速生晚粳稻產(chǎn)量形成特點(diǎn)與稻米品質(zhì)及生育期變化規(guī)律研究

黃光福，蔣敏明，張衛(wèi)星，王春麗，李迪秦，唐啟源*

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙410128;2中國水稻研究所，浙江杭州310006;3云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，昆明650201)

洪澇災(zāi)害是我國的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了重大影響，而水稻是受洪澇災(zāi)害影響尤為突出的作物。7、8月份為湖南省雙季晚稻的生育前期，也正是湖南省洪澇災(zāi)害高發(fā)期。水稻生育前期遭受洪澇災(zāi)害，輕則影響水稻的正常生長發(fā)育，導(dǎo)致減產(chǎn)，重則顆粒無收。因此洪澇災(zāi)害后，選擇正確的補(bǔ)救措施，最大限度減少損失，具有重要意義。

20世紀(jì)70年代以來，秈型雜交晚稻的推廣應(yīng)用使得長江流域雙季稻區(qū)的粳稻種植逐步從生產(chǎn)上退出［1］。但有研究［2～9］表明，播期對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要影響，利用粳稻品種抗寒性強(qiáng)和耐遲播的特性，選擇合適的播期，補(bǔ)種粳稻品種可作為晚稻洪澇災(zāi)害后的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。近年來，由于長江流域雙季稻區(qū)洪澇災(zāi)害頻發(fā)，篩選多熟制作物種植的搭配品種和洪澇災(zāi)害后的補(bǔ)救種植品種已經(jīng)成為水稻減災(zāi)救災(zāi)研究的熱點(diǎn)。筆者從東北引進(jìn)8個(gè)不同熟期粳稻品種，對(duì)其在湖南種植的生育規(guī)律及生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行研究，旨在為湖南省雙季稻生產(chǎn)過程中洪澇災(zāi)害后救災(zāi)品種的選擇和南方稻米品質(zhì)改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2012年在湖南省瀏陽市永安鎮(zhèn)(28°09'N，113°37'E)試驗(yàn)基地進(jìn)行。

1.2 供試品種

參試品種10個(gè)。8個(gè)東北品種，即中早熟早粳長白9號(hào)(CB-9);中晚熟早粳吉粳83號(hào)(JJ83)及遼星1號(hào)(LX-1);早熟早粳龍粳21(LJ21)及龍粳26(LJ26);特早熟早粳龍粳24(LJ24);中熟早粳松粳9號(hào)(SJ-9):晚熟早粳鹽豐47(YF47)。2個(gè)對(duì)照，即常規(guī)早秈中嘉早17(ZJZ17)和雜交早秈金優(yōu)463(JY463)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，播期為主區(qū)、品種為副區(qū)，3次重復(fù)，小區(qū)面積16 m2。其中主區(qū)播期設(shè)置:播期1，7月10日播種;播期2，7月25日播種;播期3，8月9日播種。采用434孔塑盤育秧，每孔均勻點(diǎn)播4～5粒種谷。移栽秧齡為15 d，全部手工栽插，栽插規(guī)格為27 cm×12 cm，密度32.1萬穴/hm2，每穴插4本。氮肥用尿素，用量180 kg/hm2N，基蘗穗肥比例為4∶3∶3，分別在栽前、栽后10 d和倒3～4葉期施用。磷肥用鈣鎂磷肥全部基施，鉀肥用氯化鉀，在栽前和栽后10 d各施50%。氮磷鉀比例為1∶0.5∶0.5。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 生育期記載

記載各品種抽穗期、齊穗期和成熟期。

1.4.2 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查

株高測(cè)量:在齊穗期進(jìn)行，每個(gè)處理共測(cè)量20株。葉面積測(cè)量:測(cè)量已標(biāo)記葉齡的稻株主莖劍葉、倒二葉、倒三葉的長和寬，每個(gè)品種每次重復(fù)共測(cè)量10株主莖，葉面積=長×寬×0.75。

1.4.3 干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量測(cè)定

分別在抽穗期、成熟期，每個(gè)處理取5穴，植株連根拔出，清洗，去根，將葉、莖和穗分開烘干稱干重。成熟期考查有效穗數(shù)(每小區(qū)調(diào)查30穴)和取樣考種(每小區(qū)取5穴)測(cè)定穗長、每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒重，計(jì)算理論產(chǎn)量;并在每個(gè)小區(qū)預(yù)留2 m×2.5 m范圍的植株實(shí)割后脫粒風(fēng)干稱重，測(cè)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4.4 稻米品質(zhì)測(cè)定

水稻收獲脫粒，曬干，室內(nèi)貯藏3個(gè)月后，用NP－4350型風(fēng)選機(jī)風(fēng)選，參照GB/T17891－1999測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、堿消值和膠稠度等。采用瑞典FOSS TECATOR公司生產(chǎn)的近紅外谷物分析儀(Infrared 1241 grain analyzer)測(cè)定精米的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量。

所有數(shù)據(jù)采用DPS和Excel進(jìn)行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

從表1可知，正常成熟的東北品種，3個(gè)播種期的平均產(chǎn)量分別為7.51、5.61和1.60 t/hm2，表現(xiàn)為:播期1＞播期2＞播期3，其中，中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳產(chǎn)量顯著高于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳。播期1中，LX－1和YF47產(chǎn)量較高，分別為9.61和8.74 t/hm2，比對(duì)照 JY463高11.1%和1.1%;播期2中，各品種的產(chǎn)量均低于對(duì)照;播期3中，只有LJ21、LJ24、LJ26和CB－9結(jié)實(shí)，產(chǎn)量較低且品種間差異不顯著，其中品種CB－9的產(chǎn)量最高，為1.90 t/hm2，LJ24 產(chǎn)量最低，為 1.43 t/hm2。

不同播期的有效穗數(shù):播期2＞播期1＞播期3。播期1中除LX－1和YF47外，其余品種有效穗數(shù)較對(duì)照ZJZ17高1.6% ～23.0%;播期2中除SJ－9外，各品種有效穗數(shù)較對(duì)照J(rèn)Y463高5.8% ～29.3%;播期3中，正常成熟的4個(gè)品種的有效穗數(shù)均高于對(duì)照。

不同播期的穗粒數(shù):播期1和播期2顯著大于播期3。播期1中，LX－1的穗粒數(shù)顯著多于其他品種;播期2中，各品種的穗粒數(shù)均低于對(duì)照;播期3中，YF47和對(duì)照相當(dāng)，其他品種低于對(duì)照。

不同播期的千粒重:播期1＞播期2＞播期3。播期1和播期2各品種千粒重與對(duì)照差異不顯著。

不同播期的結(jié)實(shí)率:變化規(guī)律不明顯。播期1中，各品種的結(jié)實(shí)率均顯著大于對(duì)照J(rèn)Y463;播期2中，各品種的結(jié)實(shí)率達(dá)到80% ～83.6%，顯著高于對(duì)照;播期3各品種的結(jié)實(shí)率均偏低，只有20.9%～27.1%。產(chǎn)量較高的LX－1每穗粒數(shù)顯著多于其他品種且結(jié)實(shí)率較高。

以上可知，通過較大的穗型協(xié)調(diào)構(gòu)建足夠的每穗粒數(shù)，并保證高效的灌漿充實(shí)，即保持較高的結(jié)實(shí)率，是粳稻獲得更高產(chǎn)量的關(guān)鍵。

表1 不同播期各品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子Table 1 Yield and its components of the different varieties under different sowing date

2.2 品種生育安全性

能否正常抽穗灌漿成熟，是水稻生育安全性的根本指標(biāo)。由表2可知，3個(gè)播期中，特早熟早粳、早熟早粳、中早熟早粳3播期均能正常成熟。未成熟的品種齊穗期在10月19日～11月2日，此時(shí)已晚于湖南粳稻安全齊穗下限日期，此時(shí)日平均氣溫已低于15℃，灌漿極其緩慢甚至終止，故不能正常成熟，形成較多的癟粒與青死米。所引品種隨播期的延遲，生育期呈延長的趨勢(shì)，全生育期與原產(chǎn)地相比縮短15～45 d，其中，第三播期中，CB－9縮短15 d，第一播期中，LJ26縮短45 d。正常成熟的品種齊穗期在9月1日～10月3日，成熟期在10月8日～11月24日。

表2 各品種的生育安全性Table 2 Fertility security of different varieties

2.3 不同播期各品種株高及高效葉面積

播期對(duì)高效葉面積影響規(guī)律不明顯(表3)。播期1，各品種均小于對(duì)照;播期2，對(duì)照J(rèn)Y463最大，SJ－9次之，大于對(duì)照ZJZ－17;播期3，各品種均小于對(duì)照。

播期對(duì)株高的影響不顯著，各類型品種間差異顯著，中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳顯著高于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳(表3)。其中，特早熟早粳、早熟早粳，莖稈纖細(xì)，出現(xiàn)嚴(yán)重倒伏現(xiàn)象。播期1，各品種均比對(duì)照矮。播期2，LX－1、SJ－9和YF47高于對(duì)照ZJZ17，但差異不顯著。播期3，各品種均顯著低于對(duì)照。

能正常結(jié)實(shí)的東北品種的3個(gè)播期的高效葉面積及株高與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.5913*和0.4961*。可見，高效葉面積較大的品種，具有較高的光合生產(chǎn)能力，既能夠增加光合物質(zhì)積累量，又能協(xié)調(diào)群體莖鞘物質(zhì)輸出與運(yùn)轉(zhuǎn)，以強(qiáng)源暢流，促成群體籽粒充實(shí)度高，最終產(chǎn)量較高。

表3 不同播期各品種的株高和高效葉面積Table 3 Plant height and efficient leaf area of different varieties under different sowing date

2.4 不同播期各品種干物質(zhì)生產(chǎn)

播期對(duì)抽穗期干物質(zhì)積累的影響不明顯，但對(duì)成熟期的干物質(zhì)積累產(chǎn)生顯著影響(表4)。抽穗期干物質(zhì)積累整體表現(xiàn)為:播期3＞播期1＞播期2。播期1中，LX－1和JJ83干物質(zhì)積累量最大，分別為1 000.50 g/m2和934.16 g/m2，較對(duì)照ZJZ17分別增加121.58 g/m2和55.24 g/m2，但均小于對(duì)照J(rèn)Y463;播期2中，LX－1干物質(zhì)積累量最大，為885.3 g/m2，較對(duì)照 JY463增加62.8 g/m2，小于對(duì)照ZJZ－17;播期3中，JJ83和LX－1干物質(zhì)積累量較大，高于對(duì)照ZJZ－17，小于對(duì)照J(rèn)Y463。成熟期干物質(zhì)整體表現(xiàn)為:播期1＞播期2＞播期3。播期1中，LX－1干物質(zhì)積累量高于對(duì)照，為1 683.42 g/m2，其他品種均低于對(duì)照;播期2中，對(duì)照J(rèn)Y463干物質(zhì)積累量大于其他品種，JJ83干物質(zhì)積累量顯著高于對(duì)照 ZJZ17;播期3中，正常成熟的品種中，LJ21干物質(zhì)積累量最大，為1 069.87 g/m2，LJ24最小為922.98 g/m2。所引品種全生育期較原產(chǎn)地縮短，溫光資源利用率相對(duì)較低，抽穗—成熟期光合物質(zhì)積累較少，進(jìn)而降低了群體庫容總充實(shí)量。

表4 供試品種3個(gè)播期的干物質(zhì)生產(chǎn)量Table 4 Dry matter production characteristics of tested varieties under three sowing date(g/m2)

2.5 不同播期稻米品質(zhì)

2.5.1 加工品質(zhì)

各類型品種糙米率、精米率和整精米率受播期的影響不明顯，各品種間差異較小，糙米率、精米率與對(duì)照相比差異不顯著;所有引進(jìn)品種的整精米率均高于對(duì)照，其中播期1，LX－1的精米率較對(duì)照ZJZ17和JY463分別高12.1%和20.9%(表5)。

2.5.2 外觀品質(zhì)

播期對(duì)稻米堊白粒率和堊白度有顯著影響，隨播期的延遲各品種均呈下降趨勢(shì)。所引品種的堊白粒率和堊白度均顯著低于對(duì)照，其中播期1，LX－1的堊白粒率和堊白度最低，較對(duì)照ZJZ17和JY463分別低78%和54%及17.2%和9.6%(表5)。

2.5.3 蒸煮食味品質(zhì)

播期對(duì)參試品種的蒸煮食味品質(zhì)影響較小。兩個(gè)播期各品種的堿消值均為7級(jí)，都大于對(duì)照J(rèn)Y463。播期1中，JJ83膠稠度最大，LX－1次之，均超過對(duì)照;播期2中，各品種膠稠度差異不顯著，但是均超過對(duì)照。直鏈淀粉含量所有品種均小于對(duì)照，其中LX－1的最小，為16.3%(表5)。

2.5.4 營養(yǎng)品質(zhì)

隨播期的推遲，各品種的蛋白質(zhì)含量整體呈增加的趨勢(shì)，但差異不顯著(表5)。

2.5.5 米質(zhì)等級(jí)

播期1中，LX－1和JJ83米質(zhì)最好，為2級(jí);播期2中，JJ－83和對(duì)照J(rèn)Y463米質(zhì)最好，為2級(jí)(表5)。

表5 不同播期各品種的稻米品質(zhì)Table 5 Rice quality of different varieties under different sowing date

3 討論

3.1 生育安全性

生育安全性是引種考慮的關(guān)鍵因素。從理論上講，水稻抽穗后5～20 d這段時(shí)間是環(huán)境因子影響籽粒結(jié)實(shí)率與千粒重的敏感期，而其中溫度影響最甚。前人研究認(rèn)為，此段時(shí)間日均溫為21～26℃，對(duì)灌漿結(jié)實(shí)最為適宜［10］。本研究中，第一播期，各品種均能在9月20日前齊穗，且產(chǎn)量較高，第二和第三播種期，除了特早熟品種之外，其他品種均在9月20日之后齊穗，且產(chǎn)量較低，原因是9月20日為湖南的水稻安全齊穗界限，9月20日以后，日均溫低于21℃，導(dǎo)致灌漿極其緩慢甚至終止，所以結(jié)實(shí)率下降，產(chǎn)量較低。此外所引品種的生育期較原產(chǎn)地都呈現(xiàn)縮短的趨勢(shì)，這可能是多數(shù)品種產(chǎn)量低于對(duì)照的另一個(gè)原因。謝小兵等［11］研究認(rèn)為，北方品種南移，全生育期比品種原產(chǎn)地減少25～54 d。本研究表明，所引東北品種全生育期比品種原產(chǎn)地減少15～45 d。品種生育期較原產(chǎn)地都有所減少，隨播期的推遲生育期有所延長。所以為保證安全齊穗，所引品種的最適播期為7月10日。

3.2 不同播期的干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成特點(diǎn)

水稻高產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，必須以一定的干物質(zhì)積累量為基礎(chǔ)，但有關(guān)抽穗前后的干物質(zhì)生產(chǎn)對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大小研究結(jié)論不一。陳溫福［12］、張洪松［13］等人認(rèn)為高產(chǎn)品種干物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)在抽穗期，而Ying［14］、凌啟鴻［15］等人認(rèn)為在抽穗后。本研究中能正常結(jié)實(shí)成熟的各品種，成熟期干物質(zhì)積累與稻谷產(chǎn)量極顯著正相關(guān)。這說明產(chǎn)量較高的品種優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在后期干物質(zhì)的積累。本研究結(jié)果表明，3個(gè)播期產(chǎn)量較高的品種主要是因?yàn)榻Y(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)的優(yōu)勢(shì)，這與李義診等［16］認(rèn)為的總粒數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最密切，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)最高一致。單位面積有效穗數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系不明顯。粳稻引種過程中，要求各產(chǎn)量構(gòu)成因子間協(xié)調(diào)才能發(fā)揮粳稻品種的產(chǎn)量潛力。例如播期1中，產(chǎn)量表現(xiàn)較好的遼星1號(hào)和鹽豐47的每平方米有效穗數(shù)較少，分蘗能力適中，可以進(jìn)一步通過增加基本苗數(shù)，發(fā)揮其產(chǎn)量潛力，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

3.3 不同播期的農(nóng)藝性狀

株高是水稻群體重要的形態(tài)指標(biāo)之一，直接影響水稻的抗到性，株高與生物產(chǎn)量通常呈正相關(guān)，高產(chǎn)條件下更明顯。本試驗(yàn)播期1中的對(duì)照金優(yōu)463株高最高。播期1中，產(chǎn)量較高的品種遼星1號(hào)，株型較緊湊，株高適中，抗倒性好，葉片較挺拔。可見，株高適中，株型較緊湊，葉片較挺拔，群體內(nèi)通風(fēng)透光較好，是高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。葉片是水稻最重要的源器官，其功能及衰老對(duì)水稻產(chǎn)量與品質(zhì)有重要影響［17］。水稻產(chǎn)量的70% ～80%主要來自于抽穗后植株上三葉的光合產(chǎn)物。本試驗(yàn)所引東北品種，表現(xiàn)較好的中晚熟早粳、晚熟早粳和中熟早粳株型更挺拔，冠層結(jié)構(gòu)配置合理，更有利于水稻群體通風(fēng)透光，更好地協(xié)調(diào)源庫流的關(guān)系，使抽穗期群體干物質(zhì)積累量保持在較高水平上，同時(shí)又不影響群體的安全生長。

3.4 稻米品質(zhì)

稻米品質(zhì)的形成是由自身的基因型和環(huán)境共同決定的。本研究結(jié)果表明，不同播期對(duì)稻米品質(zhì)各性狀指標(biāo)均有一定的影響，影響程度與品種生育類型有密切關(guān)系。不同播期的糙米率、精米率和整精米率差異并不明顯，不同品種的糙米率、精米率與對(duì)照差異不明顯，整精米率明顯大于對(duì)照，其中播期1中的遼星1號(hào)的整精米率最大，達(dá)到71.8%。遼星1號(hào)灌漿結(jié)實(shí)期溫度范圍在21～24℃之間，且生育期長于其他品種，能充分灌漿結(jié)實(shí)，這可能是其整精米率高的原因。本研究結(jié)果表明，隨播期的延遲各品種整精米率均呈下降的趨勢(shì)。各類型品種的堊白粒率和堊白度均顯著低于對(duì)照，其中遼星1號(hào)的堊白粒率和堊白度最低，中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳顯著小于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳，這可能與各品種的生育期長短有關(guān)，生育期較長的品種灌漿結(jié)實(shí)充分，堊白粒率和堊白度均較小。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，引進(jìn)東北品種在湖南瀏陽種植，隨播期推遲，產(chǎn)量下降，成熟期延后，成熟期干物質(zhì)積累量下降。特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳因生育期較短，株高、高效葉面積、干物質(zhì)生產(chǎn)等均受到影響，抗倒伏能力較弱，栽培過程中如遇到大風(fēng)天氣有大面積倒伏的風(fēng)險(xiǎn)，因此不宜做救災(zāi)品種。3個(gè)播期能正常成熟的各品種表現(xiàn)因類型而異，晚熟品種整體表現(xiàn)優(yōu)于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳，主要表現(xiàn)在產(chǎn)量較高，稻米等級(jí)優(yōu)于其他品種。雖然所引品種，總體產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)不如秈稻，但是其品質(zhì)較優(yōu)，因此，從應(yīng)急性避災(zāi)救災(zāi)和改善湖南稻米品質(zhì)狀況來看，可以利用東北晚熟品種作為湖南省晚稻品種種植，但是其播期不宜太晚，最適宜播期為7月上旬。

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