膜下滴灌旱種下寒地水稻品質與產量關系的研究

郭曉紅，孫立明，姜玉偉，潘世駒，周 健，陳立強，全 利，張先創，鄭桂萍，呂艷東

(1.黑龍江八一農墾大學農學院/黑龍江省教育廳寒地作物種質改良與栽培重點實驗室，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江省嫩江農場，黑龍江 嫩江 161431)

中國是水資源嚴重短缺的國家之一，水資源的不足已成為制約中國農業和經濟發展的“瓶頸”。發展以高效節水灌溉技術為平臺的高產、優質、高效、生態和安全的現代化農業是保障中國糧食安全和可持續增長的一個重要途徑。滴灌是當前世界最先進的微灌技術之一，把工藝節水和農藝措施進行有機結合，是缺水地區一種有效利用水資源的灌水方式[1]，中國已在滴灌棉花、加工番茄、辣椒、黃瓜、洋蔥、馬鈴薯等經濟作物及小麥、玉米等糧食作物滴灌栽培技術上取得關鍵突破[2-12]，在中國各地推廣應用滴灌作物的種類達30余種，作物節水灌溉推廣面積也在與日俱增。近年來有關水稻高效節水灌溉方面的研究很多[13,14]，而關于水稻膜下滴灌旱種效果僅在新疆、寧夏初見成效[15,16]，但是有關與膜下滴灌旱種相適應的品種篩選方面的研究很少[17,18]，且大多都集中在產量方面的研究，有關膜下滴灌旱種下水稻品質方面的研究更少，相關研究在寒地稻區未見報道。本研究以水稻產量和品質性狀為對象對水稻膜下滴灌旱種適應性進行系統的整理，以期為適合水稻膜下滴灌旱種品種的篩選提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究選取黑龍江八一農墾大學水稻研究中心收藏的寒地早粳稻品種資源材料94個供試。

1.2 試驗設計

試驗于2012年在大慶市王家圍子水田基地進行。5月4日整地、施底肥，5月6日浸種。5月10日區劃，5月12日人工播種。膜寬90 cm，膜上種4行；小區內行距15 cm和30 cm交替，穴距13 cm，小區間橫向間距40 cm，小區間縱向間距20 cm；旱直播芽谷，單穴點播粒數，5～7粒，超過7株間苗；每品種4行，每行10穴；按品種熟期分類，每類隨機排列，隨機區組，3次重復。5月13日覆膜，5月22日出苗，6月6日施分蘗肥。

試驗處理：對照(CK)，旱種覆膜，三葉一心后撤膜，進行常規生產水分管理；膜下滴灌處理(M)，旱種覆膜，三葉一心后，當田面以下15 cm體積含水量低于對照70%時灌水，全生育期重復進行(期間降雨則要馬上排水)；使用MPM-160B型水分儀測定土壤水分，測定深度為田面下15 cm，五點測定。

供試土壤為草甸土，土壤的基礎條件見表1。

表1 試驗土壤養分含量狀況

1.3 調查指標

(1)考種。水稻成熟時每個品種的處理和對照選取有代表性的植株2穴，帶回室內考察農藝性狀和產量性狀，測定項目主要有穗數、穗長、穗重、草重、一次枝梗數、二次枝梗數、實粒數、空秕粒數，并稱取粒重，計算結實率、千粒重。

(2)品質測定內容與方法。收獲后風干2～3個月，按《中國農業標準匯編-糧油作物卷》的標準測定品質。用FC-2 K型實驗礱谷機(YAMAMOTO，離心式)加工成糙米，用日本公司生產的VP-32型實驗碾米機(YAMAMOTO，直立式)加工精米；外觀品質用日本靜岡機械株式會社生產的ES-1000便攜式品質分析儀測定，測定指標有精米粒長、精米粒寬、堊白率、堊白度、精米白度等；用FOSS 1241近紅外谷物分析儀測定糙米的直鏈淀粉含量、脂肪含量、蛋白質含量；食味品質用日本佐竹公司(SATAKE)生產的米飯食味計(STA1A)進行測定。本試驗以黑龍江省佳木斯市生產的空育131(感官食味綜合評分75分)為對照。

1.4 寒地水稻膜下滴灌旱種適應性鑒定方法

膜下滴灌旱種適應性反應指數(Adaptation of upland rice under drip irrigation with plastic film mulching response index, ARI)=(膜下滴灌旱種處理區性狀表型值/對照區性狀表型值)×100%。ARI值越大，則說明對膜下滴灌旱種的反應比較遲鈍，否則相反。

1.5 數據分析

利用EXCEL和DPS統計軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 膜下滴灌旱種下稻谷碾磨品質與產量的關系

從膜下滴灌旱種下各性狀間相關關系可見(表2)，糙米率與結實率呈極顯著正相關，與千粒重和理論產量呈顯著正相關；精米率與穗粒數呈極顯著負相關，與穗數、結實率和千粒重均呈極顯著正相關。以上結果表明，膜下滴灌旱種下結實率較高、千粒重較高、理論產量較高的水稻種質具有相對較高的糙米率；膜下滴灌旱種下穗粒數較少、穗數較多、結實率較高、千粒重較高的水稻種質具有相對較高的精米率，否則相反。

表2 膜下滴灌旱種下碾磨品質與產量間及膜下滴灌旱種反應指數間相關關系

注：上面3行數字為膜下滴灌旱種下農藝性狀間相關系數，下面3行數字為膜下滴灌旱種反應指數間相關系數。

從膜下滴灌旱種下各性狀與膜下滴灌旱種反應指數間相關關系可見(表3)，穗數、結實率、千粒重的ARI與糙米率呈顯著正相關，理論產量的ARI與糙米率呈極顯著正相關；理論產量的ARI與精米率呈顯著正相關；說明穗數、結實率、千粒重、理論產量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其糙米率較高；理論產量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其精米率較高；否則相反。整精米率的ARI與穗數呈極顯著負相關，整精米率的ARI與穗粒數呈顯著正相關，說明整精米率對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其穗數較少、穗粒數較多，否則相反。

表3 膜下滴灌旱種下碾磨品質和產量的表型值與其膜下滴灌旱種反應指數間相關關系

2.2 膜下滴灌旱種下稻米外觀品質與產量的關系

從膜下滴灌旱種下各性狀間相關關系可見(表4)，精米粒長與穗數呈極顯著負相關；精米粒寬與穗數、千粒重和理論產量均呈極顯著正相關；精米長寬比與穗數和理論產量分別呈極顯著和顯著負相關；精米堊白粒率、精米堊白度與穗數呈顯著負相關。以上結果表明，膜下滴灌旱種下穗數較少的水稻種質具有相對較小的精米粒長、較大的精米粒長、較小的精米長寬比、較低的堊白粒率和堊白度；膜下滴灌旱種下千粒重較高、理論產量較高的水稻種質具有相對較大的粒寬；膜下滴灌旱種下理論產量較高的水稻種質具有相對較小的精米長寬比，否則相反。

表4 膜下滴灌旱種下外觀品質與產量間及膜下滴灌旱種反應指數間相關關系

注；上面6行數字為膜下滴灌旱種下農藝性狀間相關系數，下面6行數字為膜下滴灌旱種反應指數間相關系數。

從膜下滴灌旱種反應指數間相關關系可見(表4)，精米長寬比的ARI與穗數的ARI呈顯著負相關。以上結果表明，穗數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其精米長寬比對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍，否則相反。

從膜下滴灌旱種反應指數間相關關系可見(表5)，穗粒數的ARI與精米粒長呈顯著負相關；精米粒長的ARI與穗數呈顯著負相關，精米長寬比的ARI與穗數呈極顯著負相關。以上結果表明，穗粒數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其精米粒長較大；精米粒長、精米長寬比對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其穗數較多，否則相反。

表5 膜下滴灌旱種下外品質和產量的表型值與其膜下滴灌旱種反應指數間相關關系

2.3 膜下滴灌旱種下稻米營養品質與產量的關系

從膜下滴灌旱種下各性狀間相關關系可見(表6)，直鏈淀粉含量與結實率呈極顯著負相關；粗脂肪含量與穗數呈極顯著負相關，與穗粒數呈極顯著正相關，與結實率呈顯著負相關；蛋白質含量與穗數和理論產量均呈極顯著負相關。以上結果表明，膜下滴灌旱種下穗數較少的水稻種質具有相對較高的粗脂肪含量和蛋白質含量；膜下滴灌旱種下穗粒數較多的水稻種質具有相對較高的粗脂肪含量；膜下滴灌旱種下結實率較低的水稻種質具有相對較高的直鏈淀粉含量和粗脂肪含量；膜下滴灌旱種下理論產量較高的水稻種質具有相對較低的蛋白質含量，否則相反。

從膜下滴灌旱種反應指數間相關關系可見(表6)，結實率的ARI與粗脂肪含量的ARI和蛋白質含量的ARI分別呈極顯著和顯著負相關。以上結果表明，結實率對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其粗脂肪含量和蛋白質含量對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍，否則相反。

穗粒數和千粒重的ARI與蛋白質含量的相關系數均為-0.21*；直鏈淀粉含量的ARI與穗粒數、結實率和千粒重的相關系數分別為0.27**、-0.30**和-0.22*，說明穗粒數和千粒重對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其蛋白質含量較高；直鏈淀粉含量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其穗粒數較多、結實率較低、千粒重較低，否則相反。

表6 膜下滴灌旱種下營養品質與產量間及膜下滴灌旱種反應指數間相關關系

2.4 膜下滴灌旱種下稻米食味品質與產量的關系

米飯食味評分值與每平方米穗數的相關系數為0.41**，與穗粒數的相關系數為-0.25*，表明膜下滴灌旱種下每平方米穗數較多、穗粒數較少的水稻種質具有相對較高的米飯食味評分值，否則相反。米飯食味評分值的ARI與理論產量的ARI之間的相關系數為0.23*，表明理論產量對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其米飯食味評分值對膜下滴灌旱種的反應較敏感，否則相反。米飯食味評分值的ARI與千粒重的相關系數為0.24*，說明米飯食味評分值對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其千粒重較高，否則相反。

3 結 論

(1)膜下滴灌旱種下結實率較高、千粒重較高、理論產量較高的水稻種質具有相對較高的糙米率；膜下滴灌旱種下穗粒數較少、穗數較多、結實率較高、千粒重較高的水稻種質具有相對較高的精米率。穗數、結實率、千粒重、理論產量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其糙米率較高；理論產量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其精米率較高；整精米率對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其穗數較少、穗粒數較多。

(2)膜下滴灌旱種下穗數較少的水稻種質具有相對較小的精米粒長、較大的精米粒長、較小的精米長寬比、較低的堊白粒率和堊白度；膜下滴灌旱種下千粒重較高、理論產量較高的水稻種質具有相對較大的粒寬；膜下滴灌旱種下理論產量較高的水稻種質具有相對較小的精米長寬比。穗數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其精米長寬比對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍。穗粒數對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其精米粒長較大；精米粒長、精米長寬比對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其穗數較多。

(3)膜下滴灌旱種下穗數較少的水稻種質具有相對較高的粗脂肪含量和蛋白質含量；膜下滴灌旱種下穗粒數較多的水稻種質具有相對較高的粗脂肪含量；膜下滴灌旱種下結實率較低的水稻種質具有相對較高的直鏈淀粉含量和粗脂肪含量；膜下滴灌旱種下理論產量較高的水稻種質具有相對較低的蛋白質含量。結實率對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其粗脂肪含量和蛋白質含量對膜下滴灌旱種的反應較遲鈍。穗粒數和千粒重對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其蛋白質含量較高；直鏈淀粉含量對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其穗粒數較多、結實率較低、千粒重較低。

(4)膜下滴灌旱種下穗數較多、穗粒數較少的水稻種質具有相對較高的米飯食味評分值；理論產量對膜下滴灌旱種反應較敏感的材料，一般其米飯食味評分值對膜下滴灌旱種的反應較敏感；米飯食味評分值對膜下滴灌旱種反應敏感的材料，其千粒重較高。

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