川南冬水田杂交中稻品种与气候互作对稻米品质的影响*

徐富贤, 周兴兵, 刘 茂, 蒋 鹏, 张 林, 郭晓艺, 朱永川, 熊 洪



川南冬水田杂交中稻品种与气候互作对稻米品质的影响*

徐富贤, 周兴兵, 刘 茂, 蒋 鹏, 张 林, 郭晓艺, 朱永川, 熊 洪

(四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室 德阳 618000)

为了改善大面积生产的水稻稻米品质, 2015年和2016年以杂交中稻优质稻品种‘旌优127’、高产品种‘Ⅱ优602’为材料, 通过分期播种并设置高氮低密与低氮高密两种栽培方式, 研究了杂交中稻品种、气候及栽培方式互作对稻米品质的影响。结果表明, 随着播种期推迟, 整精米率、长宽比呈升高趋势, 垩白度、胶稠度呈下降趋势, 垩白粒率则呈“V”字型变化; 高氮低密与低氮高密两个栽培方式间稻米品质差异不显著, 栽培方式与年度、品种、播种期对稻米品质的互作效应均不显著; 整精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比同时受年度、播种期和品种的互作效应显著, 胶稠度在年度和品种间互作效应显著, 直链淀粉含量在播种期和品种间互作效应显著。对稻米品质影响程度的降序排列是品种、气候、栽培方式。有利于提高稻米品质的气象条件为: 播种—移栽相对湿度小、日平均气温高, 移栽—拔节期日平均气温低、日照时数少, 拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高、日均相对湿度低, 齐穗—成熟期日照时数少。水稻抽穗前的气象因子通过改变穗粒结构而间接影响米质, 抽穗后温度升高引起籽粒灌浆速度加快致稻米品质下降。

杂交中稻; 品种; 气象因子; 栽培方式; 稻米品质

2015年全国水稻()种植面积3 021.3万hm2, 总产2.08亿t、单产6.89 t·hm-2, 稻谷总产和单产均再创历史新高。但稻米品质总体达标率仅28.3%, 其中籼稻达标率26.9%, 以致我国在今后相当长的时期内, 发展优质稻将成为水稻产业的重要方向之一[1]。四川盆地东南部(含重庆市)常年水稻种植面积160万hm2左右, 年均温16.5~18.6 ℃, 年种1季中稻的面积占90%以上, 大面积稻谷单产已达8 250~9 225 kg·hm-2的较高水平, 但稻谷品质普遍较差[2], 急需加强水稻品质改良工作。稻米品质除受品种的制约外, 很大程度上还受环境与栽培措施的影响[3]。因此, 先期分别就水稻品种库源结构[4-5]、产量性状[6]、地理位置[7]、环境条件[8-9]、氮肥运筹[10-11]与插秧方式等[12-14]对米质的影响开展了较多研究。研究发现, 人工减库能提高粳稻糙米率、精米率、直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)[4], 杂交中籼稻品种间整精米率与库源比呈显著负相关, 垩白粒率与库源比呈显著或极显著正相关[5]; 选择有效穗数多、穗粒数偏少、千粒重中等、结实率较高的品种, 有利于提高长宽比、整精米率和胶稠度, 并降低垩白度[6]。适期早播早栽有利于提高产量和明显改善外观品质[8]; 垩白度对气候条件变化最敏感, 粒形、粒长等性状较迟钝, 而整精米率、胶稠度、直链淀粉含量等性状居中[9]; 随着海拔高度增加, 稻米品质有变优趋势[3]。基蘖肥与穗肥比例为6∶4的氮肥运筹方式, 使钵苗机插优质食味水稻达到高产、高效的相互统一[10]; 适当增加穗肥比例能有效改善稻米的加工品质和营养品质, 增大稻米粒长和粒宽, 但降低了稻米的外观品质和食味品质[11]。有序摆抛栽能改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质[12]; 机直播的碾米品质较优, 优化定抛的直链淀粉含量较高, 而机插的峰值黏度、崩解值较高, 消减值较低, 蒸煮食味品质较好[13]; 适当扩大栽插行距和减少栽插本数, 有利于提高稻米的外观品质、蒸煮品质和营养品质[8]。但有关抽穗前的气象因子及品种、环境条件与栽培模式互作对稻米品质的影响方面的研究甚少。为此, 本文以杂交中稻优质稻品种‘旌优127’、高产品种‘Ⅱ优602’为材料, 通过分期播种并在高施氮量及低栽秧密度与低施氮量及高栽秧密度栽培方式下, 研究了杂交中稻品种、气候及栽培方式互作对稻米品质的影响, 以期为水稻优质栽培提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2015年和2016年在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸县基地冬水田进行, 稻田土壤质地均匀, 中上等肥力。试验处理因素以外的田间栽培管理与大面积高产技术相同。

1.2 试验设计

以杂交中稻高产品种‘Ⅱ优602’和优质品种‘旌优127’为材料, 分别于3月5日、3月25日、4月20日、5月4日和5月24日播种, 湿润培育中苗秧, 4.5叶左右移栽, 每穴栽双株。本田采用高氮低密(施纯氮210 kg·hm-2, 9万穴·hm-2)和低氮高密(施纯氮105 kg·hm-2, 18万穴·hm-2)2种栽培方式, 共20个处理。小区面积14 m2, 3次重复。采用裂-裂区设计, 以播种期为主区, 栽培方式为裂区, 品种为再裂区。

1.3 考查项目

记载播种期、移栽期、拔节期、齐穗期和成熟期的时间。水稻移栽后20 d开始, 每小区定点20穴调查苗情动态, 每5 d调查1次, 至苗数达到最高峰值为止。收割前1 d按小区平均有效穗数取样5穴, 用于室内考查穗部性状。收小区实产时, 每小区取稻谷2 kg放入沙网袋吊挂室内自然风干, 贮藏3个月后送中国水稻研究所分析稻米整精米率、垩白粒率、垩白度、长宽比、胶稠度、直链淀粉含量。并统计3月至9月(各播种期处理的播种至成熟期)逐日的日最高气温(℃)、日最低气温(℃)、日平均气温(℃)、降水量(mm)、日平均相对湿度(%)、日照时数(h)。数据取自与试验田相距1 200 m、海拔相差1.9 m的泸县气象站资料。

1.4 数据处理

首先对各处理间稻谷品质指标进行方差分析, 然后分别进行各品质指标与水稻各生育阶段的气象因素间、穗粒结构间进行回归与相关分析。所有数据运算由DPS数据处理系统和Excel操作系统完成。

2 结果与分析

2.1 品种、播种期及栽培方式互作对稻米品质的影响

从两年不同品种、播种期及栽培方式下稻米品质的测试结果(表1)看出, 6个稻米品质指标中, 垩白度的变异系数最大超过100%, 其次为垩白粒率和整精米率在48%以上, 长宽比、胶稠度、直链淀粉的变异系数相对较小(18.84%~24.52%)。表明垩白度、垩白粒率和整精米率受水稻基因型和环境条件的影响较大, 改良的潜力较大, 长宽比、胶稠度、直链淀粉相对稳定。

表1 品种、播种期及栽培方式对稻米品质影响及其方差分析

高氮低密: 施纯氮210 kg·hm-2、9万穴·hm-2; 低氮高密: 施纯氮105 kg·hm-2, 18万穴·hm-2。同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(<0.05)。*和**表示处理间在0.05和0.01水平上差异显著。HNLD: high N and low density (pure nitrogen 210 kg×hm-2, 90 000 points×hm-2); LNHD: low N and high density (pure nitrogen 105 kg×hm-2, 180 000 points×hm-2). Different lowercase letters in the same column mean significant differences at 0.05 level. * and ** mean significantly differences at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

进一步比较气候(播种期)、栽培方式和品种对稻米品质的影响, 各播种期间品质除直链淀粉含量差异不显著外, 另5个指标差异达显著或极显著水平(方差分析值为12.70*~24.65**), 表现为随着播种期推迟, 整精米率、长宽比呈升高趋势, 垩白度、胶稠度呈下降趋势, 垩白粒率则呈“V”字型变化; 直链淀粉含量相对稳定, 受气候因素影响不大。高氮低密与低氮高密两个栽培方式间6个品质指标差异均不显著。品种间除整精米率的差异不显著外, 另5个指标的差异极显著(方差分析值为456.16**~7 147.44**), 其中‘旌优127’的垩白度、垩白粒率、直链淀粉分别比‘Ⅱ优602’低, 长宽比和胶稠度分别比‘Ⅱ优602’高。再次证明‘旌优127’为优质稻、‘Ⅱ优602’为等外米。

就品种、播种期及栽培方式对稻米品质的互作效应而言, 凡有栽培方式参与下的互作效应均不显著, 其他因素互作对部分品质指标影响显著。其中整精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比同时受年度、播种期和品种互作影响, 胶稠度受年度和品种互作影响, 直链淀粉含量受播种期和品种互作影响。2015年的6个品质指标为2016年的0.46~2.56倍, 平均1.16倍, 而高产品种‘Ⅱ优602’则为优质品种‘旌优127’的0.64~8.16倍, 平均2.72倍, 说明品种间品质的变异大于环境的变异。因此, 就对米质影响而言, 品种>环境>栽培。

2.2 影响稻米品质的气象因子分析

如前所述, 稻米品质主要受环境条件和品种的制约, 高氮低密与低氮高密栽培方式对品质作用不显著。进一步明确稻米品质受气候条件影响的关键时期与气象因子十分重要。为此, 根据‘旌优127’和‘Ⅱ优602’两个品种的关键生育期节点(表2), 分别统计两个品种2015年、2016年各生育时段的6个气象因子(表3、表4), 并进行两年稻米品质与气象因子的多元逐步回归分析。

表2 2015年和2016年各试验处理下两水稻品种关键生育期的日期(月-日)

高氮低密: 施纯氮210 kg·hm-2、9万穴·hm-2; 低氮高密: 施纯氮105 kg·hm-2, 18万穴·hm-2。HNLD: high N and low density (pure nitrogen 210 kg×hm-2, 90 000 points×hm-2); LNHD: low N and high density (pure nitrogen 105 kg×hm-2, 180 000 points×hm-2).

表3 两个水稻品种在不同播种期下各生育期的气候因素(2015年)

ST: from sowing to transplanting; TJS: from transplanting to jointing stage; JSFS: from jointing stage to full heading stage; FSM: from full heading stage to maturity.

从分析结果(表5)可见, 稻米品质与气象因子间存在极显著线性关系, 入选影响同一个稻米品质指标的有相应生育阶段共3~5个关键气象因子,值12.87**~234.24**, 决定系数高达0.911 9~0.994 7。但影响两个品种同一稻米品质指标的气象因子不完全相同。究其原因, 参试的两个品种中, ‘旌优127’为优质品种, ‘Ⅱ优602’为高产品种, 其米质和生育期均有一定差异, 相同生育阶段所处的气候条件也存在差异。因此, 制约其米质的关键气象因子不会相同。进一步比较影响两个品种同一米质指标的关键气象因子中, 仅有1~2个气象因子相同, 即整精米率(1)与拔节—齐穗期降雨量呈极显著负相关(15); 垩白度(2)分别与拔节—齐穗期日最低温度(7)呈极显著负相关, 与拔节—齐穗期日照时数(23)呈极显著正相关; 垩白粒率(3)与播种—移栽的日平均气温(9)呈极显著负相关; 长宽比(4)与齐穗—成熟期降雨量(16)呈负相关; 胶稠度(5)与齐穗—成熟期平均相对湿度(20)呈极显著负相关; 直链淀粉(6)与移栽—拔节期降雨量(14)呈极显著负相关。

表4 两个水稻品种在不同播种期下的气候因素(2016年)

ST: from sowing to transplanting; TJS: from transplanting to jointing stage; JSFS: from jointing stage to full heading stage; FSM: from full heading stage to maturity.

为明确气象因子对稻米品质影响的总体效果, 将两个品种合并分别进行6个品质指标与两年各时段气象因子间的回归分析。分析结果如下:

表5 两个品种的稻米品质与气象因子的回归分析(2015—2016)

表5 (续)

品种Variety回归方程Regression equationF值F valueR2偏相关Partial correlationt检验值t test value 合计Totaly1=248.97-13.612 0X3+11.451 0X7+4.299 6X9-1.332 4X17-0.183 5X2441.99**0.937 5r(y, X3)=-0.923 89.030 4** r(y, X7)=0.730 03.997 0** r(y, X9)=0.716 33.841 3** r(y, X17)=-0.644 93.156 9** r(y, X24)=-0.578 72.654 9* y2=172.85+7.842 9X4-17.036 4X8-2.738 2X9+0.056 0X22+0.197 5X234.09*0.693 6r(y, X4)=0.522 22.291 0* r(y, X8)=-0.582 62.681 9* r(y, X9)=-0.563 92.555 1* r(y, X22)=0.399 51.630 3 r(y, X23)=0.739 44.108 7** y3=114.77-12.424 8X2+0.075 4X14+4.376 4X19+0.135 7X22-0.713 8X245.51**0.662 9r(y, X2)=-0.717 23.850 6** r(y, X14)=0.406 31.663 9 r(y, X19)=0.530 32.340 6* r(y, X22)=0.384 21.556 8 r(y, X24)=-0.825 34.332 2** y4=-3.40+1.372 0X2+0.611 6X9-1.945 8X10-0.006 8X22+0.014 6X247.37**0.724 7r(y, X2)=0.742 94.152 6** r(y, X9)=0.652 03.217 6** r(y, X10)=-0.731 64.015 5** r(y, X22)=-0.662 73.311 4** r(y, X24)=0.783 34.714 0** y5=-270.41+6.800 6X2-0.095 6X14+1.434 2X20-0.081 5X22+0.343 9X244.81**0.632 2r(y, X2)=0.617 82.939 5** r(y, X14)=-0.627 93.018 5** r(y, X20)=0.401 41.639 6 r(y, X22)=-0.341 61.359 9 r(y, X24)=0.666 33.343 0** y6=64.83-2.147 0X1-3.701 5X2+5.575 1X6+0.061 3X22-0.084 4X244.73**0.628 1r(y, X1)=-0.424 81.755 9 r(y, X2)=-0.577 22.644 6* r(y, X6)=0.624 02.988 1** r(y, X22)=0.670 43.380 9** r(y, X24)=-0.697 73.643 8**

与含义见表1和表3。*和**分别表示可信度在0.05和0.01水平上显著。Meanings ofandare shown in the table 1 and table 3. * and ** indicate the significant confidence at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

1)整精米率(1)分别与拔节—齐穗期日最高气温(3)、播种—移栽期日平均相对湿度(17)、齐穗—成熟期日照时数(24)呈显著或极显著负相关, 分别与拔节—齐穗期日最低气温(7)和播种—移栽日平均气温(9)呈极显著正相关。表明播种—移栽相对湿度小、日平均气温高, 拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高和齐穗—成熟期日照时数少即气温低(图1), 有利于提高整精米率。

2)垩白度(2)分别与齐穗—成熟期日最高气温(4)、移栽—拔节期日照时数(22)和拔节—齐穗期日照时数(23)呈正效应, 分别与齐穗—成熟期日最低气温(8)、播种—移栽期日平均气温(9)呈负相关。因此, 播种—移栽期日平均气温高、移栽—成熟日照时数少即气温低(图1)有利于降低垩白度。

3)垩白粒率(3)分别与移栽—拔节期日最高气温(2)、齐穗—成熟日照时数(24)呈负相关, 与拔节—齐穗期日均相对湿度(19)呈正相关。表明移栽—拔节期日最高气温高、拔节—齐穗期日均相对湿度低、齐穗—成熟日照时数多有利于降低垩白粒率。

4)长宽比(4)分别与移栽—拔节期日最高气温(2)、播种—移栽期日平均气温(9)、齐穗—成熟日照时数(24)呈正相关, 与移栽—拔节期日平均气温(10)、移栽—拔节期日照时数(22)呈负相关。表明播种—移栽期日平均气温高、齐穗—成熟日照时数多, 移栽—拔节期日最高气温高、日平均气温低、日照时数少有利于提高长宽比。

5)胶稠度(5)分别与移栽—拔节期日最高气温(2)、齐穗—成熟日照时数(24)呈正相关, 与移栽—拔节期降水量(14)呈负相关。表明移栽—拔节期日最高气温高、降水量少, 齐穗—成熟日照时数多有利于提高胶稠度。

图1 气候因素间及水稻穗粒数与营养生长历期间的回归分析

6)直链淀粉(6)分别与移栽—拔节期日最高气温(2)、齐穗—成熟日照时数(24)呈负相关, 与移栽—拔节期日最低温(6)、移栽—拔节期日照时数(22)呈正相关。表明移栽—拔节期日最高气温低、日最低温高(即昼夜温差小)、日照时数多和齐穗—成熟日照时数少有利于提高直链淀粉含量。

综上所述, 播种—移栽相对湿度小、日平均气温高, 移栽—拔节期日平均气温低、日照时数少, 拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高、日均相对湿度低, 齐穗—成熟期日照时数少, 有利于提高整精米率、长宽比、直链淀粉含量, 降低垩白度、垩白粒率和胶稠度。

2.3 气象因子影响稻米品质的原因

为了探索气象因子影响稻米品质的原因, 将表5中对米质有显著影响的气象因子与稻谷产量构成因素间进行相关分析, 结果(表6)表明, 气象因子主要影响穗粒数, 极少数对有效穗、结实率和千粒重有作用。其中, 对两个水稻品种均有影响的气象因子有播种—移栽期日最高气温(1)、日平均气温(9), 移栽—拔节期日最高气温(2)、日平均气温(10)、降雨量(14), 拔节—齐穗期日最高气温(3)、日最低气温(7)、日照时数(23), 分别与穗粒数呈极显著负相关。齐穗—成熟期平均相对温度(20)与结实率呈显著负相关, 移栽—拔节的降雨量(14)与千粒重呈显著负相关。

以上可见各生育阶段的气温和部分生育阶段的日照时数、相对温度和降雨量对穗粒结构有显著影响。由于气温与日照时数、相对温度和降雨量呈显著正相关(图1a, b, c), 因此, 实质上应该是温度对米质起主导作用。水稻生长中前期内温度升高引起营养生长期缩短(图1d)而穗粒数减少(表6), 致齐穗期粒叶比下降[15], 籽粒充实度增加而影响稻米品质[5,16-17]; 抽穗后温度升高引起籽粒灌浆速度加快, 致整精米率下降、垩白度和垩白粒率增加[18]。此外, 水稻生长期的气候变化导致其他物质积累发生变化, 也可能是引起米质变异的原因。

3 讨论

3.1 多因子互作对稻米品质的影响

为了提高稻米品质, 先期分别就水稻品种[4-6]、气候条件[3,7-9]和栽培技术[8,10-13]与稻米品质的关系进行了较多研究。水稻品种的库源结构对米质影响, 主要表现为库小源足能提高粳稻糙米率、精米率、直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)[4], 降低整精米率和提高垩白粒率[5], 穗数型品种有利于提高长宽比、整精米率和胶稠度, 并降低垩白度[6]。气候因子对各品质指标影响程度各异(垩白度对气候条件变化最敏感, 粒形、粒长等性状较迟钝, 而整精米率、胶稠度、直链淀粉含量等性状居中)[9]; 随着海拔高度增加, 稻米品质有变优趋势[3]。氮肥后移有利于高产和改善稻米的加工品质和营养品质[10], 但降低了稻米的外观品质和食味品质[11]; 有序摆抛[12]、机直播与优化定抛[13]和适当稀植[8]对部分品质指标有明显影响。但有关水稻品种、气候条件和栽培技术互作对稻米品质影响的研究则极少。

表6 两水稻品种产量穗粒结构与关键生育阶段气象因子(X)间的相关系数(2015—2016年)

X含义见表3。*和** 表示相关性在0.05和0.01水平上显著。Meanings ofXare shown in table 3。* and ** indicate the correlation are significant at level 0.05 and 0.01, respectively.

本研究以目前四川省大面积推广的代表性优质品种和高产品种为材料, 采用冬水田区两种代表性的栽培方式(高氮低密和低氮高密), 通过分期播种, 明确了水稻品种、气候条件和栽培技术互作对稻米品质的影响。结果表明栽培方式及其与年度、品种和气候对稻米品质的互作效应不明显, 本研究只设计了“高密低氮”和“低氮高密”两种方式, 因施氮量与栽秧密肥是互补的[5], 最终两种栽培方式间的最高苗数和有效穗数差异不显著, 其对田间小气候微环境气象因子的影响应该极小, 可能是其对米质影响不显著的根本原因。整精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比同时受年度、气候和品种互作影响, 胶稠度受年度和品种互作影响, 直链淀粉含量受气候和品种互作影响。水稻品种、气候条件和栽培技术对米质的影响主次, 在先期众多研究中没有明确的结论。根据本研究结果, 对米质整体影响表现为品种>气候>栽培。因此, 在发展优质稻的生产实践中, 选择优质高产的品种是关键, 其次是搞好生态布局, 以水稻生长季节气温偏低的地区为宜[19], 栽培措施可针对某些品种的某项劣势指标进行优化调控。

3.2 气象因子对稻米品质的影响

气候因素对稻米品质影响的研究, 多侧重于稻米品质受水稻灌浆期气候条件的响应方面[8-9,18,20-21]。在影响稻米品质的诸气候生态因子中, 水稻灌浆结实期间的日平均温度的作用最大, 日平均太阳辐射、日平均温差和平均日照时数次之, 而日平均相对湿度和日平均降雨量最小[9]。尤其是灌浆中前期对品质影响较大[18,20-21], 水稻齐穗后0~20 d的相对湿度大、日均气温和日最低气温低有利于提整精米率, 降低垩白粒率和垩白度。高温下通过正常灌水可显著缓解对稻米品质的不利影响[21]。

水稻生长前期和中期的气候条件与米质关系研究极少。本文研究了水稻从播种至收获不同生育时段的气象因子对稻米品质的影响。结果表明, 各生育阶段的气温和部分生育阶段的日照时数、相对温度和降雨量对穗粒结构有显著影响, 表现为随着播种期推迟, 稻米品质多数指标有变优趋势。先期较为一致的观点认为灌浆期气温偏高是米质变差的主要气候原因[18,20-21], 与本研究结论为齐穗—成熟期日照时数少有利于改善稻米品质似乎有所差异, 但由于各生育阶段气温分别与日照时数、相对温度和降雨量呈正相关, 因此对米质起主导作用的气象因子应该还是气温。并进一步指出了有利于提高稻米品质的各生育时段的气象条件: 播种—移栽相对湿度小、日平均气温高, 移栽—拔节的日平均气温低、日照时数少, 拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高、日均相对湿度低, 齐穗—成熟期日照时数少。播种—移栽气象因子对米质调控作用显著, 以前尚未见报道, 是否与影响了秧苗素质进而改变本田分蘖成穗状况有关, 还需进一步研究。水稻本田抽穗以前气象因子对稻米品质的影响是通过改变植株营养物质积累量及库源比, 致籽粒充实度的差异而影响米质[5]; 抽穗后温度升高引起籽粒灌浆速度加快, 致整精米率下降、垩白度和垩白粒率增加[18]。这提示我们优质稻生产中, 不能只注重灌浆期的气温, 应考虑到水稻整个生育期的气候条件, 方能生产出较优品质的稻米。

4 结论

影响稻米品质的因素由大到小的顺序是品种、播种期、栽培方式, 稻米品质各项指标均显著受气候和品种互作影响, 各品质指标受气候影响表现为随着播种期推迟, 整精米率、长宽比呈升高趋势, 垩白度、胶稠度呈下降趋势, 垩白粒率则呈“V”字型变化。水稻生长本田生长期日平均气温低、日均相对湿度低、日照时数少有利于提高稻米品质。水稻抽穗前的气象因子对穗粒结构的显著影响间接影响米质, 抽穗后温度则通过改变籽粒灌浆速度而影响外观品质。

[1] 程式华. 2016年中国水稻产业发展报告[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2016: 125–156 CHENG S H. The Chinese Rice Industry Development Report in 2016[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2016: 125–156

[2] 徐富贤, 熊洪. 杂交水稻高产品种的库源结构与高产栽培[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2015: 1–19XU F X, XIONG H. Sink-Source Structure of Hybrid Rice Varieties for High Yield and High Yield Cultivation[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2015: 1–19

[3] 徐富贤, 洪松. 环境因素对稻米品质影响的研究进展[J]. 西南农业学报, 1994, 7(2): 101–105 XU F X, HONG S. Review on effect of environmental factors on rice quality[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 1994, 7(2): 101–105

[4] 吕文彦, 邵国军, 裴忠友, 等. 辽宁省水稻品质兼及品质与产量关系的研究——Ⅳ. 不同源库关系与稻米品质[J]. 辽宁农业科学, 2001, (2): 1–4 LYU W Y, SHAO G J, PEI Z Y, et al. Studies on the grain qualities and relationships between qualities and yields in rice of Liaoning Province —Ⅳ. The rice quality and the relationship among the nutritional source and sink[J]. Liaoning Agricultural Science, 2001, (2): 1–4

[5] 徐富贤, 郑家奎, 朱永川, 等. 川东南高温伏旱区杂交中稻品种库源结构对稻米整精米率与垩白粒率的影响[J]. 作物学报, 2004, 30(5): 432–437XU F X, ZHENG J K, ZHU Y C, et al. Effect of ratio source to sink on percentage of head milled rice and chalky rice of combinations of mid-season hybrid rice in the south-east districts of Sichuan Province under high temperature and summer drought[J]. Acta Agronomica Sinica, 2004, 30(5): 432–437

[6] 徐富贤, 张林, 熊洪, 等. 川东南高温伏旱区杂交中稻组合的品质表现及产量与品质性状的关系[J]. 西南农业学报, 2016, 29(3): 469–473 XU F X, ZHANG L, XIONG H, et al. Rice quality status and relationship between grain yield traits and quality traits in mid-season hybrid rice in high temperature and drought in summer districts in the eastern and southern of Sichuan Province[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2016, 29(3): 469–473

[7] 徐富贤, 熊洪, 张林, 等. 杂交中稻在不同地域和施氮水平下米质变异的影响因素及其预测模型[J]. 中国水稻科学, 2012, 26(4): 438–444 XU F X, XIONG H, ZHANG L, et al. Effect factor and predict model of rice quality variation for mid-season hybrid rice at different ecological sites and nitrogen application levels[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2012, 26(4): 438–444

[8] 王小珍, 张国勇, 潘明志. 灌浆结实期气象因素对稻米品质的影响[J]. 中国稻米, 2004, (6): 29–30 WANG X Z, ZHANG G Y, PAN M Z. Influence of weather on rice qualities in the most active ripening stage[J]. China Rice, 2004, (6): 29–30

[9] 程方民, 钟连进. 不同气候生态条件下稻米品质性状的变异及主要影响因子分析[J]. 中国水稻科学, 2001, 15(3): 187–191 CHENG F M, ZHONG L J. Variation of rice quality traits under different climate conditions and its main affected factors[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2001, 15(3): 187–191

[10] 胡群, 夏敏, 张洪程, 等. 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及氮素吸收利用的影响[J]. 作物学报, 2016, 42(11): 1666–1676 HU Q, XIA M, ZHANG H C, et al. Effect of nitrogen application regime on yield, nitrogen absorption and utilization of mechanical pot-seedling transplanting rice with good taste quality[J]. Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(11): 1666–1676

[11] 胡群, 夏敏, 张洪程, 等. 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及品质的影响[J]. 作物学报, 2017, 43(3): 420-431 HU Q, XIA M, ZHANG H C, et al. Effect of nitrogen application regime on yield and quality of mechanical pot-seedlings transplanting rice with good taste quality[J]. Acta Agronomica Sinica, 2017, 43(3): 420-431

[12] 郭保卫, 朱大伟, 朱聪聪, 等. 有序摆抛栽对粳型超级稻稻米品质的影响[J]. 作物学报, 2015, 41(3): 487–498 GUO B W, ZHU D W, ZHU C C, et al. Effect of ordered transplanting and optimized broadcasting onsuper rice quality[J]. Acta Agronomica Sinica, 2015, 41(3): 487–498

[13] 田青兰, 李培程, 刘利, 等. 四川不同生态区高产栽培条件下的杂交籼稻的稻米品质[J]. 作物学报, 2015, 41(8): 1257–1268 TIAN Q L, LI P C, LIU L, et al. Quality ofhybrid rice under the high-yield cultivation conditions in different ecological regions of Sichuan Province, China[J]. Acta Agronomica Sinica, 2015, 41(8): 1257–1268

[14] 王小珍, 潘明志, 张国勇. 不同群体质量对稻米品质的影响[J]. 中国稻米, 2004, (4): 28–29 WANG X Z, PAN M Z, ZHANG G Y. The effects of different population quality on rice quality[J]. China Rice, 2004, (4): 28–29

[15] 徐富贤, 熊洪, 朱永川, 等. 杂交中稻源库比对籽粒充实的影响及其高产组合的源库特征[J]. 中国农业科学, 2005, 38(2): 265–271XU F X, XIONG H, ZHU Y C, et al. Effect of source-sink ratio on grain filling and the source-sink characteristics of high yield varieties of mid-season hybrid rice[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2005, 38(2): 265–271

[16] 徐富贤, 熊洪, 朱永川, 等. 强化栽培对杂交中稻籽粒充实度的影响及其与源库结构的关系[J]. 中国水稻科学, 2004, 18(6): 522–526XU F X, XIONG H, ZHU Y C, et al. Effect of the system of rice intensification on grain plumpness in association with ratio of source to sink in mid-season hybrid rice[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2004, 18(6): 522–526

[17] 徐富贤, 熊洪, 朱永川, 等. 川东南高温伏旱区杂交中稻超稀栽培对稻米整精米率的影响与组合间库源结构的关系[J]. 植物生态学报, 2005, 29(5): 829–835XU F X, XIONG H, ZHU Y C, et al. The effects of cultivation density on the percent of head milled rice and source to sink ratios of mid-season hybrid rice in eastern and southern Sichuan Province[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2005, 29(5): 829–835

[18] 徐富贤, 郑家奎, 朱永川, 等. 灌浆期气象因子对杂交中籼稻米碾米品质和外观品质的影响[J]. 植物生态学报, 2003, 27(1): 73–77 XU F X, ZHENG J K, ZHUY C, et al. Effect of atmospheric phenomena factors on the milling quality and the appearance quality of medium India hybrid rice during the period from full heading to maturity[J]. Acta Phytoecologica Sinica, 2003, 27(1): 73–77

[19] 孙园园, 徐富贤, 孙永健, 等. 四川稻作区优质稻生产气候生态条件适宜性评价及空间分布[J]. 中国生态农业学报, 2015, 23(4): 506–513 SUN Y Y, XU F X, SUN Y J, et al. Suitability evaluation of eco-climatic conditions for high quality rice production in Sichuan Province[J]. Chinese Journal of Eco-agriculture, 2015, 23(4): 506–513

[20] 王娇, 王洁, 强爱玲, 等. 北方不同气候条件对稻米品质性状的影响[J]. 中国稻米, 2015, 21(6): 13–18 WANG J, WANG J, QIANG A L, et al. The Influence of different climatic ecological conditions on rice quality traits in northern China[J]. China Rice, 2015, 21(6): 13–18

[21] 高焕晔, 王三根, 宗学凤, 等. 灌浆结实期高温干旱复合胁迫对稻米直链淀粉及蛋白质含量的影响[J]. 中国生态农业学报, 2012, 20(1): 40–47GAO H Y, WANG S G, ZONG X F, et al. Effects of combined high temperature and drought stress on amylose and protein contents at rice grain-filling stage[J]. Chinese Journal of Eco-agriculture, 2012, 20(1): 40–47

Interaction effects of mid-season hybrid rice varieties and meteorological factors on rice quality in South Sichuan winter paddy fields*

XU Fuxian, ZHOU Xingbing, LIU Mao, JIANG Peng, ZHANG Lin,GUO Xiaoyi, ZHU Yongchuan,XIONG Hong

(Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding, Ministry of Agriculture, Deyang 618000, China)

In order to improve rice quality for large-scale rice production, a field experiment on mid-season hybrid rice varieties of ‘ⅡY602’ (high yield variety) and ‘JY127’ (high quality variety) was conducted in 2015–2016 under two cultivation methods [HNLD, high N and low density (pure nitrogen 210 kg×hm-2, 90 000 points×hm-2); LNHD: low N and high density (pure nitrogen 105 kg×hm-2, 180 000 points×hm-2)] in 5 sowing dates (5 March, 25 March, 20 April, 4 May, 24 May). The experiment aimed at to clarify the effects of meteorological factors at different growth stages on quality of different rice varieties under different cultivation measures. The experimental results showed that with delayed seeding time, head rice rate and length to width ratio increased; chalkiness, gel consistency decreased; and chalky grain rate in “V” type changed. There were no significant difference between two cultivation methods of high N and low density and low N and high density in all rice quality indexes and no interaction effects of rice cultivation modes, variety and seeding time. There were significant interaction effects of year, seeding time and rice variety on head rice rate, chalkiness, chalky grain rate and length-to-width ratio. Significant interaction effects were also observed between year and rice varieties in gel consistency and between seeding time and rice variety in amylose content. The descending order of influence on rice quality was: variety, climate and planting mode. Meteorological conditions required to improve rice quality included small relative humidity, high daily average temperature for the period from sowing and transplanting; low average temperature, less sunshine hours from transplanting to jointing; low daily highest temperature, high daily minimum temperature and low daily average relative humidity for the period from jointing to full-heading; and less sunshine hours for the period from full-heading to mature. The meteorological factors indirectly impacted rice quality through changing grain structure before heading in hybrid rice. High temperature after grain-filling reduced rice quality. The study provided scientific basis for high-quality rice cultivation.

Mid-season hybrid rice; Variety; Meteorological factor; Cultivation method; Rice quality

, XU Fuxian, E-mail: xu6501@163.com

Dec. 3, 2017;

Feb. 27, 2018

S511.037

A

1671-3990(2018)08-1137-12

10.13930/j.cnki.cjea.171123

2017-12-03

2018-02-27

* This work was supported by the Special Fund for the Industrial System Construction of Modern Agriculture of China (CARS-01-25), the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest of China (20120302), the National Grain Bumper Science and Technology Project of China (2013BAD07B13-05) and Sichuan Financial Genetic Engineering Project.

* 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-01-25)、国家公益性行业(农业)专项(20120302)、国家粮食丰产科技工程(2013BAD07B13-05)和四川省财政基因工程项目资助

徐富贤, 主要从事水稻栽培、生理、生态研究。E-mail: xu6501@163.com

徐富贤, 周兴兵, 刘茂, 蒋鹏, 张林, 郭晓艺, 朱永川, 熊洪. 川南冬水田杂交中稻品种与气候互作对稻米品质的影响[J]. 中国生态农业学报, 2018, 26(8): 1137-1148

XU F X, ZHOU X B, LIU M, JIANG P, ZHANG L, GUO X Y, ZHU Y C,XIONG H. Interaction effects of mid-season hybrid rice varieties and meteorological factors on rice qualityin south Sichuan winter paddy field[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(8): 1137-1148