优良食味粳稻品种金香玉1号产量与品质对播期的响应

季红娟, 张小祥, 张 耗, 朱兆兵, 郑青松, 赵步洪, 余 玲, 李育红, 肖 宁, 潘存红, 吴云雨, 蔡 跃, 黄年生, 李爱宏*

(1. 江苏里下河地区农业科学研究所/ 国家水稻产业技术体系扬州综合试验站/ 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/ 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225007;2. 扬州大学农学院, 江苏扬州 225009; 3. 南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095)

水稻是世界三大粮食作物之一,为全球半数以上人口提供食物来源,在确保粮食安全方面具有重要贡献[1-3]。提高单位面积产量是水稻生产长期以来的工作重点[4]。我国水稻品种在经历近80年的品种改良后,产量得到显著的提高[5]。随着人民群众的生活水平不断提高,人们已经不再单纯追求产量的提高,对稻米品质的要求则越来越高[6]。稻米品质是市场竞争中的关键因素,关系到水稻生产和稻农经济效益[7], 较高的出米率和优良食味品质一直深受市场青睐。

软米是直链淀粉含量介于2%～15%的新型大米品种,具有软而不烂、甜润爽口、膨化性好、富有弹性、冷后不易变硬、回生程度小等优点,是制作方便米饭、米类点心等速食食品的高档原材料。 优良食味粳稻是直链淀粉含量介于糯稻和黏稻之间的一种特殊类型水稻,其直链淀粉含量较低,米饭柔软有光泽,咀嚼有弹性,口感好。研究[8]表明,为保持半糯水稻的优良食味特性和米粒的透明度,直链淀粉含量在控制在10%～14%范围内为佳。

金香玉1号是江苏金土地种业公司和江苏里下河地区农业科学研究所采用分子标记辅助育成的优良食味迟熟中粳新品种。该品种株高较矮,叶姿较挺,分蘖力强,熟相好,灌浆快,穗型适中,能够适合机插、直播等多种种植方式,易种易管; 产量潜力高,稻米品质优,适口性好,稻谷出糙率高,商品性好; 穗型较大,灌浆速度快,结实率高,中抗稻瘟病,抗条纹叶枯病。金香玉1号作为优良食味抗稻瘟病迟熟中粳新品种,适宜江苏省苏中及宁镇扬丘陵地区种植。但目前生产上对不同播期背景下金香玉1号产量及品质的变化规律研究较少。鉴此,本研究通过不同播期试验,研究播期对金香玉1号产量及品质的影响,以期为该品种大面积推广应用提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试水稻品种为金香玉1号和南粳9108 (对照), 两品种均为常规迟熟中粳稻。

试验于2018—2019年在江苏里下河地区农业科学研究所万福基地(32°41′N、119°52′E)进行,前茬小麦,土壤质地为沙壤土。耕作层含有机质10.53 g·kg-1、速效氮96.05 mg·kg-1、速效磷15.42 mg·kg-1、速效钾105.2 mg·kg-1。因2年趋势一致,本研究以2019年数据进行分析。

1.2 试验设计

试验采用两因素裂区设计,以品种为主区[金香玉1号(A)、南粳9108 (B)], 播期为副区[05-15 (S1)、05-25 (S2)、06-05 (S3)]。栽插密度为30万穴·hm-2, 每穴2苗。行、株距为25.0 cm×13.3 cm, 小区面积3.0 m×6.0 m, 重复3次。播期S1和S2 于6月15日移栽,播期S3 于6月26日移栽,手栽。全生育期施用尿素作为氮肥,折合纯氮270 kg·hm-2, 其中基肥、分蘖肥、穗肥比为4∶3∶3。磷肥(过磷酸钙,含P2O513%)的施用量为300 kg·hm-2, 于移栽前作基肥一次性施入。钾肥(氯化钾,含K2O 63%)的施用量为195 kg·hm-2, 分基肥和拔节肥2次平均使用。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及其构成

收获前每小区取1行测定有效穗,取3株考种,测定每穗粒数、千粒重和结实率, 3个重复实收计产。

1.3.2 稻米品质测定

稻米品质测定按国标《GB/T 17891—1999优质稻谷》执行。测定糙米率、精米率、整精米率、垩白率、垩白度、胶稠度。用近红外谷物快速品质分析仪(瑞典FOSS公司)测定直链淀粉和蛋白质含量。采用Super 3型RVA仪(澳大利亚New-pert Scientific仪器公司)测定淀粉粘滞性。食味值通过STA1B米饭食味仪(日本佐竹公司)进行测定。

1.4 数据分析

用DPS 7.5进行方差分析,采用最小显著差数法(LSD法)检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 播期对不同水稻品种产量及构成的影响

由表1可知,随播期的推迟,金香玉1号和南粳9108穗长变短,且差异显著。有效穗在2个品种中均随着播期的推迟而增加,总粒数随播期的推迟而减少,金香玉1号3个播期有效穗均比南粳9108低,而每穗粒数金香玉1号3个播期均高于南粳9108; 结实率2个品种均随着播期的推迟显著下降; 南粳9108千粒重随播期的推迟而下降,金香玉1号千粒重受播期影响程度小,差异不显著。随着播期的推迟,金香玉1号和南粳9108产量均显著下降。

表1 播期对不同水稻品种产量及构成的影响*Tab.1 Effects of sowing dates on grain yield and its components of different rice varieties

由表2可知, 2个品种在不同播期条件下,每穗总粒数和产量存在显著差异,播期对有效穗、结实率和千粒重影响不显著。

表2 播期对不同水稻品种产量及构成指标的方差分析☆Tab. 2 Analysis of variance of sowing date on yield indexes of different rice varieties

2.2 播期对不同水稻品种稻米品质的影响

2.2.1 对加工和外观品质的影响

由表3可知,随着播期的推迟,出糙率、精米率和整精米率均呈下降趋势,金香玉1号S1、S2处理间差异不显著, S3与S1、S2处理间差异显著。南粳9108出糙率和精米率3个播期差异均不显著,整精米率S1、S2处理间差异不显著, S3处理显著降低。外观品质金香玉1号随播期的推迟,垩白率和垩白度呈显著下降趋势,南粳9108随播期的推迟垩白率垩白度增加,但差异不显著。

表3 播期对不同水稻品种加工和外观品质的影响*Tab.3 Effects of sowing dates on milling and appearance quality of different rice varieties

2.2.2 对籽粒蛋白质、直链淀粉、胶稠度和食味值的影响

由表4可知,随着播期的推迟,金香玉1号蛋白质含量呈降低趋势,而南粳9108蛋白质含量在不同播期之间差异不显著; 直链淀粉含量则均呈增加的趋势,其中金香玉1号差异显著,南粳9108差异不显著。胶稠度随播期的推迟均显著下降,食味值随播期的推迟增加,且金香玉1号的S3处理食味值最高。日本优质大米的食味值规定在70分以上,国内大部分优质大米的食味值在55～65分之间[9]。金香玉1号和南粳9108平均分均超过70分。

表4 播期对不同水稻品种蛋白质、直链淀粉、胶稠度和食味值的影响*Tab.4 Effects of sowing dates on gel consistency and content of protein and amylose of different rice varieties

由表5可知,不同品种在不同播期条件下,整精米率和垩白率差异显著,播期对蛋白质、直链淀粉含量和胶稠度影响不显著。

表5 播期对不同水稻品种主要品质指标的方差分析Tab.5 Analysis of variance of sowing dates on some important quality indexes of different rice varieties

2.2.3 对淀粉黏滞特性的影响

由表6可知,随着播期的推迟,金香玉1号和南粳9108的峰值黏度、崩解值、消减值和峰值时间均显著增加,糊化温度则反之,但不同播期差异不显著。推迟播期可显著改善2个品种的蒸煮食味品质。

表6 播期对不同水稻品种淀粉黏滞特性的影响*Tab.6 Effects of sowing dates on starch viscosity of different rice varieties

3 讨论

3.1 播期对水稻产量的影响

确定合理播期是水稻高产栽培的关键技术之一。对某一水稻新品种而言,研究其配套栽培技术,集成配套栽培技术体系,实现良种良法的合理配套,才能充分发挥其产量潜力。合理确定播期是实现水稻高产、优质的基础[10]。大量研究[10-14,16-17]表明,推迟播期会导致产量下降,但对产量构成因素的影响前人研究结果不尽相同。相关研究[11]表明,水稻产量随着播期的推迟显著下降,主要是因为每穗粒数、结实率和千粒重的同步下降,穗数则略有增加,但总颖花量随播期的推迟而减少。邢志鹏等[12]研究表明,不同水稻品种的产量随播期推迟呈显著下降的趋势,但变化幅度存在差异; 王夫玉等[13]研究发现,随播期的推迟,受影响的首先是结实率,其次是千粒重,再次是每穗颖花数,而穗数受影响最小。播期在一定程度上影响水稻生长发育速度,通过不同的播期处理,改变各生育期的长短和所处的时间段决定了群体光合积累的时间,进而决定最终产量的形成[14]。张小祥等[15]研究表明,随着播栽期的推迟,产量呈先上升后下降趋势,成穗数呈上升趋势,每穗总粒数和千粒重随播期的推迟而减少。

在合理播期下进行配套适宜水稻品种与科学肥料运筹,对充分利用当地温光资源,充分发挥品种产量潜力,确保水稻高产稳产具有十分重要的意义[16-17]。本研究结果表明,随着播期的推迟,金香玉1号和南粳9108实产均显著下降。就产量构成因素而言, 2个品种有效穗均随着播期的推迟而增加,但结实率随着播期的推迟显著下降; 南粳9108千粒重随播期推迟下降,而金香玉1号千粒重受播期影响程度小,差异不显著。本研究结果显示金香玉1号每穗总粒数和产量均高于对照南粳9108,表明新品种金香玉1号播期适应性较宽,具有较强的温光适应性,在适度晚播条件下该品种亦能充分地利用光温资源,从而保证其产量稳定。

3.2 播期对稻米品质的影响

有研究[18]表明,稻米品质中受播期影响最大的是整精米率,其次为胶稠度,最后是糙米率、精米率和直链淀粉含量。随着播种时间的推迟,直链淀粉含量呈变优的趋势,适当延迟播种有助于改善稻米品质。谢黎虹等[19]研究发现,直链淀粉含量随播期的推迟而增加,蛋白质含量随播期的推后而降低。也有研究[20]表明,随播期的推迟,直链淀粉含量呈降低趋势,品种间直链淀粉含量的差异达极显著水平,播期与品种之间的互作效应不显著。这表明播期对直链淀粉含量有显著影响,但品种间直链淀粉含量的差异更明显,播期与品种之间不存在互作效应。播期影响直链淀粉含量的本质是温度。灌浆结实期温度对直链淀粉含量影响与品种的直链淀粉含量有关。孙义伟等[21]研究表明高温使低直链淀粉含量的品种直链淀粉含量下降,高直链淀粉含量的品种直链淀粉含量提高。

邢志鹏等[22]研究发现,随播期的推迟,灌浆结实期日均温度呈规律性下降趋势,灌浆速率更平缓,籽粒充实较好,质地紧密,有利于减少垩白粒率、垩白面积,降低垩白度,从而改善稻米外观品质。本研究结果表明,随播期的推迟, 2个品种整精米率、蛋白质含量和胶稠度均表现为下降趋势,直链淀粉含量则相反。垩白米率、垩白面积和垩白度明显变小,播期对外观品质的影响最大。因此,推迟播种可显著改善稻米外观品质。

3.3 播期对稻米RVA特征值的影响

稻米淀粉RVA谱特征与稻米蒸煮食味品质密切相关,一般而言,米饭质地好峰值黏度高、崩解值大、消减值小[23]。统计分析表明,稻米淀粉RVA谱特征值中的峰值黏度、热浆黏度、崩解值、消减值、糊化温度于年份效应、品种效应、播期效应间差异达显著、极显著水平,消减值和起始糊化温度在品种与播期互作效应上差异达显著水平外,说明淀粉RVA谱特征值受到年份、品种、播期的影响显著[22]。张小祥等[15]研究表明,随播期推迟,稻米的峰值黏度、崩解值、消减值均呈先增后减的趋势,适当早播有利于稻米较好食味品质的形成。

综合本研究结果,播期显著改变稻米RVA谱特征。随播期的推迟, 2个品种稻米的峰值黏度、崩解值呈上升趋势,消减值逐渐增加且增幅较低,金香玉1号的食味品质得到了显著改善。

4 结论

推迟播期对水稻产量和稻米品质有显著影响,降低优良食味粳稻金香玉1号的产量和加工品质,提高外观品质,改善稻米RVA谱特征,从而改善稻米的食味品质。在当前小麦迟播迟收的背景下,通过相关栽培技术的调控,如适期延播等,可改善或保持优良食味粳稻的食味品质。