品種、栽培方式與氣象因子對稻米蛋白質(zhì)含量的影響

徐富賢 周興兵 劉茂 蔣鵬 張林 郭曉藝 朱永川 熊洪

（四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室，四川德陽618000；第一作者：xu6501@163.com）

發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻已成為我國水稻產(chǎn)業(yè)的重要方向[1]。稻米品質(zhì)除受遺傳因素影響外，還受環(huán)境條件與栽培技術(shù)的影響[2]。水稻品種的庫源特征[3-4]、氣象因子[5-7]與栽培措施[8-14]對米質(zhì)的影響已有較多研究，但主要圍繞精米率、堊白度、堊白粒率、長寬比、膠稠度和直鏈淀粉含量等指標(biāo)，涉及蛋白質(zhì)含量方面的研究相對較少[11]。水稻籽粒蛋白質(zhì)含量是衡量稻米營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，同時對口感影響較大。為此，本文以優(yōu)質(zhì)品種旌優(yōu)127和高產(chǎn)品種Ⅱ優(yōu)602為材料，在分期播種條件下，研究了品種、栽培方式與氣象因子對稻米蛋白質(zhì)的影響，以期為改良稻米營養(yǎng)品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2016年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所瀘縣基地冬水田進(jìn)行，稻田土壤質(zhì)地均勻，中上等肥力。

1.2 試驗材料與試驗設(shè)計

以雜交中稻品種Ⅱ優(yōu)602和旌優(yōu)127為材料，分別于3月5日、3月25日、4月20日、5月4日和5月24日播種，濕潤培育中苗秧，4.5葉左右移栽，每叢栽2株。本田采用高氮低密（純 N 210 kg/hm2，9 萬叢/hm2）和低氮高密（純 N 105 kg/hm2，18萬叢/hm2）2種栽培方式，共20個處理。小區(qū)面積14 m2，3次重復(fù)。采用裂—裂區(qū)設(shè)計，以播種期為主區(qū)，栽培方式為裂區(qū)，品種為再裂區(qū)。試驗處理因素以外的田間栽培管理與大面積高產(chǎn)技術(shù)相同。

1.3 考查項目及方法

記載播種期、移栽期、拔節(jié)期、齊穗期和成熟期。成熟期每小區(qū)取稻谷2 kg放入沙網(wǎng)袋吊掛室內(nèi)自然風(fēng)干，貯藏3個月后送農(nóng)業(yè)部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心分析稻米蛋白質(zhì)含量。并統(tǒng)計3月至9月（各播種期處理的播種至成熟期）逐日的日最高氣溫（℃）、日最低氣溫（℃）、日平均氣溫（℃）、降水量（mm）、日平均相對濕度（%）、日照時數(shù)（小時），數(shù)據(jù)取自距試驗田1 200 m、海拔相差1.9 m的瀘縣氣象站資料。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)運算由DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Excel軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對稻米蛋白質(zhì)含量的影響

從表1可見，處理間稻米蛋白質(zhì)含量差異顯著。從表2可見，不同播期、栽培方式和品種對蛋白質(zhì)含量影響達(dá)顯著或極顯著水平，但播期、栽培方式和品種三者間的交互作用不顯著。從表3可見，在5個播期中，蛋白質(zhì)含量有隨著播期推遲呈增加的趨勢。3月5日播種的蛋白質(zhì)含量最低，為9．80%，5月24日播種的最高，為 12．28%，最高處理比最低的高 25．31%；2 種栽培方式中，高氮低密處理蛋白質(zhì)含量比低氮高密處理高5．59%，差異顯著；Ⅱ優(yōu) 602的蛋白質(zhì)含量為 11．25%，比旌優(yōu)127高7．55%。

表1 不同播種期、栽培方式與品種處理下的蛋白質(zhì)表現(xiàn)

表2 不同處理下蛋白質(zhì)的方差分析

表3 不同處理下蛋白質(zhì)含量的多重比較

2.2 影響稻米蛋白質(zhì)含量的關(guān)鍵氣象因子分析

如前所述，對稻米蛋白質(zhì)含量影響從大到小依次為播期（25．31%）＞ 品種（7．55%）＞ 栽培方式（5．59%）。因此，有必要進(jìn)一步分析影響稻米蛋白質(zhì)含量的關(guān)鍵氣象因子。以表4所示的2個水稻品種在5個播種期下的4個生育階段的24個氣象因子為自變量（x），以不同播期、栽培方式與品種處理下的蛋白質(zhì)含量為因變量（y），進(jìn)行相關(guān)分析與多元逐步回歸分析。結(jié)果（表5）表明，旌優(yōu)127和Ⅱ優(yōu)602一致表現(xiàn)為：蛋白質(zhì)含量分別與播種－移栽期的日最高氣溫（x1）、拔節(jié)－齊穗期的日最高氣溫（x3）、播種-移栽期的日最低氣溫（x5）、移栽-拔節(jié)期的日最低氣溫（x6）、播種-移栽期的日平均氣溫（x9）、移栽-拔節(jié)期的日平均氣溫（x10）、移栽-拔節(jié)期的降水量（x14）呈顯著或極顯著正相關(guān)。說明水稻抽穗前各生育階段氣溫高、降水量大有利于稻米蛋白質(zhì)的積累。

表4 2個品種在不同播種期下的氣象因素表現(xiàn)

由于不同品種生育期有一定差異，以致其各生育階段的氣象因子有所不同，加上品種特性不一，最終造成影響品種間稻米蛋白質(zhì)含量的關(guān)鍵氣象因子不同。從多元逐步回歸分析結(jié)果（表6）看出，旌優(yōu)127稻米蛋白質(zhì)主要受播種-移栽期的降水量（x13）、移栽-拔節(jié)期的降水量（x14）和齊穗-成熟期的降水量（x16）影響，其決定系數(shù)高達(dá)99.57%，說明整個水稻生育期的降水量越多越有利于旌優(yōu)127稻米蛋白質(zhì)的積累。而Ⅱ優(yōu)602則表現(xiàn)為拔節(jié)-齊穗期的日最低氣溫（x7）越高、移栽-拔節(jié)期的日照時數(shù)（x22）和齊穗-成熟期日照時數(shù)（x24）越少越有利于提高稻米蛋白質(zhì)含量。

3 討論與結(jié)論

有研究[2]指出，蛋白質(zhì)含量與施氮量呈正相關(guān)關(guān)系。從本研究結(jié)果看，播期、栽培方式、品種對籽粒蛋白質(zhì)含量均有顯著影響，由大到小依次為播期、品種、栽培方式。隨著播期推遲蛋白質(zhì)含量呈增加趨勢；高氮低密處理比低氮高密處理顯著提高，可能與施氮量高有關(guān)[2]；Ⅱ優(yōu)602的蛋白質(zhì)含量顯著高于旌優(yōu)127，說明選擇品種十分重要。

表5 氣象因子與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)

表6 氣象因素對蛋白質(zhì)影響的多元逐步回歸分析

在氣象因子對蛋白質(zhì)含量影響方面，關(guān)于環(huán)境條件對稻米蛋白質(zhì)的影響，李衛(wèi)國等[15]研究認(rèn)為，氣象因素對秈稻籽粒蛋白質(zhì)作用的決定系數(shù)由大到小的依決為生態(tài)高度＞日平均氣溫＞最低氣溫＞最高氣溫＞緯度＞海拔。本研究進(jìn)一步明確了水稻不同生育階段氣象因子對蛋白質(zhì)含量的影響，即總體表現(xiàn)為水稻抽穗前各生育階段氣溫高、降水量大有利于稻米蛋白質(zhì)的積累；而不同品種的關(guān)鍵氣象因子則不同，旌優(yōu)127整個水稻生育期的降水量越多越有利于蛋白質(zhì)的積累，而Ⅱ優(yōu)602則表現(xiàn)為拔節(jié)－齊穗期的日最低氣溫越高、移栽－拔節(jié)的日照時數(shù)和齊穗－成熟期日照時數(shù)偏少有利于提高稻米蛋白質(zhì)含量。