?播期對鎘低積累品種臻兩優(yōu)8612生育期、產(chǎn)量及米質(zhì)的影響?

摘要：采用分期播種，比較不同播期對鎘（Cd）低積累品種臻兩優(yōu)8612生育期、產(chǎn)量及其構(gòu)成因子、稻米品質(zhì)和低積Cd特性的影響。結(jié)果表明：隨播期推遲，播種至始穗歷期縮短，始穗至成熟歷期延長，全生育期縮短；單產(chǎn)先增后減，以5月27日播期的最高，其次是5月17日的，二者差異不顯著；有效穗、結(jié)實率處理間差異極顯著，穗平總粒數(shù)、千粒重處理間差異顯著；糙米率、精米率和整精米率隨灌漿結(jié)實期溫度降低先升后降，堊白粒率和堊白度則先降后升，以5月17日和5月27日播期的稻米品質(zhì)較佳，早播或晚播品質(zhì)下降；不同播期各生育期外部溫光條件的變化對其低積Cd特性無明顯影響。在本試驗條件下，該品種于4月7日至6月16日之間播種都能正常成熟，在湘東地區(qū)作一季晚稻栽培適宜播期為5月17—27日，作再生栽培宜在3月27日前播種。

關(guān)鍵詞：Cd低積累；播期；產(chǎn)量；米質(zhì)；臻兩優(yōu)8612

中圖分類號：S511; S352.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）11-0031-05

Effects of Sowing Dates on the Growth Period， Yield， and Grain Quality of the Rice Cultivar 'Zhenliangyou 8612' with Low Cadmium Accumulation

HUANG Guo-long，SU Wen-jun，WANG Lin-yu，YIN Bin-xuan，CHEN Xian-zhong

（Zhuzhou Institute of Agricultural Sciences， Zhuzhou 412007， PRC）

Abstract： The effects of different sowing dates on the growth period， yield， yield components， grain quality， and low cadmium accumulation characteristic of the rice cultivar 'Zhenliangyou 8612' with low cadmium accumulation were compared. The results showed that the delay of the sowing date was accompanied with the shortened period from sowing to initial heading， extended period from initial heading to maturity， and shortened whole growth period. The yield per unit area first increased and then decreased， being the highest when the seeds were sown on May 27 and the second when the seeds were sown on May 17， which had no significant difference between the two. The number of effective panicles and grain setting rate showed very significant differences among different sowing dates， and the number of grains per panicle and thousand-grain weight showed significant differences among different sowing dates. With the decrease in temperature during the grain filling stage， the brown rice rate， milled rice rate， and head rice rate first increased and then decreased， while the chalky rice percentage and chalkiness degree first decreased and then increased. The grain quality was the best when sowing was carried out on May 17 and May 27， while the quality decreased in the case of early or late sowing. Neither different sowing dates nor different light and temperature conditions during different growth stages had significant effect on the low cadmium accumulation characteristic. Under the conditions of this experiment， 'Zhenliangyou 8612' could mature normally when it was sown between April 7 and June 16. The suitable sowing time for the cultivation of single-season late rice in eastern Hunan was May 17 to 27， and that for ratooning rice was before March 27.

Key words： low cadmium accumulation; sowing date; yield; rice grain quality; 'Zhenliangyou 8612'

水稻是一種易富集鎘（Cd）的作物，人食用“鎘大米”會導(dǎo)致骨骼、腎臟等器官發(fā)生病變，危害人體健康[1]。水稻不同生育期對Cd的積累不同，熊麗萍等[2]研究認(rèn)為，孕穗期至乳熟期是水稻Cd積累的主要階段，通過栽培等措施減少分蘗盛期至孕穗期水稻對Cd吸收、阻控孕穗期至齊穗期植株Cd運(yùn)轉(zhuǎn)是降低稻米Cd含量的關(guān)鍵途徑。張新柱[3]等研究表明不同水稻品種對Cd的吸收積累特征不同。培育推廣Cd低積累水稻品種是目前解決“鎘大米”問題最經(jīng)濟(jì)有效的措施。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，突變OsNRAMP5基因能顯著穩(wěn)定降低水稻籽粒Cd含量[4]。湖南雜交水稻研究中心與中國科學(xué)院近代物理研究所、袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司協(xié)作，采用重離子誘變結(jié)合M1TDS技術(shù)，快速實現(xiàn)對臻兩優(yōu)8612（國審稻20206193）的低Cd化改良，培育出OsNRAMP5基因突變Cd低積累品種臻兩優(yōu)8612，其在Cd污染輕、中度稻田種植，所產(chǎn)稻米的Cd含量不超標(biāo)[5]，2023年在株洲地區(qū)推廣種植1.3萬hm2。

為探索Cd低積累品種臻兩優(yōu)8612在湘東地區(qū)的適宜栽培期、不同栽培期產(chǎn)量及米質(zhì)變化，筆者于2023年組織開展了該品種不同播期對比試驗，旨在為湘東地區(qū)及周邊省市Cd低積累水稻品種推廣、農(nóng)戶豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

OsNRAMP5基因突變Cd低積累品種臻兩優(yōu)8612（國審稻20206139），長江中下游作一季中稻種植，全生育期133.8 d。

1.2 試驗地點(diǎn)

試驗于2023年在株洲市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所燎原基地（27°47′N，113°8′E）實施，試驗稻田前作冬閑，土質(zhì)為偏酸性紅黃壤。試驗前“五點(diǎn)梅花法”取20 cm深耕作層土壤，檢測肥力水平和Cd含量。檢測結(jié)果：土壤有機(jī)質(zhì)36.52 g/kg、堿解氮176.25 mg/kg、有效磷34.94 mg/kg、速效鉀47.68 mg/kg、總鎘2.25 mg/kg、有效鎘1.34 mg/kg、pH值5.21。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)8個播期處理，各處理編號及播種時間為：A1（4月7日）、A2（4月17日）、A3（4月27日）、A4（5月7日）、A5（5月17日）、A6（5月27日）、A7（6月6日）和A8（6月16日），每個處理3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2。處理間留30 cm寬的灌排水溝，各處理四周設(shè)寬20 cm、高30 cm埂并覆膜，獨(dú)排獨(dú)灌。

1.3.2 田間管理 大田于4月26日翻耕平田后，按試驗要求分區(qū)起埂覆膜，疏通灌排水溝。各處理按設(shè)計的播種時間播種，移栽秧齡25 d，株行距20 cm×25 cm，每蔸插1粒谷苗。除草后施45%三元復(fù)混肥375.0 kg/hm2作底肥，再人工耙地整平；移栽后第5 d施46%尿素187.5 kg/hm2、60%氯化鉀112.5 kg/hm2促蘗，齊穗后第2 d施45%三元復(fù)混肥75.0 kg/hm2壯籽防早衰。水分管理采取干濕交替灌溉，病蟲防治等其他田間管理措施按高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

1.3.3 調(diào)查及檢測項目 記載各處理水稻主要生育期。各小區(qū)收割前1 d，對角線選3個有代表性的點(diǎn)，每點(diǎn)連續(xù)調(diào)查20蔸的有效穗數(shù)，折算蔸平有效穗數(shù)和單位面積有效穗數(shù)，從中取1蔸有效穗數(shù)與蔸平有效穗數(shù)一致的稻株考察穗粒結(jié)構(gòu)。各小區(qū)單收單曬，除雜后稱重，按14.0%的含水量折算收獲產(chǎn)量。稻谷曬干后在常溫下儲存3個月，各小區(qū)隨機(jī)取3.0 kg稻谷送專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測稻米品質(zhì)，隨機(jī)取500 g稻谷檢測糙米鎘含量，各處理檢測結(jié)果取3個小區(qū)的平均值。從第1播期開始到試驗結(jié)束采用移動氣象站采集田間氣象數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，最小顯著極差法（LSR）檢驗差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對生育期的影響

由表1、表2可知，播期不同，各處理水稻播種至始穗及始穗至成熟期間的日平均溫度、有效積溫、日照時數(shù)等田間氣象條件不同，引起各處理生育進(jìn)程發(fā)生變化。播期推遲導(dǎo)致播種至始穗期間的日平均溫度依次升高，有效積溫和日照時數(shù)也相應(yīng)發(fā)生變化，歷期天數(shù)依次縮短；始穗至成熟期間的日平均溫度依次降低，歷期天數(shù)依次增加，始穗期、齊穗期和成熟期依次推遲，全生育期依次縮短。播期每推遲10 d，齊穗期推遲，推遲天數(shù)A1—A4依次減少、A4—A7依次增加，A2較A1推遲10 d、A4較A3推遲僅2 d；成熟期相應(yīng)推遲6 d ～10 d。A1至A8各處理播種至始穗歷期為111 d至81 d、始穗至成熟為31 d至44 d，全生育期為142 d至125 d。

2.2 播期對產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

2.2.1 播期對產(chǎn)量的影響 單位面積產(chǎn)量隨播期推遲先增后減，以A6最高，A6與A5 差異不顯著，與A4、A3差異顯著，與A1、A2、A7、A8差異極顯著（表3）。

2.2.2 播期對產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響 不同播期對單位面積有效穗、結(jié)實率、每穗總粒數(shù)、千粒重具有不同程度的影響（表3）。8個播期處理單位面積有效穗為221.70～259.70萬/hm2，從高到低依次為A3＞A5＞A4＞A6＞A7＞A2＞A8＞A1，其中，A1與A8差異不顯著，與A2差異顯著，與A3、A5、A4、A6、A7差異極顯著； A3、A5、A4、A6、A7、A2相互之間差異不顯著。每穗總粒數(shù)為194.9～237.7粒，以A4最多，A4與A6、A5、A1、A3的差異不顯著，與A2、A8、A7的差異顯著。結(jié)實率以A7最低，A7與A8的差異不顯著，與A1、A2的差異顯著，與A3、A4、A5和A6的差異極顯著。千粒重以A8最小，A8與A7、A1的差異不顯著，與A2、A6、A4、A5、A3的差異顯著。

2.3 播期對稻米品質(zhì)的影響

從表4和表5可看出，不同播期對糙米率、精米率、整精米率三項加工指標(biāo)以及外觀品質(zhì)堊白度有不同程度的影響，對外觀品質(zhì)堊白粒率、長寬比以及化學(xué)品質(zhì)直鏈淀粉含量、膠稠度無顯著影響。糙米率、精米率、整精米率隨不同處理灌漿結(jié)實期的溫度降低呈先升后降趨勢，糙米率以A8最低，其次是A1，二者差異不顯著，但與A2、A3、A4、A5、A6、A7差異顯著；精米率以A6最高，A5次之，兩者差異不顯著，且兩者與A3、A4、A7差異不顯著，與A1、A2和A8差異顯著；整精米率以A8最低，與A2、A1差異不顯著，與A3、A4、A5、A6、A7差異顯著。堊白粒率和堊白度隨不同處理灌漿結(jié)實期溫度下降呈先降后增趨勢，堊白度A1、A2、A3位居前三，相互之間差異不顯著，與A4、A5、A6的差異不顯著，與A7、A8的差異顯著；堊白粒率變異范圍為2.87%～3.30%，8個播期處理間無顯著差異。不同播期處理間稻米的膠稠度變化幅度小，最大值與最小值變幅2.3 mm。

2.4 播期對糙米鎘含量的影響

從表6可知，各播期處理糙米的鎘含量顯著低于0.2 mg/kg的國家限量標(biāo)準(zhǔn)值，8個播期處理對糙米鎘含量無顯著影響。

3 討論

在本試驗條件下，Cd低積累品種臻兩優(yōu)8612最遲播期（6月16日）在安全齊穗期（9月15日）前齊穗，說明Cd低積累水稻品種臻兩優(yōu)8612在湘東地區(qū)種植，4月7日至6月16日之間播種都可正常成熟；播期不同，各生育階段的日平均溫度、有效積溫、日照時數(shù)等田間氣象條件不同，引起各處理生育進(jìn)程發(fā)生改變，隨播期推遲，播種至始穗期間的日平均溫度和日照時長依次增加，植株生長歷期時間依次減少；始穗至成熟期間的日平均溫度和日照時長依次下降，植株生長歷期時間依次延長，而全生育期依次縮短。這與陳天曄等[6]研究結(jié)果相似。試驗最早4月7日播種、8月27日成熟，按湘東地區(qū)再生稻頭季需在8月20日前成熟收割，確保再生季安全齊穗的要求，根據(jù)試驗播期每推遲10 d成熟期相應(yīng)推遲6～10 d的結(jié)果推算，如作再生栽培需在3月27日前播種；作一季晚稻栽培，為避開灌漿結(jié)實期高溫或低溫寡照對米質(zhì)的影響，其適宜播期為5月17日～27日。

水稻各生育階段的溫光資源不同，影響稻株光合產(chǎn)物形成、轉(zhuǎn)運(yùn)與積累，進(jìn)而影響產(chǎn)量及其構(gòu)成因子。肖若余等[7]研究結(jié)果表明，在直播栽培模式下，播期推遲，每穗粒數(shù)和結(jié)實率呈遞增態(tài)勢，且能優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成因子，促進(jìn)單產(chǎn)提升，但產(chǎn)量構(gòu)成因子相互制約，增產(chǎn)空間有限。邢志鵬等[8]研究結(jié)果表明，在機(jī)插栽培模式下，播期推遲，對結(jié)實率和每穗總粒數(shù)的影響大于對單位面積穗數(shù)和粒重影響，導(dǎo)致供試品種的產(chǎn)量隨播期推遲顯著減少。本研究結(jié)果顯示，單位面積產(chǎn)量起初隨播期推遲而增加，到5月27日播期單產(chǎn)達(dá)到最高點(diǎn)，之后逐步降低，呈現(xiàn)先增后減發(fā)展趨勢；就產(chǎn)量構(gòu)成因子而言，有效穗和結(jié)實率處理間差異極顯著，穗平總粒數(shù)和千粒重處理間差異顯著，各因子影響變化趨勢不明顯。究其原因，可能是為了探索供試品種作再生栽培和一季晚稻栽培的最適播期、各播期對產(chǎn)量和米質(zhì)影響，試驗采用濕潤育秧、人工插秧栽培模式，從4月7日起設(shè)置8個播期進(jìn)行對比研究，試驗地點(diǎn)和供試品種、播期設(shè)置和栽培模式與前人不同，導(dǎo)致研究結(jié)果有異。

稻米品質(zhì)受品種基因型、生態(tài)環(huán)境、栽培措施等共同作用的影響，其中，環(huán)境生態(tài)條件主要通過調(diào)控谷粒胚乳細(xì)胞發(fā)育、內(nèi)部生理生化過程和籽粒灌漿動態(tài)變化影響稻米品質(zhì) [9-10]。播期不同，各處理灌漿結(jié)實期的溫光等氣象因子不同，進(jìn)而影響稻谷胚乳發(fā)育、灌漿動態(tài)及內(nèi)部生理生化過程，導(dǎo)致各處理稻米品質(zhì)產(chǎn)生差異。灌漿結(jié)實期溫度是影響稻米品質(zhì)性狀的主要因子[11-12]。本研究中，隨播期推遲，灌漿結(jié)實期日平均溫度均值和日最高溫度均值逐步下降，糙米率、精米率和整精米率呈先升后降變化趨勢，堊白度和堊白粒率則呈先降后增發(fā)展趨勢。4月7日播期，灌漿期日最高溫均值超過35℃，齊穗至成熟歷期縮短，高溫逼熟導(dǎo)致籽粒充實度不足，從而造成稻米的糙米率、精米率和整精米率降低，堊白粒率上升、堊白度增大，外觀品質(zhì)下降；6月16日播期，其齊穗至成熟期間的日平均溫度降低，日照時數(shù)減少，導(dǎo)致灌漿速度放緩，谷粒成熟度不足，同樣造成稻米的精米率和整精米率下降，堊白粒率增加，品質(zhì)變劣；而5月7日和5月27日播期，溫度和光照等環(huán)境條件適宜，稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)佳。直鏈淀粉含量隨不同處理灌漿期溫度降低呈緩慢上升態(tài)勢，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到某一閥值后，直鏈淀粉含量逐步下降，處理間差異不顯著，說明溫度太高或太低都不利于其積累。稻米膠稠度受氣候因子的影響相對較小，本試驗條件下，不同播期處理間變化幅度小。因此在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)抽穗灌漿期溫度、日照時數(shù)和降水量等氣象要素科學(xué)安排播期，避開7—8月高溫及9—10月低溫陰雨寡照對灌漿結(jié)實的影響，提升稻米品質(zhì)。

本試驗條件下，8個播期處理糙米的鎘含量無顯著差異，說明播期不同，引發(fā)各生育階段外部生態(tài)環(huán)境變化，對OsNRAMP5基因突變Cd低積累品種臻兩優(yōu)8612低積鎘特性無明顯影響。

4 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，播期不同，Cd低積累品種臻兩優(yōu)8612各生育階段所處的溫度和光照等環(huán)境條件不同，引起生育進(jìn)程發(fā)生變化，對產(chǎn)量及其構(gòu)成因子、稻米品質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響，隨播期推遲，播種至始穗歷期縮短，始穗至成熟歷期延長，全生育期縮短；單產(chǎn)先增后減，以5月27日播期的最高，其次是5月17日的，二者差異不顯著；有效穗、結(jié)實率處理間差異極顯著，穗平總粒數(shù)、千粒重處理間差異顯著；糙米率、精米率和整精米率隨灌漿結(jié)實期溫度降低先升后降，堊白粒率和堊白度則先降后升，以5月17日和5月27日播期的稻米品質(zhì)較佳，早播灌漿結(jié)實期易遇高溫?zé)岷?，?dǎo)致灌漿期縮短，結(jié)實率下降，稻米品質(zhì)變劣，晚播由于灌漿結(jié)實期溫度下降，積溫減少，光照不足，灌漿速度變緩，谷粒成熟度變差，導(dǎo)致單產(chǎn)降低，稻米品質(zhì)下降。不同播期各生育期外部溫光條件的變化對該品種低積Cd特性無明顯影響。該試驗條件下，臻兩優(yōu)8612于4月7日至6月16日之間播種都可正常成熟，在湘東地區(qū)作一季晚稻種植，其適宜播期為5月17日～27日，作再生栽培宜在3月27前播種，其最佳播期及再生性待有待進(jìn)一步驗證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 歐陽燕玲，陳玲.大米中鎘污染的現(xiàn)狀分析及其危害[J]. 中國醫(yī)藥指南，2012，10（24）：367-368.

[2] 熊麗萍，謝運(yùn)河，黃伯軍，等. 水稻干物質(zhì)與鎘積累的動態(tài)效應(yīng)[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017（12）：43-46.

[3] 張新柱，劉匯川，胡維軍，等. 不同水稻品種對鎘、砷的吸收累積特征[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020（6）：20-23，30.

[4] 丁仕林，劉朝雷，錢前，等. 水稻重金屬鎘吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的分子遺傳機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 中國水稻科學(xué)， 2019，33（5）：383-390.

[5] 毛畢剛，韶也，唐麗，等. OsNRAMP5基因突變低鎘型臻兩優(yōu)8612的試驗示范及關(guān)鍵栽培技術(shù)[J].雜交水稻， 2023，38（2）：116-123.

[6] 陳天曄，袁嘉琦，劉艷陽，等. 江淮下游不同播期對稻-麥周年作物產(chǎn)量、品質(zhì)及溫光資源利用的影響[J].作物學(xué)報，2020，46（10）：1566-1578.

[7] 肖若余，劉幫銀，方立魁，等. 播期對重慶地區(qū)直播水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)，2020，14（34）：10-14.

[8] 邢志鵬，曹偉偉，錢海軍，等. 播期對不同類型機(jī)插稻產(chǎn)量及光合物質(zhì)生產(chǎn)特性的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報，2015，29（3）：528-537

[9] 趙慶勇，朱鎮(zhèn)，張亞東，等. 播期和地點(diǎn)對不同生態(tài)類型粳稻稻米品質(zhì)性狀的影響[J]. 中國水稻科學(xué)，2013，27（3）：297-304.

[10] 張國發(fā)，丁艷鋒. 溫光因子對稻米品質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J]. 中國稻米，2004，10（1）：11-14.

[11] 孟亞利，高如嵩，張嵩午. 影響稻米品質(zhì)的氣候因子研究[J]. 西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1994， 22（1）：40-43.

[12] 周玉. 氣象條件對水稻灌漿及米質(zhì)的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1988（5）：24-26，5.

（責(zé)任編輯：謝培庚）