播期对南方优质晚粳稻产量及稻米品质的调控效应研究

成臣 黎星 谭雪明 商庆银 曾研华 石庆华曾勇军 * 吕伟生 王玮 陈芸

（1江西农业大学南方粮油作物协同创新中心/江西省双季稻现代化生产协同创新中心/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室·江西省重点实验室，南昌 330045；2江西省红壤研究所，南昌331717；3江西省万年县农业局，江西万年335500；第一作者：chengchenzxm@163.com；*通讯作者：zengyj2002@163.com）

水稻是我国最重要的粮食作物，提高水稻单产，对提高农民收入和保障我国粮食安全具有重要意义[1]。近年来，南方地区“籼改粳”发展迅速，为我国粮食增产提供了新的技术途径[2]。与籼稻相比，粳稻具有耐寒性好、耐肥抗倒、增产潜力大、米质优等特点，能更充分地利用双季稻区晚稻生育后期的温光资源，在南方地区发展双季晚粳稻有利于进一步提高水稻单产[3]。近年来，围绕晚粳稻的品种选择及配套栽培技术研究已有较多报道。张洪程等[4]研究表明，与籼稻相比，双季晚粳稻全生育期特别是灌浆结实期明显延长，增加了后期对温光资源的利用，增大了群体光合物质生产积累量，从而使其产量优势明显。花劲等[3]在长江中游双季稻地区对晚稻“籼改粳”品种的筛选表明，杂交粳稻和常规粳稻产量要高于杂交籼稻，其中，籼粳交偏粳型杂交稻的产量表现最好。此外，也有研究报道，江西稻作区的生态气候条件有利于籼粳杂交稻产量潜力的发挥，具有较强的适应性和丰产性[5]，而且稻米品质较好[6]。有关南方晚粳稻相配套的高产栽培技术研究也有较多报道。张军等[7]研究认为，在南方双季稻区晚季，晚粳稻产量在不同栽培方式下表现为手栽＞抛秧＞机插的趋势，且不同栽培方式间产量差异达到显著或极显著水平。许轲等[8]对南方双季晚粳稻高产、优质和高效的氮肥运筹方式开展研究，结果表明，基蘖肥∶穗肥为 6∶4或7∶3时，双季晚粳稻高产、优质、高效的目标得到较好的协调统一。播期可以调控稻米品质形成，合理的播期能改善晚粳稻的米质，同时播期也影响着晚粳稻的温光资源利用和水稻高产形成[9]。然而，目前关于双季稻区播期对优质晚粳稻产量和品质影响的研究报道较少。因此，本试验以优质晚粳稻品种甬优1538为材料，研究了播期对其产量和稻米品质的影响，以期为南方双季稻区晚粳稻高产优质栽培提供科学依据和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验设在江西省上高县泗溪镇曾家村（115°6＇52″E，28°16＇42″N），该区属中亚热带季风气候，年均气温17.6°C，年降水量1 718.4 mm左右，无霜期276 d左右，年均日照时数1 668.2 h。试验前耕层土壤（0～20 cm）有机碳含量为22.8 g/kg，全氮为2.34 g/kg，速效钾为75.2 mg/kg，速效磷为26.8 mg/kg，土壤pH值5.28。

表1 播期对南方双季晚粳稻生育期及株高的影响

图1 2016年晚季气温和降雨量

1.2 试验设计

试验于2016年6月至12月进行，以籼粳杂交稻品种甬优1538为材料。试验设置5个播期处理：S1，6月20日播种；S2，6月 25日播种；S3，6月30日播种；S4，7月5日播种；S5，7月10日播种。每个播期分别设3个小区，各小区面积均为50 m2，共15个小区，随机区组排列，各小区之间做埂保证单独排灌，并用塑料薄膜包埂防止窜肥。

各处理均采用机插塑料秧盘育秧，秧龄20 d，机插，栽插行株距25 cm×14 cm，每丛4苗。本试验中施用的氮肥、磷肥和钾肥分别为尿素、钙镁磷肥和氯化钾，以N、P2O5和K2O计，纯N用量为255 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.8，其中，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶2∶4的比例施用，磷肥作基肥一次性施用，钾肥按基肥∶穗肥=7∶3的比例施用。水分管理及其他大田栽培措施均按高产技术规程[10]进行，2016年晚季气候正常，无重大气象灾害发生，其温度和降雨量变化见图1。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及其构成因素

在成熟期每处理调查3个重复，每重复调查100丛水稻的有效穗数。按平均有效穗数选取考种样，每小区分别取样5丛，调查每穗粒数、结实率及千粒重。每小区选取6 m2进行实割测产。

1.3.2 茎蘖动态及干物质

水稻移栽后每小区定点20丛，每5 d左右调查1次茎蘖数，直至抽穗。各时期各小区按照平均有效穗数进行取样，每小区取5丛，剪根洗净后放进烘箱于105°C下杀青30 min，后将烘箱温度调至80°C，直到将样品烘干至恒质量后称重。

1.3.3 稻米品质

水稻籽粒收获后3个月，送农业部食品质量监督检验测试中心（武汉）进行主要米质指标测定。

1.3.4 稻米淀粉粘滞性（RVA）

RVA测定采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super 3型测定。用TCW （thermal cycle for windows）配套软件进行数据分析，按照AACC（美国谷物化学师协会）操作规程进行测定。

1.4 数据处理

试验数据均采用Microsoft Excel 2010和DPS 7.05软件进行分析和处理，制图采用origin 9.0软件，用LSD法进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 对生育期、温光资源利用及株高的影响

从表1可见，随着播期的推迟，甬优1538全生育期从128 d降至122 d，其中，主要是缩短了移栽至抽穗阶段的天数，对抽穗至成熟阶段的天数影响不大；株高随着播期的推迟呈逐渐降低趋势。从表2可见，随着播期推迟，各阶段及全生育期的积温均呈逐渐降低趋势，而日照时数波动较大，各阶段及全生育期的日照时数总体上表现为降低的趋势。

2.2 对茎蘖动态的影响

从图2可见，早播的处理（S1，S2）群体分蘖力强，茎蘖数增加快，高峰苗数多，无效分蘖也较多，成穗率较低；而晚播的处理（S3，S4，S5）群体分蘖力弱，高峰苗数少，无效分蘖也较少，成穗率较高；最终群体有效穗数表现为S5>S4>S3>S2>S1。

表2 播期对南方双季晚粳稻积温与日照时数的影响

表3 播期对南方双季晚粳稻干物质生产的影响 （t/hm2）

表4 播期对南方双季晚粳稻产量及其构成因素的影响

图2 播期对南方双季晚粳稻茎蘖动态的影响

2.3 对干物质生产的影响

从表3可见，随着播期的推迟，甬优1538各时期总干物质量均表现为先增后降的趋势，在S2时达到最高。

2.4 对产量及其构成因素的影响

从表4可见，随播期推迟甬优1538产量呈先增后降的趋势，在S2时产量最高；从产量构成因素来看，随着播期的推迟，有效穗数呈增加趋势，每穗粒数和千粒重呈先增后降的趋势，而结实率呈降低趋势。S2产量表现较高主要是由于其有效穗数和结实率适宜，每穗粒数多和千粒重大。相关分析表明，产量与每穗粒数呈极显著正相关（R2=0.971**），与有效穗数呈负相关（R2=-0.577）。

2.5 对稻米品质的影响

从表5可见，随播期的推迟，甬优1538的出糙率、精米率和整精米率有逐渐降低趋势，垩白粒率和垩白度逐渐增加，外观品质变劣；碱消值和直链淀粉含量随播期的推迟有逐渐增加的趋势，而胶稠度呈现降低趋势；就营养品质而言，随着播期推迟，粗蛋白含量有逐渐增加趋势，脂肪含量先增加后降低，而氨基酸总含量表现为先降低后增加的趋势。

2.6 对稻米淀粉粘滞特性（RVA）的影响

RVA是评价稻米蒸煮食用品质的一个重要指标。从图3和表6可见，随着播期的推迟，峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度和崩解值呈降低趋势，而回复值和消减值则逐渐增加。随着播期的推迟，峰值时间呈先增加后降低趋势，而糊化温度则逐渐增加。

2.7 蒸煮与食味品质、RVA谱特征值间相关性分析

从表7可以看出，AC、GC与RVA谱的6个特征值均呈显著或极显著相关。其中，AC与 PKV、HPV、CPV和BDV呈显著负相关，而与SBV、CSV呈显著或极显著正相关；GC与 PKV、HPV、CPV和BDV呈显著或极显著正相关，而与CSV、SBV呈极显著负相关。AC和GC与PT相关性不显著，AC与PaT呈显著正相关，而GC与PaT呈显著负相关。ASV与BDV呈极显著负相关，与CSV和SBV呈显著正相关。

表5 播期对南方双季晚粳稻米品质的影响

表6 播期对南方双季晚粳精米淀粉RVA谱特征值的影响

表7 RVA谱特征值与蒸煮与食味品质指标之间的相关性

图3 播期对南方双季晚粳精米淀粉RVA谱的影响

3 讨论

3.1 播期对南方双季晚粳产量的影响

合理利用温光资源是水稻获得高产的关键，播期能改变水稻生长发育过程中的温光资源利用，调节各生育阶段的持续时间、改变群体干物质积累和光合生产能力，从而影响产量形成。关于播期对水稻生长发育和产量影响的研究，由于试验地的土壤肥力和生态环境、试验品种、栽培管理方式及播期设置的不同，结果不尽相同[11-13]。邢志鹏等[13]认为，机插稻适时早播能有效利用温光资源，提高光合物质生产能力，合理优化水稻产量构成因子，从而获取高产。霍中洋等[14]研究表明，播期影响着直播稻光合物质生产能力，与迟播相比，早播具有前期干物质生产量适宜，中后期干物质积累量大，源库流协调转化利用效率高，抽穗后光合生产能力强的特点。姚义等[15]认为，直播稻在前茬腾茬时间允许的条件下尽可能早播易取得高产。本研究则表明，随着播期推迟，优质晚粳稻的产量呈先增后降趋势，在S2时产量最高，播期过早或过晚均不利于高产，适宜的播期是晚粳稻高产的关键。

从产量构成因素来看，在本试验中，前期分蘖多的处理（S1及S2）后期有效穗数却较少，而前期分蘖少的处理（S3、S4及S5）最终有效穗数却较多。这主要因为，S1和S2处理分蘖期气温较高，茎蘖数增长较快，随后进行晒田，能有效控制无效分蘖，从而使有效穗数较低；而晚播（S3、S4及S5）水稻分蘖期气温有所降低使分蘖增加率降低，且营养生长期缩短，使分蘖持续时间缩短，而在晒田期多以阴雨天为主，晒田不充分，从而使有效穗数较多。此外，早播穗分化期高温及晚播穗分化期低温均会降低每穗枝梗和颖花的分化数[16]，适宜播期是获得大穗的关键。本研究也得到相似结果，每穗粒数随播期推迟呈先增后降的趋势。晚播条件下，积温不足、灌浆不充实是其结实率和千粒重降低的主要原因。综上所述，适宜的茎蘖数、攻大穗是南方优质晚粳稻高产的重要目标，过早播或晚播均不利于晚粳稻高产。气候生态因子直接影响水稻产量的形成，江西省不同年度间的气候生态因子波动较大，而本研究仅开展了1年试验，因此试验结果的准确性及稳定性还有待于进一步验证。

3.2 播期对南方双季晚粳米质的影响

稻米品质是由品种遗传特性、气候生态环境和栽培管理技术等综合因素共同作用的结果，其中水稻灌浆结实期是稻米品质形成的关键期，适宜调整播期可以有效地控制水稻灌浆结实期的气候生态环境，进而影响稻米品质[17]。关于播期对稻米品质的影响前人已开展较多研究，但是由于试验地的土壤地力、气候生态环境、试验品种及栽培管理技术等条件的不同，研究结果也不尽相同。姚义等[15]研究表明，随着播期的推迟，水稻外观品质有变优的趋势，蒸煮与食味品质则呈变劣的趋势，而加工品质和营养品质因品种类型而异。邢志鹏等[18]认为，推迟播期，稻米垩白粒率和垩白度均降低，外观品质改善，稻米直链淀粉含量降低，胶稠度变短，稻米蛋白质含量及蛋白质产量下降。王文婷研究[19]表明，随播期推迟，直播稻的加工品质（糙米率、精米率、整精米率）呈上升趋势，外观品质（垩白粒率、垩白度）、营养品质（直链淀粉含量、蛋白质含量、胶稠度）及蒸煮与食味品质均呈下降的趋势。多数研究结果表明，随播期的推迟，蒸煮与食味品质变劣，本研究结果与之一致，本研究中碱消值和直链淀粉含量随播期的推迟表现逐渐增加的趋势，而胶稠度呈降低趋势。此外，大多数研究者还认为，稻米外观品质随播期推迟而变优，而本试验得到的结果与之不同。在本试验条件下，随播期推迟，晚粳稻的垩白粒率、垩白度增加，外观品质变劣。这可能是因为晚播使晚粳稻的营养生长期变短，而抽穗时间差异不大，导致源库不协调，灌浆充实差，所以外观品质变劣。

播期还显著改变了晚粳稻米淀粉粘滞性。本研究表明，随着播期的推迟，RVA谱特征值峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度和崩解值逐渐降低，而回复值和消减值逐渐增加。邢志鹏等[18]研究也认为，推迟播期，峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值呈规律性下降，消减值逐渐升高且变化幅度较大，糊化温度波动较小，RVA谱变劣。目前普遍用碱消值、胶稠度和直链淀粉含量等3个指标来评价稻米蒸煮食味品质。贾良等[20]认为，RVA谱特征值与直链淀粉含量和胶稠度间都存在极显著的相关性，直链淀粉含量越高的品种，崩解值越小，而消减值和回复值越大。隋炯明等[21]也认为，RVA谱特征值与直链淀粉含量和胶稠度存在显著或极显著相关性，其中与回复值的相关系数最高（分别为0.85和-0.71），消减值次之（相关系数分别为0.82和-0.69）。本试验得到相似的研究结果，AC、GC与RVA谱的6个特征值均呈显著或极显著相关，其中AC与PKV、HPV、CPV和BDV呈显著负相关，而与CSV、SBV呈显著或极显著正相关；GC与AC呈极显著负相关，即和AC对RVA谱特征值的关系产生相反的效应；而ASV与BDV呈极显著负相关，与CSV和SBV呈显著正相关。

本研究主要通过播期调节和控制水稻生长发育过程中的气候环境，研究稻米品质变化的播期效应，这是多种气候生态环境因子综合作用的结果，但究竟是何种气候生态因子导致或起主导作用使米质发生改变，还有待进一步研究。

4 结论

在江西中部地区设置的晚粳稻播期范围内，随着播期推迟，晚粳稻产量呈先增后降趋势，以6月25日播种产量最高，主要由于其有效穗数和结实率适宜、每穗粒数多和千粒重大；随着播期推迟，晚粳稻的加工品质、外观品质及蒸煮与食味品质均变劣，而营养品质因指标而异。因此，要同步实现南方双季晚粳稻高产和优质应适当早播。