水稻倒伏与产量及食味的关系

汤云龙，汪 楠，张 欣，李永杰，韦峻峰，钱路海，刘宝成，施利利，崔 晶，刘学军，崔中秋*

（1 天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384；2 天津农垦小站稻产业发展有限公司，天津 301806；3 黑龙江省江川农场有限公司，黑龙江 佳木斯 154302；4 天津市农作物研究所，天津 300384）

倒伏是一个综合的、复杂的现象，作物倒伏受基因型和环境共同影响。风、雨、温度、土壤等外界条件是作物倒伏直接的诱导因素， 基因型不同是作物抗倒伏能力的内因和根本［1］。 有研究表明，水稻的抗倒伏性受到基因的加性、显性、上位性及基因和环境的互作等影响， 是复杂的数量性状［2］。

倒伏是制约水稻生产的重要因素之一， 发生倒伏后植株群体结构被破坏，叶片光合效率锐减，茎秆从叶片向穗部运输光合产物受阻， 影响籽粒灌浆，导致产量大减［3］。 同时倒伏使稻米中蛋白质和直链淀粉含有率升高，食味变差［4］。 倒伏严重影响了我国水稻的生产和推广， 目前普遍公认的优质食味品种大多抗倒伏性较弱， 如食味品质非常优秀的日本品种越光主要缺点是抗稻瘟病弱，秆弱易倒伏［5］，吉林省如富士光、五优1 号、秋田小町等优质品种除产量低于常规高产品种外， 在部分地区表现抗病性偏差，易倒伏等现象［6］。 本研究就水稻倒伏与产量及食味的关系进行分析， 通过数据说明倒伏主要从哪些方面影响产量及食味，旨在为水稻品种改良及品质提升提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2018 年在黑龙江省佳木斯市江川农场十站科技园区进行，地势平坦，土壤为草甸白浆土，肥力中等，pH 值6.67，有机质含量25.3 g／kg。

1.2 供试品种

试验选取10 个水稻品种， 分别是：163、169、牡育49、初香粳1、苗稻2、稻香7、农原香1、龙洋11、龙洋12 和绥粳18。

1.3 栽培方法

1.3.1 种植面积 将10 个不同品种在同一地块采用相同措施进行栽培， 每个品种面积为270 m2。

1.3.2 整地 前一年秋整地，5 月3 日进行水整地，采用渠水灌溉。

1.3.3 除草 插秧前5～7 d 用35%的恶草酮1.5 L／hm2进行一次性封闭除草， 后期人工除草一次。

1.3.4 防虫 采用植物杀虫剂苦皮藤素和苦参碱杀虫。

1.3.5 防病 7 月15 日采用春雷霉素防治细菌性褐斑病，8 月初用低聚糖素防治稻瘟病。

1.4 试验方法

1.4.1 倒伏率 在成熟期测量倒伏面积占栽培面积的百分率。

1.4.2 产量及产量构成要素测定 在收获期，每个品种调查1 m2有效穗数和总稻谷数，经盐选后（盐水密度为1.06 g／L）， 测定实粒数和千粒重， 结实率＝（下沉稻谷数／总稻谷数）×100%，再收获去除边行的200 m2脱粒测产，并折算成单位面积产量。

1.4.3 营养品质测定 直链淀粉含有率， 采用德国Bran Luebbe 公司生产的AA3 型连续流动分析仪测定。

1.4.4 质地特性测定 米饭硬度黏度比采用日本佐竹公司生产的RHS1A 型米饭硬度黏度计测定。

1.4.5 食味品尝评鉴试验 按照天津市食味水稻国际联合研究中心10 份法（新）进行食味品尝试验，评价项目包括米饭的外观、饭香、味道、黏度、硬度及综合评价共6 项。 试验地点为天津市食味水稻科技创新与成果转化国际联合研究中心，对照品种为津原45，按照华北地区正常时间移栽和收获。 参与食味品尝试验的品鉴员由天津农学院具有一定辨别能力的教师和学生组成，人数为20人，男女比例约为1∶1。

1.5 数据处理与方差分析

所有数值均为两次重复的平均值， 数据处理应用Microsoft office 2013 办公软件分析，方差分析应用SPSS 22.0 软件分析。

2 结果与分析

2.1 生育期

由表1 可知，供试品种生育期各不相同，其中163 属于早熟品种， 始穗期到成熟期间的各生育阶段均比其他品种早10～16 d， 其余各品种生育期虽有不同但差别不大。

2.2 株高和倒伏率的关系

由图1 可以看出， 试验品种株高在80～110 cm，属于中、高秆品种，不同品种倒伏率由0～80%不等。 试验材料于同一时间种植在相同的外界环境中，排除了环境差异，因此品种间倒伏率的差异是由作物基因型不同引起的， 遗传特性是作物抗倒伏能力的根本。本试验中秆长、穗长和株高与倒伏率大小无直接关系，有的品种株高高于100 cm倒伏率为0，也有品种株高低于100 cm 倒伏率很高，说明株高并不是影响作物倒伏的决定性因素。

2.3 产量及产量构成要素

由表2 可知，不同品种间的有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率、理论产量和实际产量有极显著差异， 品种产量高的原因主要是变异系数最大的每穗粒数增多。

2.4 株型、产量与倒伏率的关系

图1 秆长、穗长与倒伏率的关系

表1 生育期（月·日）

将秆长、穗长、有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重与倒伏率做偏回归分析（表3）可知，六项株型、产量性状与倒伏率有极显著相关性，复相关系数为0.959，说明这些株型、产量性状可以作为衡量倒伏率大小的主要因素， 这六项指标对于倒伏率的贡献率从大到小依次为： 每穗粒数（46.0%）、千粒重（16.0%）、秆长（13.5%）、结实率（13.4%）、有效穗数（10.7%）和穗长（0.4%）。其中秆长与倒伏率呈负相关，穗长与倒伏率呈正相关；产量构成要素四项指标均与倒伏率呈负相关， 每穗粒数是影响产量最主要的指标同时也是影响倒伏最主要的指标。由图2 可知，产量与倒伏率呈显著负相关，说明产量越高的品种越耐倒伏。

2.5 直链淀粉含有率与米饭硬度黏度比之间的关系

直链淀粉含有率受遗传特性影响存在品种间差异，直链淀粉是稻米中固有成分，决定了米饭的物理特性。 由图3 可知直链淀粉含有率与米饭硬度黏度比呈极显著正相关， 即在一定范围内直链淀粉含有率越高米饭越硬，黏性越差。

表2 产量及产量构成要素

表3 株型、产量与倒伏率的关系

图2 产量与倒伏率的关系

图3 直链淀粉含有率与米饭硬度黏度比之间的关系

2.6 倒伏率与直链淀粉含有率及米饭硬度黏度比之间的关系

由图4 可知， 倒伏率与直链淀粉含有率呈显著负相关，与米饭硬度黏度比呈极显著负相关，说明越易倒伏的品种直链淀粉含有率越低、 米饭硬度黏度比越小，米饭硬度小、黏度大。

2.7 直链淀粉含有率及米饭硬度黏度比与食味综合评价之间的关系

由图5 可知， 直链淀粉含有率与食味综合评价呈极显著负相关， 米饭硬度黏度比与食味综合评价呈显著负相关，说明直链淀粉含有率越低，硬度黏度比越小的米饭硬度越小，黏度越大，食味综合评价越高，米饭越好吃。

2.8 倒伏率与食味综合评价之间的关系

由图6 可以看出， 倒伏率与食味综合评价呈显著正相关，说明易倒伏品种食味相对较好，结合之前的分析，作物倒伏特性主要受遗传因素影响，遗传特性又从根本上决定了水稻的产量和食味，综合来看，易倒伏品种水稻产量相对较低，直链淀粉含有率低，米饭硬度黏度比小，米饭硬度小，黏度大，食味综合评价高。

3 结论与讨论

水稻的倒伏、 产量和食味受基因型和环境共同影响，本研究将10 个品种水稻同一时间种植在相同外界条件中，排除环境差异分析得出，在遗传特性影响下，秆长、穗长和株高并不是抗倒伏能力的决定性因素。 抗倒性强的品种产量比抗倒性差的品种产量高，主要原因是每穗粒数增多。食味综合评价好的品种直链淀粉含有率低， 米饭硬度黏度比小，抗倒性差，且均具有显著的相关性。

崔晶［7］认为粳稻稻米直链淀粉含有率在15%～25%，在这个范围内直链淀粉含有率越低，米饭的黏度越大，食味越好。本试验中直链淀粉含有率与米饭硬度黏度比呈极显著正相关， 与食味综合评价呈极显著负相关，研究结果与前人一致。

杨守仁、关玉萍［8，9］等学者认为水稻抗倒伏性与株高成反比，与茎粗成正比，降低株高是提高水稻抗倒伏性的重要途径。 赵海成［10］等研究结果表明控制氮肥施用量，增施钾、硅肥可以促进水稻茎秆细胞壁加厚，纤维素增加，缩短基部节间长度以及增加茎粗，提高水稻抗倒伏能力。目前关于倒伏性与水稻食味之间关系的研究很少， 本研究用倒伏率大小代表水稻倒伏性强弱， 与产量和食味特性进行相关性分析， 结果认为相对而言食味水平高的品种直链淀粉含有率低、米饭硬度黏度比小，但其产量较低，抗倒伏性差。因此对于优质品种改良的重点应该放在倒伏上， 通过品种改良和合理的栽培方法使优质品种抗倒性增强， 不仅能增加产量，而且可以进一步提升食味，增加经济效益。

图4 倒伏率与直链淀粉含有率及米饭硬度黏度比之间的关系

图5 直链淀粉含有率及米饭硬度黏度比与食味综合评价之间的关系

图6 倒伏率与食味综合评价之间的关系