東北早粳稻在浙東南地區(qū)產(chǎn)量、品質(zhì)及生育特性表現(xiàn)

王旭輝 何賢彪 歐陽由男 徐強強 虞鵬程 齊文 蔣海凌 朱德峰 秦葉波

（1 浙江省臺州市椒江區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 臺州 318000；2 浙江省臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臨海 317000；3 中國水稻研究所，杭州 310006；4 浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，杭州 310020；第一作者：26508966@qq.com；*通訊作者：qyb.leaf@163.com）

水稻是我國以及世界上重要的糧食作物之一[1]。水稻產(chǎn)量一直占我國糧食總產(chǎn)量的1/3 以上，確保水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高效生產(chǎn)對保障國家糧食安全和保證國民食物供應(yīng)起著舉足輕重的作用[2-3]。浙江地處我國東南沿海，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫光資源豐富，適宜水稻生長，是單雙季稻皆宜、秈粳混雜的水稻主產(chǎn)區(qū)。然而由于人口的增加及該地區(qū)耕地面積的下降，導(dǎo)致當(dāng)?shù)丶Z食供應(yīng)自給率嚴重下降。因此，基于種植制度發(fā)展、品種類型多樣化選擇及栽培技術(shù)的優(yōu)化，利用該地區(qū)氣候優(yōu)勢，適度提高雙季稻生產(chǎn)占比對當(dāng)?shù)財U大水稻種植面積、提高水稻總產(chǎn)和復(fù)種指數(shù)及增加稻田產(chǎn)出具有十分重要的意義。

早稻是雙季稻生產(chǎn)的第一季稻，擴大其種植面積和提高單產(chǎn)不僅能穩(wěn)定糧食生產(chǎn)及安全，還能起到抗災(zāi)避災(zāi)作用。近年來，浙江省早稻生產(chǎn)在科技進步和政策支持的推動下，面積處于回升階段，如2022 年早稻面積為11.3 萬hm2，產(chǎn)量為70.2 萬t，面積比上年增1.1萬hm2，產(chǎn)量增加11.70%。浙東南地處沿海地區(qū)，由于地域氣候的特殊性，7、8 月份臺風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)害天氣頻發(fā)。災(zāi)害發(fā)生時，往往狂風(fēng)夾帶著暴雨，導(dǎo)致水稻倒伏、折斷、淹水，對水稻生產(chǎn)造成極其不利影響[4]。在浙東南傳統(tǒng)水稻栽培模式中，早稻采用早秈稻品種，播種較晚，生育期長，導(dǎo)致種植兩季水稻季節(jié)緊，且后期難以避開7、8 月份的自然災(zāi)害；若早播，苗期易出現(xiàn)低溫冷害，易發(fā)生倒伏，影響產(chǎn)量，且稻米品質(zhì)差。粳稻較秈稻具有耐低溫優(yōu)勢，且具有效積溫利用效率高的特點[5-6]。因此，選擇適宜的耐低溫粳稻品種提早播種，可在7 月上旬前成熟并收獲，為早稻生產(chǎn)避開自然災(zāi)害提供一條可行途徑。

目前，對早稻季選用粳稻品種的研究較少。20 世紀90 年代，楊志根等[7]對早粳稻與早秈稻干物質(zhì)積累及運轉(zhuǎn)率進行研究，發(fā)現(xiàn)無論是干物質(zhì)積累還是其運轉(zhuǎn)率均表現(xiàn)為早粳稻小于早秈稻。呂艷東等[8]以180 份不同基因型早粳稻為材料，在黑龍江作單季稻栽培，探討產(chǎn)量結(jié)構(gòu)及物質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)系。秦宣才等[9]在湖南對從云南引進200 個雜交早粳稻組合進行篩選、品比，篩選出適宜在湖南作雙季早稻種植的早粳稻品種。由此可見，前人對早粳稻的研究多采用本地品種，或從南邊相近的緯度上引種篩選，且多集中在產(chǎn)量及干物質(zhì)積累等方面的研究上，而從北邊高緯度跨地區(qū)的東北引種，對其在浙東南地區(qū)產(chǎn)量、品質(zhì)、生育特性及溫光利用的系統(tǒng)研究鮮有報道。因此，本研究立足于浙東南地區(qū)，以東北早熟粳稻品種作為參試材料，探索早粳稻在浙東南地區(qū)早稻季種植的產(chǎn)量、品質(zhì)表現(xiàn)及其生長發(fā)育特性，以篩選出適宜在該地區(qū)作早稻生產(chǎn)的粳稻品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及概況

試驗于2021 年在浙江省臺州市椒江區(qū)章安街道前街村試驗基地（28°44′9″N，121°27′21″E）進行。該試驗基地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫17.0 ℃，年均降水量1 789.3 mm，年均日照時間1 815.3 h。試驗田排灌方便，土壤理化性狀良好，土壤容重1.22 g/cm3、有機質(zhì)含量34.12 g/kg、全氮含量2.31 g/kg、堿解氮含量157.59 mg/kg、有效磷含量31.09 mg/kg、速效鉀含量99.34 mg/kg、pH 值5.68，前茬為西蘭花。在水稻生育期內(nèi)，氣溫隨生育期推進總體呈上升趨勢；在灌漿結(jié)實期，除6 月19 日至22 日和6 月27 日至7 月2 日兩個階段外，其余時間段內(nèi)日照較充足，具體氣象資料及變化趨勢見圖1。

圖1 2021 年水稻生長季節(jié)內(nèi)椒江的氣溫和日照時數(shù)變化

1.2 試驗材料與設(shè)計

參試品種10 個：從東北引進的早粳稻品種9 個，分別為珍寶島1 號、龍粳18-2、龍粳1656、空育131、通35、龍粳31、空育163、合江19 和龍慶稻3 號；以當(dāng)?shù)刂髟栽缍i稻中早39 為對照（CK）。單因素試驗設(shè)計，每個處理種植面積19.6 m2，隨機排列，每個處理重復(fù)3次。

2 月26 日播種，采用機插專用秧盤（長、寬、高分別為58.0、28.0 和2.8 cm）濕潤育秧，每盤播干種120 g，種子經(jīng)浸種催芽后機播，播后將秧盤置于塑料育秧大棚；3 月26 日人工移栽，秧齡28 d，叢插3~5 株，行株距25 cm×14 cm。插后深水護苗，本田水層保持3.0~5.0 cm，以防早春低溫影響；分蘗期淺水灌溉，灌漿結(jié)實期干濕交替。肥料運籌：總施純氮量（尿素）為160 kg/hm2，其中基肥∶蘗肥∶穗肥為5∶4∶1，分別于移栽前1 d、移栽后7 d 和倒4 葉露尖施入。氮磷鉀比例為1∶0.5∶0.8，磷肥（過磷酸鈣）全部作基肥，鉀肥（氯化鉀）作基肥和穗肥各施50%。其他措施均按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培要求進行管理，生長期內(nèi)嚴格防治病、蟲、草害。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生育進程

準確記載各品種播種期、移栽期、始穗期、齊穗期和成熟期等主要生育時期所對應(yīng)的日期。

1.3.2 秧苗素質(zhì)

于移栽前1 d，每個播期隨機抽取1 盤秧苗，帶土切取10 cm × 10 cm 秧塊1 個，洗凈秧苗，隨機取30株，考查葉齡、苗高、莖基寬和干物質(zhì)積累（分為莖、葉和根，其樣品在105 ℃殺青30 min 后，于80 ℃下烘干至恒質(zhì)量后稱重）等秧苗素質(zhì)指標。

1.3.3 莖蘗動態(tài)

每小區(qū)定1 點，每點取連續(xù)的10 叢作為1 個觀測點，分別在移栽期、最高苗期和成熟期記錄莖蘗數(shù)。

1.3.4 考種與計產(chǎn)

在收獲前1 d 各小區(qū)調(diào)查50 叢植株有效穗數(shù)，按每叢平均有效穗數(shù)在每小區(qū)取代表性植株5 叢，考查穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實率；所有小區(qū)全部收割脫粒去雜曬干，換算成標準含水量后計算產(chǎn)量。

1.3.5 稻米品質(zhì)

取收獲后曬干的部分稻谷，送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部稻米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心按NY/T 593-2013 標準測定稻米品質(zhì)。

1.3.6 氣象資料

水稻生育期內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)資料取自臺州市椒江區(qū)氣象站，主要包括日均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫和日照時數(shù)。

1.4 計算與統(tǒng)計方法

式（2）中，A 為水稻完成某一生育階段所需總的有效積溫（℃·d），n 為完成該階段發(fā)育所需的天數(shù)，tˉi為第i 天平均氣溫（℃），B 為水稻發(fā)育的生物學(xué)下限溫度，粳稻和秈稻分別按10 ℃和12 ℃計。

采用Excel 2007 進行試驗數(shù)據(jù)處理與制圖，采用SPSS 19.0 進行方差分析，用最小顯著差數(shù)法LSD（least significant difference）進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 早粳稻產(chǎn)量和米質(zhì)表現(xiàn)

2.1.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表1 可見，只有珍寶島1 號較中早39（CK）顯著增產(chǎn)，其余品種均較CK 減產(chǎn)，龍粳18-2 和龍粳1656減產(chǎn)未達到極顯著水平，余下各品種減產(chǎn)均達極顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成因素上分析，與CK 相比，各早粳稻品種的有效穗數(shù)增加，且差異均達顯著水平，而每穗粒數(shù)與之相反，導(dǎo)致除珍寶島1 號以外的品種總穎花量減少；各粳稻品種除通35 外，其余各品種結(jié)實率較CK提高，而千粒重下降。

表1 不同水稻品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

2.1.2 稻米品質(zhì)

從表2 可見，早粳稻品種的糙米率高于CK，差異達顯著水平，而整精米率恰相反，平均只有36.5%，嚴重影響了稻米的綜合等級（粳稻整精米率<63%、秈稻<52%則整精米率單項被判定為普通），早粳稻的精米率基本高于CK，但多數(shù)品種差異未達顯著水平；早粳稻的堊白度和堊白粒率顯著低于CK，而透明度則相反；堿消值指標早粳稻品種與CK 無顯著差異，但膠稠度和直鏈淀粉含量顯著優(yōu)于CK；蛋白質(zhì)含量不同類型品種間變化無規(guī)律（表2）。

表2 不同水稻品種的稻米品質(zhì)

2.2 早粳稻生育特性表現(xiàn)

2.2.1 生育期

由表3 可知，在同期播種、移栽條件下，9 個參試早粳稻品種的始穗期、齊穗期和成熟期均早于CK，導(dǎo)致播種-齊穗期和全生育期短于CK，全生育期較CK提前3~8 d；而供試早粳稻的齊穗-成熟期變化幅度較大（變異系數(shù)），除空育131 和龍粳18-2 較CK 長1~2 d外，其余各品種短于或與CK 相同。

表3 不同水稻品種的主要生育時期

2.2.2 秧苗素質(zhì)

在本育秧條件下，各品種均無分蘗發(fā)生。由表4 可知，9 個參試早粳稻品種的秧苗素質(zhì)指標均值皆高于CK，說明早粳稻秧苗素質(zhì)總體好于CK，其中莖基寬、總根數(shù)和根干物質(zhì)量供試早粳稻品種（除龍粳1656）與CK 差異顯著。不同早粳稻品種間苗高、莖葉和根干物質(zhì)量及根冠比變幅較大，變異系數(shù)超過9.0%。

表4 不同水稻品種的秧苗素質(zhì)

2.2.3 分蘗能力與莖蘗成穗率

由表5 可知，各品種間在基本苗數(shù)上無顯著差異，而在最高苗數(shù)和單株最大分蘗數(shù)差異較大，且所有參試粳稻品種均大于CK，說明參試粳稻的分蘗能力強于CK；參試早粳稻的有效穗數(shù)均高于CK，且差異達顯著水平，除龍慶粳3 號外，其余各品種莖蘗成穗率均低于CK。

表5 不同水稻品種的的分蘗能力與莖蘗成穗率

2.2.4 溫光資源利用

播種-移栽期，溫光資源在參試粳稻間的分配相同，但有效積溫明顯高于CK；移栽-齊穗期，各參試粳稻的日均氣溫和日照時數(shù)略低于CK，而有效積溫明顯高于CK；齊穗-成熟期和全生育期，溫光資源在各品種間的分配規(guī)律與移栽-齊穗期相似；除珍寶島1 號的有效積溫生產(chǎn)效率略低于CK，其余各粳稻品種明顯低于CK，參試粳稻品種的有效積溫生產(chǎn)效率均值較CK 降低24.5%（表6）。

表6 不同水稻品種各生育期的溫光資源分配

3 討論與結(jié)論

3.1 早粳稻產(chǎn)量表現(xiàn)及其提高途徑

張洪程等[5]認為，粳稻較秈稻具有較高的光合生產(chǎn)能力、強壯的根系和較高的莖鞘強度，特別是單季稻生育后期的長勢長相及溫光資源利用等方面的優(yōu)勢更突出，故而高產(chǎn)潛力亦大于后者。有研究表明，水稻產(chǎn)量隨緯度降低而下降[10-11]，粳稻降低幅度更明顯[12]。浙東南地區(qū)在早稻季從高緯度的東北引種早粳稻，其產(chǎn)量變化具有不確定和復(fù)雜性。如本試驗結(jié)果顯示，與本地主栽早秈稻中早39 相比，從東北引進的早粳稻品種，只有珍寶島1 號增產(chǎn)達顯著水平，其余品種均減產(chǎn)。與中早39 相比，引進的早粳稻產(chǎn)量低的主要原因之一在于每穗粒數(shù)大幅減少和較輕的千粒重，早粳稻每穗粒數(shù)均值只有中早39 的64.0%。

浙東南地區(qū)早粳稻產(chǎn)量的提高途徑主要有兩方面。育種方面，應(yīng)開展本地早粳稻選育工作，著重培育分蘗力強、穗大、結(jié)實率高的耐低溫早熟品種，育種材料應(yīng)充分利用北方粳稻種質(zhì)資源的耐寒性及早熟特性。栽培方面，應(yīng)加強從相近緯度或相關(guān)聯(lián)地區(qū)引種，同時也要優(yōu)化栽培管理措施，主要是肥水科學(xué)運籌與管理，由于浙東南地區(qū)早粳稻播期要提早至2 月中、下旬，故而在苗期提高抗寒性是基礎(chǔ)，如可覆蓋雙膜、增施有機肥和磷鉀化肥、噴施耐寒性生長調(diào)節(jié)劑和利用水比熱容大的原理合理灌水，促早發(fā)，重點提高有效穗數(shù)；在幼穗分化期施好促花肥是關(guān)鍵，利于形成大穗，增加穗粒數(shù)；在灌漿期采用輕干濕交替灌溉并噴施粒肥是重要的調(diào)控措施，努力提高結(jié)實率和增加千粒重?？傊?，在保持較高的有效穗數(shù)和結(jié)實率的基礎(chǔ)上，重點增加穗粒數(shù)和提高千粒重，可以充分挖掘早粳稻高產(chǎn)潛力，提高其產(chǎn)量。

3.2 早粳稻稻米品質(zhì)表現(xiàn)

前人對早粳稻的研究主要在產(chǎn)量和干物質(zhì)積累等方面上，而忽視對其品質(zhì)的探索。本試驗結(jié)果顯示，早粳稻的加工品質(zhì)（除整精米率）、外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)（除堿消值）要優(yōu)于中早39（表2），且多個指標值已達一級米標準（數(shù)據(jù)未列出）。本研究發(fā)現(xiàn)，早粳稻整精米率均值僅為36.5%（粳稻整精米率低于63.0%被判定為普通品種），若能提高早粳稻的整精米率，其品質(zhì)將會得到明顯提升，所以早粳稻品質(zhì)提升的重點應(yīng)放在提高整精米率上。整精米率與水稻灌漿結(jié)實期溫度負相關(guān)，而在早稻季生產(chǎn)實踐中，灌漿期溫度較高且呈上升趨勢，如何解決這對矛盾體，對提高早粳稻灌漿質(zhì)量和提升稻米品質(zhì)至關(guān)重要，值得進一步研究。

3.3 早粳稻生育特性表現(xiàn)

北種南引，一般認為因日長變短，溫度提高，品種的生育期縮短，往往會造成生長量減少，導(dǎo)致產(chǎn)量降低[13]。本研究顯示，與當(dāng)?shù)刂髟远i稻中早39 相比，引進的早粳稻各生育時期均提前，對其生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成產(chǎn)生不同影響。早粳稻齊穗期提前，主要與其對溫光特性的響應(yīng)有關(guān)，東北早粳稻比南方早秈稻品種的感溫性強，所需的總積溫較低且穩(wěn)定[14]，在水稻齊穗期前，氣溫總體呈上升趨勢，加上粳稻的生物學(xué)零度比秈稻低2.0 ℃，導(dǎo)致早粳稻的有效積溫明顯高于早秈稻（表6），這可能是早粳稻齊穗期提前的原因。成熟期提前（早粳稻均于7 月10 日前成熟），不但利于避開7 月中旬后頻發(fā)的臺風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)害，對水稻作物減災(zāi)有重要意義，而且能及時為后茬作物騰茬，尤其能緩解雙季稻茬口緊張的趨勢，可以將雙季晚稻的移栽期提至7 月中旬，播種期也相應(yīng)提前，在此階段內(nèi)，浙東南地區(qū)晚稻播期每提前1 d，產(chǎn)量平均可提高100.0 kg/hm2[15]。因此，早粳稻生育期提前對提高雙季晚稻產(chǎn)量有重要作用。由于齊穗期提前，灌漿期也隨之提前，灌漿期溫度雖在上升但仍處于合適的溫度范圍內(nèi)，減少了高溫脅迫的機率，利于水稻灌漿結(jié)實，對產(chǎn)量及品質(zhì)形成有利。此外，本研究也觀察到，在10 ℃下，早粳稻仍可進行緩慢生長，所以早粳稻的生物學(xué)零度是否需要下調(diào)，值得進一步探索。

培育壯秧是水稻建立優(yōu)質(zhì)群體的基礎(chǔ)，也是獲得高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，早粳稻秧苗素質(zhì)總體高于中早39，主要體現(xiàn)在葉齡、莖基寬、總根數(shù)、根干物質(zhì)量和根冠比等指標上，由于苗期溫度較低，早粳稻地下部分生長較好，具體的抗逆生理特征及機理有待進一步研究。各品種在4~5 葉期均無分蘗發(fā)生，說明較密的落谷和較低的溫度可能是阻礙秧苗素質(zhì)提高的原因；移栽到本田后，早粳稻最高苗數(shù)顯著高于中早39，說明其分蘗能力高于中早39，這也是其有效穗多于中早39 的原因。因本研究引進的不同品種僅種植一季，揭示出的產(chǎn)量、品質(zhì)和生長發(fā)育變化規(guī)律，及溫光資源利用特性是否具有重演性和穩(wěn)定性，還需進行多年多點驗證。