水直播下寒地水稻产量与品质关系的研究

潘世驹，徐令旗，李猛，胡月，赵海红，唐枫，张佳柠，辛佳琪，王海泽，吕艳东

（1.黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省教育厅寒地作物种质改良与栽培重点实验室，大庆 163319；2.牡丹江市农业技术推广总站；3.黑龙江农业经济职业学院；4.黑龙江省农业科学院佳木斯分院）

水稻在中国有着不可替代的地位，提升水稻产量是保障中国粮食安全的重要战略目标。随着社会经济的发展及劳动力资源的转移，水稻机械化直播栽培技术成为了中国未来的发展方向[1]。水稻种植方式正在不断推进，早熟高产新品种的育成、高效除草剂的成功推广，以及农业劳动力成本的增加，直播稻本身在某些方面也符合经济发展的规律，促进了中国直播稻的应用与发展，以省工省力、高产、高效为特征的直播稻在部分适宜种植的地区拥有了较大的面积，结合配套的栽培方式可以在提高经济效益的同时到达高产的效果[2-7]。目前生产上应用的直播的品种缺乏，直播品种的稻米品质一般，成为限制直播稻发展的瓶颈[8]。卢百关等[9]研究认为，当前在直播稻中一般采用的是跨区引用品种，因此，应采取中间材料等方法对直播稻专用品种的选育。品种选择的应保障水稻的产量和品质为前提，通过直播简化水稻的栽培过程，争取最大限度减少劳动力。消费者对优质稻米的需求越来越多，对水稻产量和品质的综合表现的重视程度加深[10-13]，水稻产量构成因素与品质性状之间存在着错综复杂的关系，稻米品质是影响稻米商品性能的重要因素，稻米的品质不仅取决于基因型，而且还受环境条件和栽培条件的影响，影响到品种的优质化表现[14-15]。直播对稻米品质的影响是水稻直播生产所面临的最重要问题[5,16]。在优质直播稻选育上应兼顾农艺性状和品质性状，通过多种方法达到改善稻米品质的目的，从而实现育种目标。目前，在中国关于水稻品质的研究多集中于栽培技术和气候方面，有关水直播下水稻品质方面的研究相对较为薄弱，尤其是相关研究在寒地稻区的报道更少。鉴于此，研究选取适宜在黑龙江省移栽的29份早熟矮杆水稻品种进行水直播，通过对水直播下水稻产量与品质性状为对象对水稻水直播适应性进行系统的分析，以期为适合水稻水直播品种的筛选提供有益的参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验选用29个主茎11至12片叶的寒地早粳稻品种资源为材料，编号及品种名称见表1。

表1 试验材料和编号Table 1 Experiment materials and codes

1.2 试验设计

以水直播为处理，以常规插秧为对照，对两者进行比较研究。试验土壤为草甸土，土壤的养分含量分别为：碱解氮175.01 mg·kg-1，有效磷26.45 mg·kg-1，速效钾90.62 mg·kg-1，有机质30.5 mg·kg-1，土壤pH值为8.38。田间管理同常规栽培管理。

试验于2017年在黑龙江省大庆市王家围子水田试验基地（东经：125°07′39.56＂，北纬：46°40′49.03＂），属北温带大陆性季风气候区，水稻生育期内平均气温为18℃左右，年降雨量为476 mm左右。5月3日整地、施底肥以及封闭除草。5月5日用护苗种衣剂对稻谷进行包衣。5月6日浸种。5月11日对试验小区区划。5月12日催芽。5月13日人工条播芽谷；行距25 cm，播量为150 kg·hm-2；每个品种播种6行，行长为8米；采用随机区组试验设计，2次重复。

对照4月9日施宝克3 500倍液浸种。4月16日催芽。4月18日播种育苗，播芽谷125 g·盘-1，5月20日对试验小区区划。5月21日人工插秧，行距为30 cm，穴距为13.3 cm。采用随机区组试验设计，2次重复。每个品种人工插秧6行，行长为8 m。

1.3 调查指标

产量测定：水稻成熟时每个处理选取4点，每点连续选取25穗，对照选取3点，每点选取具有代表性的植株4穴，风干后，室内考察产量性状，测定项目主要包括每株穗数、实粒数、空秕粒数，并称量粒重，计算结实率、千粒重。

品质测定：水稻脱粒，在阴凉处自然阴干，按国家标准—优质稻谷（GB/T/17891—2017）测定碾磨品质、外观品质、营养品质和蒸煮品质。用FC-2 K型实验砻谷机加工成糙米，用日本公司生产的VP-32型实验碾米机加工成精米；外观品质用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪测定精米的长、宽、垩白粒率、垩白度等；用FOSS 1241近红外谷物分析仪测定糙米的直链淀粉和蛋白质含量；蒸煮品质用日本佐竹公司（SATAKE）生产的米饭食味计（STA1A）测定。

1.4 寒地水稻水直播适应性鉴定方法

水直播适应性反应指数[17]（Adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index，ARI）=（水直播处理区性状表型值/对照区性状表型值）×100%，如果100＜ARI＜200，则以100-（ARI-100）代替，ARI值越大，则说明对水直播的反应越迟钝，否则相反；如果ARI值大于等于200则说明对水直播的反应极其敏感。

1.5 数据分析

利用EXCEL2010和DPS7.05统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 水直播下稻谷碾磨品质与产量的关系

从各性状间的关系可知（表2），糙米率与穗粒数呈极显著负相关，与结实率和千粒重呈显著正相关；精米率与结实率呈极显著正相关，与千粒重呈显著正相关，与穗粒数呈极显著负相关；整精米率与结实率呈极显著正相关关系。可知水直播条件下，结实率和千粒重较高的水稻品种糙米率相对较高，穗粒数较少、结实率和千粒重较高的水稻品种精米率相对较高，而结实率较高的水稻品种整精米率相对较高，否则反之。

从适应性反应指数间的关系可知（表2），碾磨品质的ARI与结实率的ARI均呈极显著正相关；碾磨品质的ARI与理论产量的ARI呈显著或极显著正相关。综上可知，水直播，对结实率反应较敏感的水稻品种，一般对碾磨品质的反应较为敏感，否则相反；对理论产量反应较敏感的水稻品种，一般对碾磨品质的反应较为敏感，否则相反。

表2 水直播下碾磨品质与产量间及水直播适应性反应指数间的相关关系Table 2 Correlation between milling quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

从各性状与适应性反应指数间的关系可知（表3），结实率的ARI与精米率、整精米率均表现显著正相关；千粒重的ARI与精米率、整精米率均表现显著正相关；理论产量的ARI与整精米率表现显著正相关。因此，水直播下，对结实率和千粒重反应敏感的水稻品种，糙米率和精米率较高。对理论产量反应敏感的水稻品种，整精米率较高。否则相反。碾磨品质的ARI与结实率呈显著或极显著正相关，整精米率ARI与理论产量呈极显著正相关。说明水直播下，对结实率反应敏感的材料，碾磨品质较高；对理论产量反应敏感的材料，整精米率较高，否则相反。

表3 水直播下碾磨品质和产量与其水直播适应性反应指数间的相关关系Table 3 Correlation between milling quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

2.2 水直播下稻米外观品质与产量的关系

从各性状间的关系可知（表4），穗数与精米粒长呈显著负相关；千粒重与精米粒宽呈显著正相关；结实率与垩白度呈显著负相关。综上所述，水直播下，穗数较多的水稻品种精米粒长相对较小，千粒重较高的水稻品种粒宽相对较大；结实率较高的水稻品种垩白度相对较低，否则相反。碾磨品质的ARI与结实率呈显著或极显著正相关，整精米率ARI与理论产量呈极显著正相关。说明水直播下，对结实率反应敏感的材料，碾磨品质较高；理论产量反应敏感的材料，整精米率较高。否则相反。

表4 水直播下外观品质与产量间及水直播适应性反应指数间的相关关系Table 4 Correlation between appearance quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

从水直播适应性反应指数间相关关系可见（表5），千粒重的ARI与精米粒宽呈显著正相关，说明千粒重对水直播反应较敏感的水稻品种，其精米粒宽较大。穗数的ARI与外观品质均呈显著正相关，说明对穗数反应较敏感的水稻品种，外观品质其较好。

表5 水直播下外品质和产量与其水直播适应性反应指数间的相关关系Table 5 Correlation between external quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

2.3 水直播下稻米营养品质与产量的关系

从各性状间的关系可知（表6），蛋白质含量与穗数呈显著负相关，与千粒重表现显著正相关。可知，在水直播条件下，穗数较少与千粒重较高的水稻品种具有相对较高的蛋白质含量，否则相反。

表6 水直播下营养品质与产量间及水直播适应性反应指数间的相关关系Table 6 Correlation between nutrient quality and yield and adaptation of rice direct sowing on paddy soil response index

从适应性的关系可知，水直播下，对穗数反应敏感的材料，蛋白质含量较高；对千粒重反应敏感的材料，直链淀粉含量较低，否则相反。

2.4 水直播下稻米食味品质与产量的关系

从水直播适应性反应指数间相关关系可知，米饭食味评分值的ARI与穗粒数的ARI、结实率的ARI和千粒重的ARI之间的相关系数分别为-0.58**、0.42*和0.40*。说明穗粒数对水直播反应较为迟钝的水稻品种、结实率对水直播反应较为敏感的水稻品种、千粒重对水直播反应较为敏感的水稻品种，其米饭食味品质对水直播的反应较为敏感，否则反之。米饭食味评分值的ARI与穗粒数的相关系数为-0.39*，说明对米饭食味评分值反应敏感的材料，穗粒数较少，否则相反。米饭食味评分值与穗粒数的ARI和千粒重的ARI之间的相关系数分别为-0.41*和0.49**。说明对穗粒数反应迟钝的材料、对千粒重反应敏感的材料，其米饭食味评分值较高，否则相反。

3 结论与讨论

黑龙江省处于寒地稻作地区，该区水稻的生育时期时期较短，如何能够更好地利用直播栽培技术的潜力来实现水稻的高产、优质以及高效益的统一，是当前学者们研究和探讨的问题[18]。直播稻的品质受品种、密度、氮肥等多种因素的影响[19-21]。关于水直播对水稻品质与产量之间的相关性在寒地稻作区鲜有报道。研究结果表明，水直播条件下，结实率和千粒重较高的品种，糙米率相对较高；精米率相对较高的品种，穗粒数较少、结实率和千粒重较高；整精米率较高的品种，结实率较高。水直播下，对结实率、理论产量反应较敏感的水稻品种，一般对碾磨品质的反应较为敏感。对结实率、千粒重反应敏感的水稻品种，精米率较高；对结实率、千粒重、理论产量反应敏感的水稻品种，整精米率较高。水直播下，穗数较多的水稻品种精米粒长较小；对千粒重反应较敏感的水稻品种精米粒宽较大；结实率较高的水稻品种相对垩白度较低。穗数较少、千粒重较高水稻品种蛋白质含量相对较高。对千粒重反应敏感的材料，直链淀粉含量较低。对穗粒数反应较为迟钝、对结实率反应较为敏感和对千粒重反应较为敏感的水稻品种，对米饭食味品质反应较为敏感；对穗粒数反应迟钝和对千粒重反应敏感的材料，米饭食味评分值较高。