不同生態區不同栽培方式對優質粳稻南粳9108品質的影響

朱大偉等

摘要：研究稻麥兩熟制下，不同生態區栽培方式對優質食味米南粳9108稻米品質及淀粉RVA譜特征值的影響，為不同種植方式下優質稻米區劃布局提供理論依據。以優質食味稻米遲熟中粳南粳9108為材料，采用手栽、機插和直播3種種植方式，在蘇南太湖稻區常熟、蘇中里下河稻區泰州市姜堰區、蘇北淮北稻區東海3個不同生態區，比較研究不同種植方式對優質食味稻米南粳9108稻米品質及淀粉RVA譜特征值的影響。結果表明，不同種植方式間除糙米率差異不顯著外，精米率、整精米率、長寬比等品質指標差異均極顯著，淀粉RVA譜特征值中除糊化溫度差異不顯著外，峰值黏度、熱漿黏度等差異均極顯著。稻米加工品質中不同種植方式糙米率無顯著差異，精米率、整精米率機插最高，手栽次之，直播最小，姜堰、東海差異達顯著或極顯著水平。外觀品質中不同栽培方式長寬比直播最高，機插次之，手栽最小，差異達極顯著水平；堊白率、堊白度、堊白大小直播均低于機插和手栽。蒸煮食味品質和營養品質中直鏈淀粉含量手栽最高，機插次之，直播最低，姜堰與東海差異極顯著；膠稠度與蛋白質含量直播最高，機插次之，手栽最低，姜堰與東海差異極顯著。淀粉RVA譜特征值中峰值黏度與崩解值手栽最高，機插次之，直播最低，姜堰與東海差異極顯著；消減值手栽顯著或極顯著大于手栽與機插。生態區和種植方式對稻米主要品質性狀和淀粉RVA譜特征值有較大影響。按照稻米品質進行參考，對南粳9108不同栽培方式的適宜范圍進行了初步區劃，即手栽與機插在蘇南、蘇中、蘇北都是適宜范圍，直播在蘇南最適宜，蘇中次適宜，蘇北不適宜。

關鍵詞：優質稻；生態區；栽培方式；品質；RVA譜

中圖分類號： S511.2+20.4文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）02-0062-05

收稿日期：2014-09-21

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金[CX（12）1003-9]；國家糧食豐產科技工程（編號：2011BAD16B03）。

作者簡介：朱大偉（1991—） ，男，江蘇鹽城人，碩士，主要從事優質稻米栽培技術研究。Tel：（0514）87979220；E-mail：nxyzdw@163.com。

通信作者：張洪程，教授。E-mail：hczhang@yzu.edu.cn。長期以來，為解決溫飽問題，水稻生產的主要目標是增加產量[1-3]。隨著居民生活水平的提高和稻米市場的開放，人們對稻米品質要求越來越高，優質稻米受到廣大消費者和稻米市場的青睞。因此，加強稻米品質形成機理與提升途徑研究顯得尤為重要。稻米品質的形成是由自身的基因型和環境因素共同決定的。環境因素包括了水稻生長期的氣候條件[4-6]及肥力狀況、土壤水分等。灌漿結實期的溫光條件是影響稻米品質的主要環境因子，其次是肥料和土壤水分。可見，實現稻米品質優質化，不僅要培育優質水稻品種，還應把優質水稻品種種植在發揮其優質特性的生態環境地區，尤其是氣候生態適宜區[7]。水稻栽培方式是水稻生產過程中的重要環節，近年來，隨著農村經濟發展和產業結構的調整，呈現出手栽、拋秧、機插、直播等多種栽培方式多元化發展的趨勢[8]。不同栽培方式條件下水稻播栽期不同，灌漿結實期所處氣候條件不同，不同種植方式下水稻的生長發育特性又有所差異，關于在不同生態區下不同種植方式水稻稻米品質的差異前人還未有系統的報道。本研究以遲熟中粳優質食味水稻南粳9108稻米為材料，采用江蘇省稻麥兩熟制地區水稻生產上應用面積最廣泛的手栽、機插、直播3種種植方式，選擇江蘇省蘇南、蘇中、蘇北3個稻作區，設置各稻作區內不同種植方式與大面積生產有代表性的適宜播栽期，對不同生態區不同種植方式水稻的加工品質、外觀品質、蒸煮食味品質、營養品質和RVA譜特征值等主要米質性狀進行系統的比較研究，旨在揭示不同生態區不同種植方式下優質食味水稻南粳9108稻米品質的變化規律，以期優化種植區劃，促進各生態區內優質稻米生產，實現優質水稻高產高效優質的協調發展。

1材料與方法

1.1試驗設計

2013年，在稻麥兩熟制條件下，選用手栽、機插、直播3種種植方式，在揚州大學農學院校外試驗基地蘇南常熟市、蘇中泰州市姜堰區、蘇北東海縣進行。

1.1.1試驗播栽期根據不同緯度生態稻區小麥常年收獲讓茬時間，及水稻及時播栽要求，分別設計與當地大面積生產有代表性的適宜播栽期（表1）。

1.1.2供試品種試驗采用優質稻米南粳9108（遲熟中粳，全生育期150 d左右）。

1.1.3育秧標準與栽插規格手栽采用稀播旱育中苗壯秧，栽插行距30 cm，株距13 cm，機插采用塑料軟盤旱育小苗，栽插行距30 cm，株距13 cm，手栽、機插均為3本栽插；直播采用條直播，行距為30 cm，1葉1心期進行間苗定苗，基本苗數為90萬株/hm2。

1.1.4田間管理肥水管理按高產栽培實施，施純氮300～330 kg/hm2，基肥 ∶蘗肥 ∶穗肥=3 ∶3 ∶4，N ∶P ∶K=2 ∶1 ∶1，分蘗肥栽后7 d施用，穗肥分倒4葉和倒3葉等量施用，磷肥一次性基施，鉀肥分基肥和穗肥等量施用。機插時寸水活棵，分蘗期淺水層灌溉，在有效分蘗臨界葉齡的前1個葉齡，當莖蘗數達到預期穗數的80%時，開始排水擱田，并做到輕擱、多擱，拔節后“水—濕—干”交替灌溉，直至成熟期前7 d。病蟲草害按當地大面積生產統一實施。

1.2測定項目與方法

1.2.1稻米外觀品質不同處理取100粒左右整精米及1個5 cm長的標尺均勻排布在掃描儀上，對掃描圖片，用 Image Pro plus 5.0 軟件測算米粒的實際長和寬。按國家標準GB/T 17891—1999《優質稻谷》測定稻米堊白粒率與堊白度等。

1.2.2稻米營養品質利用FOSS TECATOR公司的Infratec 1241 Grain Analyzer近紅外快速品質分析儀，測定精米樣本總蛋白質含量和直鏈淀粉含量。

1.2.3稻米蒸煮食味品質按國標GB 1350—1999測定膠稠度（GC）；采用澳大利亞Newport scientific 儀器公司生產的Super3型RVA（Rapid viscosity Analyzer）快速測定淀粉譜黏滯特性，用TWC（thermal cycle for Windows）配套軟件進行分析，按照AACC（美國谷物化學協會）規程標準方法測定。

1.2.4氣象資料水稻生長期間逐日氣溫和日照時數等當年氣象資料取自試驗基地附近氣象站，5—11月份月均溫和平均日照時數列于圖1。

1.2.5數據處理相關數據用Excel 2003軟件錄入、處理與作圖，用DPS軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1生態點及種植方式對稻米品質及RVA譜特征值的影響及互作

從表2、表3可以看出，除粒寬、直鏈淀粉含量、蛋白質含量外，生態點對稻米品質的糙米率等9項指標及RVA譜特征值的7項指標均存在極顯著的影響。種植方式對稻米品質中除糙米率外11項指標及RVA譜特征值的6項指標存在極顯著的影響，對糊化溫度影響不顯著。除粒寬、蛋白質含量、糊化溫度外，生態點與種植方式互作對稻米品質及RVA譜特征值均存在顯著或極顯著影響，說明稻米品質與RVA譜特征值不僅受生態條件的影響也受栽培條件的調控，其差異為生態點與種植方式共同作用的結果。從各項指標的F值來看，稻米品質中糙米率受生態點及種植方式影響最大，RVA譜特征值中峰值黏度受生態點及種植方式影響最大。稻米品質特征值的變異系數為堊白度>堊白大小>堊白率>直鏈淀粉含量>蛋白質含量>粒寬>膠稠度>粒長>整精米率>精米率>糙米率>長寬比，RVA譜特征值的變異系數為崩解值>消減值>最終黏度>峰值黏度>熱漿黏度>峰值時間>糊化溫度。

2.2不同生態區不同種植方式對稻米加工品質的影響

2.3不同生態區不同種植方式對稻米外觀品質的影響

由表5可知，不同種植方式下水稻外觀品質差異較大，粒長、粒寬表現為手栽>機插>直播，差異達到極顯著水平。長寬比直播最高，機插、手栽次之。不同生態區下不同栽培方式堊白率、堊白大小和堊白度差異較大，變異系數分別達403%～7.65%、6.03%～17.96%、3.20%～8.72%。堊白率表現為手栽、機插、直播依次降低的趨勢，除常熟外，姜堰、東海差異均達極顯著。堊白大小機插顯著大于手栽、直播。堊白度直播低于手栽與機插，除常熟外，姜堰、東海差異均極顯著。

2.4不同生態區不同種植方式對蒸煮食味品質和營養品質的影響

稻米蒸煮食味品質通常用直鏈淀粉含量和膠稠度來衡量。由表6可知，直鏈淀粉含量表現為手栽、機插、直播依次表5不同生態區不同種植方式對水稻外觀品質的影響遞減的趨勢，且除常熟外姜堰、東海差異都達到極顯著水平，直鏈淀粉含量在不同種植方式間的變異系數為3.60%～733%。膠稠度表現為直播大于機插、手栽，除常熟外，姜堰、東海差異都達到極顯著水平，不同種植方式間膠稠度的變異系數為1.65%～2.14%。營養品質以蛋白質含量來衡量，蛋白質含量直播大于機插與手栽，不同栽培方式間蛋白質含量的變異系數為4.66%～8.03%。

2.5不同生態區不同種植方式水稻淀粉RVA譜特征值

RVA譜特征值包括峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度、消減值、峰值時間、糊化溫度。由表7可知，峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、最終黏度都表現為手栽>機插>直播，峰值黏度除常熟外，姜堰、東海差異都達到極顯著水平，熱漿黏度、崩解值、最終黏度差異均達極顯著水平，不同種植方式間峰值黏度變異系數為2.85%～3.57%，熱漿黏度變異系數為281%～3.41%，崩解值變異系數為2.93%～4.37%，最終黏度變異系數為1.52%～2.32%。消減值表現手栽顯著或極顯著大于機插與直播，消減值變異系數為-1090%～-5.44%。峰值時間機插最小，手栽、直播間無明顯規律。糊化溫度表現為直播>機插>手栽，但差異不顯著。

2.6稻米品質性狀與灌漿結實期溫光因子之間的相關關系

稻米品質和RVA譜特征值與灌漿結實期的溫光因子相關分析結果表明，糙米率、精米率和整精米率與灌漿結實期日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度呈極顯著負相關，與日平均溫差呈正相關，與日平均光照時數呈負相關。長寬比與日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度呈極顯著負相關，與日平均溫差呈負相關， 與日平均光照時數呈正相關。堊白率與日表7不同生態區不同種植方式對水稻淀粉RVA譜特征值的影響試驗地點種植方式RVA譜特征值（cP）峰值黏度 熱漿黏度崩解值最終黏度消減值峰值時間（min）糊化溫度平均溫度、日最低溫度呈極顯著正相關，與日最高溫度呈正相關，與日平均溫差、日平均光照時數呈負相關。堊白大小、堊白度、直鏈淀粉含量與日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度呈顯著或極顯著正相關，與日平均溫差呈負相關，與日平均光照時數呈正相關。膠稠度與日平均溫度、日最高溫度呈極顯著負相關，與日最低溫度呈極顯著正相關，與日平均溫差呈負相關，與日平均光照時數呈正相關。蛋白質含量與日平均溫度、日最高溫度呈極顯著正相關，與日最低溫度呈極顯著負相關，與日平均溫差呈正相關，與日平均光照時數呈負相關。淀粉RVA譜特征值方面，除熱漿黏度、峰值時間與日平均溫度、日最高溫度達顯著或極顯著負相關外，其他特征值與灌漿結實期溫光因子的相關均未達到顯著水平（表8）。結果表明，灌漿結實期日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度是影響稻米品質的主要因子。

2.7不同生態區不同種植方式的合理布局

根據試驗結果，對南粳9108不同種植方式的適宜范圍進行了初步區劃，即手栽與機插在蘇南、蘇中、蘇北都是適宜范圍，直播在蘇南最適宜，蘇中次適宜，蘇北不適宜。

3討論

3.1不同種植方式對稻米品質的影響

本研究結果表明，不同種植方式對稻米品質各性狀指標均有一定的影響。研究結果顯示，糙米率除東海外不同種植方式間差異并不顯著，而精米率和整精米率不同種植方式間機插顯著或極顯著大于手栽與直播。一般而言，同一地區、相同品種，與手栽相比，機插抽穗期一般推遲3～5 d，直播推遲7～10 d，因此不同種植方式下水稻灌漿結實期的氣候條件不同。本研究中遲熟中粳南粳9108灌漿結實期溫度不同種植方式間為21.0～22.9 ℃（除姜堰直播20.8 ℃、東海直播18.9 ℃），直播灌漿結實期溫度過低，致使籽粒最終成熟度低，是加工品質差的主要原因。從外觀品質來看，長寬比直播最高，機插次之，手栽最小；堊白率手栽最大，機插次之，直播最小；堊白大小機插大于手栽與直播；堊白度直播最小，手栽機插間無顯著差異。前人研究表明，堊白與籽粒灌漿特性密切相關[9-11]，環境因素對堊白的作用是通過影響籽粒的灌漿來完成的，灌漿速率過快，形成淀粉粒多呈核狀，引起光折射呈不透明狀，致使堊白率和堊白大小增加。相關分析表明，堊白與日平均溫度、日最高溫度和日最低溫度呈顯著或極顯著正相關，與日平均溫差和日平均光照時數呈負相關，但相關性不顯著。因此，在采用手栽和機插種植方式時，可以選擇更合理的播期，在灌漿結實期要適當避開高溫來降低堊白。

稻米營養品質研究分析結果表明，不同種植方式間直鏈淀粉含量表現為手栽、機插、直播依次減少，而膠稠度表現出手栽、機插、直播依次增加的趨勢，不同種植方式對稻米膠稠度的影響程度明顯小于對直鏈淀粉含量的影響程度。不同種植方式間膠稠度的變異系數為1.65%～2.14%，而直鏈淀粉含量間的變異系數為3.60%～7.33%。相關分析結果表明，膠稠度與灌漿結實期平均溫度呈極顯著負相關，直鏈淀粉含量則呈極顯著正相關，本結果與鐘旭華等的觀點[12-13]一致。關于不同種植方式對RVA譜特征值的影響，本研究結果表明，峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和最終黏度均表現為手栽>機插>直播的趨勢，消減值和峰值時間直播最大，手栽和機插間無明顯規律，糊化溫度表現為直播>機插>手栽，但不同種植方式間差異不顯著。因不同種植方式播種期不同，水稻灌漿結實期所遇光溫條件差異，導致淀粉RVA譜特性的顯著變化。

3.2不同生態區栽培方式的合理選擇

稻米品質中穩定形成高出米率、低堊白、低蛋白、高黏度淀粉以及蒸煮出可口米飯是粳稻重要的品質特征之一。本研究結果表明，在同一地區加工品質表現為機插>手栽>直播，堊白表現為手栽>機插>直播，蛋白質含量為直播>機插>手栽，熱漿黏度、峰值黏度均表現為手栽>機插>直播，且隨緯度的上升不同種植方式間稻米品質的差異變大，蘇南地區不同種植方式間差異不顯著，蘇中地區不同種植方式間部分品質性狀達顯著差異，蘇北地區不同種植方式間稻米品質均達極顯著差異。在優質水稻進行種植時，不僅要選擇合理的生態區，還要因地制宜地選用科學的種植方式，灌漿結實期的日均溫度在諸氣候生態因子中對品質性狀的影響最大[14]，蘇南地區溫光資源豐富，手栽、機插、直播的灌漿結實期日均溫在22 ℃以上，而蘇中地區直播稻生育期較遲，直播稻灌漿結實期日均溫只能達到20.8 ℃，稻米品質受到一定影響，蘇北地區溫光資源一般，且抽穗后期易遇冷涼天氣，直播稻灌漿結實期日均溫只能達到18.9 ℃，稻米品質性狀明顯變差，且蘇北地區直播稻較移栽稻產量低、成熟度差[15]。因此，手栽條件下稻米品質相對較優。但隨著從農勞動力持續大幅減少，水稻輕簡化、規模化栽培，將是社會發展的必然趨勢，機插和直播作為簡化栽培的一種方式，特別是機插稻作為現代稻作方式的發展方向越來越受重視[16]。我們對3種種植方式在江蘇不同生態區進行初步區劃，蘇南地區機插、直播均可推廣；蘇中地區宜以機插為主，直播稻提早播種也可適當種植；蘇北地區直播稻不宜種植，機插稻可通過提早播種或適當施肥來確保品質。本研究結果對江蘇及其他稻麥兩熟制條件下同類型地區優質稻米的推廣種植有很好的借鑒作用。

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