江西不同生态区优质晚籼稻产量、品质变化特征

刘梦洁 杨怡欣 陈乐 吴媛 解嘉鑫 曾勇军 石庆华 潘晓华

（江西农业大学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/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，南昌 330045；第一作者：zj1090860185@163.com；*通讯作者：zengyj2002@163.com）

随着我国经济水平的不断提高，人民生活条件不断改善，人们对水稻品质的要求也在不断提高。江西省地处长江中下游，温度、光照、水资源等环境条件充足，是适宜双季籼稻生长的地区[1]。

不同地区气候生态条件、地理环境（海拔、地形等）不同，水稻生长发育阶段温光资源等也存在差异，从而对水稻产量和品质产生影响[2]。前人关于温光[3-7]、纬度[4,8-9]、栽培方式[10-11]、品种类型[1,12]等对水稻产量和品质影响的研究已有诸多报道，而对于优质晚籼稻的生态适应性、稳产性及品质变化目前还研究不多。因此，本试验对6个优质晚籼稻品种在江西北部上高、中部吉安、南部赣州三个生态区进行种植，研究优质晚籼稻产量及品质的变化特征，明确优质晚籼稻适宜的种植区域，为江西稻区优质籼稻生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2019年在江西省北部上高县泗溪镇曾家村（115°04′25″E，28°20′01″N）、中部吉安县凤凰镇（114°55′28″E，26°58′54″N）、南部赣州市章贡区沙石镇（114°57′50″E，25°48′53″N）进行，土壤肥力如表 1 所示。

表1 不同生态区土壤基础肥力

1.2 试验设计

供试品种为优质常规籼稻吉安软占、美香占2 号，优质杂交籼稻泰优398、泰优871、野香优2 号、万象优华占。试验采用随机区组设计，湿润育秧，上高、吉安、赣州播种日期分别为 6月25日、6月26日、6月23日，移栽日期分别为 7月15日、7月20日、7月18日，行株距为21 cm×17 cm，常规籼稻每丛插4 苗，杂交籼稻每丛插2 苗。小区面积15 m2，3 次重复，各小区间做埂并以塑料薄膜覆盖保证单排单灌，防止窜肥。纯氮用量 195 kg/hm2、磷肥（P2O5）105 kg/hm2、钾肥（K2O）180 kg/hm2，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥 4∶2∶4 施用，钾肥按基肥∶穗肥 1∶1 施用，磷肥作基肥 1 次性施用。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 气象数据来源

气象数据来自温湿度记录仪（杭州泽大仪器有限公司，型号为ZDR-20），每隔1 h 自动记录1 次。

1.3.2 理论与实际产量测定

理论产量：成熟期按平均有效穗数每小区取5 丛进行考种，调查每穗粒数、结实率和千粒重；实际产量：成熟期每小区实割50 丛进行测产。

1.3.3 生育期记载

记载各品种播种期、齐穗期和成熟期。

1.3.4 稻米品质测定

水稻收获后存放3个月进行品质测定。采用万深SC-E 大米外观品质检测仪测定稻米垩白粒率和垩白度；按NY/T2639-2014 测定稻米直链淀粉含量；利用凯氏定氮仪（FOSS-8400）测定稻米全氮含量，再乘以含氮量换算为蛋白质的系数5.95 进而估算稻米粗蛋白含量；利用澳大利亚Newport Scientific 仪器公司生产的Super 3 型以及配套数据分析软件TCW（Thermal Cycle for Windows）测定稻米淀粉粘滞性（峰值粘度、热浆粘度、最终粘度、崩解值、峰值时间、糊化温度等）。

1.4 数据分析

用Microsoft excel 2010 软件处理数据，用SPSS 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 江西不同生态区下优质稻灌浆结实期不同温度参数

由表2 可知，随着纬度降低，齐穗—齐穗后20 d和齐穗—成熟的日最高温、日最低温、日均温、日温差以及积温均逐渐升高，其中齐穗—成熟阶段的各项温度参数变幅均大于齐穗—齐穗后20 d。

表2 不同生态区下优质稻灌浆结实期不同温度参数 （单位：℃）

2.2 江西不同生态区优质晚籼稻产量及产量构成因素

由表3 可知，各品种产量在不同生态区下变化趋势一致，表现为随着纬度降低，各品种产量逐渐降低，赣州最低，上高最高。相关分析表明，产量与每穗粒数、结实率以及千粒重呈正相关，与单位面积穗数呈负相关，但均未达到显著水平。

表3 不同生态区对优质晚籼稻产量及其构成因素的影响

进一步分析水稻产量与灌浆结实期温度的关系（表4）可知，水稻产量主要受齐穗—成熟阶段的日最高温影响，呈显著或极显著负相关，其次是齐穗—齐穗后20 d 的日最高温，受灌浆期其余温度参数影响不大。

表4 灌浆期不同温度特征与产量的相关性分析

2.3 江西不同生态区优质晚籼稻外观品质

由表5 可知，随着纬度降低，各品种外观品质均有变优的趋势，垩白粒率和垩白度均以赣州点最低，吉安点次之，上高点最高。

表5 不同生态区优质晚籼稻外观品质变化特征

由表6 可知，优质晚籼稻外观品质主要受齐穗—成熟阶段的日最低温影响，其次是齐穗—齐穗后20 d的日最低温，而与齐穗—成熟、齐穗—齐穗后20 d 两个阶段的日最高温、日均温以及积温等关系不密切。

表6 灌浆期不同温度特征与外观品质的相关性分析

2.4 江西不同生态区优质晚籼稻营养品质与直链淀粉含量变化特征

由表7 可知，随纬度降低，各品种蛋白质含量增加；而直链淀粉含量表现出相反趋势。不同生态区、不同品种以及生态区和品种二者互作对其均有显著影响。综上，优质晚籼稻营养品质以赣州点最优，直链淀粉含量以赣州点最低。

表7 不同生态区优质晚籼稻营养品质和直链淀粉含量变化特征

由表8 可知，蛋白质含量与齐穗—齐穗后20 d 和齐穗—成熟的日最高温、日最低温、日均温、日温差以及积温均呈显著或极显著正相关。优质晚籼稻直链淀粉含量主要受齐穗—齐穗后20 d 的日最低温影响。

表8 灌浆期不同温度特征与营养品质和直链淀粉含量的相关性分析

2.5 江西不同生态区优质晚籼稻RVA 谱特征值变化特征

由表9 可知，同一品种在不同生态区下的RVA 谱特征值变化特征表现不一。随着纬度降低，优质晚籼稻的峰值粘度、崩解值以及糊化温度总体均表现为增加趋势，峰值时间随纬度降低而变化不一。综合来看，赣州点食味较优。

表9 不同生态区优质晚籼稻RVA 谱特征值变化特征

由表10 可知，仅有1个品种的崩解值与齐穗—齐穗后20 d 和齐穗—成熟的日最低温呈极显著或显著正相关，其余品种均未达显著。

表10 灌浆期不同温度特征与崩解值的相关性分析

3 讨论

3.1 江西不同生态区优质晚籼稻产量

水稻产量不仅受品种类型、基因型等控制，还受不同群体结构、气候生态条件、栽培措施等影响。其中，温度是影响水稻产量的重要因素之一，水稻灌浆期遭遇高温会加速灌浆速率，导致籽粒充实度下降从而影响产量。研究表明，随着纬度降低，水稻灌浆期的积温与日均温度逐渐升高，且土壤基础肥力逐渐下降，各品种产量均表现为降低趋势。蒋李健[13]研究发现，对水稻进行高温或低温处理均会降低产量，但高温处理影响更大。李健陵等[14]也认为，灌浆期如遇高温，产量会大幅下降。本研究还发现，优质晚籼稻产量与齐穗—成熟阶段的日最高温呈显著或极显著负相关，这与龚金龙等[15]研究结果相似。而唐健等[12]在江西都昌、上高、宁都进行水稻品种类型研究时发现，随着纬度降低，杂交籼稻产量呈先增加后降低的趋势。此外，艾磊[16]还发现，不同品种在不同生态区种植时，影响产量的构成因素会有所不同。因此，设置多品种、多生态区进行研究才能更好获得水稻产量变化规律，解释品种生态适应性。

3.2 江西不同生态区优质晚籼稻稻米品质

稻米品质主要包括加工品质、外观品质、蒸煮与食味品质、营养品质等。品种类型、气候生态条件、栽培方式等因素都会不同程度的影响稻米品质。大多研究者认为，影响水稻品质的主要因素是灌浆期温度[16-19]，且有研究者认为，齐穗后20 d 内的温度对稻米品质影响最大[20-22]。关于灌浆期温度与水稻外观品质的关系，许多研究者有相同观点。赵庆勇等[9]利用不同播期和不同生态区研究水稻品质性状变化，发现随着纬度降低，外观品质明显变差。陶红娟等[23-24]发现，40℃高温条件明显提高垩白粒率和垩白度。而本研究结果表明，优质晚籼稻垩白粒率、垩白度和灌浆期温度呈负相关，随着纬度降低，同一品种的垩白粒率、垩白度总体呈现降低趋势。这与大多数研究者的结果不同，可能是由于随着纬度降低，生态区的昼夜温差逐渐增加，白天温度高有利于水稻进行光合作用，夜间温度低，呼吸减弱促进糖分积累，进一步提高了籽粒灌浆与充实，从而有利于外观品质的改善。本研究还发现，外观品质（尤其是垩白度）与齐穗—成熟阶段的日最低温相关性最密切，这与SHAH 等[25]结果类似。本研究中美香占2 号和野香优2号的外观品质在生态区间变化范围较小且保持较优水平，说明其垩白性状较稳定，可适当扩大种植及推广范围，还可作为抵御高温的材料以应对气候变暖。本研究还发现，随着纬度降低，各品种直链淀粉含量呈降低趋势，这与高焕晔等[26]研究结果类似。而关于灌浆结实期温度与水稻直链淀粉含量的关系目前说法较为复杂。朱碧岩等[27]发现，直链淀粉含量随灌浆期温度升高而增加，而高焕晔等[26]持相反观点，周德翼[22]认为灌浆期温度与直链淀粉含量之间存在曲线关系，以上不同研究结果可能是由于水稻品种类型[28-29]、品种本身直链淀粉含量高低[19,30]不同所致。关于灌浆期温度与水稻蛋白质含量的关系，胡启星[31]研究发现，随着纬度降低，灌浆期温度逐渐升高，蛋白质含量表现出增加趋势，这与本研究结果相同。本研究还发现灌浆期日最高温、日最低温、日均温、日温差以及积温均与蛋白质含量呈显著或极显著正相关，而朱大伟等[32]认为，蛋白质含量与灌浆结实期日最高温和日均温呈极显著正相关，与日最低温呈极显著负相关，与日温差相关性未达显著，这与本研究结果有所差异，可能是由于品种及生态区的不同导致。本研究还发现，随着纬度降低，峰值粘度、崩解值以及糊化温度等有所增加，且崩解值与灌浆期温度呈正相关，这与董文军等[7，33]结果相似。

4 结论

不同生态区下优质晚籼稻产量与品质变化规律明显，随着纬度降低，各品种产量逐渐降低，外观品质、营养品质和食味品质变优。优质晚籼稻产量主要受齐穗—成熟阶段的日最高温影响，稻米外观品质主要受齐穗—成熟阶段的日最低温影响，直链淀粉含量主要受齐穗—齐穗后20 d 的日最低温影响。优质晚籼稻在赣北地区种植能发挥产量优势，而在赣南地区种植则具有品质优势。