溫度對(duì)稻米品質(zhì)影響的研究

蒙秀菲，伍 祥，曾 濤，張上都，彭 菊，金 明，葉 勇，周樂(lè)良，熊玉堂，陳文強(qiáng)，張?jiān)?

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006；2.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站，貴州 貴陽(yáng) 550001；3.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 辣椒研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006)

稻米品質(zhì)形成既由遺傳因素控制，又受栽培生態(tài)環(huán)境影響，尤其是氣候生態(tài)因子的影響，其中溫度是主要因素之一。前人研究表明灌漿結(jié)實(shí)期的氣候生態(tài)因子是影響稻米品質(zhì)性狀最為重要的環(huán)境因子。李林等認(rèn)為灌漿前期平均氣溫在26 ℃以上或21 ℃以下，會(huì)使多數(shù)品種稻米的加工品質(zhì)下降，尤其是高溫、低溫或與寡照相對(duì)應(yīng)，則影響更甚。朱碧巖等研究表明齊穗后20 d內(nèi)是溫度影響稻米非堊白粒率形成的主要時(shí)段。程方民等研究認(rèn)為，水稻灌漿結(jié)實(shí)期溫度對(duì)稻米直鏈淀粉含量的影響主要在灌漿結(jié)實(shí)的前中期即齊穗后20 d左右。整個(gè)結(jié)實(shí)期溫度對(duì)膠稠度均有影響，但對(duì)稻米最終膠稠度產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響的則是齊穗后20 d 內(nèi)的溫度狀況。灌漿期高溫會(huì)導(dǎo)致水稻生理?yè)p傷，從而降低水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前的研究主要集中于灌漿成熟期高溫、低溫對(duì)稻米部分品質(zhì)影響，水稻整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中溫度對(duì)稻米品質(zhì)的影響還未見(jiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)于2019年在2018年基礎(chǔ)上通過(guò)增加品種和地點(diǎn)，研究水稻生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段溫度和灌漿成熟期溫度對(duì)稻米品質(zhì)影響，更進(jìn)一步確定溫度是如何影響稻米品質(zhì)，為水稻優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

試驗(yàn)材料：常規(guī)稻金麻粘、大粒香；雜交稻宜香62、源5s/金麻粘。

試驗(yàn)地點(diǎn)：于2019年在余慶縣滿溪鎮(zhèn)和三穗縣臺(tái)烈鎮(zhèn)進(jìn)行。余慶縣滿溪鎮(zhèn)：紅壤、海拔580 m、E 107°54′58″、N 27°15′27″；三穗縣臺(tái)烈鎮(zhèn)：紅壤、海拔678 m、E 108°41′25″、N 26°49′34″。

1.2 試驗(yàn)方法

..試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019年，采用兩因素試驗(yàn)，設(shè)置4月20日(T1)、5月10日(T2)和5月30日(T3)三個(gè)播期處理，從而使同一品種大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和灌漿成熟期均處于不同氣溫，3次重復(fù)，施底肥50 kg/667m復(fù)合肥、分蘗肥10 kg/667m氮肥，種植密度0.83萬(wàn)穴/667m，小區(qū)面積35 m，其余栽培及管理措施均一致。

..生育期記載

記載品種各處理的生育期，記載方法同國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)一致。

..稻米品質(zhì)測(cè)定

稻谷收獲后曬干，水分為(13±0.5)%時(shí)，用SLJM2099精米機(jī)碾成精米，用JMWT12大米外觀品質(zhì)檢測(cè)儀(符合GB1350-1999、GB1354-2009、GB/T1789-1999要求)測(cè)定整精米率、堊白粒率、堊白度、長(zhǎng)寬比，用JSWL大米食味計(jì)(符合GB/T24895、GB/T24896、GB/T24897要求)測(cè)定食味值和蛋白質(zhì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段和灌漿成熟期溫度分析

隨播期推遲，每個(gè)品種各生育期均向后推遲；大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段天數(shù)臺(tái)烈無(wú)明顯規(guī)律，滿溪呈減少趨勢(shì)，且T1和T2差異不明顯，T3明顯少于T1和T2。兩地相比，均呈現(xiàn)T1滿溪多于臺(tái)烈、T2兩地差異不大、T3臺(tái)烈明顯多于滿溪；灌漿成熟期天數(shù)兩個(gè)地方總體均呈減少趨勢(shì)，且每個(gè)處理總體呈現(xiàn)臺(tái)烈多于滿溪(見(jiàn)表1)。

表1 關(guān)鍵生育期記載Tab.1 Record of key growth period

隨播期推遲，大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫均呈增加趨勢(shì)、積溫呈先增后降趨勢(shì)，灌漿成熟期日均溫、積溫均呈降低趨勢(shì)。其中大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫、灌漿成熟期日均溫均表現(xiàn)出滿溪高于臺(tái)烈，且分別高出2～3 ℃、1～2 ℃；兩個(gè)地點(diǎn)大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段積溫表現(xiàn)出滿溪大于臺(tái)烈、灌漿成熟期積溫臺(tái)烈高于滿溪(見(jiàn)表2)。

表2 溫度記錄表Tab.2 Table of Temperature

2.2 稻米碾米品質(zhì)分析

從表3中可知，溫度對(duì)精米率和整精米率影響均沒(méi)有明顯規(guī)律，且精米率每個(gè)品種各處理間差異不明顯，整精米率表現(xiàn)明顯差異。其中精米率整體在65.09%～74.8%范圍內(nèi)，整體上表現(xiàn)出滿溪高于臺(tái)烈，其中大粒香明顯較其它品種高、宜香62其次、再次是源5s/金麻粘、金麻粘最低。整精米率宜香62滿溪T3處理達(dá)國(guó)標(biāo)一級(jí)水平(≥58%)、臺(tái)烈 T2達(dá)國(guó)標(biāo)二級(jí)水平(≥55%)，大粒香滿溪 T3達(dá)國(guó)標(biāo)三級(jí)水平(≥52%)。

表3 不同地點(diǎn)稻米碾米品質(zhì)對(duì)比表Tab.3 Comparison of rice milling quality in different locations

2.3 稻米外觀品質(zhì)分析

稻米長(zhǎng)/寬總體表現(xiàn)為臺(tái)烈大于滿溪，但差異不大，說(shuō)明在本試驗(yàn)范圍內(nèi)同期播種的水稻低溫使稻米灌漿不充分；堊白粒率與堊白度表現(xiàn)一致，各處理之間沒(méi)有明顯規(guī)律，但差異顯著，說(shuō)明每個(gè)品種對(duì)溫度反應(yīng)不一致。堊白粒率、堊白度均普遍表現(xiàn)出滿溪低于臺(tái)烈，說(shuō)明在本試驗(yàn)范圍內(nèi)同期播種的灌漿成熟期溫度越高稻米外觀品質(zhì)越好。品種之間表現(xiàn)出大粒香<宜香62<源5s/金麻粘<金麻粘。

表4 不同地點(diǎn)稻米外觀品質(zhì)對(duì)比表Tab.4 Comparison of appearance quality of rice in different locations

2.4 稻米食味品質(zhì)分析

從表5可知，同一生長(zhǎng)條件下每個(gè)品種均表現(xiàn)出隨大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段溫度增加、灌漿成熟期溫度降低，蛋白質(zhì)含量顯著增加、食味值顯著降低，且蛋白質(zhì)含量在7%-9%之間食味值較好，超9%食味變劣。說(shuō)明在本適用范圍內(nèi)，同一水肥條件下水稻大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段溫度越高有利于蛋白質(zhì)吸收，而灌漿成熟期溫度越低不利于食味形成。兩地相比，蛋白質(zhì)含量臺(tái)烈較滿溪高，食味值則相反，可能與土壤肥力不同有關(guān)。

表5 不同地點(diǎn)稻米食味品質(zhì)對(duì)比表Tab.5 Comparison of rice taste quality in different locations

2.5 溫度與稻米品質(zhì)相關(guān)性分析

從相關(guān)性分析可知(表6)，溫度主要影響稻米蛋白質(zhì)含量及食味值。其中大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)、與食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)；灌漿成熟期日均溫和積溫與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)、與食味值呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫主要影響稻米蛋白質(zhì)積累，灌漿成熟期溫度主要影響稻米食味優(yōu)劣；灌漿成熟期日均溫與整精米率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；灌漿成熟期積溫與精米率呈正相關(guān)關(guān)系；食味值與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；堊白粒率與堊白度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；精米率與食味值呈極顯著正相關(guān)關(guān)系、與蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；整精米率與堊白粒率、堊白度均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

表6 溫度和稻米品質(zhì)相關(guān)性分析Tab.6 Correlation analysis between temperature and rice quality

3 結(jié)論與討論

隨播期推遲，大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫呈增加趨勢(shì)、積溫呈先增后降趨勢(shì)，灌漿成熟期日均溫、積溫均呈降低趨勢(shì)，這與之前研究一致。大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫、灌漿成熟期日均溫均表現(xiàn)出滿溪高于臺(tái)烈，分別高出2 ℃～3 ℃、1 ℃～2 ℃。

灌漿成熟期日均溫與整精米率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系、灌漿成熟期積溫與精米率呈正相關(guān)關(guān)系，這與之前研究不一致，可能與年間溫差、品種不同等有關(guān)。其中精米率整體上表現(xiàn)出滿溪高于臺(tái)烈，大粒香明顯較其它品種高、宜香62其次、再次是源5s/金麻粘、金麻粘最低；整精米率宜香62滿溪T3處理達(dá)國(guó)標(biāo)一級(jí)水平(≥58%)、臺(tái)烈 T2達(dá)國(guó)標(biāo)二級(jí)水平(≥55%)，大粒香滿溪 T3達(dá)國(guó)標(biāo)三級(jí)水平(≥52%)；

溫度對(duì)稻米外觀品質(zhì)影響沒(méi)有明顯規(guī)律，堊白粒率與堊白度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，這與之前研究一致。堊白粒率、堊白度均普遍表現(xiàn)出滿溪低于臺(tái)烈，說(shuō)明在本試驗(yàn)范圍內(nèi)同期播種的灌漿成熟期溫度越高稻米外觀品質(zhì)越好。品種之間表現(xiàn)出大粒香<宜香62<源5s/金麻粘<金麻粘。說(shuō)明每個(gè)品種對(duì)溫度反應(yīng)不一致。

同一生長(zhǎng)條件下每個(gè)品種均表現(xiàn)出隨大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段溫度增加、灌漿成熟期溫度降低，蛋白質(zhì)含量顯著增加、食味值顯著降低，這與之前研究結(jié)果一致，說(shuō)明在本適用范圍內(nèi)，同一水肥條件下水稻大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段溫度越高有利于蛋白質(zhì)吸收，而灌漿成熟期溫度越低不利于食味形成。兩地相比，蛋白質(zhì)含量臺(tái)烈較滿溪高，食味值則相反，說(shuō)明除了溫度影響之外，可能還與土壤肥力條件有關(guān)。大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段日均溫與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)、與食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)；灌漿成熟期日均溫和積溫與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)、與食味值呈極顯著正相關(guān)，食味值與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與之前研究結(jié)果一致，說(shuō)明大田營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段溫度主要影響稻米蛋白質(zhì)積累，灌漿成熟期溫度主要影響食味優(yōu)劣。

前人研究表明,同一品種隨播期推遲，灌漿期日均溫度降低，稻米堊白度變小，整精米率提高，蛋白質(zhì)含量下降，食味值有所改善，與本試驗(yàn)結(jié)果不一致，這可能與試驗(yàn)地的土壤肥力、氣候生態(tài)環(huán)境、試驗(yàn)品種及栽培管理技術(shù)等條件的不同有關(guān)。本試驗(yàn)只研究水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和灌漿成熟期溫度對(duì)稻米品質(zhì)影響，而有關(guān)水稻適宜溫度還有待進(jìn)一步探索。