复垦滩涂微咸水灌溉下粳稻产量和品质的表现

崔士友 张 洋 翟彩娇 董士琦 张 蛟 陈澎军 韩继军 戴其根

（1江苏沿江地区农业科学研究所/南通市耐盐植物公共技术服务平台，226541，江苏南通；2扬州大学农学院/江苏省现代粮食作物生产协同创新中心，225009，江苏扬州；3江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院，210007，江苏南京）

沿海滩涂是江苏省最重要的土地后备资源，滩涂植稻是滨海盐土改良和农业开发利用的主要方式之一[1]。在滩涂水稻研究方面，较多的研究集中在耐盐品种的筛选[2-5]、盐胁迫对产量的影响[6-8]以及肥水运筹[9-11]等方面，近年来盐胁迫对稻米品质的影响也有涉及[12-13]。不过，较多的研究是在小规模微区（如盆栽 、盐池等）条件下进行的，实地研究报道不多。本研究在复垦滩涂实地条件下，选用有关单位近期育成的23个新品种（系），通过田间试验剖析盐胁迫对水稻产量和稻米品质的影响，为进一步发展滩涂稻作改良提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于江苏省通州湾江海联动开发示范区（121°24'14" E，32°16'17" N）进行，试验田块为滩涂水产养殖后的复垦地块，2017年复垦，2018年开展本试验。试验区0～30cm耕层含盐量3.6g/kg、有机质3.34g/kg、全氮0.26g/kg、有效磷3.63mg/kg、速效钾360mg/kg。地下水埋深0.92～1.64m。试验地水资源充足，水源为如泰运河，矿化度变幅 0.94～2.44g/L。种稻前用淡水洗盐3次，按进水→旋耕→洗盐→放水进行，保持水层约10cm，每次1周，放水后取土样测定盐分含量，达到3g/kg左右即可终止洗盐。

1.2 试验材料

引进江苏省及部分盐碱地地区育成的耐盐性较强的粳稻品种（系）23个（V01～V23），其中V10为耐盐对照品种盐稻12号。

1.3 试验设计

随机区组设计，3次重复，小区面积12m2（3m×4m）。5月22日育苗，毯育苗，6月18日移栽，栽插密度26.7万穴/hm2（15cm×25cm），每穴4株。移栽前施用商品有机肥2t/hm2，分别于移栽后7和14d施2次分蘖肥，每次尿素150kg/hm2，穗肥分2次施用，分别于倒4叶期施尿素187.5kg/hm2、倒2叶期施尿素112.5kg/hm2。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 土样和水样盐分 水稻生长期间，定期监测滩涂稻田土壤耕层（0～20cm，约7d）和灌溉水源水样（约5d）的电导率动态。于室内测定土壤电导率EC1:5，根据土壤含盐量和土壤电导率回归关系方程y=0.174x2+2.957x-0.109（x为电导率，y为含盐量）[14]计算土壤含盐量。水样含盐量（矿化度）通过测定水样电导率，然后利用换算公式1dS/m=640mg/L计算获得。

1.4.2 水稻产量及其构成因素 成熟期从每小区选择生长整齐的中部8行水稻，进行脱粒、晒干，测定实际产量。同时成熟期调查茎蘖数，从每小区选取平均茎蘖数相当的稻株3穴，自然风干后测定穗粒数、结实率与千粒重。

1.4.3 水稻品质 水稻收获脱粒、晒干，室内贮藏3个月后，用NP-4350型风选机风选，参照《GB/T 17891-1999优质稻谷》测定糙米率、精米率、整精米率、长宽比、垩白米率和垩白度等加工和外观品质指标。

采用米饭食味计（STA 1A，日本佐竹公司）测定食味值，具体方法如下，称取精米样品30g→淘米30s→按米:水（质量）=1:1.35浸泡30min→蒸煮米饭→米饭冷却 90min→称取 8g米饭制成米饼→校准食味计→测定食味值→记录试验结果。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2010和DPS v 7.05软件分析数据，不同处理间的差异采取随机区组单因素方差分析（One-way ANOVA），采用最小显著差法（LSD）进行平均数的多重比较。

2 结果与分析

2.1 水稻生长期间稻田盐分动态

水稻大田生长期间土壤耕层（根区）盐分的动态见图1，土壤含盐量变幅为0.72～2.89g/kg，灌溉水含盐量（矿化度）变幅为0.94～2.44g/L，二者间变化趋势表现出一定程度的一致性。其中，土壤含盐量的最高点出现在抽穗期，含盐量达2.89g/kg。

2.2 滩涂盐胁迫下水稻产量及其构成因素的表现

由表1得，23个品种（系）的产量变幅为0.619～1.174kg/m2，相当于 6.19～11.74t/hm2，平均产量8.21t/hm2，相当于邻近无盐胁迫老垦区产量的85%左右。主要的穗粒结构表现为穗多而粒少，每平方米穗数达368.1，但平均穗粒数较少，只有84.1粒。就品种而言，引进的22个新品种（系）中，只有V03（通海粳17-2）接近对照V10（盐稻12号）的产量水平，为V10产量的96.1%；其余21个品种（系）均较 V10显著减产，减产幅度达 20.7%～47.3%，平均减产32.7%。

续表1 Table 1 (continued)

2.3 滩涂中低盐分胁迫下水稻品质的表现

23个品种（系）的品质测定结果见表2，滩涂盐胁迫对糙米率、精米率、长宽比和食味值的影响不大，对整精米率有一定的影响，影响最大的是垩白粒率和垩白度，除2个糯稻材料外，其余21个品种（系）中只有V03（通海粳17-2）达标。

表2 滩涂中低盐胁迫下水稻品质的表现Table 2 Performance of rice quality under medium and low salinity stress in tidal flat

2.4 滩涂中低盐胁迫下水稻产量与品质的关系

相关分析（表3）表明，在滩涂中低盐分胁迫下，大多产量性状与品质性状间的相关性未达显著水平，千粒重与精米率呈显著正相关，穗粒数与垩白粒率和垩白度均呈显著负相关，产量和穗粒数与食味值间均为较弱的不显著负相关，表明在滩涂条件下，水稻产量和稻米品质同步改良存在一定的难度。

表3 滩涂中低盐胁迫下水稻产量与稻米品质的相关性Table 3 Correlation between rice yield and quality under medium and low salinity stress in tidal flat

3 讨论

本研究在复垦滩涂实地开展了中低盐分胁迫（全生育期土壤盐分变幅0.9～2.9g/kg，矿化度0.94～2.44g/L的微咸水灌溉）对粳稻品种（系）产量和稻米品质影响的研究，结果表明，23个品种（系）的平均产量为8.21t/hm2，为邻近无盐胁迫老垦区田块产量的85%左右，其产量构成因素主要表现为足穗少粒，即穗数较多，穗粒数较少。稻米品质特别是垩白粒率和垩白度偏高，达标品种（系）极少。

3.1 水稻生长期间稻田盐分的动态

江苏沿海滩涂稻作的盐胁迫来自2个方面，首先是滩涂土壤含盐量，一般土壤含盐量为1.5～2g/kg，不超过 3g/kg，其次是灌溉水也含盐，其矿化度一般为1～3g/L。本研究在水稻生长期对复垦滩涂试验田开展了5点定位动态观测，全生育期土壤含盐量大多在1.5g/kg左右，最高点出现在抽穗期前后，土壤含盐量达2.89g/kg。对新垦滩涂的定位观测试验[14]也获得了类似的结果，种植1年和4年的田块抽穗期土壤含盐量分别为1.83和1.38g/kg。因此，应重视滩涂水稻抽穗期前后的水浆管理，尽量使用低矿化度的微咸水或淡水灌溉。此外，本试验期间所用灌溉水的矿化度变幅为0.94～2.44g/L，说明利用矿化度低于 2.5g/L的微咸水开展滩涂稻作的轮灌并未产生明显的次生盐渍化。王相平等[15]所进行的1.5g/L的微咸水长期灌溉10年的模拟结果也表明，此灌溉制度不会引起0～100cm土层土壤次生盐渍化，张蛟等[14]连续5年对滩涂稻作田块的观测也获得了类似的结果。

3.2 滩涂盐胁迫对水稻产量及其构成因素的影响

盐胁迫对水稻产量的影响明显，但造成产量下降的主因不同研究有所不同。余为仆[16]认为穗数和每穗粒数下降是造成产量下降的主导因素；倪秀红等[2]在沿海滩涂进行耐盐水稻品种的筛选中，其中12个常规粳稻的产量构成因素（平均值）分别为穗数334.5万/hm2，穗粒数98.6粒，结实率92.4%，千粒重 26.8g，可知产量下降的主因是穗粒数的大幅度下降；李红宇等[17]研究表明，在混合盐碱胁迫下，产量的下降与穗数和穗重均有关，其中穗重的下降是主要原因。杨福等[18]认为盐碱环境对水稻单位面积有效穗数影响不大，但穗实粒数减少，千粒重下降，从而降低了水稻的产量；先期的盐池试验[7]也表明，盐逆境下单位面积穗数变化不大，而穗粒数和千粒重显著下降，其中穗粒数对减产起主导作用。也有研究[19]表明，盐碱胁迫下水稻减产主要是由于每穴穗数和千粒重的下降。本研究与较多研究[2,7,16-18]基本一致。由此推测盐逆境对水稻产量的影响主要发生在孕穗期，这一时期主要影响穗粒数。褚贵发等[20]的微咸水灌溉试验也表明，微咸水对水稻的影响主要在孕穗期之前。拔节孕穗期是水稻生长发育的关键时期，此时水稻进入幼穗分化期，盐胁迫对穗分化产生不利影响，穗长缩短，穗粒数减少；微咸水对生长后期影响较小，千粒重和结实率变化不明显。从群体干物质生产来看，荆培培等[6]认为随着盐胁迫的增加，抽穗期干物质积累量逐渐下降，除0.7g/L处理外，其余处理与对照间的差异均达显著水平；韦还和等[21]也认为中和高浓度盐处理的成熟期干物重显著低于对照，而收获指数显著高于对照。基于以上分析，可通过适当增加移栽时的基本苗，增加群体生物量，进而达到增产的目的；也可以在水稻拔节孕穗期适当增施氮肥促进幼穗分化、喷施生长调节物质缓解盐胁迫来增加每穗粒数，提高滩涂水稻的产量水平。

3.3 滩涂盐胁迫对稻米品质的影响

有关盐胁迫对稻米品质的影响，较多研究[7,12-13,16,22]认为，低盐胁迫（1～1.5g/kg）对稻米品质总体有一定的改善，而高盐胁迫（3～4g/kg）下稻米品质明显变劣。本试验表明，在复垦滩涂中低盐胁迫（1.5～2g/kg）下，外观品质垩白粒率和垩白度明显变劣，这与罗成科等[22]的研究结果基本一致；对稻米食味品质影响不大，参试的21个常规粳稻品种（系）（不包括2个糯稻材料）品质食味值平均59.9，变幅52.5～70.8，张春红等[23]对非盐胁迫不同稻区的60个优质常规粳稻的研究结果为，平均食味值58.5，变幅49.0～67.0，本研究结果与其差异不大。基于本研究，在耐盐水稻品种选育中应加强对垩白粒率和垩白度的选择，以改善盐胁迫下稻米的外观品质。

4 结论

利用江苏省及部分盐碱地区育成的耐盐性较强的23个粳稻品种（系），其中以盐稻12号为对照，在中低盐分（2g/kg）复垦滩涂地块、微咸水（矿化度 0.94～2.44g/L）灌溉条件下，产量变幅 6.19～11.74t/hm2，平均产量 8.21t/hm2，为邻近无盐胁迫老垦区产量的85%左右；主要的穗粒结构表现为穗多而粒少。就稻米品质而言，滩涂中低度盐胁迫对糙米率、精米率、长宽比和食味值的影响不大，对整精米率有一定的影响，影响最大的是稻米外观品质垩白粒率和垩白度。因此，滩涂水稻高产栽培的重点之一是增加穗粒数，同时在耐盐品种选育与筛选中要加强对垩白度的选择。