收獲前斷水天數(shù)對優(yōu)良食味水稻稻米品質的影響

劉紅江　倪新華　郭智　張麗萍　周煒　盛婧　陳留根　張岳芳

摘要： 以優(yōu)良食味水稻品種南粳2728為試驗材料，于2019年和2020年通過大田小區(qū)試驗研究了水稻收獲前不同斷水天數(shù)對稻米品質的影響，設置離收獲前 27 d （W1）、22 d （W2）、17 d （W3）、12 d （W4）和7 d （W5）斷水5個處理。結果表明：提早斷水顯著降低了水稻收獲時稻田土壤、水稻籽粒和植株含水率；提早斷水顯著降低了水稻產量，其原因是水稻每穗粒數(shù)、結實率和千粒質量均明顯降低。W4和W5處理水稻產量均較高，且兩者差異不大；W4和W5處理同時提高了稻谷整精米率、精米率、糙米率等加工品質。斷水天數(shù)對米粒大小的影響不大，但適當推遲斷水有利于減少稻米堊白。W4處理稻米直鏈淀粉含量及蛋白質含量均最低，而膠稠度最長，稻米品質較優(yōu)，稻米RVA譜特征值相關指標以W4處理相對較優(yōu)，體現(xiàn)稻米食味品質總體特性的綜合食味值也以W4處理為最高。綜上所述，W4和W5處理水稻產量均較高，但W4處理稻米品質略優(yōu)于W5處理，因此在水稻收獲前應當注意適時斷水，不宜過早或過晚。此外，年度間稻米品質的差異不大。

關鍵詞： 優(yōu)良食味；水稻；收獲前斷水天數(shù)；產量；稻米品質

中圖分類號： S511.07 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-4440（2023）02-0352-08

Effect of water cut off days before harvest on rice quality of good taste rice

LIU Hong-jiang¹， NI Xin-hua²， GUO Zhi¹， ZHANG Li-ping¹， ZHOU Wei¹， SHENG Jing¹， CHEN Liu-gen ¹，ZHANG Yue-fang¹

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Agro-environment in Downstream of Yangtze Plain， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanjing 210014， China;2.Agricultural Service Center of Youfang Town， Yangzhong City， Zhenjiang 212218， China）

Abstract： A field experiment was conducted to explore the effects of water cut off days before harvest on rice quality of good taste rice in 2019 and 2020. Five treatments of water cut off 27 d （W1）， 22 d （W2）， 17 d （W3）， 12 d （W4）， and 7 d （W5） before harvest were set up in this study. The rice cultivar Nanjing 2728 was chosen. The results showed that early water cut-off significantly reduced the moisture content of paddy soil， rice grain and plant at rice harvest. Early water cut-off significantly decreased rice yield， which was due to the significant decrease of grains number per panicle， seed setting rate， and 1 000-grain weight. The rice yield under W4 and W5 treatment was higher， and there was no significant difference between them. W4 and W5 treatments improved the processing quality of rice， such as perfect head rice rate， head rice rate and brown rice rate. Water cut-off days before harvest had little effect on rice size. However， delaying water cut-off appropriately was beneficial to reduce chalkiness of rice. Rice under W4 treatment had the lowest amylose content and protein content， the longest gel consistency and the best quality. The results showed that the relative indices of RVA starch profile were better in the treatment of W4. The comprehensive taste value reflecting the taste quality characteristics of rice was also the highest in the treatment of W4. All of the above， the yield of rice was higher in the treatments of W4 and W5， but rice quality of W4 treatment was slightly better than that of W5 treatment. Therefore， we should pay attention to timely water cut-off before rice harvest. In addition， there was little difference in rice quality between the years.

Key words： good taste;rice;water cut off days before harvest;yield;rice quality

中國半數(shù)以上人口以稻米為主食，凸現(xiàn)了水稻作為中國第一大糧食作物的地位^[1]。近幾十年來，由于種植條件的改善和稻作新技術的應用，水稻單產不斷提高，對保障中國糧食有效供應發(fā)揮了積極作用 ^[2]。伴隨社會經濟發(fā)展和百姓生活水平提高，人們對優(yōu)質稻米的消費需求愈發(fā)強烈。近年來，中國育成了一大批優(yōu)質水稻品種，有力促進了稻米品質的整體提升^[3]。稻米品質主要由水稻品種自身遺傳因素決定，但調節(jié)栽培措施也能對米質的改善發(fā)揮重要影響^[4]。關于栽培措施對稻米品質影響的研究主要集中在以下幾方面：首先，從栽種方式看，缽苗機插較機械直播和毯苗機插能夠明顯改善稻米品質^[5-6]。其次，水稻生產應盡量適期播種，過早或過晚播種均會使稻米的食味值降低^[7-8]。但栽插基本苗數(shù)對米質的影響不明顯^[9-10]。此外，隨著施氮量的增加稻米直鏈淀粉含量有下降的趨勢，有利于提升稻米品質^[11-12]。將稻季氮肥后移，增加穗肥氮的比例，往往能提升稻米的加工品質，但其外觀品質和蒸煮食味品質趨于變劣，特別是其蛋白質含量明顯增加，影響了稻米的食味值及口感^[13-14]。另外，增施硅鎂鋅等中微量元素肥料能夠明顯改善稻米品質^[15]。

前人就水稻季不同灌溉方式對稻米品質影響的研究，已有較多報道^[16-18]。由于種植習慣，以及曬場和烘干設備配套不健全，為了使稻谷盡量在收割離田前具有較低的含水率，以便盡量減少曬干或烘干稻谷所需投入的人力和燃料成本，農民往往會在水稻生育后期對稻田提早斷水。目前為止，水稻收獲前不同斷水天數(shù)對米質影響的研究未見報道。為此本團隊于2019年和2020年在江蘇省揚中市油坊鎮(zhèn)江蘇紫江生態(tài)農業(yè)有限公司試驗田，設置離收獲前 27 d、22 d、17 d、12 d、7 d開始排水落干5個處理，研究斷水天數(shù)對優(yōu)良食味粳稻稻米品質的影響，以期能夠明確適宜的水稻收獲前斷水天數(shù)，為保證稻米品質優(yōu)良提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2019年和2020年在江蘇省揚中市油坊鎮(zhèn)振華村江蘇紫江生態(tài)農業(yè)有限公司試驗田（32°09′N，119°51′E）進行，試驗點地處北亞熱帶季風溫和濕潤氣候。水稻生育期間（6-10月）當?shù)爻Ｄ昕偨涤炅考s720 mm，大于等于10 ℃總積溫約2 100 ℃，總日照時數(shù)約960 h，累積太陽輻射量約2 700 MJ/m²，輪作制度為小麥與水稻。土壤質地為黃砂土，主要理化性狀：全氮含量 1.35 g/kg，總磷含量 0.47 g/kg，速效氮含量 41.72 mg/kg，速效磷含量 34.73 mg/kg，速效鉀含量 112.87 mg/kg，有機質含量19.09 g/kg，容質量1.26 g/cm³，pH 6.83。

1.2 試驗處理

選擇長勢基本一致的田塊，所有田塊都開好豐產溝。以供試水稻品種常年在試驗地區(qū)的生育期天數(shù)為基準，并結合田間苗期調查，倒推水稻的成熟日期。設置5個收獲前不同斷水天數(shù)處理，分別是離收獲前 27 d （W1）、22 d （W2）、17 d （W3）、12 d （W4）、7 d （W5）開始田間排水，自然落干，直至水稻收獲。各田塊排水口都處于打開狀態(tài)，遇到下雨天氣，能夠及時排除田間積水。5個處理，重復3次，共15個小區(qū)，各小區(qū)面積666.67 m²。

所有處理化學氮、磷、鉀肥施用量一致，分別為270 kg/hm²、75 kg/hm²、135 kg/hm²，氮肥運籌按基肥40%、分蘗肥30%、穗肥30%，磷肥100%基施，鉀肥50%基施、50%作穗肥。試驗肥料：常用復合肥（N、P₂O₅、K₂O含量均為15%），配以尿素（含N 46.3%）、過磷酸鈣（含P₂O₅12%）和氯化鉀（含K₂O 60%）補齊氮、磷、鉀肥不足部分。2019年和2020年供試品種均為南粳2728，當年6月15日機插秧，行距0.30 m，株距0.12 m，3～4苗/穴，10月24日收獲取樣。田間灌水：移栽后至 7月11日淺水間隙灌溉（水深3～5 cm），7月11日-8月5日2次排水烤田，8月5日至收獲，依照試驗設計進行干濕交替灌水。其他管理措施，執(zhí)行當?shù)厮靖弋a栽培技術規(guī)范。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 稻田土壤含水率 稻田土壤含水率用土壤水分測定儀（儀器型號為ML3，由北京易科泰生態(tài)技術有限公司生產）測定^[19]。測定位點為兩行水稻的中間位置。

1.3.2 水稻植株含水率 成熟期各小區(qū)調查100穴水稻植株穗數(shù)平均值。挑選并取樣（植株5穴），隨即帶回實驗室，將莖葉和稻穗拆分開，稱得鮮質量，于105 ℃烘箱殺青0.5 h，再調至80 ℃烘至恒質量，稱量干物質量。水稻植株含水率（%）=（1-干物質量/鮮質量）×100%。

1.3.3 水稻產量及其構成因素 將上述5穴植株稻穗脫粒，用稀鹽水溶液水漂法分離飽粒與空癟粒，測算穗粒數(shù)和結實率，稱量籽粒質量，計算水稻產量。

1.3.4 稻米品質 稻谷收獲后，風干，置留3個月后礱谷、碾米，執(zhí)行《優(yōu)質稻谷GB/T 17891-2017》標準，測定整精米率、精米率和糙米率。使用東孚久恒掃描儀測定稻米的長和寬、堊白面積、堊白粒率和堊白度，同時測定米粉的膠稠度。用大米食味計SATAKE實測稻米蛋白質及直鏈淀粉含量。

1.3.5 稻米淀粉黏滯特性 使用 RVA 黏度測定儀（Perten，瑞典）測定稻米淀粉黏滯特性，參照美國谷物化學家協(xié)會技術規(guī)程（AACC61-01和 61-02）設置參數(shù)。儀器直接測得的數(shù)據(jù)有：峰值黏度（PV）、熱漿黏度（TV）、最終黏度（FV）、糊化溫度（PaT）和峰值時間（PeT）。計算崩解值（PV-TV）、消減值（FV-PV）、回復值（FV-TV）。

1.3.6 米飯食味值 稱出30.0 g精米，以米∶水（1.00∶1.25，體積比）添加去離子水，常溫浸泡0.5 h，以日本品種原樣作對照，以米飯食味計（STA 1A，佐竹-日本）檢測米飯的外觀值、硬度、黏度及綜合食味值等。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

用Excel作圖，用SPSS 13.0進行處理間差異顯著性統(tǒng)計，采用LSD法進行顯著性檢驗，超過LSD_0.05（或LSD_0.01）水平的視作顯著（或極顯著）。

2 結果與分析

2.1 收獲前不同斷水天數(shù)對稻田土壤含水率的影響

由圖1可知，2019年和2020年的試驗結果均表明，水稻收獲前7 d斷水的田塊土壤含水率最高，隨著收獲前斷水天數(shù)的增加，稻田土壤含水率表現(xiàn)為逐漸下降趨勢，收獲前27 d斷水的田塊土壤含水率較收獲前7 d斷水的田塊平均降低了6.34%，處理間的差異達到顯著水平。2019年水稻生育后期稻田土壤含水大于2020年，但年度間差異不顯著。

2.2 收獲前不同斷水天數(shù)對水稻籽粒和植株含水率的影響

由圖2可知，2019年和2020年，水稻收獲前7 d斷水處理水稻籽粒和植株含水率均為最高，隨著收獲前斷水天數(shù)的增加，水稻籽粒和植株含水率均呈逐漸下降的變化趨勢，收獲前27 d斷水處理水稻籽粒和植株含水率比收獲前7 d斷水處理平均分別降低了13.81%和9.07%，處理間的差異達顯著水平。

2.3 收獲前不同斷水天數(shù)對水稻產量及其構成的影響

由表1可知，2019年和2020年均是水稻收獲前7 d斷水處理產量最高，分別為9.43 t/hm²和9.67 t/hm²，隨著收獲前斷水天數(shù)的增加，水稻產量總體呈逐漸下降的變化趨勢，收獲前27 d斷水處理水稻產量比收獲前7 d斷水處理平均降低了7.23%，處理間的差異達到顯著水平。其中，收獲前12 d和7 d斷水處理間水稻產量差異不明顯。經過差異性比較分析，年度間水稻產量差異達到顯著水平。

2019年和2020年，不同處理單位面積穗數(shù)平均分別為1 m²326.3個和317.8個，處理間的差異均不顯著。水稻穗粒數(shù)、結實率和千粒質量均是收獲前7 d斷水處理最高，總體來看，隨著收獲前斷水天數(shù)的增加，每穗粒數(shù)、結實率和千粒質量有逐漸降低的趨勢，收獲前27 d斷水處理每穗粒數(shù)、結實率和千粒質量分別比收獲前7 d斷水處理平均降低了2.86%、2.97%、1.34%，處理間的差異多達到顯著水平。收獲前12 d和7 d斷水處理水稻每穗粒數(shù)、結實率和千粒質量差異均不顯著。經顯著性檢驗，年度間水稻單位面積穗數(shù)、結實率和千粒質量差異顯著。

2.4 收獲前不同斷水天數(shù)對稻米品質指標的影響

2.4.1 加工品質 由表2可知，2019年和2020年，水稻收獲前7 d斷水處理稻谷整精米率、精米率和糙米率均表現(xiàn)為最高，隨著收獲前斷水天數(shù)的增加，稻谷整精米率、精米率和糙米率呈現(xiàn)降低的趨勢，收獲前27 d斷水處理稻谷整精米率、精米率和糙米率比收獲前7 d斷水處理依次平均下降6.72%、4.64%、4.40%，處理間的差異達到顯著水平。其中，收獲前12 d和7 d斷水處理稻谷整精米率、精米率和糙米率無顯著差異。說明適當推遲斷水可以提高稻谷的加工品質。不同處理稻米整精米率均達到優(yōu)質稻谷國家二級標準^[20]。2020年稻谷整精米率、精米率和糙米率高于2019年，經顯著性檢驗，年度間差異均達到顯著水平。

2.4.2 外觀粒型品質 由表3可知，2019年和2020年，不同斷水天數(shù)下稻米整精米長、整精米寬和整精米長/寬比差異均不明顯，說明水稻收獲前斷水天數(shù)對稻米大小的影響不大。2019年和2020年，稻米堊白面積、堊白粒率和堊白度均是水稻收獲前7 d斷水處理最低，隨著收獲前斷水天數(shù)的增加，稻米堊白面積、堊白粒率和堊白度均呈逐漸增大的變化趨勢，收獲前27 d斷水處理稻米堊白面積、堊白粒率和堊白度比收獲前7 d斷水處理平均分別增加了11.73%、47.99%、64.66%，處理間的差異達到顯著水平。說明適當推遲斷水可以提高稻米的外觀品質。

2.4.3 蒸煮食味與營養(yǎng)品質 由表4可知，2019年和2020年，不同處理稻米直鏈淀粉含量平均依次為9.61%、9.33%，均以收獲前12 d斷水處理最低，收獲前22 d斷水處理最高，處理間的差異多達到顯著水平；不同處理稻米膠稠度平均分別為87.7 mm和86.2 mm，均以收獲前22 d斷水處理最短，收獲前12 d斷水處理最長，處理間的差異多達顯著水平。2019年和2020年不同處理稻米蛋白質含量平均依次為8.32%、8.24%，均以收獲前12 d和17 d斷水處理較低，收獲前27 d斷水處理較高，處理間的差異多達顯著水平。不同斷水天數(shù)處理稻米直鏈淀粉含量都達到國家優(yōu)質稻谷標準^[20]。說明收獲前12 d斷水處理稻米蒸煮食味與營養(yǎng)品質較優(yōu)。年度間稻米蒸煮食味與營養(yǎng)品質差異顯著。

2.4.4 RVA譜特征值 由表5可知，2019年和2020年，均以收獲前12 d斷水處理的峰值粘度最高，提前斷水或推遲斷水處理均不同程度降低了稻米峰值粘度、熱漿粘度和最終粘度，不同處理間的差異多達到顯著水平。2個試驗年度收獲前12 d斷水處理的崩解值均較高，且多顯著大于其他處理。不同處理的消減值均為負值，收獲前12 d斷水處理的

消減值相對較小，提前斷水或推遲斷水處理多提高了稻米消減值，不同處理間的差異多達到顯著水平。不同處理的回復值年度間差異較大，2019年以推遲斷水處理的回復值較大，2020年以提早斷水處理的回復值較大，不同處理間的差異多達到顯著水平。峰值時間是稻米達到峰值粘度需要的時間，值越小，表明淀粉粒的膨脹性和破壞性越好，2019年收獲前12 d斷水處理的峰值時間最小，說明其糊化速度更快。不同處理的糊化溫度差異不大，說明收獲前斷水天數(shù)對稻米糊化溫度影響不大。總體來看，收獲前12 d斷水稻米RVA譜特征值相對較優(yōu)。年度間稻米RVA譜特征值差異多達到顯著水平。

2.4.5 食味品質特性 由表6可知，2019年和2020年，從外觀和平衡度看，均是收獲前27 d斷水處理最低，收獲前12 d斷水處理最高，處理間的差異達到顯著水平。除收獲前27 d斷水處理，不同處理米飯食味值均在75分以上，其中以收獲前12 d斷水處理為最高，并顯著高于其他處理。綜合食味值集中體現(xiàn)了米飯質地，當米飯的黏度值較高，其硬度值則較低，稻米食味值就會較高。收獲前12 d斷水處理米飯黏度最高，收獲前27 d斷水處理米飯黏度最低，而米飯的硬度則與之相反。說明收獲前12 d斷水處理稻米食味品質較高，且顯著優(yōu)于其他處理。除食味值外，年度間稻米食味品質特性差異不大。

3 討論

水是水稻生長發(fā)育的重要物質條件，對水稻的種子萌發(fā)、根系生長、分蘗發(fā)生、干物質積累和產量形成等都具有重要影響^[21]。特別是水稻生育后期，土壤干旱會降低水稻葉片的光合速率，影響水稻的干物質生產，但土壤干旱反而能促進水稻莖鞘存儲的碳水化合物向籽粒轉運，因此干旱脅迫對水稻產量的影響取決于兩者的疊加效應^[22-23]。張自常等^[24]的研究結果表明，在中氮條件下，較低土壤含水率的重干濕交替處理會引起水稻生育后期早衰，影響水稻功能葉片的光合作用及干物質積累，最終限制了稻谷的灌漿充實，降低結實率和千粒質量，使水稻減產，但通過增加氮肥施用量，能夠明顯緩解由重干濕交替處理引起的干旱脅迫對水稻產量的不利影響。本研究結果表明，在收獲前提早斷水使水稻產量顯著降低，主要原因是產量構成中的穗粒數(shù)、結實率和千粒質量都出現(xiàn)不同程度的下降。這可能與稻田提前斷水，降低了稻田土壤含水率，使水稻植株含水率下降，影響了植株的生理活性，削弱了作為源的葉片光合作用，同時提高了籽粒中乙烯的濃度，從而抑制了籽粒中蔗糖-淀粉的代謝^[25]，降低庫強，抑制籽粒灌漿，影響了水稻產量^[26]，前人的研究結果大致相同。因此在生產實踐中，為了獲得較高的水稻產量，后期不宜提前斷水。就某一地區(qū)而言，如果在水稻灌漿期水資源相對不足，難以保障稻田后期灌溉用水，建議增加稻季的施氮量，特別是穗肥氮的施用量，緩解水稻后期的早衰壓力，以利于提高水稻產量。

關于水稻灌漿結實期稻田水分管理對稻米品質的影響，前人的研究結果^[27-28]因水稻品種類型、肥料運籌、灌溉方式等的不同而異。劉凱等^[26]研究發(fā)現(xiàn)，灌漿結實期稻田輕度干旱脅迫比土壤干旱處理更有利于莖鞘干物質向籽粒的轉運，促進籽粒的充實飽滿，提高了水稻籽粒質量，改善了稻米品質。李國生等^[29]進一步研究發(fā)現(xiàn)，不同施氮量水平的土壤輕度落干使不同類型水稻品種稻米加工、外觀和食味等品質指標均得到較大幅度提高，增加施氮量，能夠補償由于土壤重度落干造成稻米品質的變劣損失。周嬋嬋等^[30]的研究結果還表明，輕干濕交替灌溉能降低不同水稻品種稻米蛋白質含量，增加氨基酸總量，提高膠稠度，增加最高黏度、最終黏度及崩解值，同時顯著降低消減值。此外，熊若愚等^[31]對秈稻品種的研究結果表明，間歇灌溉處理較持續(xù)淹水處理 能有效提升稻米加工品質，同時降低稻米的消減值和蛋白質含量，并提高稻米膠稠度、熱漿黏度與峰值黏度，使稻米蒸煮食味品質顯著提升，在水資源高效利用的同時保證秈稻種植的優(yōu)質高效。本研究結果表明：實行收獲前12 d和7 d斷水都能提升稻米加工及外觀品質；收獲前12 d斷水處理稻米直鏈淀粉和蛋白質含量相對最低，膠稠度最長，RVA譜特征值相對較優(yōu)，稻米綜合食味值最高，稻米品質最好；年度間稻米品質的差異不大。其主要原因是水稻生長后期如果長期淹水或土壤干旱會導致與稻米食味值呈正相關的峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和崩解值降等指標下降^[32-33]，與稻米食味值有負相關的蛋白質含量、消減值和硬度等指標升高^[31，34]，最終使米質變劣。因此，稻季合理灌水^［35-38］，特別是水稻生育后期適期斷水，避免稻田長期淹水或土壤重度落干，有利于稻米品質的改善。

4 結論

本研究結果表明，較晚斷水處理，即收獲前12 d斷水與收獲前7 d斷水處理水稻產量均較高，且兩者差異不大，2個處理稻谷加工品質和外觀粒型品質也都較好。從反映稻米品質優(yōu)劣的主要指標看，收獲前12 d斷水，稻米的直鏈淀粉和蛋白質含量最低，膠稠度較長，稻米品質較好。同時，從稻米RVA譜特征值和稻米食味品質分析，也是收獲前12 d斷水處理稻米品質相對較優(yōu)。因此，在稻作生產實踐中，建議將稻田斷水時間控制在收獲前12 d左右。關于收獲前斷水天數(shù)對不同水稻品種，以及對不同土壤類型種植水稻稻米品質的影響有待進一步研究。

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（責任編輯：張震林）