)為豫南稻區(qū),位于河南、湖北、安徽三省交界處,屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候,生產(chǎn)上以雜交秈稻為主,具有明顯的過(guò)渡性特征,也具有發(fā)展水稻生產(chǎn)的優(yōu)越生態(tài)條件[5]。為保障糧食安全,引進(jìn)或選育豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的秈稻品種是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)增產(chǎn)增收的重要途徑。孫建軍等[6]對(duì)豫南沿淮稻區(qū)麥茬后種植遲熟中秈和中熟中粳品種水稻的播期研究發(fā)現(xiàn),不同品種類(lèi)型水稻產(chǎn)量隨播期推遲逐漸下降。水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)不僅與遺傳因素有關(guān),還受到種植地區(qū)環(huán)境條件的調(diào)控,不同種植環(huán)境會(huì)引起水稻產(chǎn)量和品質(zhì)形成發(fā)生變化。因此,適宜的播期是保障水稻高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前,關(guān)于播期對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究主要集中于產(chǎn)量、品質(zhì)等方面,同時(shí)研究產(chǎn)量、品質(zhì)和關(guān)鍵氣候影響因子的報(bào)道較少[4,7],且不同地區(qū)溫光資源差異明顯,使得稻米品質(zhì)形成的主導(dǎo)氣候因子因地而異。前人關(guān)于豫南稻區(qū)播期的研究多以粳稻為主[8-9],而由播期引起的溫光條件差異對(duì)秈稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及關(guān)鍵氣候因子尚不明確。為此,在豫南稻區(qū)以3 個(gè)中秈雜交水稻品種為試驗(yàn)材料,設(shè)置5 個(gè)播期為水稻生長(zhǎng)創(chuàng)造不同的溫光條件,探究不同播期對(duì)豫南稻區(qū)秈稻產(chǎn)量和稻米加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)的影響,進(jìn)一步明確豫南稻區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻田溫光資源配置特征,以期為豫南稻區(qū)秈稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培管理提供理論指導(dǎo)。
試驗(yàn)于2019—2020 年在信陽(yáng)市平橋區(qū)甘岸街道二郎村(114°01'E、32°18'N)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻生產(chǎn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)田位于淮河以南,屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候,年均日照時(shí)間1 900~2 100 h,年平均氣溫15.1~15.3 ℃,年均無(wú)霜期225 d,年均降雨量900~1 400 mm。2019 年和2020 年水稻大田生長(zhǎng)階段的溫度和光照強(qiáng)度變化如圖1 所示,5—7 月溫度總體上呈逐漸上升的趨勢(shì),最高值出現(xiàn)在7 月下旬—8 月上旬,8 月下旬—11 月下旬溫度呈下降趨勢(shì)??傮w上,2019 年5—7 月溫度高于2020 年同期。光照強(qiáng)度出現(xiàn)最高的時(shí)期與溫度一致,也在7月下旬—8月上旬。土壤類(lèi)型為水稻土,pH值為6.41,有機(jī)質(zhì)含量為29.29 g/kg,全氮含量為1.00 g/kg,堿解氮含量為56.74 mg/kg,速效磷含量為16.51 mg/kg,速效鉀含量為139.3 mg/kg。
圖1 2019年和2020年水稻生長(zhǎng)階段的溫度和光照強(qiáng)度Fig.1 Temperature and light intensity at rice growth stages in 2019 and 2020
供試水稻品種為兆優(yōu)5431(秈型三系雜交水稻)、中浙優(yōu)8號(hào)(遲熟秈型三系雜交水稻)和Y 兩優(yōu)900(秈型兩系雜交水稻)。供試氮肥為尿素(含N 46%),鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%),磷肥為過(guò)磷酸鈣(含P2O512%)
試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),播期為主區(qū),分別為4 月15 日(T1)、4 月30 日(T2)、5 月15 日(T3)、5 月30 日(T4)和6 月14 日(T5),品種為副區(qū),3 次重復(fù),小區(qū)面積為20 m2。采用塑料穴盤(pán)育秧,秧齡為20 d 時(shí),單苗移栽,移栽密度為30 cm×20 cm。氮肥(以純N計(jì))施用量為150 kg/hm2,按基肥∶分蘗肥∶穗肥為4∶4∶2 的比例施用;磷肥(以P2O5計(jì))施用量為450 kg/hm2,全部作基肥施用;鉀肥(以K2O 計(jì))施用量為300 kg/hm2,按基肥∶穗肥為5∶5 的比例隨著氮肥一并施用。其他大田管理同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田常規(guī)栽培管理。
1.3.1 產(chǎn)量 成熟期,收獲5 m2長(zhǎng)勢(shì)均勻具有代表性的植株,脫粒后曬干,稱(chēng)質(zhì)量,并測(cè)定谷物含水量,按照13.5%的標(biāo)準(zhǔn)含水量來(lái)計(jì)算產(chǎn)量。
1.3.2 稻米品質(zhì) 稻谷貯藏3 個(gè)月后測(cè)定稻米品質(zhì)。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》測(cè)定稻谷的糙米率、精米率、整精米率。使用CanoScan 5600F 掃描儀測(cè)定稻米的堊白粒率、堊白度、長(zhǎng)寬比。稻米的直鏈淀粉含量參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15683—2008《稻米直鏈淀粉含量的測(cè)定》測(cè)定;蛋白質(zhì)含量以全氮含量乘以6.25 進(jìn)行換算,全氮含量采用濃硫酸-雙氧水消煮樣品、連續(xù)流動(dòng)分析儀AA3進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3 溫光條件 采用WatchDog 2000 自動(dòng)氣象記錄儀記錄2019 年和2020 年水稻抽穗至成熟階段逐日的溫度、光照時(shí)間、光照強(qiáng)度,計(jì)算抽穗至成熟階段的積溫、累積光照時(shí)間、累積光照強(qiáng)度。
使用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)初步整理及分析;使用SPSS 25.0 中Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析;使用R Studio 4.1.0 軟件的vegan 包進(jìn)行冗余分析(RDA)及作圖,使用hier.part 包進(jìn)行解釋率分析及作圖。
從表1可以看出,播期、品種、年份、播期與品種互作、播期與年份互作及播期、品種、年份互作均對(duì)秈稻產(chǎn)量有極顯著影響。隨著播期的推遲,3 個(gè)秈稻品種2 a 的平均產(chǎn)量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),2019 年表現(xiàn)為T(mén)2>T1>T3>T4>T5,T2 處理與T1和T3 處理差異不顯著,但顯著高于T4 和T5 處理,增幅分別為37.9%和129.4%,T5處理顯著低于其他處理;2020 年表現(xiàn)為T(mén)3>T2>T1>T4>T5,T3 處理與T1 和T2 處理差異不顯著,但顯著高于T4 和T5 處理,增幅分別為24.0%和279.5%,T5 處理顯著低于其他處理。不同品種間比較,3 個(gè)秈稻品種的產(chǎn)量在2019年和2020年的T1、T2和T4處理下均無(wú)顯著差異;2019年在T3處理下,兆優(yōu)5431的產(chǎn)量顯著高于中浙優(yōu)8 號(hào),而在T5 處理下,兆優(yōu)5431 的產(chǎn)量顯著低于Y 兩優(yōu)900 和中浙優(yōu)8 號(hào);2020 年在T5 處理下,Y 兩優(yōu)900 的產(chǎn)量最高,兆優(yōu)5431 次之,中浙優(yōu)8 號(hào)最低,三者差異顯著;2 a 均為T(mén)2 處理的Y 兩優(yōu)900 產(chǎn)量最高。2019 年和2020 年,隨著播期的推遲,Y兩優(yōu)900減產(chǎn)幅度最小,兆優(yōu)5431產(chǎn)量變化幅度較大。綜上,3個(gè)秈稻品種在T2和T3處理下產(chǎn)量較高,Y兩優(yōu)900隨播期推遲減產(chǎn)幅度最小。
表1 不同播期對(duì)秈稻產(chǎn)量的影響Tab.1 Effects of different sowing dates on yield of indica rice
從表2可以看出,播期、品種、播期與品種互作、播期與年份互作、品種與年份互作均對(duì)秈稻糙米率有極顯著的影響,播期、品種、年份、播期與品種互作均對(duì)精米率有極顯著的影響,播期、品種、年份及彼此間互作均對(duì)整精米率有極顯著的影響。2019年和2020 年3 個(gè)秈稻品種的平均糙米率均為T(mén)3 處理最高,T5處理最低,T3處理較T5處理分別顯著提高7.3%和7.2%。2019 年在T3 處理下,3 個(gè)秈稻品種糙米率差異不顯著;2020 年在T3 處理下,Y 兩優(yōu)900 糙米率顯著高于兆優(yōu)5431;2 a 在T5 處理下均為中浙優(yōu)8 號(hào)糙米率最高。2019 年3 個(gè)秈稻品種的平均精米率以T2 處理最高,2020 年以T3 處理精米率最高,2 a 均以T5 處理精米率最低,2019 年T2 處理比T5 處理高6.8%,2020 年T3 處理比T5 處理高6.9%;總體上,2019 年Y 兩優(yōu)900 精米率最高,2020年中浙優(yōu)8 號(hào)精米率最高。2019 年和2020 年3 個(gè)秈稻品種的平均整精米率均以T2 處理最高,T5 處理最低,T1、T2、T3、T4 處理間差異不顯著,2019 年分別較T5 處理提高17.9%、32.1%、27.0%、32.1%,2020 年分別較T5 處理顯著提高79.9%、83.9%、82.0%、56.7%;總體上,2019 年Y 兩優(yōu)900 的整精米率高于另外2 個(gè)品種,2020 年T1 和T5 處理Y 兩優(yōu)900 整精米率最高,T2、T3、T4 處理中浙優(yōu)8 號(hào)整精米率最高。隨著播期的推遲,Y 兩優(yōu)900 的整精米率減幅最小。綜上,T2 和T3 處理稻米加工品質(zhì)較好,T5處理稻米加工品質(zhì)最差。
表2 不同播期對(duì)秈稻稻米加工品質(zhì)的影響Tab.2 Effects of different sowing dates on milling quality of indica rice %
由表3可以看出,播期、品種、年份、播期與品種互作、播期與年份互作及播期、品種、年份互作均對(duì)秈稻稻米堊白粒率和堊白度有極顯著的影響,品種、年份、品種與年份互作、年份與播期互作及播期、品種、年份互作均對(duì)長(zhǎng)寬比有極顯著的影響。隨著播期的推遲,3 個(gè)秈稻品種稻米平均堊白粒率和堊白度均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),2019 年和2020 年堊白粒率和堊白度均以T2 處理最低,T5 處理最高;2 a T2 處理堊白粒率分別比T5 處理降低69.9%和77.6%,T2 處理堊白度分別比T5 處理降低69.8%和85.2%。對(duì)比3 個(gè)秈稻品種,2019 年T1、T3、T4 處理兆優(yōu)5431 的堊白粒率最低,T2 和T5 處理中浙優(yōu)8 號(hào)最低;2020 年T1、T2、T3 處理兆 優(yōu)5431 的堊白粒率最低,T4、T5 處理Y 兩優(yōu)900 最低。2019 年和2020 年不同播期處理間長(zhǎng)寬比差異不顯著,不同品種間差異顯著,且均為兆優(yōu)5431 長(zhǎng)寬比最大。綜合分析發(fā)現(xiàn),T2處理稻米堊白粒率和堊白度最低,外觀品質(zhì)最好;T5 處理稻米總體上外觀品質(zhì)最差;兆優(yōu)5431外觀品質(zhì)最好。
由表4 可以看出,播期、年份、品種與年份互作及播期、品種、年份互作對(duì)秈稻稻米蛋白質(zhì)含量有極顯著的影響,播期與品種互作對(duì)蛋白質(zhì)含量有顯著影響;播期、年份對(duì)直鏈淀粉含量有極顯著的影響,品種與年份互作、播期與年份互作對(duì)直鏈淀粉含量有顯著影響。3 個(gè)秈稻品種稻米平均蛋白質(zhì)含量均隨著播期推遲呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),2 a均以T3 處理最高,T2 與T3 處理間差異不顯著,T5 處理最低,2019 和2020 年T3 處理分別比T5 處理顯著提高13.6%和20.0%。對(duì)于不同品種來(lái)說(shuō),2019 年T1—T4 處理3 個(gè)品種間蛋白質(zhì)含量差異不顯著,T5處理浙優(yōu)8 號(hào)蛋白質(zhì)含量顯著高于Y 兩優(yōu)900 和中浙優(yōu)8 號(hào);2020 年T1—T3 處理Y 兩優(yōu)900 蛋白質(zhì)含量最高,T4、T5 處理均以中浙優(yōu)8 號(hào)最高。隨著播期的推遲,2 a 3 個(gè)品種稻米平均直鏈淀粉含量均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),表現(xiàn)為T(mén)2<T1<T3<T4<T5,2 a T2 處理直鏈淀粉含量分別比T5處理降低13.7%和19.2%。2019 年稻米直鏈淀粉含量總體上低于2020 年,同一處理不同品種之間直鏈淀粉含量總體上差異不顯著。綜上,T3 處理稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)最高,T2處理稻米蒸煮品質(zhì)最好。
表4 不同播期對(duì)秈稻稻米蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量的影響Tab.4 Effects of different sowing dates on protein and amylose contents of indica rice %
對(duì)2020 年不同播期下3 個(gè)秈稻品種籽粒灌漿充實(shí)階段溫光條件進(jìn)行分析(表5)發(fā)現(xiàn),隨著播期的推遲,3 個(gè)品種5 個(gè)播期抽穗至成熟階段的溫光條件均隨著播期的推遲呈下降趨勢(shì);在抽穗至抽穗后10 d、抽穗后10~20 d、抽穗后20 d至成熟階段,積溫、累積光照時(shí)間、累積光照強(qiáng)度總體上也隨著播期的推遲呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。對(duì)于抽穗至成熟的積溫、累積光照時(shí)間、累積光照強(qiáng)度,T5 處理較T1 處理分別下降了37.7%、19.2%、61.8%;對(duì)于抽穗至抽穗后10 d、抽穗后10~20 d、抽穗后20 d至成熟階段,T5 處理積溫較T1 處理分別下降了38.1%、30.3%、44.8%,累積光照時(shí)間分別下降了16.9%、13.1%、27.7%,累積光照強(qiáng)度分別下降了63.3%、65.2%、60.8%。對(duì)比3 個(gè)品種,抽穗至成熟階段,隨著播期的推遲,Y 兩優(yōu)900的積溫下降幅度最大,兆優(yōu)5431次之,中浙優(yōu)8號(hào)下降幅度最??;累積光照時(shí)間和累積光照強(qiáng)度也均以Y 兩優(yōu)900 下降幅度最大,兆優(yōu)5431和中浙優(yōu)8號(hào)下降幅度相當(dāng)。
表5 2020年不同播期下秈稻抽穗至成熟階段溫光條件差異Tab.5 Difference of temperature and light conditions from heading to maturity of indica rice under different sowing dates in 2020
由RDA 分析(圖2A)可知,2020 年3 個(gè)秈稻品種5 個(gè)播期下溫光因子對(duì)稻米品質(zhì)的解釋率為73.02%,RDA1 對(duì)稻米品質(zhì)的解釋率為65.93%,RDA2對(duì)稻米品質(zhì)的解釋率為7.09%,可以看出抽穗至成熟階段的溫光因子是造成稻米品質(zhì)差異的主要環(huán)境因素。由圖2B可知,對(duì)稻米品質(zhì)的解釋率排名前3 的因子為抽穗后10~20 d 累積光照時(shí)間(Ash2)>抽穗后10~20 d 積溫(At2)>抽穗至抽穗后10 d 累積光照強(qiáng)度(Al1),其中Ash2 解釋率為11.98%,At2解釋率為9.82%,Al1解釋率為9.13%。
圖2 不同播期下溫光因子對(duì)秈稻稻米品質(zhì)影響的RDA分析(A)及其解釋率(B)(2020年)Fig.2 RDA analysis(A)of the effect of temperature and light factors on the quality of indica rice under different sowing dates and their interpretation rates(B)in 2020
周麗慧等[10]認(rèn)為,播期是決定水稻產(chǎn)量潛力和籽粒品質(zhì)的重要栽培措施之一。王梓豪等[5]和李陽(yáng)等[11]研究發(fā)現(xiàn),部分水稻品種的產(chǎn)量均隨著播期的推遲呈先升高后降低的趨勢(shì)。本研究發(fā)現(xiàn),隨著播期的推遲,3 個(gè)秈稻品種5 個(gè)播期抽穗至成熟階段的溫光條件均隨著播期的推遲呈下降趨勢(shì),產(chǎn)量隨著播期的推遲先升高后降低,2 a 3 個(gè)品種均是T5處理產(chǎn)量最低,兆優(yōu)5431 均在T3 處理下產(chǎn)量最高,中浙優(yōu)8 號(hào)2019 年 在T2 處理下產(chǎn)量最高,2020 年則在T3處理下產(chǎn)量最高。對(duì)于3個(gè)秈稻品種,T2和T3處理積溫、累積光照時(shí)間和累積光照強(qiáng)度均低于T1處理,但高于T4和T5處理。因此,豫南秈稻取得高產(chǎn)的適宜播期不宜太早,更不可過(guò)晚(5 月30 日后),否則將導(dǎo)致生育后期遭遇較差的溫光條件,嚴(yán)重影響產(chǎn)量。
加工品質(zhì)很大程度上由水稻的灌漿速率決定,溫度越高,灌漿速率越快,溫度過(guò)低則相反。抽穗后溫度呈下降趨勢(shì),灌漿前期溫度高,灌漿速率過(guò)快,灌漿時(shí)間將會(huì)縮短,胚乳細(xì)胞的充實(shí)度變差,籽粒糊粉層細(xì)胞數(shù)量增多,糠粉層變厚,使得整精米率降低;灌漿期溫度過(guò)低,灌漿速率過(guò)慢,灌漿時(shí)間加長(zhǎng),胚乳細(xì)胞的充實(shí)度變差,甚至出現(xiàn)青粒,整精米率嚴(yán)重降低[12]。王云霞等[13]研究發(fā)現(xiàn),高溫使稻米的整精米率下降。呂艷梅等[14]研究發(fā)現(xiàn),抽穗期低溫脅迫會(huì)嚴(yán)重影響水稻的光合速率,進(jìn)而降低水稻的精米率、整精米率。本研究發(fā)現(xiàn),豫南稻區(qū)3個(gè)秈稻品種的加工品質(zhì)均隨著播期的推遲呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。而馬義虎等[4]研究發(fā)現(xiàn),浙東南地區(qū)稻米加工品質(zhì)總體上隨播期推遲呈變優(yōu)的趨勢(shì),浙東南地區(qū)水稻全生育期的有效積溫隨播期推遲基本呈先增后減的趨勢(shì),而豫南稻區(qū)積溫則是隨播期推遲逐漸下降。因此,兩地溫光資源的不同是引起水稻產(chǎn)量和品質(zhì)差異的主要原因之一。豫南稻區(qū)T2、T3處理產(chǎn)量較高,溫光條件較適中,這可能也是T3 處理糙米率和精米率、T2 處理整精米率較高的主要原因。
前人研究發(fā)現(xiàn),堊白的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,受不同基因控制,并受不同種植年份和環(huán)境因素影響;在不同溫度下,不同水稻品種的籽粒堊白度有很大的變化范圍[15]。外觀品質(zhì)與加工品質(zhì)有密切的聯(lián)系,堊白是由于灌漿期淀粉的不完全積累造成的,對(duì)大米的加工、蒸煮食味品質(zhì)也有很大影響[16]。堊白度和堊白粒率高的籽粒在研磨過(guò)程中也極容易產(chǎn)生碎米,降低加工品質(zhì)。在非生物因素中,溫光條件對(duì)堊白有重要的影響,抽穗后高溫使水稻籽粒堊白度和堊白粒率增加,低溫、低光照也對(duì)堊白度、堊白粒率有不良影響。本研究中,3個(gè)秈稻品種的堊白粒率和堊白度均隨著播期的推遲呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),T5 處理抽穗至抽穗后20 d積溫和累積光照時(shí)間較T2 和T3 處理大幅下降,從而導(dǎo)致堊白粒率和堊白度顯著增加。稻米的粒型主要受遺傳特性控制,溫光條件對(duì)其影響甚微[17]。本研究也證實(shí)了這一點(diǎn),兆優(yōu)5431在各個(gè)播期的長(zhǎng)寬比均顯著高于中浙優(yōu)8號(hào)和Y兩優(yōu)900,且播期間差異不顯著。
溫光條件對(duì)稻米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量的影響研究結(jié)果不一。直鏈淀粉含量是決定稻米品質(zhì)的重要指標(biāo),直接影響大米在蒸煮過(guò)程中對(duì)水分的吸收、體積的擴(kuò)張以及飯粒的散聚性。研究發(fā)現(xiàn),直鏈淀粉含量與蒸煮食味品質(zhì)呈負(fù)相關(guān),中至低等直鏈淀粉含量的米飯通常較軟,有較好的適口性,較好的飯粒光澤度,而高直鏈淀粉含量的米飯通常較硬,適口性較差[18-21]。AHMED 等[22]和SEUNG等[23]研究發(fā)現(xiàn),通常直鏈淀粉含量隨著溫度的升高而降低。高溫對(duì)稻米淀粉顆粒結(jié)晶區(qū)的晶胞結(jié)構(gòu)或微晶排列有較大影響[24]。低溫會(huì)減弱光合作用中酶促反應(yīng),降低光合強(qiáng)度,減少有機(jī)物的合成,阻礙淀粉累積。除溫度外,抽穗后灌漿期的光照也在一定程度上影響淀粉的合成與積累。光照對(duì)水稻光合作用、物質(zhì)的合成、籽粒的灌漿充實(shí)都有一定的影響,從而影響米質(zhì)[25]。本研究中,隨著播期的推遲,秈稻稻米直鏈淀粉含量先下降后升高,T2 處理直鏈淀粉含量最低,T5 處理最高,不同播期溫光條件差異較大,但直鏈淀粉含量均在適中范圍內(nèi),推測(cè)與遺傳因素相關(guān)。陳道宗[26]的研究也指出,遺傳基因?qū)χ辨湹矸鄣挠绊?、控制力較大。
研究發(fā)現(xiàn),灌漿期高溫有利于提高稻米蛋白質(zhì)含量[27]。曹云英[28]研究也發(fā)現(xiàn),抽穗灌漿早期高溫使稻米蛋白質(zhì)含量增加,尤其促進(jìn)難消化的醇溶蛋白含量增加。RESURRECCION 等[29]研究發(fā)現(xiàn),秈稻稻米蛋白質(zhì)含量與溫度的關(guān)系呈拋物線(xiàn)型。程方民等[30]通過(guò)遮光試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),灌漿期隨著光照強(qiáng)度的增加,稻米蛋白質(zhì)含量逐漸降低。任萬(wàn)軍等[31]認(rèn)為,遮陰條件下植物光合作用下降,轉(zhuǎn)移到籽粒中的碳水化合物減少,而轉(zhuǎn)移至籽粒中的氮素增加,導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量增加。HONJYO[32]研究結(jié)果表明,灌漿后期光照強(qiáng)度越大,稻米蛋白質(zhì)含量越高。本研究中,稻米蛋白質(zhì)含量隨著播期的推遲先上升后下降,T3 處理稻米蛋白質(zhì)含量高于其他處理,這與雷振山等[33]和王康君等[34]的研究結(jié)果一致。除Y 兩優(yōu)900 的T5 處理和2020 年兆優(yōu)5431 的T4、T5 處理溫光條件較差導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量較低外,其他處理3 個(gè)品種的蛋白質(zhì)含量均在適中范圍內(nèi)。前人研究發(fā)現(xiàn),齊穗至齊穗后20 d 的溫度對(duì)稻米品質(zhì)的影響更顯著[9]。本研究通過(guò)RDA 分析發(fā)現(xiàn),抽穗至抽穗后20 d 的溫光條件是引起豫南稻區(qū)3個(gè)秈稻品種品質(zhì)變化的主要環(huán)境因素,尤其是抽穗后10~20 d 的累積光照時(shí)間對(duì)稻米品質(zhì)的影響最大。
綜上所述,隨著播期的推遲,豫南稻區(qū)秈稻抽穗至成熟期積溫、累積光照時(shí)間和累積光照強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì)。播期引起的灌漿期溫光條件差異顯著影響稻米品質(zhì)的形成。播期早,抽穗后積溫較高,而播期晚,抽穗后溫光資源不足,均使稻米品質(zhì)變差。就不同播期下溫光因子綜合影響而言,抽穗至抽穗后20 d,尤其是抽穗后10~20 d 的累積光照時(shí)間是影響豫南稻區(qū)秈稻稻米品質(zhì)的主要環(huán)境因子。因此,豫南稻區(qū)秈稻品種需要通過(guò)調(diào)整播期來(lái)改善抽穗后的溫光條件,促進(jìn)其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)潛力的發(fā)揮。