速生晚粳稻產量形成特點與稻米品質及生育期變化規律研究

黃光福，蔣敏明，張衛星，王春麗，李迪秦，唐啟源*

(1湖南農業大學農學院，長沙410128;2中國水稻研究所，浙江杭州310006;3云南農業大學農學院，昆明650201)

洪澇災害是我國的主要農業氣象災害之一，對我國農業生產造成了重大影響，而水稻是受洪澇災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害高發期。水稻生育前期遭受洪澇災害，輕則影響水稻的正常生長發育，導致減產，重則顆粒無收。因此洪澇災害后，選擇正確的補救措施，最大限度減少損失，具有重要意義。

20世紀70年代以來，秈型雜交晚稻的推廣應用使得長江流域雙季稻區的粳稻種植逐步從生產上退出［1］。但有研究［2～9］表明，播期對水稻產量和品質有著重要影響，利用粳稻品種抗寒性強和耐遲播的特性，選擇合適的播期，補種粳稻品種可作為晚稻洪澇災害后的一項補救措施。近年來，由于長江流域雙季稻區洪澇災害頻發，篩選多熟制作物種植的搭配品種和洪澇災害后的補救種植品種已經成為水稻減災救災研究的熱點。筆者從東北引進8個不同熟期粳稻品種，對其在湖南種植的生育規律及生態適應性進行研究，旨在為湖南省雙季稻生產過程中洪澇災害后救災品種的選擇和南方稻米品質改善提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2012年在湖南省瀏陽市永安鎮(28°09'N，113°37'E)試驗基地進行。

1.2 供試品種

參試品種10個。8個東北品種，即中早熟早粳長白9號(CB-9);中晚熟早粳吉粳83號(JJ83)及遼星1號(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(SJ-9):晚熟早粳鹽豐47(YF47)。2個對照，即常規早秈中嘉早17(ZJZ17)和雜交早秈金優463(JY463)。

1.3 試驗設計

試驗采用裂區設計，播期為主區、品種為副區，3次重復，小區面積16 m2。其中主區播期設置: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，每孔均勻點播4～5粒種谷。移栽秧齡為15 d，全部手工栽插，栽插規格為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 測定項目及方法

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 主要農藝性狀調查

株高測量:在齊穗期進行，每個處理共測量20株。葉面積測量:測量已標記葉齡的稻株主莖劍葉、倒二葉、倒三葉的長和寬，每個品種每次重復共測量10株主莖，葉面積=長×寬×0.75。

1.4.3 干物質積累量與產量測定

分別在抽穗期、成熟期，每個處理取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(每小區調查30穴)和取樣考種(每小區取5穴)測定穗長、每穗總粒數和實粒數、結實率及千粒重，計算理論產量;并在每個小區預留2 m×2.5 m范圍的植株實割后脫粒風干稱重，測算實際產量。

1.4.4 稻米品質測定

水稻收獲脫粒，曬干，室內貯藏3個月后，用NP－4350型風選機風選，參照GB/T17891－1999測定糙米率、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公司生產的近紅外谷物分析儀(Infrared 1241 grain analyzer)測定精米的蛋白質含量和直鏈淀粉含量。

所有數據采用DPS和Excel進行整理和分析。

2 結果與分析

2.1 產量及產量構成

從表1可知，正常成熟的東北品種，3個播種期的平均產量分別為7.51、5.61和1.60 t/hm2，表現為: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產量較高，分別為9.61和8.74 t/hm2，比對照 JY463高11.1%和1.1%;播期2中，各品種的產量均低于對照;播期3中，只有LJ21、LJ24、LJ26和CB－9結實，產量較低且品種間差異不顯著，其中品種CB－9的產量最高，為1.90 t/hm2，LJ24 產量最低，為 1.43 t/hm2。

不同播期的有效穗數:播期2＞播期1＞播期3。播期1中除LX－1和YF47外，其余品種有效穗數較對照ZJZ17高1.6% ～23.0%;播期2中除SJ－9外，各品種有效穗數較對照JY463高5.8% ～29.3%;播期3中，正常成熟的4個品種的有效穗數均高于對照。

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

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

不同播期的結實率:變化規律不明顯。播期1中，各品種的結實率均顯著大于對照JY463;播期2中，各品種的結實率達到80% ～83.6%，顯著高于對照;播期3各品種的結實率均偏低，只有20.9%～27.1%。產量較高的LX－1每穗粒數顯著多于其他品種且結實率較高。

以上可知，通過較大的穗型協調構建足夠的每穗粒數，并保證高效的灌漿充實，即保持較高的結實率，是粳稻獲得更高產量的關鍵。

表1 不同播期各品種的產量及產量構成因子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。由表2可知，3個播期中，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，此時已晚于湖南粳稻安全齊穗下限日期，此時日平均氣溫已低于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，全生育期與原產地相比縮短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

播期對高效葉面積影響規律不明顯(表3)。播期1，各品種均小于對照;播期2，對照JY463最大，SJ－9次之，大于對照ZJZ－17;播期3，各品種均小于對照。

播期對株高的影響不顯著，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，出現嚴重倒伏現象。播期1，各品種均比對照矮。播期2，LX－1、SJ－9和YF47高于對照ZJZ17，但差異不顯著。播期3，各品種均顯著低于對照。

能正常結實的東北品種的3個播期的高效葉面積及株高與產量呈顯著正相關，相關系數分別為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能力，既能夠增加光合物質積累量，又能協調群體莖鞘物質輸出與運轉，以強源暢流，促成群體籽粒充實度高，最終產量較高。

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生產

播期對抽穗期干物質積累的影響不明顯，但對成熟期的干物質積累產生顯著影響(表4)。抽穗期干物質積累整體表現為:播期3＞播期1＞播期2。播期1中，LX－1和JJ83干物質積累量最大，分別為1 000.50 g/m2和934.16 g/m2，較對照ZJZ17分別增加121.58 g/m2和55.24 g/m2，但均小于對照JY463;播期2中，LX－1干物質積累量最大，為885.3 g/m2，較對照 JY463增加62.8 g/m2，小于對照ZJZ－17;播期3中，JJ83和LX－1干物質積累量較大，高于對照ZJZ－17，小于對照JY463。成熟期干物質整體表現為:播期1＞播期2＞播期3。播期1中，LX－1干物質積累量高于對照，為1 683.42 g/m2，其他品種均低于對照;播期2中，對照JY463干物質積累量大于其他品種，JJ83干物質積累量顯著高于對照 ZJZ17;播期3中，正常成熟的品種中，LJ21干物質積累量最大，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地縮短，溫光資源利用率相對較低，抽穗—成熟期光合物質積累較少，進而降低了群體庫容總充實量。

表4 供試品種3個播期的干物質生產量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

2.5.1 加工品質

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、精米率與對照相比差異不顯著;所有引進品種的整精米率均高于對照，其中播期1，LX－1的精米率較對照ZJZ17和JY463分別高12.1%和20.9%(表5)。

2.5.2 外觀品質

播期對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。所引品種的堊白粒率和堊白度均顯著低于對照，其中播期1，LX－1的堊白粒率和堊白度最低，較對照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

播期對參試品種的蒸煮食味品質影響較小。兩個播期各品種的堿消值均為7級，都大于對照JY463。播期1中，JJ83膠稠度最大，LX－1次之，均超過對照;播期2中，各品種膠稠度差異不顯著，但是均超過對照。直鏈淀粉含量所有品種均小于對照，其中LX－1的最小，為16.3%(表5)。

2.5.4 營養品質

隨播期的推遲，各品種的蛋白質含量整體呈增加的趨勢，但差異不顯著(表5)。

2.5.5 米質等級

播期1中，LX－1和JJ83米質最好，為2級;播期2中，JJ－83和對照JY463米質最好，為2級(表5)。

表5 不同播期各品種的稻米品質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鍵因素。從理論上講，水稻抽穗后5～20 d這段時間是環境因子影響籽粒結實率與千粒重的敏感期，而其中溫度影響最甚。前人研究認為，此段時間日均溫為21～26℃，對灌漿結實最為適宜［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℃，導致灌漿極其緩慢甚至終止，所以結實率下降，產量較低。此外所引品種的生育期較原產地都呈現縮短的趨勢，這可能是多數品種產量低于對照的另一個原因。謝小兵等［11］研究認為，北方品種南移，全生育期比品種原產地減少25～54 d。本研究表明，所引東北品種全生育期比品種原產地減少15～45 d。品種生育期較原產地都有所減少，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 不同播期的干物質積累及產量形成特點

水稻高產的實現，必須以一定的干物質積累量為基礎，但有關抽穗前后的干物質生產對籽粒產量貢獻的大小研究結論不一。陳溫福［12］、張洪松［13］等人認為高產品種干物質生產優勢在抽穗期，而Ying［14］、凌啟鴻［15］等人認為在抽穗后。本研究中能正常結實成熟的各品種，成熟期干物質積累與稻谷產量極顯著正相關。這說明產量較高的品種優勢體現在后期干物質的積累。本研究結果表明，3個播期產量較高的品種主要是因為結實率和每穗粒數的優勢，這與李義診等［16］認為的總粒數與產量的關系最密切，對產量貢獻最高一致。單位面積有效穗數與產量的關系不明顯。粳稻引種過程中，要求各產量構成因子間協調才能發揮粳稻品種的產量潛力。例如播期1中，產量表現較好的遼星1號和鹽豐47的每平方米有效穗數較少，分蘗能力適中，可以進一步通過增加基本苗數，發揮其產量潛力，達到增產的目的。

3.3 不同播期的農藝性狀

株高是水稻群體重要的形態指標之一，直接影響水稻的抗到性，株高與生物產量通常呈正相關，高產條件下更明顯。本試驗播期1中的對照金優463株高最高。播期1中，產量較高的品種遼星1號，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，群體內通風透光較好，是高產的關鍵因素。葉片是水稻最重要的源器官，其功能及衰老對水稻產量與品質有重要影響［17］。水稻產量的70% ～80%主要來自于抽穗后植株上三葉的光合產物。本試驗所引東北品種，表現較好的中晚熟早粳、晚熟早粳和中熟早粳株型更挺拔，冠層結構配置合理，更有利于水稻群體通風透光，更好地協調源庫流的關系，使抽穗期群體干物質積累量保持在較高水平上，同時又不影響群體的安全生長。

3.4 稻米品質

稻米品質的形成是由自身的基因型和環境共同決定的。本研究結果表明，不同播期對稻米品質各性狀指標均有一定的影響，影響程度與品種生育類型有密切關系。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、精米率與對照差異不明顯，整精米率明顯大于對照，其中播期1中的遼星1號的整精米率最大，達到71.8%。遼星1號灌漿結實期溫度范圍在21～24℃之間，且生育期長于其他品種，能充分灌漿結實，這可能是其整精米率高的原因。本研究結果表明，隨播期的延遲各品種整精米率均呈下降的趨勢。各類型品種的堊白粒率和堊白度均顯著低于對照，其中遼星1號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，生育期較長的品種灌漿結實充分，堊白粒率和堊白度均較小。

4 結論

本研究結果表明，引進東北品種在湖南瀏陽種植，隨播期推遲，產量下降，成熟期延后，成熟期干物質積累量下降。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、干物質生產等均受到影響，抗倒伏能力較弱，栽培過程中如遇到大風天氣有大面積倒伏的風險，因此不宜做救災品種。3個播期能正常成熟的各品種表現因類型而異，晚熟品種整體表現優于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳，主要表現在產量較高，稻米等級優于其他品種。雖然所引品種，總體產量優勢不如秈稻，但是其品質較優，因此，從應急性避災救災和改善湖南稻米品質狀況來看，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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