日本寒冷地帶北海道抑制粳稻生成白未熟粒的栽培法

丹野 久

（北海道農(nóng)產(chǎn)協(xié)會(huì)，日本 北海道札幌，060-0004）

糙米的白色未成熟籽粒（簡稱“白未熟?！保┑漠a(chǎn)生是降低整粒比率從而降低標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的主要原因（表 1）。例如，在北海道，如 1993、2003年的冷害年，青綠色的未成熟籽粒（簡稱“青未熟粒”）多發(fā)[2-3]，而1997、2009年及 2014年，乳白粒、心白粒、腹白粒及基部未熟粒等白未熟粒多發(fā)（圖 1）[5-7]，成為品質(zhì)等級(jí)下降的主要原因。

對(duì)于青未熟粒，由于鼓勵(lì)種植抽穗早的品種，培養(yǎng)移植后返青良好的健苗，以及遵守移植適合期等促進(jìn)抽穗的基本技術(shù)[8-9]，其結(jié)果使抽穗后，確保成熟期氣溫的升高，籽?？梢猿浞殖墒欤瑥亩鴾p少了青未熟粒的產(chǎn)生。

關(guān)于白未熟粒，北海道的主要品種“きらら397”(“閃光 397”)，在 1990年多發(fā)并成了問題，但最終還是弄清其產(chǎn)生原因[10-11]。此外，還發(fā)現(xiàn)近年培育出的優(yōu)良食味品種“ゆめぴりか”（“夢美”）和“きたくりん”（“北潔”）中的白未熟粒發(fā)生比“ななつぼし”（“七星”）多，相關(guān)研究報(bào)告闡述了其發(fā)生原因和栽培方法的應(yīng)對(duì)措施[12]。本報(bào)告主要介紹關(guān)于這些抑制生成白未熟粒栽培試驗(yàn)的概要。

1 品種間差異

將高溫年的未熟粒分為乳白粒、基部未熟粒、腹白粒、青未熟粒及其他種類時(shí)，乳白粒和腹白粒較多（圖 2）。在品種之間，發(fā)現(xiàn) 1984—1988年培育的主要品種的乳白粒，“閃光397”和“ゆきひかり”（“雪光”）比“空育125號(hào)”多（圖3）。此外，近年在2001—2012年培育的3個(gè)品種中，“夢美”和“北潔”比“七星”乳白粒多，而“北潔”比其他兩個(gè)品種基部未熟粒多（圖4）。

表1 農(nóng)產(chǎn)品檢查標(biāo)準(zhǔn)中粳稻糙米和糯稻糙米的品質(zhì)等級(jí)[1]①

圖1 白未熟粒、青未熟粒及死米[4]

圖2 高溫年各種未熟粒的發(fā)生比率之一例[13]

圖3 不同品種、施肥及年度的乳白粒比率[13]

2 施肥量和每平米稻谷數(shù)量

抽穗期以后光合作用的減少（止葉葉身的切除）使白未熟粒產(chǎn)生增多，與腹白粒相比乳白粒和心白粒增加得更多，而且越接近抽穗期，比率越高，在成熟后期也有所增加（圖5）。

圖4 各品種的白未熟粒及死米的發(fā)生率比較[4]

圖5 止葉切除日期對(duì)乳白粒、心白粒、腹白粒比率的影響[13]

施肥方面，標(biāo)肥比起無氮、多肥比起標(biāo)肥，施肥量越多乳白粒和腹白粒的產(chǎn)生也越多（圖3）。這些白未熟粒的產(chǎn)生與成熟期的氮吸收量以及每平方米的稻谷數(shù)量有正相關(guān)關(guān)系（圖6～8）。即施肥的氮含量越多，每平方米的稻谷數(shù)量越多，白未熟粒發(fā)生率就越高，如果稻谷數(shù)量超過約 30 000粒，則會(huì)變得特別高（圖 7、圖 8），因此栽培時(shí)不得超過這個(gè)限量。另外，在每平方米稻谷數(shù)超過30 000粒的情況下，白未熟粒增加的比例也發(fā)現(xiàn)有品種間的差異。

圖6 成熟期的氮吸收量與乳白粒、腹白粒比率的關(guān)系[10]

圖7 每平米稻谷數(shù)量與乳白粒、腹白粒比率及檢查等級(jí)之間的關(guān)系（供試品種為“閃光397”）[10]

另一方面，多肥栽培也易產(chǎn)生倒伏。例如，抽穗后40天中的日均累計(jì)氣溫與乳白粒、基部未熟粒以及腹白粒這3種白未熟粒的合計(jì)發(fā)生比率之間的關(guān)系中，在820～860 ℃有最低的二次回歸曲線關(guān)系。由于倒伏的發(fā)生，白未熟粒比率比相同回歸曲線大幅提高（圖9）。

圖8 不同品種時(shí)的每平米稻谷數(shù)量與白未熟粒、死米比率之間的關(guān)系（供試品種為：夢美和七星）[12]

圖9 倒伏發(fā)生對(duì)出穗后40天中的日平均累計(jì)氣溫與乳白粒、基部未熟粒、腹白粒比率之間的關(guān)系產(chǎn)生的影響[13]

3 種植密度和稻穗整齊性

關(guān)于種植密度和收割時(shí)期，中苗和成苗都是在疏植時(shí)乳白粒和心白粒的發(fā)生率高，由于收割時(shí)期的延遲而提高[15]（圖10，圖11）。因此，遵守種植密度標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行適期收割的重要性就很明了了。

由于北海道與東北以南地區(qū)相比，生長初期的氣候比較涼爽，初期的分蘗發(fā)育較差，抽穗前的生長時(shí)間也短，抽穗整齊性較差，因而會(huì)產(chǎn)生較多的延遲分蘗。特別是在疏植栽培中，遲穗的籽粒在過了收割適期后會(huì)變得肥大，在適期收割時(shí)用粒厚篩選機(jī)被選為不良籽粒，在遲割時(shí)則作為乳白粒等被選為了好糙米。

圖10 不同秧苗種類和收割時(shí)期的種植密度對(duì)乳白粒、心白粒比率的影響[12]

圖11 不同秧苗種類時(shí)的收割日期與乳白?！ば陌琢１嚷实年P(guān)系[13]

另外，育苗時(shí)期的苗 2.5葉期以后，如果育秧棚內(nèi)的氣溫超過 25 ℃以上的話，會(huì)發(fā)生早期異常抽穗（圖 12）。由于這個(gè)問題，會(huì)導(dǎo)致稻穗整齊性不良，產(chǎn)生白未熟粒（圖13）。

圖12 早期異常抽穗的模式[17]

圖13 稻穗整齊性的好壞與白未熟粒、死米比率之間的關(guān)系[4]

另外在秧苗種類方面，有成苗比中苗乳白粒、心白粒的發(fā)生率高的試驗(yàn)結(jié)果（圖 10），也有即使同樣的“閃光397”，在乳白粒、腹白粒比率上這些苗種之間沒有差異的情況[10]。而且，收割時(shí)期和乳白粒等產(chǎn)生之間的關(guān)系上，也有隨著收割延緩，未熟粒比率下降的情況（圖 14），栽培條件不同，結(jié)果也不同。

4 過度分蘗和深水灌溉

在初期生長良好的情況下，通過深水灌溉抑制后期過度分蘗，可使成熟率升高，千粒重變重且豐產(chǎn)，并且品質(zhì)也有提高的傾向（表2）。由于深水灌溉，使得在抽穗后的第10天，每穗的莖干物重變重[11,19]。但是，也需要注意，由于深水灌溉，桿長變長容易倒伏。

圖14 抽穗后的日平均累計(jì)氣溫與整粒率及未熟粒比率之間的關(guān)系—這是沒有因收割延遲而導(dǎo)致未熟粒產(chǎn)生的例子[18]

表2 分月期開始的深水管理對(duì)產(chǎn)量和糙米品質(zhì)的影響[11]

5 成熟期的土壤水分

成熟期的土壤水分不足可造成千粒重下降而導(dǎo)致減產(chǎn)和腹白粒增加造成的糙米品質(zhì)降低（表3）。特別是硅酸少的情況下，腹白粒的發(fā)生變得尤為顯著（圖 15）。早期的排水會(huì)導(dǎo)致土壤水分不足，從而產(chǎn)生小?；瘜?dǎo)致的減收和腹白粒多發(fā)的現(xiàn)象，因此要注意在排水時(shí)期進(jìn)行間歇性灌溉以保持適當(dāng)?shù)耐寥浪帧?/p>

表3 抽穗后2～4周的土壤吸水能力、精糙米產(chǎn)量及米粒品質(zhì)[20]

圖15 抽穗后2～4周的缺水時(shí)，硅酸及稻草的施用對(duì)腹白比率的影響[20]

6 未熟粒產(chǎn)生的機(jī)制和栽培技術(shù)的對(duì)應(yīng)

隨著從抽穗期到齊穗期 10天后所流轉(zhuǎn)的每粒稻谷非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）量，以及從粗糙米產(chǎn)量中減去同流轉(zhuǎn)量的成熟期間每粒稻谷增加的NSC量越多，白未熟粒和死米的產(chǎn)生就越少[21-22]（圖 16）。NSC是可作為植物自身能源利用的糖和淀粉等的總稱。

圖16 每粒稻谷非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（NSC）流轉(zhuǎn)量以及每粒稻谷成熟期NSC增加量與白未熟粒、死米比率之間的關(guān)系[12]

也就是說，由于過度施肥和土壤氮吸收過多導(dǎo)致初期生長過剩，使得每平方米的稻谷數(shù)量過多，在稻谷之間就會(huì)發(fā)生光合成淀粉的競爭，在弱勢穎果中會(huì)產(chǎn)生腹白粒，而在強(qiáng)勢穎果中則會(huì)產(chǎn)生乳白粒和白死米。另外，由于育苗時(shí)高溫導(dǎo)致的早期異常抽穗、晚植及疏植所致的初期生長不良，當(dāng)齊穗性不良時(shí)，弱勢穎果就會(huì)產(chǎn)生乳白粒和白死米，特別是遲穗會(huì)由于低溫產(chǎn)生青死米（圖17）。

對(duì)于這些每平米稻谷數(shù)量的過剩問題，有必要通過遵守施肥標(biāo)準(zhǔn)及通過土壤診斷來施肥等進(jìn)行解決（表4）。另外，對(duì)于初期生長過剩，可以從分蘗期開始進(jìn)行深水管理。另外，由于青死米的產(chǎn)生多在每粒稻谷的成熟溫度0.03 ℃/稻谷/m2以下，所以在每平米稻谷數(shù)量適當(dāng)化的同時(shí)，通過適期移植和促進(jìn)初期生長[8-9]提早抽穗期。

圖17 白未熟粒、死米與生長及栽培管理的關(guān)系[4]

表4 北海道米 的白未熟粒 ? 死米的發(fā)生原因和減輕對(duì)策[12]

為了提高齊穗性，可通過在移植時(shí)遵守標(biāo)準(zhǔn)的種植密度等，促進(jìn)初期生長。此外，為了避免早期異常抽穗，在育苗時(shí)，苗 2.5葉期以后使溫室內(nèi)溫度低于 25 ℃，以及在移植時(shí)，葉齡達(dá)到品種上限之前進(jìn)行移植是非常重要的。

乳白粒及基部未熟粒的產(chǎn)生存在品種間差異。例如，在成熟期氮吸收量急劇下降，光合成量驟減，或者在成熟期的日照少時(shí)產(chǎn)生乳白粒，以及即使在成熟后半期，氣溫也很難下降時(shí)產(chǎn)生基部未熟粒等，由于栽培農(nóng)田的土壤特性和氣象條件等，容易產(chǎn)生各種白未熟粒的時(shí)候，有必要選定合適的品種來應(yīng)對(duì)。

7 色選機(jī)的應(yīng)用

從1990年代后半開始，以大型稻谷共同烘干儲(chǔ)藏設(shè)施為中心，逐步引入色選機(jī)（圖 18）。即經(jīng)粒厚篩選后，再通過色選機(jī)，可以除去乳白粒、青米等未熟粒、受害粒和著色粒。由此，雖然篩選后成品率會(huì)降低，但確實(shí)可以提高糙米等級(jí)成為一等品，還可以提高糙米的白度和碾米時(shí)的出米率（表5）。此外，在進(jìn)行粒厚選別時(shí)，使用較窄的篩目，之后再通過使用色選機(jī)將其制成一等米，可以將分選后的糙米成品率和整粒率兩者都提高，并使其成為一等米（表6）。

圖18 稻谷共同干燥調(diào)制儲(chǔ)藏設(shè)施稻谷收貨到糙米出貨的流程[23]

表5 粒厚篩選和色選組合時(shí)的糙米白度和碾米出米率[24]

表6 粒厚篩選和色選組合時(shí)的成品比率檢查等級(jí)及整粒比率的提高[23]

8 一等米比率的提高

由于這些栽培技術(shù)以及糙米選別技術(shù)的提高，北海道米的一等米比率在過去40年中大幅上升（圖19）。因此，在過去的20年中，除了成熟期前半低溫寡照的 1997年和受冷害影響的 2003年兩年外，1998年以后北海道的一等米比率大體上都超過了日本全國平均水平。但是，最近的2009年和 2014年雖然幾乎和全國平均水平相同或稍高些，但比其他年份要稍低。這些下降是由于抽穗延遲時(shí)在成熟期低溫下產(chǎn)生的成熟障礙引起的腹白粒，以及由于齊穗不良而產(chǎn)生的白未熟粒所造成的[6-7]。

在白未熟粒多發(fā)時(shí)，如北海道引入色選機(jī)前曾一時(shí)采取過，通過使粒厚選別機(jī)的網(wǎng)孔寬度比平常更寬，或用通常的篩網(wǎng)在粒厚選別后再加上色選機(jī)，可以去除白未熟粒。但是，這些方法降低了成品比率，特別是色選機(jī)的使用需要追加額外的費(fèi)用和勞力，從而降低了生產(chǎn)者的收入。為避免這些，有必要推廣抑制白未熟粒產(chǎn)生的基本技術(shù)。另外，在1997年的成熟期前半由于低溫寡照而造成的白未熟粒[5]（圖19），通過栽培方法進(jìn)行應(yīng)對(duì)也很困難，希望在品種育成方面能夠找到對(duì)策。

圖19 1971年以后北海道和日本全國的一等米比率的推移[25]

備注：

1. 參考文獻(xiàn)中，除注明國家的期刊外，其余均為日語期刊。

2. 本文的彩色圖表可從本刊官網(wǎng)（http://lyspkj.ijournal.cn/ch/index.axpx）、中國知網(wǎng)、萬方、維普、超星等數(shù)據(jù)庫下載獲取。