抽穗開花期溫度對北方粳稻產量構成因素與食味品質的影響

蔣洪波，馬秀芳，呂 軍，沈 楓，呂桂蘭，唐志強，李小婉　(遼寧省水稻研究所，遼寧沈陽 110101)

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抽穗開花期溫度對北方粳稻產量構成因素與食味品質的影響

蔣洪波，馬秀芳，呂 軍，沈 楓，呂桂蘭，唐志強，李小婉(遼寧省水稻研究所，遼寧沈陽 110101)

摘要[目的]探索北方粳稻產量構成因素及食味品質受抽穗開花期溫度變化的影響。[方法]以11個北方粳稻品種為試材，研究了產量構成因素和食味品質在不同溫度條件間的差異，并分析各溫度條件下食味品質與產量構成因素的相關性。[結果]溫度對產量構成因素的影響存在基因型差異；低溫條件下對食味品質與常溫條件下差異顯著；常溫處理稻米的食味品質與結實率顯著相關，低溫處理食味品質與結實率和單株產量均顯著相關，高溫處理食味品質與千粒重顯著相關。[結論]在不同溫度環境下可以選擇相應的產量因子以實現食味品質和產量共同提高。

關鍵詞北方粳稻；抽穗開花期；溫度；產量構成因素；食味品質；影響

稻米是我國60%以上人口的主食[1]。隨著我國經濟社會的發展和人們生活質量的提高，消費者對稻米品質提出了更高的要求，北方粳米作為優質稻米的主力軍越來越受到市場的青睞。影響稻米品質的因素很多，播種、移栽、生長環境、大田管理、收獲時間、加工儲藏每一個過程均可對稻米的品質產生影響[2-3]。莫惠棟分析表明溫度是對稻米品質影響比較大的環境因素，抽穗至成熟期階段溫度過高會使灌漿時間過短，子粒飽滿度受到影響；溫度過低會使堊白增加，蛋白含量降低，從而使水稻品質降低[2]。劉博等研究表明始穗期至成熟期積溫對水稻的產量性狀和品質性狀的影響較大[4]；從齊穗開始到齊穗后20 d左右是溫度對稻米品質影響的關鍵時期，對稻米品質的形成具有決定作用，其余時期的影響則較弱[5-7]。宋廣樹等研究了不同生育時期低溫處理對水稻品質的影響，認為對稻米品質影響最大的時期是灌漿期，其次是抽穗期[8]。

現今國內對稻米品質的評價主要從加工、外觀、食味和營養等幾個方面進行[9-10]。其中食味品質是體現稻米口感好壞的最重要的指標，是影響消費者對稻米喜好的最大因素，也必將成為稻米品質改良的最終目標。食味品質為數量性狀[11-12]，遺傳機理較為復雜，也一直受到研究者的重視，有關的報道亦較多[13-18]，但絕大多數研究均是以直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度等指標為參考依據[17-23]，僅從幾個方面得出的結論鑒定稻米食味品質，結果難免會產生偏差，目前評價稻米的食味品質優劣主要有測定品質相關理化性狀和人工直接品嘗2種方法[23-25]，然而這2種方法存在前者不直觀、后者不準確的缺點，且費時費力。米飯食味計(STA1A，佐竹公司)能快速測定米飯的外觀、硬度、粘度、平衡及綜合食味值，為米飯食味的測定提供了快捷、穩定的方法，目前也有研究者利用STA1A進行食味品質測定[13-14]。水稻產量構成因素和品質性狀存在一定程度的相關性[26-27]。該試驗以優質食味水稻品種為試材，研究了始穗后不同溫度處理對食味品質與水稻產量構成因素的影響和相關性，以期為在選育優質食味水稻品種過程中選擇適應氣候變化的相關性狀提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1試驗樣品。供試樣品11個，其中雜交粳稻組合2個(遼優2106、遼優5218)，常規粳稻品種(系)9個，分別為遼粳9、遼粳371、遼星1、鹽豐47、寧粳35、越光、秋田小町、遼433、C14。

1.1.2試驗儀器。米飯食味計(STA1A，佐竹公司)，米飯硬度黏度計(RHS1A，佐竹公司)。

1.2試驗設計

1.2.1灌漿期溫度處理。試驗于2011年在遼寧省水稻研究所試驗地進行。4月18日播種，5月21日移栽，田間管理同生產田。7月30 日在試驗田內每個材料選長勢一致的稻株各取27穴，分別帶土移栽到直徑30 cm的塑料桶中，每桶各3穴。試驗分高溫、低溫和常溫對照3個處理，3次重復，在各品種的始穗期分別隨機抽取3桶進行高溫和低溫處理。高溫處理在溫濕可控的玻璃溫室內進行，溫度為(38±0.2)℃，每天8 h，連續20 d；低溫處理在溫光可控的人工氣候室內進行，溫度為(15±0.2)℃，低溫處理每天8 h，光照每天14 h，連續20 d；常溫對照與溫度處理的水肥等管理保持一致，10月4日收獲進行室內考種和性狀測定。

1.2.2米飯食味測定。稱取精米30 g，放入不銹鋼罐中，用流水沖洗，直到洗米水不混濁為止，然后瀝盡余水，再加水至總重70.5 g，米水質量比為1∶1.35，浸泡30 min后加蓋。將不銹鋼罐放入沸騰的電飯鍋內蒸煮30 min，保溫10 min。取冷卻至室溫的米飯8.0 g裝入專用不銹鋼試樣圓環內，再用壓飯器壓成飯餅作為測定飯樣。將測定飯樣放到測定槽中插入米飯食味計測定外觀、硬度、粘度、平衡、食味。每試材測定3個飯樣，每個飯樣的正反面各測1次(計2次)。然后應用米飯硬度黏度計測定供試樣品的硬度、黏度、平衡性和彈性。

1.3測定項目室內考種指標包括穗數、穗長、成粒數、秕粒數、千粒重、單株產量等。食味測定指標包括外觀、硬度、粘度、平衡、彈性、食味等。

1.4數據處理數據采用Excel進行錄入和整理，采用SPSS17.0進行數據分析。

2結果與分析

2.1產量構成因素對溫度的響應特征

2.1.1千粒重。從圖1可以看出，抽穗開花期高溫和低溫處理對千粒重的影響存在品種間基因型差異。高溫影響遼優5218的干物質積累，千粒重隨溫度升高而下降；而遼優2006、C14、遼星1和遼粳9正好相反，高溫對干物質積累有利，千粒重增加，低溫處理對遼粳9無影響；其余品種則均在常溫下千粒重最高，高溫和低溫處理下千粒重均會下降。其中2個生育期較長的品種遼433和越光降幅最為明顯。

2.1.2結實率。由圖2可知，除遼433外，其余品種的結實率在高溫和低溫處理下與對照相比均會降低，低溫處理下越光的結實率降幅最大，達29.2%，高溫處理下遼優2006結實率降幅最大，達19.4%。而無論高溫和低溫處理，遼粳9的結實率降幅均為最小，僅為3.5%和1.1%。

2.1.3單株產量。從圖3可以發現，除遼433和越光外，高溫和低溫處理對其余品種的單株產量均有影響。其中寧粳35的單株產量降幅最大，高溫處理下降幅為68.7%，低溫處理為58.1%；遼優5218降幅最小，高、低溫處理下降幅分別為12.6%和12.2%，遼粳9次之；遼433和越光的生育期較長，越光在高溫處理下的單株產量最高，常溫和低溫處理下的產量依次降低，而遼433則與之相反，高溫處理下的單株產量最低，常溫和低溫處理下的產量依次升高。

2.2食味品質對灌漿期溫度的響應特征由表1～2可知，與高溫相比，低溫對稻米食味品質的影響更大，低溫處理與常溫對照間的外觀、硬度、粘度、平衡性和食味值的差異均達到顯著程度。除遼433和遼優5218外，所有品種外觀、粘度、平衡性和食味值變化均為對照>高溫>低溫，且對照和低溫處理間的差異達到顯著水平。遼433低溫處理下的外觀、粘度、平衡性和食味值均高于高溫處理的相應值；鹽豐47高溫處理下的外觀、平衡性和食味值最大，而遼優5218高溫處理和對照平衡性均值相等。除此之外，其余針對米飯的硬度，遼優5218高溫處理和對照值相等，低于低溫處理；遼優2006和遼星1高溫和低溫處理值相等，大于對照；鹽豐47低溫處理和對照值相等，大于高溫處理；遼433高溫>低溫>對照；其余品種均遵循低溫>高溫>對照的規律。

表1　不同溫度處理對食味品質的影響

表2　不同溫度處理間食味品質差異顯著性

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3產量構成因素與食味品質的相關性分析由表3～5可知，在3種溫度條件下，米飯外觀、粘度、平衡性和食味值彼此之間均呈極顯著正相關，米飯的硬度與外觀、粘度、平衡性和食味值呈極顯著負相關。不同溫度處理下，食味品質與產量構成因素之間的相關性有所不同。常溫條件下，米飯外觀、硬度、平衡性和食味值均與結實率呈顯著相關；低溫條件下，米飯外觀、硬度、粘度、平衡性和食味值均與結實率呈顯著相關，外觀、硬度、平衡性和食味值均與單株產量呈顯著相關；而高溫條件下，米飯外觀、硬度、粘度、平衡性和食味值均與千粒重呈顯著相關。

表3　常溫下產量構成因素與食味品質的相關性

注：*表示在 0.05 水平(雙側)上顯著相關。**表示在0.01 水平(雙側)上顯著相關。

表4　低溫處理產量構成因素與食味品質的相關性

注：*表示在 0.05 水平(雙側)上顯著相關。**表示在0.01 水平(雙側)上顯著相關。

表5　高溫處理產量構成因素與食味品質的相關性

注：*表示在 0.05 水平(雙側)上顯著相關。**表示在0.01 水平(雙側)上顯著相關。

3結論與討論

由于全球氣候變暖[28]，近年來極端天氣事件頻發，對農業的影響越來越大[29]，溫度反常現象勢必會對水稻的生長、產量和品質的形成以及品種的適宜種植區域等產生重要的影響，如何評價其影響以及在育種上應采取怎樣的應對措施，已經成為北方優質稻米品種選育的重要課題。

水稻在抽穗期很容易遇到高溫和低溫等極端天氣，該試驗通過對11個優質水稻品種在抽穗開花期進行高溫和低溫處理，研究溫度變化對北方粳稻食味品質的影響，以及食味品質與產量構成因素之間的關系。結果表明，溫度對產量構成因素的影響存在品種間基因型差異；與高溫相比，低溫對食味品質的影響更大，與常溫下的稻米食味品質之間的差異達到顯著水平；常溫下稻米的食味品質與結實率顯著相關，在低溫處理下除粘度和單株產量不相關外，食味品質與結實率和單株產量均顯著相關，高溫處理下食味品質與千粒重顯著相關。因此，在低溫環境中結實率和產量較高的品種能較好地保持產量和品質的統一，而在高溫環境中千粒重較大的品種稻米則有可能獲得較好的品質。

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收稿日期2015-05-08

作者簡介蔣洪波(1979- )，男，安徽潁上人，助理研究員，碩士，從事水稻分子育種研究。

基金項目遼寧省自然科學基金項目(2014027017)。

中圖分類號S 511.2+2

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)18-064-03