花后持續(xù)遮光15 d對(duì)香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響

莫釗文，汪益磊，肖　楓，湯永堅(jiān)，潘圣剛，段美洋，唐湘如(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣東廣州50642;2農(nóng)業(yè)部華南地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，廣東廣州50642)

花后持續(xù)遮光15 d對(duì)香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響

莫釗文1，2，汪益磊1，肖楓1，湯永堅(jiān)1，潘圣剛1，2，段美洋1，2，唐湘如1，2
(1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣東廣州510642;2農(nóng)業(yè)部華南地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，廣東廣州510642)

摘要:【目的】探明花后持續(xù)遮光15 d對(duì)香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣特征物質(zhì)2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)的影響.【方法】以常規(guī)香稻品種玉香油占和農(nóng)香18為材料，進(jìn)行大田對(duì)比試驗(yàn)，設(shè)置花后持續(xù)遮光15 d處理和正常光照處理，測(cè)定了香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量等指標(biāo).【結(jié)果和結(jié)論】與正常光照處理相比，花后持續(xù)遮光15 d顯著提高了籽粒2-AP含量和蛋白質(zhì)含量，但千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量以及整精米率均顯著降低.花后持續(xù)遮光15 d可以提高香稻香氣但會(huì)降低產(chǎn)量，對(duì)稻米其他品質(zhì)性狀的影響因品種而異.

關(guān)鍵詞:花后持續(xù)遮光15 d;香稻;產(chǎn)量;米質(zhì);香氣

莫釗文，汪益磊，肖楓，等.花后持續(xù)遮光15 d對(duì)香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，36(3) : 45-48.

優(yōu)先出版時(shí)間:2015-04-14

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香稻是水稻Oryza sativa L.中的珍品，具有獨(dú)特香味和優(yōu)良品質(zhì).盡管香米的銷售價(jià)格比常規(guī)優(yōu)質(zhì)米高，世界香米的消費(fèi)量仍在逐年增長(zhǎng).引起了世界各稻米生產(chǎn)國(guó)科研人員對(duì)香米研究的高度重視［1］.如何在提高產(chǎn)量的同時(shí)增加香稻香氣的含量是科研人員所面臨的問題.研究表明栽培管理技術(shù)手段能提高2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量，如鋅、鐵、鑭肥基施或噴施處理均不同程度地提高了香稻糙米的香氣含量、香米的品質(zhì)和香稻產(chǎn)量［2］;在香稻生育期間進(jìn)行干旱脅迫也能夠提高香氣2-AP的含量［3］;對(duì)水稻的不同生育階段進(jìn)行遮陰，結(jié)果表明，灌漿結(jié)實(shí)期遮陰對(duì)產(chǎn)量影響最大［4］.遮光對(duì)水稻產(chǎn)量和物質(zhì)積累的影響研究報(bào)道較多，但灌漿前期(水稻揚(yáng)花后)遮光處理對(duì)香稻產(chǎn)量的影響，特別是對(duì)香稻香氣物質(zhì)(2-AP)的影響研究鮮見報(bào)道.本研究選用2個(gè)香稻品種，通過設(shè)置花后持續(xù)遮光15 d處理和正常光照處理，分析了花后持續(xù)遮光15 d對(duì)香稻產(chǎn)量、品質(zhì)和香氣的影響，為香稻增香、高產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1材料和試驗(yàn)地狀況

以常規(guī)香稻品種玉香油占和農(nóng)香18為材料.試驗(yàn)于2013年在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，水稻田土壤性質(zhì)如下:有機(jī)質(zhì)25.650 g·kg－1、全氮1.362 g·kg－1、全磷0.958 g·kg－1、全鉀17.520 mg·kg－1，土壤pH 4.88.

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)置品種和光照處理2個(gè)因素，品種為主區(qū)，光照處理為副區(qū).水稻于7月15日播種，8月5日移栽，2苗移栽，種植密度為20 cm×20 cm，小區(qū)面積為16 m2，3次重復(fù).水稻揚(yáng)花后(10月3—18 日)于距水稻冠層35 cm處遮蓋雙層黑色遮光網(wǎng)(透光率為11.5%)持續(xù)遮光15 d，以正常光照作為對(duì)照處理(CK).施用水稻專用肥1 500 kg·hm－2(N、P2O5、K2O、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12.5%、6.0%、10.0%、15.0%)，其中基肥為900 kg·hm－2、蘗肥為600 kg·hm－2，各處理的其余栽培技術(shù)措施均一致.

1.3測(cè)定指標(biāo)和方法

1.3.1產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測(cè)定于水稻成熟期(11 月5日)收割1 m2的水稻，曬干測(cè)定產(chǎn)量，3次重復(fù).每小區(qū)調(diào)查30穴水稻，記錄有效穗數(shù)，3次重復(fù).根據(jù)調(diào)查所得的平均有效穗數(shù)，隨機(jī)選取代表性植株5蔸進(jìn)行每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量測(cè)定.

1.3.2水稻稻米品質(zhì)糙米率采用機(jī)械礱谷機(jī)進(jìn)行測(cè)定.精米率和整精米率采用浙江臺(tái)州市檢驗(yàn)?zāi)朊讬C(jī)JNMJ3型進(jìn)行測(cè)定.采用Infratec1241grain analyzer(FOSS-TECATOR)測(cè)定稻米直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量和堿消值.

1.3.3籽粒香氣測(cè)定籽粒香氣(2-AP)的測(cè)定參考李艷紅等［5］的方法，使用GC-MS QP2010 Plus型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定.

1.3.4植株干質(zhì)量參照吳桂成等［6］的測(cè)定方法.于成熟期根據(jù)平均莖蘗數(shù)選取代表性植株5蔸，把莖鞘、葉片和穗分開，105℃殺青30 min后轉(zhuǎn)至80℃烘干至恒質(zhì)量后稱質(zhì)量.

1.3.5植株全氮和籽粒脯氨酸含量的測(cè)定植株(包括莖鞘、葉片和穗)的全氮含量參照魯如坤［7］的方法;籽粒脯氨酸含量的測(cè)定參考黃忠林等［8］的方法.1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2003和Statistix 8.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和統(tǒng)計(jì)分析.

2　結(jié)果與分析

表1的結(jié)果表明，與正常光照相比，花后持續(xù)遮光15 d處理極顯著降低了香稻的總干質(zhì)量、千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量，分別顯著降低了27.93% ～33.13%、6.12%～10.96%、28.54%～31.11% 和47.01%～57.28%.花后持續(xù)遮光15 d處理農(nóng)香18的有效穗數(shù)降低了20.18%，達(dá)顯著水平.光照處理對(duì)每穗總粒數(shù)無顯著影響.品種與光照處理的互作僅顯著影響水稻的千粒質(zhì)量，對(duì)其余性狀的影響不明顯.

表1　花后持續(xù)遮光15 d處理對(duì)香稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響1)Tab.1 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on yield and its components of aroma rice

表2的結(jié)果表明，對(duì)于玉香油占，與正常光照相比，花后持續(xù)遮光15 d處理顯著提高了糙米率、稻米蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量，顯著降低了稻米整精米率.對(duì)于農(nóng)香18，與正常光照處理相比花后持續(xù)遮光15 d處理顯著降低了稻米碾磨品質(zhì)，顯著提高了稻米蛋白質(zhì)含量.品種與光照處理交互作用下，香稻的糙米率、精米率、整精米率及蛋白質(zhì)含量呈極顯著差異.

表2　花后持續(xù)遮光15 d處理對(duì)香稻稻米品質(zhì)的影響1)Tab.2 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on aromatic rice quality

表3的結(jié)果表明，與正常光照相比，花后持續(xù)遮光15 d處理顯著提高籽粒全氮含量和2-AP含量，分別顯著提高了45.43%～78.93%和41.68%～79.99%.花后持續(xù)遮光15 d顯著降低玉香油占籽粒脯氨酸含量.花后持續(xù)遮光15 d處理對(duì)其他指標(biāo)影響不顯著.品種與光照處理交互作用顯著影響籽粒脯氨酸含量，對(duì)其余指標(biāo)影響不顯著.

表3　花后持續(xù)遮光15 d處理對(duì)籽粒全氮、脯氨酸和2-AP含量的影響1)Tab.3 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on total nitrogen，proline and 2-AP contents of aromatic rice

3　討論與結(jié)論

本研究表明，花后持續(xù)遮光15 d處理影響香稻有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降，與前人的研究一致［9-10］.李林等［11-12］研究認(rèn)為，灌漿期遮光使開花授粉和谷粒的充實(shí)嚴(yán)重受損，每穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均急劇下降，產(chǎn)量下降幅度最大.在灌漿期遮光主要影響水稻葉片的光合作用［13］，使同化物產(chǎn)量降低從而使水稻千粒質(zhì)量明顯下降［14］.

本研究表明，花后持續(xù)遮光15 d處理提高稻米蛋白質(zhì)含量，降低整精米率，與袁繼超等［15］認(rèn)為弱光可顯著提高強(qiáng)勢(shì)粒的整精米率有不盡相同之處，可能是由于研究材料、遮光生育時(shí)期、遮光程度等不同引起的.前人研究認(rèn)為，水稻在生育后期尤其是灌漿結(jié)實(shí)期遇到弱光逆境時(shí)糙米率顯著降低，嚴(yán)重影響稻米的加工品質(zhì)［16］.稻米蛋白質(zhì)含量是衡量稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的主要指標(biāo)，任萬軍等［17］研究證實(shí)隨光強(qiáng)的降低稻米的蛋白質(zhì)含量極顯著增加.

Buttery等［18］和Suprasanna等［19］發(fā)現(xiàn)脯氨酸是形成2-AP的前體物質(zhì).本試驗(yàn)條件下，花后持續(xù)遮光15 d處理玉香油占籽粒脯氨酸含量顯著降低，對(duì)農(nóng)香18籽粒脯氨酸含量無顯著影響.本試驗(yàn)沒有對(duì)葉片的脯氨酸含量進(jìn)行測(cè)定，無法了解脯氨酸轉(zhuǎn)移情況，因此無法通過脯氨酸的代謝來探討遮光對(duì)2-AP形成和代謝的影響，這是今后需進(jìn)一步研究之處.黃淑貞［20］研究了湖南香稻產(chǎn)地土壤特性，結(jié)果表明香稻產(chǎn)地土壤的全氮、堿解氮都明顯高于非產(chǎn)地.本研究發(fā)現(xiàn)，花后持續(xù)遮光15 d處理后香稻籽粒全氮含量和2-AP含量均顯著高于正常光照處理的，因此，可以認(rèn)為遮光處理有利于氮的吸收和利用，進(jìn)而有利于2-AP的積累.

綜上所述，花后持續(xù)遮光15 d處理可以顯著提高香稻香氣2-AP和蛋白質(zhì)含量，降低香稻的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素(除有效穗數(shù)外)，對(duì)稻米其他品質(zhì)性狀的影響因品種而異.這為弱光下香稻穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和濃香栽培提供指導(dǎo)，光照對(duì)2-AP影響的生理機(jī)制將在我們后續(xù)研究工作中進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

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【責(zé)任編輯周志紅】

Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on grain yield，quality and aroma of aromatic rice

MO Zhaowen1，2，WANG Yilei1，XIAO Feng1，TANG Yongjian1，PAN Shenggang1，2，DUAN Meiyang1，2，TANG Xiangru1，2
(1 College of Agriculture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China; 2 Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in South China，Ministry of Agriculture，P.R.China，Guangzhou 510642，China)

Abstract:【Objective】To investigate the effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on yield，quality and major aromatic compound 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP).【Method】Two conventional aromatic rice cultivars of Yuxiangyouzhan and Nongxiang18 were treated by 15-day continuously shading after flowering and natural light in the field.The yield，quality，2-acetyl-1-pyrroline content and other indexes of aromatic rice were measured.【Result and conclusion】The results showed that compared with natural light，the 15-day continuously shading treatment after flowering significantly increased the contents of 2-acetyl-1-pyrroline and protein in grains，and significantly decreased 1000-grain mass，seed setting rate and yield as well as head rice rate.Therefore，low-light stress plays a positive role in the aroma enhancement of aromatic rice but leads to a yield reduction.The effects of shading on other grain quality traits are different due to different varieties.

Key words:15-day continuously shading treatment after flowering; aromatic rice; yield; rice quality; aroma

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(31271646) ;廣東省自然科學(xué)基金(8151064201000017) ;廣東省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(2011AO20202001) ;廣東省農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目(4100F10003)

作者簡(jiǎn)介:莫釗文(1986—)，男，博士研究生，E-mail: scaumozhw@ 126.com;汪益磊(1993—)，男，E-mail: dlufi@ qq.com;對(duì)本文貢獻(xiàn)相同;通信作者:唐湘如(1964—)男，教授，博士，E-mail: tangxr@ scau.edu.cn

收稿日期:2014-04-25

文章編號(hào):1001-411X(2015) 03-0045-04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

中圖分類號(hào):S511