呂文俊,王志璽,張欣,李萍,崔晶,松江勇次,楠谷彰人,崔中秋,4,通信作者
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收獲期對優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)量及食味的影響
呂文俊1,王志璽1,張欣1,李萍1,崔晶1,松江勇次2,楠谷彰人3,崔中秋1,4,通信作者
(1. 天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院,天津 300384;2. 九州大學(xué),日本 福岡 812-8581;3. 香川大學(xué),日本 香川 761-0795;4. 天津市農(nóng)作物研究所,天津 300384)
為提升水稻栽培技術(shù),改進水稻收獲期的食味品質(zhì),以‘津川1號’‘津原E28’和‘津原45’3個品種為試驗材料,分析收獲期對水稻產(chǎn)量和食味品嘗試驗的影響,同時進行了出穗至收獲期積溫和產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成要素、理化學(xué)特性、糊化特性、物化特性、水分及食味品質(zhì)的相關(guān)性研究,旨在明確優(yōu)質(zhì)水稻品種最佳收獲期。結(jié)果表明:在保證稻谷水分不低于15%條件下,收獲期的食味品嘗試驗綜合評價值與出穗至收獲積溫之間呈顯著正相關(guān)(≤0.05);適當延遲收獲期,可提升水稻食味。根據(jù)并行試驗移栽期對水稻產(chǎn)量及食味的影響,應(yīng)在適當延遲移栽期的基礎(chǔ)上,確定最佳收獲時期,確保水稻的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。
水稻;栽培;食味(蒸煮)品質(zhì);產(chǎn)量;水分;理化學(xué)特性
水稻是我國重要的糧食作物之一,栽培面積和總產(chǎn)均居糧食作物首位。目前,水稻育種及栽培研究已由原來注重產(chǎn)量向改善品質(zhì)轉(zhuǎn)變。稻米品質(zhì)是一個較為復(fù)雜、抽象的綜合性概念,其評價指標通常包括外觀品質(zhì)、加工特性、蒸煮食味和營養(yǎng)品質(zhì)等。水稻食味受品種自身的遺傳特性、氣候條件、栽培管理、收獲加工及儲藏條件等影響[1]。近年來,中國水稻生產(chǎn)發(fā)生了巨大變化,一方面表現(xiàn)為栽培面積減少和單產(chǎn)增加,另一方面表現(xiàn)為地區(qū)布局的變化[2]。
天津位于華北單季稻稻作區(qū),光、溫、水、土等自然條件較為優(yōu)越,具備優(yōu)質(zhì)水稻種植的環(huán)境,種植的“小站稻”因米質(zhì)優(yōu)異而聞名于全國。天津?qū)氎鎱^(qū)地處海河流域,氣候、土質(zhì)和水源等條件適宜水稻種植。收獲期是保證水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素之一,由于我國傳統(tǒng)的種植方式是以提高稻谷產(chǎn)量為主, 在不影響下茬播種的前提下,習(xí)慣延長收獲期來促進光合產(chǎn)物向籽粒的轉(zhuǎn)移,以提高稻谷產(chǎn)量[3]。松江勇次研究表明,從外觀品質(zhì)和食味來講,收獲期因品種而異,通常成熟期5日內(nèi)收獲不會引起外觀品質(zhì)和食味的下降,但過早或過晚收獲都會造成食味下降[4]。
水稻食味受品種、栽培方式及水管理等環(huán)境因素的影響[5-6]。在實際生產(chǎn)中,通過改變收獲期,了解出穗至收獲期溫度對水稻品質(zhì)的影響,揭示溫度對水稻品質(zhì)影響的變化規(guī)律。本研究選取‘津川1號’‘津原E28’和‘津原45’3個品種,通過設(shè)置不同收獲期,分析出穗至收獲期積溫和產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成要素、理化學(xué)特性、糊化特性、物化特性、水分及食味品質(zhì)的相關(guān)性,以明確水稻最佳收獲期,為今后天津地區(qū)乃至華北平原水稻生產(chǎn)提供一定的理論栽培技術(shù)和實踐指導(dǎo)。
試驗在天津?qū)氎鎱^(qū)雙王寺進行,供試品種為‘津川1號’‘津原E28’和‘津原45’。
試驗設(shè)6個收獲期,分別為正常收獲期提前10 d(I)、正常收獲期(II)、正常收獲期推后5 d(III)、正常收獲期推后10 d(IV)、正常收獲期推后20 d(V)、正常收獲期推后35 d(VI)。以正常收獲期(II)為對照,播種時間為5月8日,插秧時間為6月10日,見表1。
表1 收獲期時間表
1.3.1 溫度調(diào)查
根據(jù)中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)查2017年天津市寶坻區(qū)3個水稻品種出穗至收獲期間的平均溫度和積溫,平均溫度取當天最高溫度和最低溫度的平均值,積溫根據(jù)平均溫度的累積求和。
1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的測定
在出穗期40 d后進行收獲,每處理取10株進行室內(nèi)考種,計算總稻谷量及產(chǎn)量構(gòu)成要素,產(chǎn)量構(gòu)成要素用質(zhì)量濃度為1.06 g/L的鹽水篩選。測定實粒數(shù)和千粒重,結(jié)實率=(下沉稻谷數(shù)/總稻谷數(shù))×100%。再收獲50株進行產(chǎn)量測定及食味品嘗試驗。
1.3.3 收獲后理化指標測定
1.3.3.1 糊化特性值測定
采用呂文俊等[7]方法測定。
1.3.3.2 蛋白質(zhì)含有率測定
蛋白質(zhì)含有率采用日本佐竹公司生產(chǎn)的RLTA 10A米粒食味儀測定,打開儀器預(yù)熱30 min,選擇精米測定選項,稱取120 g樣品精米,進行測定,2次重復(fù),取平均值。
1.3.3.3 硬度/黏度比測定
硬度/黏度比采用日本佐竹公司生產(chǎn)的RHSIA型米飯硬度黏度計測定,稱取30 g精米淘洗干凈,按米∶水=1∶1.25比例加入水量,浸泡30 min,蒸煮30 min,燜10 min,然后攪拌均勻,稱取8 g米飯壓成米餅,3次重復(fù),取平均值。
1.3.4 食味品嘗試驗
采用天津市食味水稻國際聯(lián)合研究中心10份法(新)進行食味品嘗試驗[7]。
數(shù)據(jù)處理采用Microsoft office 2013分析。
2.1.1 收獲期溫度變化
由圖1可知,2017年天津?qū)氎娴貐^(qū)9—12月平均溫度和歷年寶坻地區(qū)同期平均溫度一致。
圖1 2017年9—12月平均溫度
2.1.2 不同品種出穗至收獲期溫度變化
由表2可知,隨著出穗至收獲期天數(shù)推遲,各收獲期出穗至收獲期平均溫度逐漸降低,積溫逐漸升高,3個品種出穗至收獲期平均溫度和積溫均有顯著性差異?!虼?號’出穗至收獲期平均溫度高于同期‘津原E28’和‘津原45’,出穗至收獲期積溫低于同期‘津原E28’和‘津原45’,出穗至收獲期平均溫度標準差低于‘津原45’和‘津原E28’,出穗至收獲期積溫標準差高于‘津原45’和‘津原E28’。
表2 不同收獲期出穗至成熟期積溫及平均溫度的平均值及其顯著性 ℃
收獲期津原E28津川1號津原45 平均溫度積溫平均溫度積溫平均溫度積溫 I22.8 a 695 f23.4 a 676 d22.0 a 671 e II21.9 b 906 e22.9 b 935 c19.7 b 916 d III20.3 c1 044 d22.2 c1 020 c19.1 c 963 c IV19.7 d1 091 c20.7 d1 159 b18.6 d1 013 b V19.2 e1 140 b20.1 e1 207 b18.3 d1 050 b VI17.4 f1 307 a19.2 f1 306 a16.8 f1 179 a 平均值20.2 1 030 21.4 1 050 19.1 965 標準差1.85 201 1.57 217 1.67 162
注:同列不同小寫字母表示不同處理之間在0.05水平存在顯著差異,下同
2.2.1 不同品種收獲期產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素分析
由表3及表4可知,‘津原E28’各處理千粒重平均值大于‘津川1號’和‘津原45’;各收獲期千粒重標準差、實際產(chǎn)量標準差和結(jié)實率標準差均大于‘津川1號’和‘津原45’?!虼?號’第1期實際產(chǎn)量和其他5期呈顯著性差異(≤0.05),各收獲期結(jié)實率平均值及理論產(chǎn)量平均值均大于‘津原E28’和‘津原45’。‘津原45’第1期結(jié)實率和其他5期具有顯著性差異(≤0.05),各收獲期每穗粒數(shù)平均值、實際產(chǎn)量平均值、穗粒數(shù)標準差均大于‘津川1號’和‘津原E28’。
表3 各品種不同收獲期產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素
表4 各品種不同收獲期產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的平均值及顯著性分析
2.2.2 不同品種出穗至收獲期積溫和實際產(chǎn)量的關(guān)系
由圖2可知,3個品種收獲期結(jié)實率和出穗至成熟期積溫=0.659**,實際產(chǎn)量和結(jié)實率=0.547**,實際產(chǎn)量和出穗至成熟期積溫=0.678**,均呈顯著正相關(guān)(≤0.05)。其中,‘津川1號’和‘津原E28’結(jié)實率和積溫呈極顯著正相關(guān);‘津川1號’和‘津原45’實際產(chǎn)量和結(jié)實率呈極顯著正相關(guān);‘津原E28’實際產(chǎn)量和積溫呈極顯著正相關(guān)(≤0.01)。
圖2 出穗至成熟期積溫和產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的關(guān)系
注:◇ 代表‘津原E28’;□ 代表‘津川1號’;△ 代表‘津原45’;ns 表示無顯著差異(>0.05),* 表示顯著性差異(≤0.05);** 表示極顯著性差異(≤0.01)。下同
2.3.1 不同品種收獲期理化學(xué)特性分析
由表5可知,‘津原E28’第1期蛋白質(zhì)含有率最低;最高黏度值第4、5期最高;最低黏度值第1期最高;崩解值第5期最高;第4期硬度/黏度比最高?!虼?號’蛋白質(zhì)含有率第3期最低;最高黏度值第6期最高;最低黏度值第1期和第6期最高;崩解值第6期最高;硬度/黏度比第6期最高?!蛟?5’蛋白質(zhì)含有率第5期最低;最高黏度值第3期最高;最低黏度值第5期最高;崩解值第6期最高;硬度/黏度比第1期最高。
由表6可知,蛋白質(zhì)含有率標準差‘津原E28’小于‘津川1號’和‘津原45’;崩解值標準差‘津原E28’大于‘津川1號’和‘津原45’;最高黏度值標準差、最低黏度值標準差及硬度/黏度比標準差均為‘津川1號’大于‘津原E28’和‘津原45’。
表5 不同收獲期各品種稻米理化成分分析
表6 不同收獲期理化成分平均值及顯著性分析
2.3.2 不同品種出穗至收獲期溫度和理化學(xué)特性的關(guān)系
食味較好的水稻品種其RVA譜崩解值大多在100 RVU以上[8]。由圖3可知,最高黏度值和出穗至收獲期積溫=0.359*,呈顯著正相關(guān)(≤0.05);崩解值和出穗至收獲期積溫=0.720**,呈極顯著正相關(guān)(≤0.01)?!虼?號’硬度/黏度比和出穗至收獲期積溫呈正相關(guān),‘津原E28’呈極顯著正相關(guān)(≤0.01),而‘津原45’呈極顯著負相關(guān)(≤0.01);‘津川1號’和‘津原45’ 最高黏度值和出穗至收獲期積溫呈顯著正相關(guān)(≤0.05);3個品種崩解值和出穗至收獲期積溫呈顯著正相關(guān)(≤0.05),‘津川1號’和‘津原45’崩解值和出穗至收獲期積溫呈極顯著正相關(guān)(≤0.01);‘津川1號’蛋白質(zhì)含有率和出穗至收獲期積溫呈正相關(guān),‘津原E28’呈極顯著正相關(guān)(≤0.01),但‘津原45’呈極顯著負相關(guān)(≤0.01)。
圖3 出穗至收獲期積溫和理化特性的關(guān)系
2.4.1 不同品種收獲期稻谷水分含有率對綜合評價的影響
由圖4可知,稻谷水分含有率在15%以上,出穗至收獲期積溫和水分含有率呈極顯著負相關(guān)(≤0.01),食味品嘗試驗綜合評價值和水分含有率呈極顯著負相關(guān)(≤0.01)。
圖4 收獲期稻谷水分含量對食味品嘗試驗的影響
2.4.2 不同品種收獲期積溫和食味評價的關(guān)系
由圖5可知,食味品嘗試驗綜合評價值和出穗至收獲期積溫=0.333*,呈顯著正相關(guān)(≤0.05)。試驗結(jié)果表明,隨著出穗至收獲期積溫的增加,‘津原45’的綜合評價值逐漸增加,‘津川1號’的綜合評價值也相應(yīng)增加。
圖5 出穗至收獲期積溫對綜合評價的影響
2.5.1 不同品種綜合評價值和理化學(xué)特性的關(guān)系
由圖6可知,‘津原E28’和‘津川1號’綜合評價值和硬度/黏度比呈正相關(guān)?!蛟?5’綜合評價值和硬度/黏度比呈極顯著負相關(guān);‘津川1號’和‘津原45’綜合評價值和最高黏度值呈顯著正相關(guān),但‘津原E28’綜合評價值和最高黏度值呈顯著負相關(guān)?!蛟?5’綜合評價值和崩解值呈顯著正相關(guān)。3個品種綜合評價值和蛋白質(zhì)含有率呈負相關(guān),且‘津原45’綜合評價值和蛋白質(zhì)含有率呈極顯著負相關(guān)。
圖6 綜合評價值和理化特性的關(guān)系
2.5.2 不同品種綜合評價值與食味品嘗試驗指標的關(guān)系
由圖7可知,‘津原E28’第1期綜合評價值最高,‘津川1號’第6期綜合評價值最高,‘津原45’綜合評價值第5期最高。綜合評價值和外觀評價值及味道評價值呈正相關(guān)。其中,‘津原E28’綜合評價值和外觀評價值呈顯著正相關(guān)(≤0.05);‘津川1號’和‘津原45’綜合評價值和味道評價值呈顯著正相關(guān)(≤0.05)。
圖7 收獲期綜合評價值與食味品嘗試驗指標的關(guān)系
水稻生育期較長,栽培技術(shù)比較復(fù)雜,播種期及收獲期對水稻食味影響比較明顯。崔晶等研究表明,優(yōu)質(zhì)食味米的栽培技術(shù)應(yīng)從播種、插秧、收獲的時間進行研究[9]。水稻作為糧食作物,除需要土壤、肥料和水外,日照及溫度對稻米品質(zhì)有重要影響。松江勇次研究表明,灌漿成熟期高溫對水稻品質(zhì)有影響,灌漿成熟期平均溫度在25 ℃時,綜合評價值出現(xiàn)峰值并表現(xiàn)為二次曲線[10]。我國幅員遼闊,各地溫度變化不一致,尋找當?shù)刈罴殉墒炱跍囟?,需根?jù)當?shù)氐木唧w環(huán)境情況而定。天津?qū)氎鎱^(qū)是天津種植水稻的主要區(qū)域,在寶坻區(qū)進行調(diào)查對天津及周邊地區(qū)水稻種植具有代表性。本試驗收獲期平均溫度變化符合天津?qū)氎娴貐^(qū)歷年溫度變化趨勢,3個品種收獲期出穗至成熟期積溫變化明顯,試驗具有研究價值。
劉建等研究表明,抽穗期的葉色值和N素含量同籽粒中蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)[11],水稻灌漿和充實的主要因素是淀粉的合成和積累[12],水稻植株制造的光合同化物以蔗糖形式存在于稻谷中[13],出穗至收獲期積溫可能通過影響光合作用營養(yǎng)物質(zhì)的合成,來影響收獲期實際產(chǎn)量。收獲期較早,水稻生殖生長不充分,灌漿未完成,導(dǎo)致稻谷青粒較多,結(jié)實率較低,出穗至收獲期積溫增加,稻谷中營養(yǎng)物質(zhì)得到充分合成。水稻產(chǎn)量得到一定地提升。
長期以來,國內(nèi)外一直將稻米直鏈淀粉等理化指標作為衡量食味的重要指標,曲紅巖等研究表明,最高黏度值、崩解值與食味值呈正相關(guān)關(guān)系,與最低黏度值則呈負相關(guān)趨勢,RVA譜受外觀品質(zhì)影響較大[14]。徐錫明等研究表明,水稻灌漿期溫度越高,稻米崩解值、蛋白質(zhì)含有率就越高[15]。張桂蓮等研究表明,高溫下,淀粉粒間結(jié)合較為疏松,籽粒內(nèi)大多以單個淀粉粒的形式存在,折光率下降,胚乳透明度降低,導(dǎo)致堊白形成[16]。在理化學(xué)特性的方差分析中,本研究發(fā)現(xiàn)‘津原E28’的蛋白質(zhì)含有率、‘津川1號’硬度/黏度比和‘津原45’最高黏度值和硬度/黏度比受收獲期變化明顯。在理化學(xué)特性和收獲期積溫的相關(guān)分析中,發(fā)現(xiàn)3個品種最高黏度值、崩解值和收獲期積溫呈正相關(guān),但3個品種各理化指標的變化趨勢不一致,可能是由于品種特性差異導(dǎo)致。
食味品嘗試驗是指一定人數(shù)的品鑒員對米飯進行品嘗,并結(jié)合米飯的外觀、飯香、味道、黏度、硬度等指標,對米飯進行評價,這種方法最為直觀,與儀器測定相比,食味品嘗試驗具有更強的使用價值。生華等研究發(fā)現(xiàn),‘津川1號’糙米在儲藏期水分含有率保持在11%~15%之間,在儲藏時期糙米水分含有率越高,其食味綜合評價值越高[17]。松江勇次等研究表明,收獲期過早或過晚都會影響稻米的食味,適時收獲,食味最好[18]。結(jié)合水分含有率、出穗至收獲期積溫和綜合評價值三者之間的關(guān)系,在稻谷水分含有率大于15%時,適當延遲收獲期,可以提升水稻食味。根據(jù)并行試驗移栽期對水稻產(chǎn)量及食味的影響,應(yīng)在適當延遲移栽期的基礎(chǔ)上,進而確定最佳收獲期,可確保水稻的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。
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責任編輯:宗淑萍
Effects of different harvest periods on rice yield and palatability
Lü Wen-jun1, WANG Zhi-xi1, ZHANG Xin1, LI Ping1, CUI Jing1,Yuji Matsue2, Akihito Kusutani3, CUI Zhong-qiu1,4,Corresponding Author
(1. College of Agronomy and Resource Environment,Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Kyushu University, Fukuoka 812-8581, Japan; 3. Kagawa University, Kagawa 761-0795,Japan; 4. Tianjin Rice Research Institute, Tianjin 300384, China)
In order to improve the quality of rice cultivation and the palatability quality of food in the harvest period, this experiment adopted 3 varieties,‘Jinchuan No. 1’‘Jinyuan E28’and‘Jinyuan 45’respectively, and analyzed the effects of harvest period on rice yield and sense test the measured indicators including the yield, yield components, physicochemical properties, gelatinization characteristics of the crop, moisture content and palatability quality were studied to identify the best harvest period of high quality rice varieties. According to the condition of ensuring the moisture content of paddy more than 15%, the results showed that there was a significant positive correlation between the comprehensive evaluation value of the sense test and the period of harvest(≤0.05); based on the effect of the harvest temperature in the transplanting period on the yield and taste of high quality rice, it is necessary to determine the optimum harvesting period on the basis of appropriate delay transplanting period, which can ensure the high yield and high quality of rice.
rice; cultivation; palatability quality; production; moisture; physicochemical properties
1008-5394(2018)04-0017-07
10.19640/j.cnki.jtau.2018.04.005
S511
A
2018-05-18
國家重點研發(fā)計劃“七大作物育種”重點專項(2017YFD0100505);天津市科技計劃項目(ITTRRS2018013,14RCGFNC00102)
呂文?。?994-),男,碩士在讀,研究方向為水稻品質(zhì)(食味)改良研究。E-mail:1078402502@qq.com。
崔中秋(1986-),男,助理研究員,博士,主要從事水稻食味品質(zhì)研究。E-mail:15822958203@163.com。