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    速生晚粳稻產(chǎn)量形成特點(diǎn)與稻米品質(zhì)及生育期變化規(guī)律研究

    2014-12-05 02:58:04黃光福蔣敏明張衛(wèi)星王春麗李迪秦唐啟源
    作物研究 2014年1期
    關(guān)鍵詞:精米晚熟粳稻

    黃光福,蔣敏明,張衛(wèi)星,王春麗,李迪秦,唐啟源*

    (1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,長沙410128;2中國水稻研究所,浙江杭州310006;3云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,昆明650201)

    洪澇災(zāi)害是我國的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一,對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了重大影響,而水稻是受洪澇災(zāi)害影響尤為突出的作物。7、8月份為湖南省雙季晚稻的生育前期,也正是湖南省洪澇災(zāi)害高發(fā)期。水稻生育前期遭受洪澇災(zāi)害,輕則影響水稻的正常生長發(fā)育,導(dǎo)致減產(chǎn),重則顆粒無收。因此洪澇災(zāi)害后,選擇正確的補(bǔ)救措施,最大限度減少損失,具有重要意義。

    20世紀(jì)70年代以來,秈型雜交晚稻的推廣應(yīng)用使得長江流域雙季稻區(qū)的粳稻種植逐步從生產(chǎn)上退出[1]。但有研究[2~9]表明,播期對(duì)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要影響,利用粳稻品種抗寒性強(qiáng)和耐遲播的特性,選擇合適的播期,補(bǔ)種粳稻品種可作為晚稻洪澇災(zāi)害后的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。近年來,由于長江流域雙季稻區(qū)洪澇災(zāi)害頻發(fā),篩選多熟制作物種植的搭配品種和洪澇災(zāi)害后的補(bǔ)救種植品種已經(jīng)成為水稻減災(zāi)救災(zāi)研究的熱點(diǎn)。筆者從東北引進(jìn)8個(gè)不同熟期粳稻品種,對(duì)其在湖南種植的生育規(guī)律及生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行研究,旨在為湖南省雙季稻生產(chǎn)過程中洪澇災(zāi)害后救災(zāi)品種的選擇和南方稻米品質(zhì)改善提供理論依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

    試驗(yàn)于2012年在湖南省瀏陽市永安鎮(zhèn)(28°09'N,113°37'E)試驗(yàn)基地進(jìn)行。

    1.2 供試品種

    參試品種10個(gè)。8個(gè)東北品種,即中早熟早粳長白9號(hào)(CB-9);中晚熟早粳吉粳83號(hào)(JJ83)及遼星1號(hào)(LX-1);早熟早粳龍粳21(LJ21)及龍粳26(LJ26);特早熟早粳龍粳24(LJ24);中熟早粳松粳9號(hào)(SJ-9):晚熟早粳鹽豐47(YF47)。2個(gè)對(duì)照,即常規(guī)早秈中嘉早17(ZJZ17)和雜交早秈金優(yōu)463(JY463)。

    1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),播期為主區(qū)、品種為副區(qū),3次重復(fù),小區(qū)面積16 m2。其中主區(qū)播期設(shè)置:播期1,7月10日播種;播期2,7月25日播種;播期3,8月9日播種。采用434孔塑盤育秧,每孔均勻點(diǎn)播4~5粒種谷。移栽秧齡為15 d,全部手工栽插,栽插規(guī)格為27 cm×12 cm,密度32.1萬穴/hm2,每穴插4本。氮肥用尿素,用量180 kg/hm2N,基蘗穗肥比例為4∶3∶3,分別在栽前、栽后10 d和倒3~4葉期施用。磷肥用鈣鎂磷肥全部基施,鉀肥用氯化鉀,在栽前和栽后10 d各施50%。氮磷鉀比例為1∶0.5∶0.5。

    1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

    1.4.1 生育期記載

    記載各品種抽穗期、齊穗期和成熟期。

    1.4.2 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查

    株高測(cè)量:在齊穗期進(jìn)行,每個(gè)處理共測(cè)量20株。葉面積測(cè)量:測(cè)量已標(biāo)記葉齡的稻株主莖劍葉、倒二葉、倒三葉的長和寬,每個(gè)品種每次重復(fù)共測(cè)量10株主莖,葉面積=長×寬×0.75。

    1.4.3 干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量測(cè)定

    分別在抽穗期、成熟期,每個(gè)處理取5穴,植株連根拔出,清洗,去根,將葉、莖和穗分開烘干稱干重。成熟期考查有效穗數(shù)(每小區(qū)調(diào)查30穴)和取樣考種(每小區(qū)取5穴)測(cè)定穗長、每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率及千粒重,計(jì)算理論產(chǎn)量;并在每個(gè)小區(qū)預(yù)留2 m×2.5 m范圍的植株實(shí)割后脫粒風(fēng)干稱重,測(cè)算實(shí)際產(chǎn)量。

    1.4.4 稻米品質(zhì)測(cè)定

    水稻收獲脫粒,曬干,室內(nèi)貯藏3個(gè)月后,用NP-4350型風(fēng)選機(jī)風(fēng)選,參照GB/T17891-1999測(cè)定糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度、堿消值和膠稠度等。采用瑞典FOSS TECATOR公司生產(chǎn)的近紅外谷物分析儀(Infrared 1241 grain analyzer)測(cè)定精米的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量。

    所有數(shù)據(jù)采用DPS和Excel進(jìn)行整理和分析。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

    從表1可知,正常成熟的東北品種,3個(gè)播種期的平均產(chǎn)量分別為7.51、5.61和1.60 t/hm2,表現(xiàn)為:播期1>播期2>播期3,其中,中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳產(chǎn)量顯著高于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳。播期1中,LX-1和YF47產(chǎn)量較高,分別為9.61和8.74 t/hm2,比對(duì)照 JY463高11.1%和1.1%;播期2中,各品種的產(chǎn)量均低于對(duì)照;播期3中,只有LJ21、LJ24、LJ26和CB-9結(jié)實(shí),產(chǎn)量較低且品種間差異不顯著,其中品種CB-9的產(chǎn)量最高,為1.90 t/hm2,LJ24 產(chǎn)量最低,為 1.43 t/hm2。

    不同播期的有效穗數(shù):播期2>播期1>播期3。播期1中除LX-1和YF47外,其余品種有效穗數(shù)較對(duì)照ZJZ17高1.6% ~23.0%;播期2中除SJ-9外,各品種有效穗數(shù)較對(duì)照J(rèn)Y463高5.8% ~29.3%;播期3中,正常成熟的4個(gè)品種的有效穗數(shù)均高于對(duì)照。

    不同播期的穗粒數(shù):播期1和播期2顯著大于播期3。播期1中,LX-1的穗粒數(shù)顯著多于其他品種;播期2中,各品種的穗粒數(shù)均低于對(duì)照;播期3中,YF47和對(duì)照相當(dāng),其他品種低于對(duì)照。

    不同播期的千粒重:播期1>播期2>播期3。播期1和播期2各品種千粒重與對(duì)照差異不顯著。

    不同播期的結(jié)實(shí)率:變化規(guī)律不明顯。播期1中,各品種的結(jié)實(shí)率均顯著大于對(duì)照J(rèn)Y463;播期2中,各品種的結(jié)實(shí)率達(dá)到80% ~83.6%,顯著高于對(duì)照;播期3各品種的結(jié)實(shí)率均偏低,只有20.9%~27.1%。產(chǎn)量較高的LX-1每穗粒數(shù)顯著多于其他品種且結(jié)實(shí)率較高。

    以上可知,通過較大的穗型協(xié)調(diào)構(gòu)建足夠的每穗粒數(shù),并保證高效的灌漿充實(shí),即保持較高的結(jié)實(shí)率,是粳稻獲得更高產(chǎn)量的關(guān)鍵。

    表1 不同播期各品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子Table 1 Yield and its components of the different varieties under different sowing date

    2.2 品種生育安全性

    能否正常抽穗灌漿成熟,是水稻生育安全性的根本指標(biāo)。由表2可知,3個(gè)播期中,特早熟早粳、早熟早粳、中早熟早粳3播期均能正常成熟。未成熟的品種齊穗期在10月19日~11月2日,此時(shí)已晚于湖南粳稻安全齊穗下限日期,此時(shí)日平均氣溫已低于15℃,灌漿極其緩慢甚至終止,故不能正常成熟,形成較多的癟粒與青死米。所引品種隨播期的延遲,生育期呈延長的趨勢(shì),全生育期與原產(chǎn)地相比縮短15~45 d,其中,第三播期中,CB-9縮短15 d,第一播期中,LJ26縮短45 d。正常成熟的品種齊穗期在9月1日~10月3日,成熟期在10月8日~11月24日。

    表2 各品種的生育安全性Table 2 Fertility security of different varieties

    2.3 不同播期各品種株高及高效葉面積

    播期對(duì)高效葉面積影響規(guī)律不明顯(表3)。播期1,各品種均小于對(duì)照;播期2,對(duì)照J(rèn)Y463最大,SJ-9次之,大于對(duì)照ZJZ-17;播期3,各品種均小于對(duì)照。

    播期對(duì)株高的影響不顯著,各類型品種間差異顯著,中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳顯著高于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳(表3)。其中,特早熟早粳、早熟早粳,莖稈纖細(xì),出現(xiàn)嚴(yán)重倒伏現(xiàn)象。播期1,各品種均比對(duì)照矮。播期2,LX-1、SJ-9和YF47高于對(duì)照ZJZ17,但差異不顯著。播期3,各品種均顯著低于對(duì)照。

    能正常結(jié)實(shí)的東北品種的3個(gè)播期的高效葉面積及株高與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.5913*和0.4961*。可見,高效葉面積較大的品種,具有較高的光合生產(chǎn)能力,既能夠增加光合物質(zhì)積累量,又能協(xié)調(diào)群體莖鞘物質(zhì)輸出與運(yùn)轉(zhuǎn),以強(qiáng)源暢流,促成群體籽粒充實(shí)度高,最終產(chǎn)量較高。

    表3 不同播期各品種的株高和高效葉面積Table 3 Plant height and efficient leaf area of different varieties under different sowing date

    2.4 不同播期各品種干物質(zhì)生產(chǎn)

    播期對(duì)抽穗期干物質(zhì)積累的影響不明顯,但對(duì)成熟期的干物質(zhì)積累產(chǎn)生顯著影響(表4)。抽穗期干物質(zhì)積累整體表現(xiàn)為:播期3>播期1>播期2。播期1中,LX-1和JJ83干物質(zhì)積累量最大,分別為1 000.50 g/m2和934.16 g/m2,較對(duì)照ZJZ17分別增加121.58 g/m2和55.24 g/m2,但均小于對(duì)照J(rèn)Y463;播期2中,LX-1干物質(zhì)積累量最大,為885.3 g/m2,較對(duì)照 JY463增加62.8 g/m2,小于對(duì)照ZJZ-17;播期3中,JJ83和LX-1干物質(zhì)積累量較大,高于對(duì)照ZJZ-17,小于對(duì)照J(rèn)Y463。成熟期干物質(zhì)整體表現(xiàn)為:播期1>播期2>播期3。播期1中,LX-1干物質(zhì)積累量高于對(duì)照,為1 683.42 g/m2,其他品種均低于對(duì)照;播期2中,對(duì)照J(rèn)Y463干物質(zhì)積累量大于其他品種,JJ83干物質(zhì)積累量顯著高于對(duì)照 ZJZ17;播期3中,正常成熟的品種中,LJ21干物質(zhì)積累量最大,為1 069.87 g/m2,LJ24最小為922.98 g/m2。所引品種全生育期較原產(chǎn)地縮短,溫光資源利用率相對(duì)較低,抽穗—成熟期光合物質(zhì)積累較少,進(jìn)而降低了群體庫容總充實(shí)量。

    表4 供試品種3個(gè)播期的干物質(zhì)生產(chǎn)量Table 4 Dry matter production characteristics of tested varieties under three sowing date(g/m2)

    2.5 不同播期稻米品質(zhì)

    2.5.1 加工品質(zhì)

    各類型品種糙米率、精米率和整精米率受播期的影響不明顯,各品種間差異較小,糙米率、精米率與對(duì)照相比差異不顯著;所有引進(jìn)品種的整精米率均高于對(duì)照,其中播期1,LX-1的精米率較對(duì)照ZJZ17和JY463分別高12.1%和20.9%(表5)。

    2.5.2 外觀品質(zhì)

    播期對(duì)稻米堊白粒率和堊白度有顯著影響,隨播期的延遲各品種均呈下降趨勢(shì)。所引品種的堊白粒率和堊白度均顯著低于對(duì)照,其中播期1,LX-1的堊白粒率和堊白度最低,較對(duì)照ZJZ17和JY463分別低78%和54%及17.2%和9.6%(表5)。

    2.5.3 蒸煮食味品質(zhì)

    播期對(duì)參試品種的蒸煮食味品質(zhì)影響較小。兩個(gè)播期各品種的堿消值均為7級(jí),都大于對(duì)照J(rèn)Y463。播期1中,JJ83膠稠度最大,LX-1次之,均超過對(duì)照;播期2中,各品種膠稠度差異不顯著,但是均超過對(duì)照。直鏈淀粉含量所有品種均小于對(duì)照,其中LX-1的最小,為16.3%(表5)。

    2.5.4 營養(yǎng)品質(zhì)

    隨播期的推遲,各品種的蛋白質(zhì)含量整體呈增加的趨勢(shì),但差異不顯著(表5)。

    2.5.5 米質(zhì)等級(jí)

    播期1中,LX-1和JJ83米質(zhì)最好,為2級(jí);播期2中,JJ-83和對(duì)照J(rèn)Y463米質(zhì)最好,為2級(jí)(表5)。

    表5 不同播期各品種的稻米品質(zhì)Table 5 Rice quality of different varieties under different sowing date

    3 討論

    3.1 生育安全性

    生育安全性是引種考慮的關(guān)鍵因素。從理論上講,水稻抽穗后5~20 d這段時(shí)間是環(huán)境因子影響籽粒結(jié)實(shí)率與千粒重的敏感期,而其中溫度影響最甚。前人研究認(rèn)為,此段時(shí)間日均溫為21~26℃,對(duì)灌漿結(jié)實(shí)最為適宜[10]。本研究中,第一播期,各品種均能在9月20日前齊穗,且產(chǎn)量較高,第二和第三播種期,除了特早熟品種之外,其他品種均在9月20日之后齊穗,且產(chǎn)量較低,原因是9月20日為湖南的水稻安全齊穗界限,9月20日以后,日均溫低于21℃,導(dǎo)致灌漿極其緩慢甚至終止,所以結(jié)實(shí)率下降,產(chǎn)量較低。此外所引品種的生育期較原產(chǎn)地都呈現(xiàn)縮短的趨勢(shì),這可能是多數(shù)品種產(chǎn)量低于對(duì)照的另一個(gè)原因。謝小兵等[11]研究認(rèn)為,北方品種南移,全生育期比品種原產(chǎn)地減少25~54 d。本研究表明,所引東北品種全生育期比品種原產(chǎn)地減少15~45 d。品種生育期較原產(chǎn)地都有所減少,隨播期的推遲生育期有所延長。所以為保證安全齊穗,所引品種的最適播期為7月10日。

    3.2 不同播期的干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成特點(diǎn)

    水稻高產(chǎn)的實(shí)現(xiàn),必須以一定的干物質(zhì)積累量為基礎(chǔ),但有關(guān)抽穗前后的干物質(zhì)生產(chǎn)對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大小研究結(jié)論不一。陳溫福[12]、張洪松[13]等人認(rèn)為高產(chǎn)品種干物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)在抽穗期,而Ying[14]、凌啟鴻[15]等人認(rèn)為在抽穗后。本研究中能正常結(jié)實(shí)成熟的各品種,成熟期干物質(zhì)積累與稻谷產(chǎn)量極顯著正相關(guān)。這說明產(chǎn)量較高的品種優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在后期干物質(zhì)的積累。本研究結(jié)果表明,3個(gè)播期產(chǎn)量較高的品種主要是因?yàn)榻Y(jié)實(shí)率和每穗粒數(shù)的優(yōu)勢(shì),這與李義診等[16]認(rèn)為的總粒數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最密切,對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)最高一致。單位面積有效穗數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系不明顯。粳稻引種過程中,要求各產(chǎn)量構(gòu)成因子間協(xié)調(diào)才能發(fā)揮粳稻品種的產(chǎn)量潛力。例如播期1中,產(chǎn)量表現(xiàn)較好的遼星1號(hào)和鹽豐47的每平方米有效穗數(shù)較少,分蘗能力適中,可以進(jìn)一步通過增加基本苗數(shù),發(fā)揮其產(chǎn)量潛力,達(dá)到增產(chǎn)的目的。

    3.3 不同播期的農(nóng)藝性狀

    株高是水稻群體重要的形態(tài)指標(biāo)之一,直接影響水稻的抗到性,株高與生物產(chǎn)量通常呈正相關(guān),高產(chǎn)條件下更明顯。本試驗(yàn)播期1中的對(duì)照金優(yōu)463株高最高。播期1中,產(chǎn)量較高的品種遼星1號(hào),株型較緊湊,株高適中,抗倒性好,葉片較挺拔。可見,株高適中,株型較緊湊,葉片較挺拔,群體內(nèi)通風(fēng)透光較好,是高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。葉片是水稻最重要的源器官,其功能及衰老對(duì)水稻產(chǎn)量與品質(zhì)有重要影響[17]。水稻產(chǎn)量的70% ~80%主要來自于抽穗后植株上三葉的光合產(chǎn)物。本試驗(yàn)所引東北品種,表現(xiàn)較好的中晚熟早粳、晚熟早粳和中熟早粳株型更挺拔,冠層結(jié)構(gòu)配置合理,更有利于水稻群體通風(fēng)透光,更好地協(xié)調(diào)源庫流的關(guān)系,使抽穗期群體干物質(zhì)積累量保持在較高水平上,同時(shí)又不影響群體的安全生長。

    3.4 稻米品質(zhì)

    稻米品質(zhì)的形成是由自身的基因型和環(huán)境共同決定的。本研究結(jié)果表明,不同播期對(duì)稻米品質(zhì)各性狀指標(biāo)均有一定的影響,影響程度與品種生育類型有密切關(guān)系。不同播期的糙米率、精米率和整精米率差異并不明顯,不同品種的糙米率、精米率與對(duì)照差異不明顯,整精米率明顯大于對(duì)照,其中播期1中的遼星1號(hào)的整精米率最大,達(dá)到71.8%。遼星1號(hào)灌漿結(jié)實(shí)期溫度范圍在21~24℃之間,且生育期長于其他品種,能充分灌漿結(jié)實(shí),這可能是其整精米率高的原因。本研究結(jié)果表明,隨播期的延遲各品種整精米率均呈下降的趨勢(shì)。各類型品種的堊白粒率和堊白度均顯著低于對(duì)照,其中遼星1號(hào)的堊白粒率和堊白度最低,中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳顯著小于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳,這可能與各品種的生育期長短有關(guān),生育期較長的品種灌漿結(jié)實(shí)充分,堊白粒率和堊白度均較小。

    4 結(jié)論

    本研究結(jié)果表明,引進(jìn)東北品種在湖南瀏陽種植,隨播期推遲,產(chǎn)量下降,成熟期延后,成熟期干物質(zhì)積累量下降。特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳因生育期較短,株高、高效葉面積、干物質(zhì)生產(chǎn)等均受到影響,抗倒伏能力較弱,栽培過程中如遇到大風(fēng)天氣有大面積倒伏的風(fēng)險(xiǎn),因此不宜做救災(zāi)品種。3個(gè)播期能正常成熟的各品種表現(xiàn)因類型而異,晚熟品種整體表現(xiàn)優(yōu)于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳,主要表現(xiàn)在產(chǎn)量較高,稻米等級(jí)優(yōu)于其他品種。雖然所引品種,總體產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)不如秈稻,但是其品質(zhì)較優(yōu),因此,從應(yīng)急性避災(zāi)救災(zāi)和改善湖南稻米品質(zhì)狀況來看,可以利用東北晚熟品種作為湖南省晚稻品種種植,但是其播期不宜太晚,最適宜播期為7月上旬。

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