水稻倒伏與產(chǎn)量及食味的關(guān)系

湯云龍，汪 楠，張 欣，李永杰，韋峻峰，錢路海，劉寶成，施利利，崔 晶，劉學(xué)軍，崔中秋*

（1 天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384；2 天津農(nóng)墾小站稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，天津 301806；3 黑龍江省江川農(nóng)場有限公司，黑龍江 佳木斯 154302；4 天津市農(nóng)作物研究所，天津 300384）

倒伏是一個綜合的、復(fù)雜的現(xiàn)象，作物倒伏受基因型和環(huán)境共同影響。風(fēng)、雨、溫度、土壤等外界條件是作物倒伏直接的誘導(dǎo)因素， 基因型不同是作物抗倒伏能力的內(nèi)因和根本［1］。 有研究表明，水稻的抗倒伏性受到基因的加性、顯性、上位性及基因和環(huán)境的互作等影響， 是復(fù)雜的數(shù)量性狀［2］。

倒伏是制約水稻生產(chǎn)的重要因素之一， 發(fā)生倒伏后植株群體結(jié)構(gòu)被破壞，葉片光合效率銳減，莖稈從葉片向穗部運輸光合產(chǎn)物受阻， 影響籽粒灌漿，導(dǎo)致產(chǎn)量大減［3］。 同時倒伏使稻米中蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含有率升高，食味變差［4］。 倒伏嚴(yán)重影響了我國水稻的生產(chǎn)和推廣， 目前普遍公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)食味品種大多抗倒伏性較弱， 如食味品質(zhì)非常優(yōu)秀的日本品種越光主要缺點是抗稻瘟病弱，稈弱易倒伏［5］，吉林省如富士光、五優(yōu)1 號、秋田小町等優(yōu)質(zhì)品種除產(chǎn)量低于常規(guī)高產(chǎn)品種外， 在部分地區(qū)表現(xiàn)抗病性偏差，易倒伏等現(xiàn)象［6］。 本研究就水稻倒伏與產(chǎn)量及食味的關(guān)系進行分析， 通過數(shù)據(jù)說明倒伏主要從哪些方面影響產(chǎn)量及食味，旨在為水稻品種改良及品質(zhì)提升提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2018 年在黑龍江省佳木斯市江川農(nóng)場十站科技園區(qū)進行，地勢平坦，土壤為草甸白漿土，肥力中等，pH 值6.67，有機質(zhì)含量25.3 g／kg。

1.2 供試品種

試驗選取10 個水稻品種， 分別是：163、169、牡育49、初香粳1、苗稻2、稻香7、農(nóng)原香1、龍洋11、龍洋12 和綏粳18。

1.3 栽培方法

1.3.1 種植面積 將10 個不同品種在同一地塊采用相同措施進行栽培， 每個品種面積為270 m2。

1.3.2 整地 前一年秋整地，5 月3 日進行水整地，采用渠水灌溉。

1.3.3 除草 插秧前5～7 d 用35%的惡草酮1.5 L／hm2進行一次性封閉除草， 后期人工除草一次。

1.3.4 防蟲 采用植物殺蟲劑苦皮藤素和苦參堿殺蟲。

1.3.5 防病 7 月15 日采用春雷霉素防治細(xì)菌性褐斑病，8 月初用低聚糖素防治稻瘟病。

1.4 試驗方法

1.4.1 倒伏率 在成熟期測量倒伏面積占栽培面積的百分率。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素測定 在收獲期，每個品種調(diào)查1 m2有效穗數(shù)和總稻谷數(shù)，經(jīng)鹽選后（鹽水密度為1.06 g／L）， 測定實粒數(shù)和千粒重， 結(jié)實率＝（下沉稻谷數(shù)／總稻谷數(shù)）×100%，再收獲去除邊行的200 m2脫粒測產(chǎn)，并折算成單位面積產(chǎn)量。

1.4.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定 直鏈淀粉含有率， 采用德國Bran Luebbe 公司生產(chǎn)的AA3 型連續(xù)流動分析儀測定。

1.4.4 質(zhì)地特性測定 米飯硬度黏度比采用日本佐竹公司生產(chǎn)的RHS1A 型米飯硬度黏度計測定。

1.4.5 食味品嘗評鑒試驗 按照天津市食味水稻國際聯(lián)合研究中心10 份法（新）進行食味品嘗試驗，評價項目包括米飯的外觀、飯香、味道、黏度、硬度及綜合評價共6 項。 試驗地點為天津市食味水稻科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化國際聯(lián)合研究中心，對照品種為津原45，按照華北地區(qū)正常時間移栽和收獲。 參與食味品嘗試驗的品鑒員由天津農(nóng)學(xué)院具有一定辨別能力的教師和學(xué)生組成，人數(shù)為20人，男女比例約為1∶1。

1.5 數(shù)據(jù)處理與方差分析

所有數(shù)值均為兩次重復(fù)的平均值， 數(shù)據(jù)處理應(yīng)用Microsoft office 2013 辦公軟件分析，方差分析應(yīng)用SPSS 22.0 軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

由表1 可知，供試品種生育期各不相同，其中163 屬于早熟品種， 始穗期到成熟期間的各生育階段均比其他品種早10～16 d， 其余各品種生育期雖有不同但差別不大。

2.2 株高和倒伏率的關(guān)系

由圖1 可以看出， 試驗品種株高在80～110 cm，屬于中、高稈品種，不同品種倒伏率由0～80%不等。 試驗材料于同一時間種植在相同的外界環(huán)境中，排除了環(huán)境差異，因此品種間倒伏率的差異是由作物基因型不同引起的， 遺傳特性是作物抗倒伏能力的根本。本試驗中稈長、穗長和株高與倒伏率大小無直接關(guān)系，有的品種株高高于100 cm倒伏率為0，也有品種株高低于100 cm 倒伏率很高，說明株高并不是影響作物倒伏的決定性因素。

2.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

由表2 可知，不同品種間的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率、理論產(chǎn)量和實際產(chǎn)量有極顯著差異， 品種產(chǎn)量高的原因主要是變異系數(shù)最大的每穗粒數(shù)增多。

2.4 株型、產(chǎn)量與倒伏率的關(guān)系

圖1 稈長、穗長與倒伏率的關(guān)系

表1 生育期（月·日）

將稈長、穗長、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重與倒伏率做偏回歸分析（表3）可知，六項株型、產(chǎn)量性狀與倒伏率有極顯著相關(guān)性，復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.959，說明這些株型、產(chǎn)量性狀可以作為衡量倒伏率大小的主要因素， 這六項指標(biāo)對于倒伏率的貢獻率從大到小依次為： 每穗粒數(shù)（46.0%）、千粒重（16.0%）、稈長（13.5%）、結(jié)實率（13.4%）、有效穗數(shù)（10.7%）和穗長（0.4%）。其中稈長與倒伏率呈負(fù)相關(guān)，穗長與倒伏率呈正相關(guān)；產(chǎn)量構(gòu)成要素四項指標(biāo)均與倒伏率呈負(fù)相關(guān)， 每穗粒數(shù)是影響產(chǎn)量最主要的指標(biāo)同時也是影響倒伏最主要的指標(biāo)。由圖2 可知，產(chǎn)量與倒伏率呈顯著負(fù)相關(guān)，說明產(chǎn)量越高的品種越耐倒伏。

2.5 直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比之間的關(guān)系

直鏈淀粉含有率受遺傳特性影響存在品種間差異，直鏈淀粉是稻米中固有成分，決定了米飯的物理特性。 由圖3 可知直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比呈極顯著正相關(guān)， 即在一定范圍內(nèi)直鏈淀粉含有率越高米飯越硬，黏性越差。

表2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

表3 株型、產(chǎn)量與倒伏率的關(guān)系

圖2 產(chǎn)量與倒伏率的關(guān)系

圖3 直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比之間的關(guān)系

2.6 倒伏率與直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比之間的關(guān)系

由圖4 可知， 倒伏率與直鏈淀粉含有率呈顯著負(fù)相關(guān)，與米飯硬度黏度比呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明越易倒伏的品種直鏈淀粉含有率越低、 米飯硬度黏度比越小，米飯硬度小、黏度大。

2.7 直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比與食味綜合評價之間的關(guān)系

由圖5 可知， 直鏈淀粉含有率與食味綜合評價呈極顯著負(fù)相關(guān)， 米飯硬度黏度比與食味綜合評價呈顯著負(fù)相關(guān)，說明直鏈淀粉含有率越低，硬度黏度比越小的米飯硬度越小，黏度越大，食味綜合評價越高，米飯越好吃。

2.8 倒伏率與食味綜合評價之間的關(guān)系

由圖6 可以看出， 倒伏率與食味綜合評價呈顯著正相關(guān)，說明易倒伏品種食味相對較好，結(jié)合之前的分析，作物倒伏特性主要受遺傳因素影響，遺傳特性又從根本上決定了水稻的產(chǎn)量和食味，綜合來看，易倒伏品種水稻產(chǎn)量相對較低，直鏈淀粉含有率低，米飯硬度黏度比小，米飯硬度小，黏度大，食味綜合評價高。

3 結(jié)論與討論

水稻的倒伏、 產(chǎn)量和食味受基因型和環(huán)境共同影響，本研究將10 個品種水稻同一時間種植在相同外界條件中，排除環(huán)境差異分析得出，在遺傳特性影響下，稈長、穗長和株高并不是抗倒伏能力的決定性因素。 抗倒性強的品種產(chǎn)量比抗倒性差的品種產(chǎn)量高，主要原因是每穗粒數(shù)增多。食味綜合評價好的品種直鏈淀粉含有率低， 米飯硬度黏度比小，抗倒性差，且均具有顯著的相關(guān)性。

崔晶［7］認(rèn)為粳稻稻米直鏈淀粉含有率在15%～25%，在這個范圍內(nèi)直鏈淀粉含有率越低，米飯的黏度越大，食味越好。本試驗中直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比呈極顯著正相關(guān)， 與食味綜合評價呈極顯著負(fù)相關(guān)，研究結(jié)果與前人一致。

楊守仁、關(guān)玉萍［8，9］等學(xué)者認(rèn)為水稻抗倒伏性與株高成反比，與莖粗成正比，降低株高是提高水稻抗倒伏性的重要途徑。 趙海成［10］等研究結(jié)果表明控制氮肥施用量，增施鉀、硅肥可以促進水稻莖稈細(xì)胞壁加厚，纖維素增加，縮短基部節(jié)間長度以及增加莖粗，提高水稻抗倒伏能力。目前關(guān)于倒伏性與水稻食味之間關(guān)系的研究很少， 本研究用倒伏率大小代表水稻倒伏性強弱， 與產(chǎn)量和食味特性進行相關(guān)性分析， 結(jié)果認(rèn)為相對而言食味水平高的品種直鏈淀粉含有率低、米飯硬度黏度比小，但其產(chǎn)量較低，抗倒伏性差。因此對于優(yōu)質(zhì)品種改良的重點應(yīng)該放在倒伏上， 通過品種改良和合理的栽培方法使優(yōu)質(zhì)品種抗倒性增強， 不僅能增加產(chǎn)量，而且可以進一步提升食味，增加經(jīng)濟效益。

圖4 倒伏率與直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比之間的關(guān)系

圖5 直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比與食味綜合評價之間的關(guān)系

圖6 倒伏率與食味綜合評價之間的關(guān)系