優(yōu)良食味粳稻品種金香玉1號(hào)產(chǎn)量與品質(zhì)對(duì)播期的響應(yīng)

季紅娟, 張小祥, 張 耗, 朱兆兵, 鄭青松, 趙步洪, 余 玲, 李育紅, 肖 寧, 潘存紅, 吳云雨, 蔡 躍, 黃年生, 李?lèi)?ài)宏*

(1. 江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/ 國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系揚(yáng)州綜合試驗(yàn)站/ 揚(yáng)州大學(xué)江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心/ 揚(yáng)州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇揚(yáng)州 225007;2. 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 江蘇揚(yáng)州 225009; 3. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 南京 210095)

水稻是世界三大糧食作物之一,為全球半數(shù)以上人口提供食物來(lái)源,在確保糧食安全方面具有重要貢獻(xiàn)[1-3]。提高單位面積產(chǎn)量是水稻生產(chǎn)長(zhǎng)期以來(lái)的工作重點(diǎn)[4]。我國(guó)水稻品種在經(jīng)歷近80年的品種改良后,產(chǎn)量得到顯著的提高[5]。隨著人民群眾的生活水平不斷提高,人們已經(jīng)不再單純追求產(chǎn)量的提高,對(duì)稻米品質(zhì)的要求則越來(lái)越高[6]。稻米品質(zhì)是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵因素,關(guān)系到水稻生產(chǎn)和稻農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益[7], 較高的出米率和優(yōu)良食味品質(zhì)一直深受市場(chǎng)青睞。

軟米是直鏈淀粉含量介于2%～15%的新型大米品種,具有軟而不爛、甜潤(rùn)爽口、膨化性好、富有彈性、冷后不易變硬、回生程度小等優(yōu)點(diǎn),是制作方便米飯、米類(lèi)點(diǎn)心等速食食品的高檔原材料。 優(yōu)良食味粳稻是直鏈淀粉含量介于糯稻和黏稻之間的一種特殊類(lèi)型水稻,其直鏈淀粉含量較低,米飯柔軟有光澤,咀嚼有彈性,口感好。研究[8]表明,為保持半糯水稻的優(yōu)良食味特性和米粒的透明度,直鏈淀粉含量在控制在10%～14%范圍內(nèi)為佳。

金香玉1號(hào)是江蘇金土地種業(yè)公司和江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所采用分子標(biāo)記輔助育成的優(yōu)良食味遲熟中粳新品種。該品種株高較矮,葉姿較挺,分蘗力強(qiáng),熟相好,灌漿快,穗型適中,能夠適合機(jī)插、直播等多種種植方式,易種易管; 產(chǎn)量潛力高,稻米品質(zhì)優(yōu),適口性好,稻谷出糙率高,商品性好; 穗型較大,灌漿速度快,結(jié)實(shí)率高,中抗稻瘟病,抗條紋葉枯病。金香玉1號(hào)作為優(yōu)良食味抗稻瘟病遲熟中粳新品種,適宜江蘇省蘇中及寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘陵地區(qū)種植。但目前生產(chǎn)上對(duì)不同播期背景下金香玉1號(hào)產(chǎn)量及品質(zhì)的變化規(guī)律研究較少。鑒此,本研究通過(guò)不同播期試驗(yàn),研究播期對(duì)金香玉1號(hào)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,以期為該品種大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試水稻品種為金香玉1號(hào)和南粳9108 (對(duì)照), 兩品種均為常規(guī)遲熟中粳稻。

試驗(yàn)于2018—2019年在江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所萬(wàn)福基地(32°41′N(xiāo)、119°52′E)進(jìn)行,前茬小麥,土壤質(zhì)地為沙壤土。耕作層含有機(jī)質(zhì)10.53 g·kg-1、速效氮96.05 mg·kg-1、速效磷15.42 mg·kg-1、速效鉀105.2 mg·kg-1。因2年趨勢(shì)一致,本研究以2019年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì),以品種為主區(qū)[金香玉1號(hào)(A)、南粳9108 (B)], 播期為副區(qū)[05-15 (S1)、05-25 (S2)、06-05 (S3)]。栽插密度為30萬(wàn)穴·hm-2, 每穴2苗。行、株距為25.0 cm×13.3 cm, 小區(qū)面積3.0 m×6.0 m, 重復(fù)3次。播期S1和S2 于6月15日移栽,播期S3 于6月26日移栽,手栽。全生育期施用尿素作為氮肥,折合純氮270 kg·hm-2, 其中基肥、分蘗肥、穗肥比為4∶3∶3。磷肥(過(guò)磷酸鈣,含P2O513%)的施用量為300 kg·hm-2, 于移栽前作基肥一次性施入。鉀肥(氯化鉀,含K2O 63%)的施用量為195 kg·hm-2, 分基肥和拔節(jié)肥2次平均使用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成

收獲前每小區(qū)取1行測(cè)定有效穗,取3株考種,測(cè)定每穗粒數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率, 3個(gè)重復(fù)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.3.2 稻米品質(zhì)測(cè)定

稻米品質(zhì)測(cè)定按國(guó)標(biāo)《GB/T 17891—1999優(yōu)質(zhì)稻谷》執(zhí)行。測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度、膠稠度。用近紅外谷物快速品質(zhì)分析儀(瑞典FOSS公司)測(cè)定直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量。采用Super 3型RVA儀(澳大利亞New-pert Scientific儀器公司)測(cè)定淀粉粘滯性。食味值通過(guò)STA1B米飯食味儀(日本佐竹公司)進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用DPS 7.5進(jìn)行方差分析,采用最小顯著差數(shù)法(LSD法)檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量及構(gòu)成的影響

由表1可知,隨播期的推遲,金香玉1號(hào)和南粳9108穗長(zhǎng)變短,且差異顯著。有效穗在2個(gè)品種中均隨著播期的推遲而增加,總粒數(shù)隨播期的推遲而減少,金香玉1號(hào)3個(gè)播期有效穗均比南粳9108低,而每穗粒數(shù)金香玉1號(hào)3個(gè)播期均高于南粳9108; 結(jié)實(shí)率2個(gè)品種均隨著播期的推遲顯著下降; 南粳9108千粒重隨播期的推遲而下降,金香玉1號(hào)千粒重受播期影響程度小,差異不顯著。隨著播期的推遲,金香玉1號(hào)和南粳9108產(chǎn)量均顯著下降。

表1 播期對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量及構(gòu)成的影響*Tab.1 Effects of sowing dates on grain yield and its components of different rice varieties

由表2可知, 2個(gè)品種在不同播期條件下,每穗總粒數(shù)和產(chǎn)量存在顯著差異,播期對(duì)有效穗、結(jié)實(shí)率和千粒重影響不顯著。

表2 播期對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量及構(gòu)成指標(biāo)的方差分析☆Tab. 2 Analysis of variance of sowing date on yield indexes of different rice varieties

2.2 播期對(duì)不同水稻品種稻米品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)加工和外觀(guān)品質(zhì)的影響

由表3可知,隨著播期的推遲,出糙率、精米率和整精米率均呈下降趨勢(shì),金香玉1號(hào)S1、S2處理間差異不顯著, S3與S1、S2處理間差異顯著。南粳9108出糙率和精米率3個(gè)播期差異均不顯著,整精米率S1、S2處理間差異不顯著, S3處理顯著降低。外觀(guān)品質(zhì)金香玉1號(hào)隨播期的推遲,堊白率和堊白度呈顯著下降趨勢(shì),南粳9108隨播期的推遲堊白率堊白度增加,但差異不顯著。

表3 播期對(duì)不同水稻品種加工和外觀(guān)品質(zhì)的影響*Tab.3 Effects of sowing dates on milling and appearance quality of different rice varieties

2.2.2 對(duì)籽粒蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、膠稠度和食味值的影響

由表4可知,隨著播期的推遲,金香玉1號(hào)蛋白質(zhì)含量呈降低趨勢(shì),而南粳9108蛋白質(zhì)含量在不同播期之間差異不顯著; 直鏈淀粉含量則均呈增加的趨勢(shì),其中金香玉1號(hào)差異顯著,南粳9108差異不顯著。膠稠度隨播期的推遲均顯著下降,食味值隨播期的推遲增加,且金香玉1號(hào)的S3處理食味值最高。日本優(yōu)質(zhì)大米的食味值規(guī)定在70分以上,國(guó)內(nèi)大部分優(yōu)質(zhì)大米的食味值在55～65分之間[9]。金香玉1號(hào)和南粳9108平均分均超過(guò)70分。

表4 播期對(duì)不同水稻品種蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、膠稠度和食味值的影響*Tab.4 Effects of sowing dates on gel consistency and content of protein and amylose of different rice varieties

由表5可知,不同品種在不同播期條件下,整精米率和堊白率差異顯著,播期對(duì)蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量和膠稠度影響不顯著。

表5 播期對(duì)不同水稻品種主要品質(zhì)指標(biāo)的方差分析Tab.5 Analysis of variance of sowing dates on some important quality indexes of different rice varieties

2.2.3 對(duì)淀粉黏滯特性的影響

由表6可知,隨著播期的推遲,金香玉1號(hào)和南粳9108的峰值黏度、崩解值、消減值和峰值時(shí)間均顯著增加,糊化溫度則反之,但不同播期差異不顯著。推遲播期可顯著改善2個(gè)品種的蒸煮食味品質(zhì)。

表6 播期對(duì)不同水稻品種淀粉黏滯特性的影響*Tab.6 Effects of sowing dates on starch viscosity of different rice varieties

3 討論

3.1 播期對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

確定合理播期是水稻高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵技術(shù)之一。對(duì)某一水稻新品種而言,研究其配套栽培技術(shù),集成配套栽培技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)良種良法的合理配套,才能充分發(fā)揮其產(chǎn)量潛力。合理確定播期是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[10]。大量研究[10-14,16-17]表明,推遲播期會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降,但對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響前人研究結(jié)果不盡相同。相關(guān)研究[11]表明,水稻產(chǎn)量隨著播期的推遲顯著下降,主要是因?yàn)槊克肓?shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的同步下降,穗數(shù)則略有增加,但總穎花量隨播期的推遲而減少。邢志鵬等[12]研究表明,不同水稻品種的產(chǎn)量隨播期推遲呈顯著下降的趨勢(shì),但變化幅度存在差異; 王夫玉等[13]研究發(fā)現(xiàn),隨播期的推遲,受影響的首先是結(jié)實(shí)率,其次是千粒重,再次是每穗穎花數(shù),而穗數(shù)受影響最小。播期在一定程度上影響水稻生長(zhǎng)發(fā)育速度,通過(guò)不同的播期處理,改變各生育期的長(zhǎng)短和所處的時(shí)間段決定了群體光合積累的時(shí)間,進(jìn)而決定最終產(chǎn)量的形成[14]。張小祥等[15]研究表明,隨著播栽期的推遲,產(chǎn)量呈先上升后下降趨勢(shì),成穗數(shù)呈上升趨勢(shì),每穗總粒數(shù)和千粒重隨播期的推遲而減少。

在合理播期下進(jìn)行配套適宜水稻品種與科學(xué)肥料運(yùn)籌,對(duì)充分利用當(dāng)?shù)販毓赓Y源,充分發(fā)揮品種產(chǎn)量潛力,確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的意義[16-17]。本研究結(jié)果表明,隨著播期的推遲,金香玉1號(hào)和南粳9108實(shí)產(chǎn)均顯著下降。就產(chǎn)量構(gòu)成因素而言, 2個(gè)品種有效穗均隨著播期的推遲而增加,但結(jié)實(shí)率隨著播期的推遲顯著下降; 南粳9108千粒重隨播期推遲下降,而金香玉1號(hào)千粒重受播期影響程度小,差異不顯著。本研究結(jié)果顯示金香玉1號(hào)每穗總粒數(shù)和產(chǎn)量均高于對(duì)照南粳9108,表明新品種金香玉1號(hào)播期適應(yīng)性較寬,具有較強(qiáng)的溫光適應(yīng)性,在適度晚播條件下該品種亦能充分地利用光溫資源,從而保證其產(chǎn)量穩(wěn)定。

3.2 播期對(duì)稻米品質(zhì)的影響

有研究[18]表明,稻米品質(zhì)中受播期影響最大的是整精米率,其次為膠稠度,最后是糙米率、精米率和直鏈淀粉含量。隨著播種時(shí)間的推遲,直鏈淀粉含量呈變優(yōu)的趨勢(shì),適當(dāng)延遲播種有助于改善稻米品質(zhì)。謝黎虹等[19]研究發(fā)現(xiàn),直鏈淀粉含量隨播期的推遲而增加,蛋白質(zhì)含量隨播期的推后而降低。也有研究[20]表明,隨播期的推遲,直鏈淀粉含量呈降低趨勢(shì),品種間直鏈淀粉含量的差異達(dá)極顯著水平,播期與品種之間的互作效應(yīng)不顯著。這表明播期對(duì)直鏈淀粉含量有顯著影響,但品種間直鏈淀粉含量的差異更明顯,播期與品種之間不存在互作效應(yīng)。播期影響直鏈淀粉含量的本質(zhì)是溫度。灌漿結(jié)實(shí)期溫度對(duì)直鏈淀粉含量影響與品種的直鏈淀粉含量有關(guān)。孫義偉等[21]研究表明高溫使低直鏈淀粉含量的品種直鏈淀粉含量下降,高直鏈淀粉含量的品種直鏈淀粉含量提高。

邢志鵬等[22]研究發(fā)現(xiàn),隨播期的推遲,灌漿結(jié)實(shí)期日均溫度呈規(guī)律性下降趨勢(shì),灌漿速率更平緩,籽粒充實(shí)較好,質(zhì)地緊密,有利于減少堊白粒率、堊白面積,降低堊白度,從而改善稻米外觀(guān)品質(zhì)。本研究結(jié)果表明,隨播期的推遲, 2個(gè)品種整精米率、蛋白質(zhì)含量和膠稠度均表現(xiàn)為下降趨勢(shì),直鏈淀粉含量則相反。堊白米率、堊白面積和堊白度明顯變小,播期對(duì)外觀(guān)品質(zhì)的影響最大。因此,推遲播種可顯著改善稻米外觀(guān)品質(zhì)。

3.3 播期對(duì)稻米R(shí)VA特征值的影響

稻米淀粉RVA譜特征與稻米蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān),一般而言,米飯質(zhì)地好峰值黏度高、崩解值大、消減值小[23]。統(tǒng)計(jì)分析表明,稻米淀粉RVA譜特征值中的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、消減值、糊化溫度于年份效應(yīng)、品種效應(yīng)、播期效應(yīng)間差異達(dá)顯著、極顯著水平,消減值和起始糊化溫度在品種與播期互作效應(yīng)上差異達(dá)顯著水平外,說(shuō)明淀粉RVA譜特征值受到年份、品種、播期的影響顯著[22]。張小祥等[15]研究表明,隨播期推遲,稻米的峰值黏度、崩解值、消減值均呈先增后減的趨勢(shì),適當(dāng)早播有利于稻米較好食味品質(zhì)的形成。

綜合本研究結(jié)果,播期顯著改變稻米R(shí)VA譜特征。隨播期的推遲, 2個(gè)品種稻米的峰值黏度、崩解值呈上升趨勢(shì),消減值逐漸增加且增幅較低,金香玉1號(hào)的食味品質(zhì)得到了顯著改善。

4 結(jié)論

推遲播期對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)有顯著影響,降低優(yōu)良食味粳稻金香玉1號(hào)的產(chǎn)量和加工品質(zhì),提高外觀(guān)品質(zhì),改善稻米R(shí)VA譜特征,從而改善稻米的食味品質(zhì)。在當(dāng)前小麥遲播遲收的背景下,通過(guò)相關(guān)栽培技術(shù)的調(diào)控,如適期延播等,可改善或保持優(yōu)良食味粳稻的食味品質(zhì)。