不同斷水及收獲期對南方優(yōu)質(zhì)晚粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

成 臣 ，雷 凱，王盛亮，朱 博，盧占軍，高冰可，王斌強，石慶華，曾勇軍*

（1作物生理生態(tài)與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室/江西農(nóng)業(yè)大學雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，南昌 330045；2贛南師范大學生命與環(huán)境科學學院/國家臍橙工程技術(shù)研究中心，江西贛州 341000；3九江農(nóng)業(yè)科學院，江西九江 332101；4高安市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江西高安 330800）

隨著人們生活水平的提高，兼顧水稻高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)是我國糧食生產(chǎn)的重要方向；其中，對優(yōu)質(zhì)稻特別是優(yōu)質(zhì)粳稻的需求日益擴大，粳稻的種植面積及產(chǎn)量也逐年增加。據(jù)國家糧油信息中心數(shù)據(jù)，2013年，我國粳稻生產(chǎn)面積達8.9×106hm2，約占水稻種植總面積的1/3，總產(chǎn)量為6.8×107t；而1980年粳稻種植面積僅占水稻種植總面積的1/10，總產(chǎn)量為1.7×107t。粳稻優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)除了東北三省外，長江中下游地區(qū)如江蘇、浙江、上海、安徽及云南等南方稻區(qū)的單季粳稻也發(fā)展較好。近年來，“秈改粳”工作在江西等南方雙季稻區(qū)取得重大突破，其中“晚粳稻”是最主要的種植模式［1，2］。究其原因，近年來江西等南方稻區(qū)晚稻季安全抽穗期變化不大、安全成熟期推遲，生育后期溫光資源呈顯著增加［3］；與秈稻相比，晚粳稻由于具有耐寒特性而使其灌漿結(jié)實期持續(xù)時間較長、溫光資源利用能力較強，二者是導致晚粳稻高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)的重要因素［4］。加大南方稻區(qū)“秈改粳”推進力度，進一步挖掘南方晚粳稻產(chǎn)量及品質(zhì)優(yōu)勢，對促進我國粳稻發(fā)展、提升糧食質(zhì)量安全的保障能力具有重要戰(zhàn)略意義。關(guān)于南方稻區(qū)晚粳稻增產(chǎn)提質(zhì)，前人也從多方面進行了探討，在晚粳稻產(chǎn)量及品質(zhì)形成規(guī)律與生態(tài)區(qū)的關(guān)系［5，6］，品種篩選［7］，配套的高產(chǎn)栽培技術(shù)如適宜的播期［3］、行株距［8］、施氮量［9］以及氮肥運籌［10］等方面均有深入研究。斷水及收獲是水稻灌漿至成熟期極其重要的農(nóng)事操作，與晚秈稻相比，晚粳稻在該階段持續(xù)時間較長，且二者稻穗脫粒特性也有差異，若仍以秈稻的斷水及收獲時期來判斷，可能不利于晚粳稻高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。然而目前有關(guān)晚粳稻適宜的斷水及收獲時期的研究尚未見報道。本試驗以優(yōu)質(zhì)常規(guī)粳稻鎮(zhèn)稻11號和秈粳雜交稻甬優(yōu)2640為材料，研究不同斷水及收獲時期對南方晚粳稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為江西等南方雙季稻區(qū)晚粳稻高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)栽培提供科學依據(jù)和技術(shù)指導。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

于2014～2015年在江西省上高縣泗溪鎮(zhèn)曾家村（115°9′E，28°31′N）晚稻季開展試驗。試驗田前茬為早秈稻。2014和2015年試驗前耕層（0～20 cm）土壤基礎(chǔ)地力分別為：全氮2.04和2.12 g/kg，堿解氮71.8和74.3 mg/kg，有效磷26.5和27.1 mg/kg，速效鉀72.7和76.8 mg/kg，有機碳20.2和21.5 g/kg，土壤pH 5.31和5.34。

晚粳稻供試品種分別為常規(guī)粳稻鎮(zhèn)稻11號（國標二級優(yōu)質(zhì)稻）和秈粳雜交稻甬優(yōu)2640（國標三級優(yōu)質(zhì)稻）。

1.2 試驗設(shè)計

本研究包括不同斷水時期及收獲時期兩個試驗。斷水時期分別設(shè)抽穗后28、35、42及49 d斷水共4個處理，各處理均于抽穗后55 d收獲；而收獲時期分別設(shè)抽穗后35、40、45、50及55 d收獲共5個處理。兩試驗均采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主區(qū)為不同斷水（收獲）時期處理，品種為副區(qū)，共8（10）個處理，3次重復，24（30）個小區(qū)，小區(qū)面積30 m2，各小區(qū)之間用塑料薄膜包埂防止串水串肥。2年兩個試驗均于6月25日播種，7月20日移栽，2014（2015）年甬優(yōu)2640及鎮(zhèn)稻11號抽穗日期分別為9月15日（9月17日）和9月12日（9月15日）。

兩個試驗均采用濕潤育秧、人工移栽方式，栽插行株距為25 cm×15 cm，甬優(yōu)2640每穴栽插3苗，鎮(zhèn)稻11號每穴栽插5苗。2品種施肥方案一致，氮肥（尿素）、磷肥（鈣鎂磷肥）和鉀肥（氯化鉀）分別以N、P2O5和K2O計，施用量分別為255、90、180 kg/hm2。其中，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶2∶3施用，磷肥一次性作基肥施用，鉀肥按基肥∶穗肥=7∶3施用。水分管理以及其他農(nóng)事操作均按水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)進行。2014～2015年晚稻季氣候均正常，無重大氣象災害發(fā)生，其中溫度和降雨量變化見圖1。

圖1 2014～2015年晚稻季氣溫和降雨量變化

1.3 測定內(nèi)容與方法

（1）產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。成熟期（或收獲期）各小區(qū)調(diào)查120蔸水稻的有效穗數(shù)，并按照平均有效穗數(shù)選取5株稻穗考察其總粒數(shù)、空粒數(shù)及千粒重。同時在各小區(qū)中心區(qū)域?qū)嵤?00穴，脫粒、曬干并風選后稱重，計算實際產(chǎn)量。

（2）籽粒充實度。成熟期（或收獲期）將考種稻穗手工脫粒后，采用水漂法區(qū)分籽粒密度大于1（飽滿籽粒沉入水底）和密度小于1.0的籽粒（空癟粒漂浮水面）。隨后選取沉入水底的籽粒烘干，隨機數(shù)取150粒稻谷，重復8次稱重并進行標準含水量換算。依照朱慶森等［11］的計算方法：籽粒充實度（%）=（受精籽粒千粒重/密度大于1的飽滿籽粒千粒重）×100。

（3）稻米品質(zhì)測定。水稻籽粒收獲后曬干、風選并在室內(nèi)保存3個月左右，送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（武漢）進行加工品質(zhì)（出糙率、精米率及整精米率）、外觀品質(zhì)（堊白粒率和堊白度）、蒸煮與食味品質(zhì)（膠稠度及直鏈淀粉）等主要品質(zhì)指標測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010、DPS 7.05和Origin9.0軟件分析處理數(shù)據(jù)和制圖；LSD法進行差異顯著性檢驗（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 斷水時期對晚粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.1.1 產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及籽粒充實度

方差分析表明（表1），斷水時期對有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及結(jié)實率無顯著影響，而對千粒重及產(chǎn)量存在顯著性影響。斷水時期延遲，晚粳稻產(chǎn)量及千粒重均呈增加趨勢。其中，抽穗后42 d與49 d斷水產(chǎn)量及千粒重差異均不顯著。每延遲1 d斷水，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640產(chǎn)量分別增加21～23 kg/hm2及31～35 kg/hm2，千粒重分別增加57～60 mg及50～51 mg。

進一步分析晚粳稻籽粒灌漿結(jié)實特性可知（圖2），斷水時期延遲，各品種籽粒充實度均呈增加趨勢。其中，鎮(zhèn)稻11號籽粒充實度在抽穗后42 d及49 d間差異顯著，而甬優(yōu)2640無顯著差異。每延遲1 d斷水，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640籽粒充實度分別增加0.299%～0.370%及0.339%～0.360%。此外，2014年晚粳稻籽粒充實度表現(xiàn)優(yōu)于2015年，鎮(zhèn)稻11號品種籽粒充實度優(yōu)于甬優(yōu)2640。

表1 不同斷水時期處理的晚粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

圖2 不同斷水時期處理的晚粳稻籽粒充實度變化

2.1.2 主要稻米品質(zhì)性狀

隨斷水時期延遲，晚粳稻出糙率、精米率及整精米率增加，堊白粒率及堊白度降低，加工品質(zhì)及外觀品質(zhì)均逐漸變優(yōu)；而膠稠度和直鏈淀粉含量增加（表2）。綜上，在抽穗后35～49 d及42～49 d斷水，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640各品質(zhì)指標總體表現(xiàn)較好，方差分析表明此區(qū)間品質(zhì)變幅總體差異不顯著。

2.2 收獲時期對晚粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.2.1 產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及籽粒充實度

方差分析表明（表3），收獲時期對有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)及結(jié)實率無顯著影響，對千粒重及產(chǎn)量影響存在顯著性差異。收獲時期延遲，晚粳稻產(chǎn)量及千粒重均呈增加趨勢。其中，抽穗后50 d與55 d收獲其產(chǎn)量及千粒重差異均不顯著。每延遲1 d收獲，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640產(chǎn)量分別增加63～66 kg/hm2及102～104 kg/hm2，千粒重分別增加177～186 mg及180～181 mg。

進一步分析晚粳稻籽粒灌漿結(jié)實特性可知（圖3），收獲時期延遲，各品種籽粒充實度均呈增加趨勢。其中，抽穗后50 d及55 d間籽粒充實度差異不顯著。每延遲1 d收獲，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640籽粒充實度分別增加0.648%～0.658%及0.803%～0.814%。此外，2014年晚粳稻籽粒充實度表現(xiàn)略優(yōu)于2015年，鎮(zhèn)稻11號品種籽粒充實度優(yōu)于甬優(yōu)2640。

表2 不同斷水時期處理的晚粳稻主要品質(zhì)性狀（2015年）

表3 不同收獲時期處理的晚粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較

圖3 不同收獲時期處理的晚粳稻籽粒充實度變化

2.2.2 稻米主要品質(zhì)性狀

隨收獲時期延遲，晚粳稻出糙率、精米率及整精米率增加，加工品質(zhì)變優(yōu)；堊白粒率和堊白度降低，外觀品質(zhì)變佳；而膠稠度和直鏈淀粉含量增加（表4）。綜上，在抽穗后45～55 d及50～55 d收獲，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640各品質(zhì)指標總體表現(xiàn)較好，方差分析表明此區(qū)間品質(zhì)變幅總體差異不顯著。

表4 不同收獲時期處理的晚粳稻主要品質(zhì)性狀比較（2015年）

3 討論

3.1 不同斷水時期對晚粳稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

除孕穗期外，灌漿乳熟期也是水稻生長發(fā)育過程中較為重要的水分臨界期，該階段的水分調(diào)控將直接或間接影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的變化［12］。本研究表明，斷水時期延遲，晚粳稻產(chǎn)量及千粒重均呈增加趨勢，晚粳稻出糙率、精米率及整精米率增加，堊白粒率及堊白度降低，膠稠度降低、直鏈淀粉含量增加，品質(zhì)變優(yōu)。這與前人研究結(jié)果較為一致。莫家讓等［13］研究認為，齊穗后期過早斷水會明顯降低稻株32P的吸收和轉(zhuǎn)運，水分代謝及磷代謝也將受到嚴重破壞，導致光合性能降低、同化物轉(zhuǎn)運及積累受阻等不良響應(yīng)，從而不利于籽粒灌漿結(jié)實。陳亞琴等［14］也認為，水稻結(jié)實期遭遇水分脅迫，根系活力、葉片的葉綠素含量及光合速率均降低，易早衰并嚴重影響碳水化合物形成及淀粉積累，因而難以實現(xiàn)高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)。

灌漿結(jié)實期延遲斷水有利于植株生長，但適當提前斷水依然能保持較高的產(chǎn)量及品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，抽穗后42 d與49 d斷水晚粳稻產(chǎn)量及千粒重差異均不顯著，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640各品質(zhì)指標在抽穗后35～49 d及42～49 d斷水變幅差異不顯著。鄭家國等［15］認為，灌漿結(jié)實早期缺水，對穗中上部穎花的灌漿充實程度影響較大，產(chǎn)量及品質(zhì)顯著降低，若齊穗后25 d左右斷水，其對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)影響較小。此外，南方雙季稻區(qū)不同類型土壤的保墑保水性能不一，其最佳斷水時期有必要進一步研究。

3.2 不同收獲時期對晚粳稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

灌漿結(jié)實期是水稻產(chǎn)量及品質(zhì)形成的關(guān)鍵階段，適宜收獲日期的確定是獲得高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)［16，17］。本研究表明，收獲時期延遲，晚粳稻產(chǎn)量及千粒重均呈增加趨勢，出糙率、精米率及整精米率增加，堊白粒率和堊白度降低，膠稠度和直鏈淀粉含量增加；其中，抽穗后50 d與55 d收獲產(chǎn)量及千粒重差異均不顯著，鎮(zhèn)稻11號及甬優(yōu)2640各品質(zhì)指標也分別在抽穗后45～55 d及50～55 d收獲差異不顯著。這與王麗妍等［18］的結(jié)果較相似，其認為過早收獲水稻成熟度不足，直接導致產(chǎn)量降低及其品質(zhì)變劣，至齊穗后55 d是水稻最佳收獲時期。該研究還提出，若進一步延遲收獲日期，水稻會因過度成熟而出現(xiàn)掉?；虻狗F(xiàn)象而出現(xiàn)減產(chǎn)，且各項品質(zhì)指標均未達到最優(yōu)狀態(tài)。張國平等［19］也認為，水稻收獲過遲，稻谷營養(yǎng)物質(zhì)倒流導致谷粒千粒重、籽粒充實度降低及谷粒強度均降低，將導致產(chǎn)量及品質(zhì)降低。本試驗由于設(shè)置的收獲時期范圍有限（抽穗后35～55 d），未出現(xiàn)此種情況，因此，該結(jié)論還有待進一步研究證實。

3.3 晚粳稻斷水及收獲期的抉擇

本研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)稻與雜交稻二者產(chǎn)量的最佳斷水（或收獲）時期表現(xiàn)較為一致，即在抽穗后42～49 d斷水（或抽穗后50～55 d收獲）產(chǎn)量差異不顯著。而在品質(zhì)方面存在一定差異，鎮(zhèn)稻11號在抽穗后35～49 d斷水（或抽穗后45～55 d收獲）品質(zhì)基本達到最佳，而甬優(yōu)2640品質(zhì)達到最佳時間與其產(chǎn)量同步?？赡苡捎诔Ｒ?guī)稻與雜交稻的灌漿持續(xù)時間相差不大，但常規(guī)稻的灌漿速率高峰期較早于雜交稻［20］，具體原因還需對二者的灌漿特性進行深入分析。綜上，兼顧產(chǎn)量與品質(zhì)，建議以抽穗后42～49 d斷水（或抽穗后50～55 d收獲）作為南方晚粳稻增產(chǎn)提質(zhì)的栽培技術(shù)。本研究中常規(guī)稻及雜交稻均采用1個品種開展試驗，難以對晚粳稻最佳斷水及收獲時期進行全面反映，因此仍需加大品種數(shù)量進行深入研究。

本研究表明，延遲斷水、晚收有利于晚粳稻產(chǎn)量及品質(zhì)的提高。然而在實際生產(chǎn)中，由于作物輪作換茬季節(jié)緊張等一些原因，存在提前收獲的生產(chǎn)需求，若在稻谷成熟度不足條件下提前斷水或收獲是不可取的，但均可通過以下三種措施達到時間上早斷水、早收獲的目標：一是品種選擇，采用生育期較短的品種，使成熟期相對提前；二是栽培措施調(diào)控，如播種提前、采用育秧（非直播）方式及免傷根移栽等措施；三是其他技術(shù)手段，如噴施脫落酸等內(nèi)源激素加快成熟、采用全程機械化加快農(nóng)事操作效率等。此外，還存在過度晚斷水晚收的現(xiàn)象或需求，主要由于過度延遲收獲，稻谷籽粒灌漿完全、稻谷含水率較低，可免除烘曬等環(huán)節(jié)，且品質(zhì)不會因烘曬等環(huán)節(jié)而降低。特別是晚粳稻由于莖稈粗壯、抗倒伏能力強，且谷粒具有不易脫落等特性，均為其晚收提供了更有利的支撐。因此，晚粳稻具體的斷水（收獲）期還需與實際生產(chǎn)相適應(yīng)。

4 結(jié)論

（1）斷水（收獲）時期延遲，晚粳稻籽粒充實度及千粒重均呈增加趨勢，最終產(chǎn)量增加，且其加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)及蒸煮與食味品質(zhì)均變優(yōu)。

（2）抽穗后42～49 d斷水（或抽穗后50～55 d收獲）晚粳稻產(chǎn)量及千粒重差異均不顯著，在此階段稻米品質(zhì)也差異不顯著。

綜上，建議在江西中部稻區(qū)優(yōu)質(zhì)晚粳稻斷水時期以抽穗后42～49 d、收獲時期以抽穗后50～55 d為宜，具體可以品種特性及生態(tài)氣候條件等因素而作相應(yīng)調(diào)整。