水稻倒伏與產量及食味的關系

湯云龍，汪 楠，張 欣，李永杰，韋峻峰，錢路海，劉寶成，施利利，崔 晶，劉學軍，崔中秋*

（1 天津農學院 農學與資源環境學院，天津 300384；2 天津農墾小站稻產業發展有限公司，天津 301806；3 黑龍江省江川農場有限公司，黑龍江 佳木斯 154302；4 天津市農作物研究所，天津 300384）

倒伏是一個綜合的、復雜的現象，作物倒伏受基因型和環境共同影響。風、雨、溫度、土壤等外界條件是作物倒伏直接的誘導因素， 基因型不同是作物抗倒伏能力的內因和根本［1］。 有研究表明，水稻的抗倒伏性受到基因的加性、顯性、上位性及基因和環境的互作等影響， 是復雜的數量性狀［2］。

倒伏是制約水稻生產的重要因素之一， 發生倒伏后植株群體結構被破壞，葉片光合效率銳減，莖稈從葉片向穗部運輸光合產物受阻， 影響籽粒灌漿，導致產量大減［3］。 同時倒伏使稻米中蛋白質和直鏈淀粉含有率升高，食味變差［4］。 倒伏嚴重影響了我國水稻的生產和推廣， 目前普遍公認的優質食味品種大多抗倒伏性較弱， 如食味品質非常優秀的日本品種越光主要缺點是抗稻瘟病弱，稈弱易倒伏［5］，吉林省如富士光、五優1 號、秋田小町等優質品種除產量低于常規高產品種外， 在部分地區表現抗病性偏差，易倒伏等現象［6］。 本研究就水稻倒伏與產量及食味的關系進行分析， 通過數據說明倒伏主要從哪些方面影響產量及食味，旨在為水稻品種改良及品質提升提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2018 年在黑龍江省佳木斯市江川農場十站科技園區進行，地勢平坦，土壤為草甸白漿土，肥力中等，pH 值6.67，有機質含量25.3 g／kg。

1.2 供試品種

試驗選取10 個水稻品種， 分別是：163、169、牡育49、初香粳1、苗稻2、稻香7、農原香1、龍洋11、龍洋12 和綏粳18。

1.3 栽培方法

1.3.1 種植面積 將10 個不同品種在同一地塊采用相同措施進行栽培， 每個品種面積為270 m2。

1.3.2 整地 前一年秋整地，5 月3 日進行水整地，采用渠水灌溉。

1.3.3 除草 插秧前5～7 d 用35%的惡草酮1.5 L／hm2進行一次性封閉除草， 后期人工除草一次。

1.3.4 防蟲 采用植物殺蟲劑苦皮藤素和苦參堿殺蟲。

1.3.5 防病 7 月15 日采用春雷霉素防治細菌性褐斑病，8 月初用低聚糖素防治稻瘟病。

1.4 試驗方法

1.4.1 倒伏率 在成熟期測量倒伏面積占栽培面積的百分率。

1.4.2 產量及產量構成要素測定 在收獲期，每個品種調查1 m2有效穗數和總稻谷數，經鹽選后（鹽水密度為1.06 g／L）， 測定實粒數和千粒重， 結實率＝（下沉稻谷數／總稻谷數）×100%，再收獲去除邊行的200 m2脫粒測產，并折算成單位面積產量。

1.4.3 營養品質測定 直鏈淀粉含有率， 采用德國Bran Luebbe 公司生產的AA3 型連續流動分析儀測定。

1.4.4 質地特性測定 米飯硬度黏度比采用日本佐竹公司生產的RHS1A 型米飯硬度黏度計測定。

1.4.5 食味品嘗評鑒試驗 按照天津市食味水稻國際聯合研究中心10 份法（新）進行食味品嘗試驗，評價項目包括米飯的外觀、飯香、味道、黏度、硬度及綜合評價共6 項。 試驗地點為天津市食味水稻科技創新與成果轉化國際聯合研究中心，對照品種為津原45，按照華北地區正常時間移栽和收獲。 參與食味品嘗試驗的品鑒員由天津農學院具有一定辨別能力的教師和學生組成，人數為20人，男女比例約為1∶1。

1.5 數據處理與方差分析

所有數值均為兩次重復的平均值， 數據處理應用Microsoft office 2013 辦公軟件分析，方差分析應用SPSS 22.0 軟件分析。

2 結果與分析

2.1 生育期

由表1 可知，供試品種生育期各不相同，其中163 屬于早熟品種， 始穗期到成熟期間的各生育階段均比其他品種早10～16 d， 其余各品種生育期雖有不同但差別不大。

2.2 株高和倒伏率的關系

由圖1 可以看出， 試驗品種株高在80～110 cm，屬于中、高稈品種，不同品種倒伏率由0～80%不等。 試驗材料于同一時間種植在相同的外界環境中，排除了環境差異，因此品種間倒伏率的差異是由作物基因型不同引起的， 遺傳特性是作物抗倒伏能力的根本。本試驗中稈長、穗長和株高與倒伏率大小無直接關系，有的品種株高高于100 cm倒伏率為0，也有品種株高低于100 cm 倒伏率很高，說明株高并不是影響作物倒伏的決定性因素。

2.3 產量及產量構成要素

由表2 可知，不同品種間的有效穗數、每穗粒數、千粒重、結實率、理論產量和實際產量有極顯著差異， 品種產量高的原因主要是變異系數最大的每穗粒數增多。

2.4 株型、產量與倒伏率的關系

圖1 稈長、穗長與倒伏率的關系

表1 生育期（月·日）

將稈長、穗長、有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重與倒伏率做偏回歸分析（表3）可知，六項株型、產量性狀與倒伏率有極顯著相關性，復相關系數為0.959，說明這些株型、產量性狀可以作為衡量倒伏率大小的主要因素， 這六項指標對于倒伏率的貢獻率從大到小依次為： 每穗粒數（46.0%）、千粒重（16.0%）、稈長（13.5%）、結實率（13.4%）、有效穗數（10.7%）和穗長（0.4%）。其中稈長與倒伏率呈負相關，穗長與倒伏率呈正相關；產量構成要素四項指標均與倒伏率呈負相關， 每穗粒數是影響產量最主要的指標同時也是影響倒伏最主要的指標。由圖2 可知，產量與倒伏率呈顯著負相關，說明產量越高的品種越耐倒伏。

2.5 直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比之間的關系

直鏈淀粉含有率受遺傳特性影響存在品種間差異，直鏈淀粉是稻米中固有成分，決定了米飯的物理特性。 由圖3 可知直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比呈極顯著正相關， 即在一定范圍內直鏈淀粉含有率越高米飯越硬，黏性越差。

表2 產量及產量構成要素

表3 株型、產量與倒伏率的關系

圖2 產量與倒伏率的關系

圖3 直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比之間的關系

2.6 倒伏率與直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比之間的關系

由圖4 可知， 倒伏率與直鏈淀粉含有率呈顯著負相關，與米飯硬度黏度比呈極顯著負相關，說明越易倒伏的品種直鏈淀粉含有率越低、 米飯硬度黏度比越小，米飯硬度小、黏度大。

2.7 直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比與食味綜合評價之間的關系

由圖5 可知， 直鏈淀粉含有率與食味綜合評價呈極顯著負相關， 米飯硬度黏度比與食味綜合評價呈顯著負相關，說明直鏈淀粉含有率越低，硬度黏度比越小的米飯硬度越小，黏度越大，食味綜合評價越高，米飯越好吃。

2.8 倒伏率與食味綜合評價之間的關系

由圖6 可以看出， 倒伏率與食味綜合評價呈顯著正相關，說明易倒伏品種食味相對較好，結合之前的分析，作物倒伏特性主要受遺傳因素影響，遺傳特性又從根本上決定了水稻的產量和食味，綜合來看，易倒伏品種水稻產量相對較低，直鏈淀粉含有率低，米飯硬度黏度比小，米飯硬度小，黏度大，食味綜合評價高。

3 結論與討論

水稻的倒伏、 產量和食味受基因型和環境共同影響，本研究將10 個品種水稻同一時間種植在相同外界條件中，排除環境差異分析得出，在遺傳特性影響下，稈長、穗長和株高并不是抗倒伏能力的決定性因素。 抗倒性強的品種產量比抗倒性差的品種產量高，主要原因是每穗粒數增多。食味綜合評價好的品種直鏈淀粉含有率低， 米飯硬度黏度比小，抗倒性差，且均具有顯著的相關性。

崔晶［7］認為粳稻稻米直鏈淀粉含有率在15%～25%，在這個范圍內直鏈淀粉含有率越低，米飯的黏度越大，食味越好。本試驗中直鏈淀粉含有率與米飯硬度黏度比呈極顯著正相關， 與食味綜合評價呈極顯著負相關，研究結果與前人一致。

楊守仁、關玉萍［8，9］等學者認為水稻抗倒伏性與株高成反比，與莖粗成正比，降低株高是提高水稻抗倒伏性的重要途徑。 趙海成［10］等研究結果表明控制氮肥施用量，增施鉀、硅肥可以促進水稻莖稈細胞壁加厚，纖維素增加，縮短基部節間長度以及增加莖粗，提高水稻抗倒伏能力。目前關于倒伏性與水稻食味之間關系的研究很少， 本研究用倒伏率大小代表水稻倒伏性強弱， 與產量和食味特性進行相關性分析， 結果認為相對而言食味水平高的品種直鏈淀粉含有率低、米飯硬度黏度比小，但其產量較低，抗倒伏性差。因此對于優質品種改良的重點應該放在倒伏上， 通過品種改良和合理的栽培方法使優質品種抗倒性增強， 不僅能增加產量，而且可以進一步提升食味，增加經濟效益。

圖4 倒伏率與直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比之間的關系

圖5 直鏈淀粉含有率及米飯硬度黏度比與食味綜合評價之間的關系

圖6 倒伏率與食味綜合評價之間的關系