水直播下寒地水稻產(chǎn)量與品質(zhì)關(guān)系的研究

潘世駒，徐令旗，李猛，胡月，趙海紅，唐楓，張佳檸，辛佳琪，王海澤，呂艷東

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學農(nóng)學院/黑龍江省教育廳寒地作物種質(zhì)改良與栽培重點實驗室，大慶 163319；2.牡丹江市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站；3.黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院；4.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院）

水稻在中國有著不可替代的地位，提升水稻產(chǎn)量是保障中國糧食安全的重要戰(zhàn)略目標。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及勞動力資源的轉(zhuǎn)移，水稻機械化直播栽培技術(shù)成為了中國未來的發(fā)展方向[1]。水稻種植方式正在不斷推進，早熟高產(chǎn)新品種的育成、高效除草劑的成功推廣，以及農(nóng)業(yè)勞動力成本的增加，直播稻本身在某些方面也符合經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)律，促進了中國直播稻的應(yīng)用與發(fā)展，以省工省力、高產(chǎn)、高效為特征的直播稻在部分適宜種植的地區(qū)擁有了較大的面積，結(jié)合配套的栽培方式可以在提高經(jīng)濟效益的同時到達高產(chǎn)的效果[2-7]。目前生產(chǎn)上應(yīng)用的直播的品種缺乏，直播品種的稻米品質(zhì)一般，成為限制直播稻發(fā)展的瓶頸[8]。盧百關(guān)等[9]研究認為，當前在直播稻中一般采用的是跨區(qū)引用品種，因此，應(yīng)采取中間材料等方法對直播稻專用品種的選育。品種選擇的應(yīng)保障水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)為前提，通過直播簡化水稻的栽培過程，爭取最大限度減少勞動力。消費者對優(yōu)質(zhì)稻米的需求越來越多，對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合表現(xiàn)的重視程度加深[10-13]，水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與品質(zhì)性狀之間存在著錯綜復雜的關(guān)系，稻米品質(zhì)是影響稻米商品性能的重要因素，稻米的品質(zhì)不僅取決于基因型，而且還受環(huán)境條件和栽培條件的影響，影響到品種的優(yōu)質(zhì)化表現(xiàn)[14-15]。直播對稻米品質(zhì)的影響是水稻直播生產(chǎn)所面臨的最重要問題[5,16]。在優(yōu)質(zhì)直播稻選育上應(yīng)兼顧農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀，通過多種方法達到改善稻米品質(zhì)的目的，從而實現(xiàn)育種目標。目前，在中國關(guān)于水稻品質(zhì)的研究多集中于栽培技術(shù)和氣候方面，有關(guān)水直播下水稻品質(zhì)方面的研究相對較為薄弱，尤其是相關(guān)研究在寒地稻區(qū)的報道更少。鑒于此，研究選取適宜在黑龍江省移栽的29份早熟矮桿水稻品種進行水直播，通過對水直播下水稻產(chǎn)量與品質(zhì)性狀為對象對水稻水直播適應(yīng)性進行系統(tǒng)的分析，以期為適合水稻水直播品種的篩選提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗選用29個主莖11至12片葉的寒地早粳稻品種資源為材料，編號及品種名稱見表1。

表1 試驗材料和編號Table 1 Experiment materials and codes

1.2 試驗設(shè)計

以水直播為處理，以常規(guī)插秧為對照，對兩者進行比較研究。試驗土壤為草甸土，土壤的養(yǎng)分含量分別為：堿解氮175.01 mg·kg-1，有效磷26.45 mg·kg-1，速效鉀90.62 mg·kg-1，有機質(zhì)30.5 mg·kg-1，土壤pH值為8.38。田間管理同常規(guī)栽培管理。

試驗于2017年在黑龍江省大慶市王家圍子水田試驗基地（東經(jīng)：125°07′39.56＂，北緯：46°40′49.03＂），屬北溫帶大陸性季風氣候區(qū)，水稻生育期內(nèi)平均氣溫為18℃左右，年降雨量為476 mm左右。5月3日整地、施底肥以及封閉除草。5月5日用護苗種衣劑對稻谷進行包衣。5月6日浸種。5月11日對試驗小區(qū)區(qū)劃。5月12日催芽。5月13日人工條播芽谷；行距25 cm，播量為150 kg·hm-2；每個品種播種6行，行長為8米；采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，2次重復。

對照4月9日施寶克3 500倍液浸種。4月16日催芽。4月18日播種育苗，播芽谷125 g·盤-1，5月20日對試驗小區(qū)區(qū)劃。5月21日人工插秧，行距為30 cm，穴距為13.3 cm。采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，2次重復。每個品種人工插秧6行，行長為8 m。

1.3 調(diào)查指標

產(chǎn)量測定：水稻成熟時每個處理選取4點，每點連續(xù)選取25穗，對照選取3點，每點選取具有代表性的植株4穴，風干后，室內(nèi)考察產(chǎn)量性狀，測定項目主要包括每株穗數(shù)、實粒數(shù)、空秕粒數(shù)，并稱量粒重，計算結(jié)實率、千粒重。

品質(zhì)測定：水稻脫粒，在陰涼處自然陰干，按國家標準—優(yōu)質(zhì)稻谷（GB/T/17891—2017）測定碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)。用FC-2 K型實驗礱谷機加工成糙米，用日本公司生產(chǎn)的VP-32型實驗碾米機加工成精米；外觀品質(zhì)用日本靜岡機械株式會社生產(chǎn)的ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測定精米的長、寬、堊白粒率、堊白度等；用FOSS 1241近紅外谷物分析儀測定糙米的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量；蒸煮品質(zhì)用日本佐竹公司（SATAKE）生產(chǎn)的米飯食味計（STA1A）測定。

1.4 寒地水稻水直播適應(yīng)性鑒定方法

水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)[17]（Adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index，ARI）=（水直播處理區(qū)性狀表型值/對照區(qū)性狀表型值）×100%，如果100＜ARI＜200，則以100-（ARI-100）代替，ARI值越大，則說明對水直播的反應(yīng)越遲鈍，否則相反；如果ARI值大于等于200則說明對水直播的反應(yīng)極其敏感。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用EXCEL2010和DPS7.05統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水直播下稻谷碾磨品質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)系

從各性狀間的關(guān)系可知（表2），糙米率與穗粒數(shù)呈極顯著負相關(guān)，與結(jié)實率和千粒重呈顯著正相關(guān)；精米率與結(jié)實率呈極顯著正相關(guān)，與千粒重呈顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)呈極顯著負相關(guān)；整精米率與結(jié)實率呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。可知水直播條件下，結(jié)實率和千粒重較高的水稻品種糙米率相對較高，穗粒數(shù)較少、結(jié)實率和千粒重較高的水稻品種精米率相對較高，而結(jié)實率較高的水稻品種整精米率相對較高，否則反之。

從適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的關(guān)系可知（表2），碾磨品質(zhì)的ARI與結(jié)實率的ARI均呈極顯著正相關(guān)；碾磨品質(zhì)的ARI與理論產(chǎn)量的ARI呈顯著或極顯著正相關(guān)。綜上可知，水直播，對結(jié)實率反應(yīng)較敏感的水稻品種，一般對碾磨品質(zhì)的反應(yīng)較為敏感，否則相反；對理論產(chǎn)量反應(yīng)較敏感的水稻品種，一般對碾磨品質(zhì)的反應(yīng)較為敏感，否則相反。

表2 水直播下碾磨品質(zhì)與產(chǎn)量間及水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的相關(guān)關(guān)系Table 2 Correlation between milling quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

從各性狀與適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的關(guān)系可知（表3），結(jié)實率的ARI與精米率、整精米率均表現(xiàn)顯著正相關(guān)；千粒重的ARI與精米率、整精米率均表現(xiàn)顯著正相關(guān)；理論產(chǎn)量的ARI與整精米率表現(xiàn)顯著正相關(guān)。因此，水直播下，對結(jié)實率和千粒重反應(yīng)敏感的水稻品種，糙米率和精米率較高。對理論產(chǎn)量反應(yīng)敏感的水稻品種，整精米率較高。否則相反。碾磨品質(zhì)的ARI與結(jié)實率呈顯著或極顯著正相關(guān)，整精米率ARI與理論產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。說明水直播下，對結(jié)實率反應(yīng)敏感的材料，碾磨品質(zhì)較高；對理論產(chǎn)量反應(yīng)敏感的材料，整精米率較高，否則相反。

表3 水直播下碾磨品質(zhì)和產(chǎn)量與其水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的相關(guān)關(guān)系Table 3 Correlation between milling quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

2.2 水直播下稻米外觀品質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)系

從各性狀間的關(guān)系可知（表4），穗數(shù)與精米粒長呈顯著負相關(guān)；千粒重與精米粒寬呈顯著正相關(guān)；結(jié)實率與堊白度呈顯著負相關(guān)。綜上所述，水直播下，穗數(shù)較多的水稻品種精米粒長相對較小，千粒重較高的水稻品種粒寬相對較大；結(jié)實率較高的水稻品種堊白度相對較低，否則相反。碾磨品質(zhì)的ARI與結(jié)實率呈顯著或極顯著正相關(guān)，整精米率ARI與理論產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。說明水直播下，對結(jié)實率反應(yīng)敏感的材料，碾磨品質(zhì)較高；理論產(chǎn)量反應(yīng)敏感的材料，整精米率較高。否則相反。

表4 水直播下外觀品質(zhì)與產(chǎn)量間及水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlation between appearance quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

從水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間相關(guān)關(guān)系可見（表5），千粒重的ARI與精米粒寬呈顯著正相關(guān)，說明千粒重對水直播反應(yīng)較敏感的水稻品種，其精米粒寬較大。穗數(shù)的ARI與外觀品質(zhì)均呈顯著正相關(guān)，說明對穗數(shù)反應(yīng)較敏感的水稻品種，外觀品質(zhì)其較好。

表5 水直播下外品質(zhì)和產(chǎn)量與其水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的相關(guān)關(guān)系Table 5 Correlation between external quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

2.3 水直播下稻米營養(yǎng)品質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)系

從各性狀間的關(guān)系可知（表6），蛋白質(zhì)含量與穗數(shù)呈顯著負相關(guān)，與千粒重表現(xiàn)顯著正相關(guān)?？芍?，在水直播條件下，穗數(shù)較少與千粒重較高的水稻品種具有相對較高的蛋白質(zhì)含量，否則相反。

表6 水直播下營養(yǎng)品質(zhì)與產(chǎn)量間及水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間的相關(guān)關(guān)系Table 6 Correlation between nutrient quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

從適應(yīng)性的關(guān)系可知，水直播下，對穗數(shù)反應(yīng)敏感的材料，蛋白質(zhì)含量較高；對千粒重反應(yīng)敏感的材料，直鏈淀粉含量較低，否則相反。

2.4 水直播下稻米食味品質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)系

從水直播適應(yīng)性反應(yīng)指數(shù)間相關(guān)關(guān)系可知，米飯食味評分值的ARI與穗粒數(shù)的ARI、結(jié)實率的ARI和千粒重的ARI之間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.58**、0.42*和0.40*。說明穗粒數(shù)對水直播反應(yīng)較為遲鈍的水稻品種、結(jié)實率對水直播反應(yīng)較為敏感的水稻品種、千粒重對水直播反應(yīng)較為敏感的水稻品種，其米飯食味品質(zhì)對水直播的反應(yīng)較為敏感，否則反之。米飯食味評分值的ARI與穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.39*，說明對米飯食味評分值反應(yīng)敏感的材料，穗粒數(shù)較少，否則相反。米飯食味評分值與穗粒數(shù)的ARI和千粒重的ARI之間的相關(guān)系數(shù)分別為-0.41*和0.49**。說明對穗粒數(shù)反應(yīng)遲鈍的材料、對千粒重反應(yīng)敏感的材料，其米飯食味評分值較高，否則相反。

3 結(jié)論與討論

黑龍江省處于寒地稻作地區(qū)，該區(qū)水稻的生育時期時期較短，如何能夠更好地利用直播栽培技術(shù)的潛力來實現(xiàn)水稻的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)以及高效益的統(tǒng)一，是當前學者們研究和探討的問題[18]。直播稻的品質(zhì)受品種、密度、氮肥等多種因素的影響[19-21]。關(guān)于水直播對水稻品質(zhì)與產(chǎn)量之間的相關(guān)性在寒地稻作區(qū)鮮有報道。研究結(jié)果表明，水直播條件下，結(jié)實率和千粒重較高的品種，糙米率相對較高；精米率相對較高的品種，穗粒數(shù)較少、結(jié)實率和千粒重較高；整精米率較高的品種，結(jié)實率較高。水直播下，對結(jié)實率、理論產(chǎn)量反應(yīng)較敏感的水稻品種，一般對碾磨品質(zhì)的反應(yīng)較為敏感。對結(jié)實率、千粒重反應(yīng)敏感的水稻品種，精米率較高；對結(jié)實率、千粒重、理論產(chǎn)量反應(yīng)敏感的水稻品種，整精米率較高。水直播下，穗數(shù)較多的水稻品種精米粒長較小；對千粒重反應(yīng)較敏感的水稻品種精米粒寬較大；結(jié)實率較高的水稻品種相對堊白度較低。穗數(shù)較少、千粒重較高水稻品種蛋白質(zhì)含量相對較高。對千粒重反應(yīng)敏感的材料，直鏈淀粉含量較低。對穗粒數(shù)反應(yīng)較為遲鈍、對結(jié)實率反應(yīng)較為敏感和對千粒重反應(yīng)較為敏感的水稻品種，對米飯食味品質(zhì)反應(yīng)較為敏感；對穗粒數(shù)反應(yīng)遲鈍和對千粒重反應(yīng)敏感的材料，米飯食味評分值較高。