唐建鵬 陳京都 劉紹貴 辛海濱 張彥 姚義 張明偉 陸佩玲
摘要:為篩選適宜江蘇沿江高沙土地區高產且優質的粳稻新品種,以審定范圍適合沿江種植的21個粳稻品種(12個遲熟中粳類型,9個早熟晚粳類型)為供試材料,探究了不同品種在江蘇沿江高沙土地區種植的莖蘗動態、產量及產量結構、品質的差異。結果表明,在沿江高沙土地區適宜抽穗期為8月26日至9月3日,選擇大穗型品種更容易獲得高產;直鏈淀粉含量與稻米淀粉RVA譜特征值緊密相關,崩解值和消減值可以作為優質稻米的輔助選擇指標。綜合生育期、產量和品質,沿江高沙土地區總體適宜早熟晚粳類型品種;遲熟中粳品種中揚香玉1號和金香玉1號綜合性狀較好;早熟晚粳寧香粳9號和武育粳528生育期適宜,兼顧產量和品質,表現較好;糯稻中品質和產量綜合性狀較好的為鎮糯29號和揚粳糯2號。
關鍵詞:江蘇;沿江高沙土地區;常規粳稻;產量;品質;品種篩選
Study on Yield and Quality Characteristics of Conventional Japonica Rice Varieties in High Sand Soil Areas along the Yangtze River in Jiangsu
TANG Jianpeng1,CHEN Jingdu1,LIU Shaogui1,XIN Haibin2,
ZHANG Yan2,YAO Yi1,ZHANG Mingwei1,LU Peiling1
(1Yangzhou Agricultural Technology Comprehensive Service Center,Yangzhou 225100,Jiangsu;
2Jiangdu District Agricultural Technology Comprehensive Service Center,Yangzhou 225200,Jiangsu)
江蘇是水稻生產大省,單產水平常年位列全國水稻主產省第一,也是粳稻的優勢產區,2022年粳稻種植面積達187.5萬hm2以上,產量可達9282kg/hm2。
隨著經濟社會的發展和人民生活條件的改善,人們對主糧的需求已從“吃得飽”轉向“吃得好”,江蘇省優良食味水稻種植面積超120萬hm2,主要以南粳9108、南粳5055和南粳46等市場認可度較高的品種為主。素有“魚米之鄉”稱號的江蘇地區,在長期的自然選擇和人工選擇下,更是積攢了豐富的稻種資源,特別是生育期適宜、品質優良的粳稻品種[1]。
江蘇沿江高沙土地區是江蘇省比較特殊的稻作區域,主要位于新通揚運河以南、以西,長江、靖泰運河、江平路以北地區,主要包括揚州、泰州、南通3市的江都、廣陵、泰興、姜堰、高港、海陵、如皋、海安等8個縣(市、區),耕地面積25.2萬hm2。沿江高沙土地區屬江淮沖積平原,土質沙性,蓄水力差,為沙瘦型低產土壤[2]。適宜種植遲熟中粳和早熟晚粳兩種類型水稻品種,可選用品種較多,主推品種不突出。近年來,隨著市場的發展,農戶選擇種植的水稻追求穩產、高產、優質和多抗等綜合特性,然而優質、高產協同,一直是水稻研究的難點,其相互間既有協同性,又有拮抗性,而且都受栽培措施和環境影響較大[3]。陳波等[4]研究發現,在雙季稻地區產量較高的品種品質相對較差;萬向元等[5]的研究表明,通過優化產量構成因子可以實現優質與高產的相對協調;郎有忠等[6]發現,在一定天數內,生育期越長,稻米品質越好,產量越高;陶進等[7]研究不同年代水稻產量及品質發現,從20世紀40年代至今,水稻產量顯著提高,整精米率、直鏈淀粉含量、淀粉黏滯性等品質都明顯改善,但稻米堊白度仍較高。因此在種植面積下降且品質要求提高的環境下,迫切需要改變原有的種植結構,篩選出更多生育期適宜的品質優、產量高的粳稻品種,既保證水稻單產,同時要提高水稻品質,尤其是食味品質,以滿足現代水稻生產需求。
本研究在江蘇沿江高沙土地區選擇23個粳稻品種進行適應性分析,通過不同品種之間莖蘗動態、產量及其產量結構、稻米品質等的綜合分析,以期篩選出適宜江蘇沿江高沙土地區種植的優質高產粳稻新品種。
1 材料與方法
1.1 試驗材料 選擇水稻遲熟中粳類型品種13個,早熟晚粳類型品種10個,其中包含武香糯109、鎮糯29號、揚粳糯2號和揚農香糯108等4個糯稻品種,具體品種信息見表1。遲熟中粳類型品種、早熟晚粳類型品種分別以南粳9108、南粳5055為對照。
1.2 試驗地點 試驗地點位于江蘇省揚州市江都區宜陵鎮大陳村,在長江和通揚運河之間,屬于沿江高沙土地區,沙壤土,有機質含量25.48g/kg,全氮含量1.49g/kg,速效磷含量27.4mg/kg,速效鉀含量57.0mg/kg,pH值7.17,土壤肥力均勻,排灌方便,前茬為小麥。
1.3 試驗設計 5月21日播種,6月16日機插移栽,株行距30cm×12cm,每hm2機插27.75萬穴,毎穴3~5株苗,基本苗112.5萬株。基肥于移栽前每hm2撒施復合肥(20-12-14)450kg,1周后撒施尿素150kg,10d后再施尿素112.5kg;拔節孕穗肥于第2節間伸長時施用氮鉀復合肥(30-0-8)300kg,遲熟中粳和早熟晚粳分開施肥,總施氮量300kg。基蘗肥∶穗肥=7∶3。除草采用“兩封一殺”,即移栽前封閉除草1次,移栽后7d與肥料一起撒施封閉除草1次,7月14日化學除草1次。按照常規大田生產管理,在拔節期、破口前和破口時防治病蟲害3次,包括紋枯病、稻瘟病、稻曲病、稻縱卷葉螟、稻飛虱等。
1.4 測定內容與方法 莖蘗動態 在小區內選取連續10穴作為固定點觀察,水稻移栽后每7d分別進行1次莖蘗動態田間調查,記錄苗數,并換算成每667m2苗數,生育期內共調查5次,設置2次重復。產量結構 成熟期每小區普查50穴,3次重復,計算有效穗數,并割方測產,計算折合每hm2產量。根據每穴平均成穗數取3穴調查每穗粒數、結實率,測定千粒重,計算每hm2理論產量。稻米品質測定 水稻收獲后,根據GB/T 17891—2017《優質稻谷》測定稻米的糙米率、精米率和整精米率等主要品質指標。采用瑞典福斯公司生產的近紅外谷物分析儀(Infratec 1241 Grain Analyzer)測定精米的蛋白質含量和直鏈淀粉含量。采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產的Super3型RVA儀(Rapid Viscosity Analyzer)快速測定淀粉譜黏滯特性,用TCW(Thermal Cycle for Windows)配套軟件分析淀粉黏滯性。
1.5 數據分析 采用Microsoft Excel 2013軟件進行數據常規處理,用DPS 7.05進行方差分析。
2 結果與分析
2.1 不同水稻品種莖蘗動態與成穗率分析 由表2可知,與對照南粳9108相比,遲熟中粳類型品種中香緣99和南粳5718的高峰苗較少,尤其是南粳5718,高峰苗僅399.6萬株/hm2,比對照低19.1%,而揚香玉200、泗稻301高峰苗高于其他品種,超過600.0萬株/hm2。在早熟晚粳類型品種中,對照南粳5055的分蘗能力較強,只有揚農香糯108的高峰苗高于對照,其他均低于對照,降幅為8.3%~28.8%,最低的是金揚軟玉,其次為武科粳7375。從高峰苗時間來看,遲熟中粳類型品種時間不一致,有7個品種在7月13日達到高峰苗,表明其前期生長較快,其余品種均在7月20日達到高峰苗,早熟晚粳類型品種均是在7月20日達到高峰苗。從成穗率分析發現,金揚軟玉、南粳5718、揚粳糯2號、香緣99和武科粳7375的成穗率較高,均在70.0%以上,遲熟中粳類型品種只有南粳5718和香緣99的成穗率高于對照,而早熟晚粳類型品種中除揚農香糯108外,其他品種的成穗率均高于對照。綜上所述,南粳5718和武科粳7375分蘗能力一般,而揚農香糯108、揚香玉200和泗稻301分蘗能力較強。
調查不同品種的抽穗期和成熟期可以看出,在沿江高沙土地區,遲熟中粳類型品種均在8月30日前完成抽穗,泗稻301、泗稻20號、南粳5718、泰香粳1402和對照南粳9108抽穗期較早,在8月22日之前,容易遇到高溫,成熟期也較早,在10月22日之前;瑩香1號和武香糯109在8月23日抽穗,比對照晚1d,其他品種相對較晚。在早熟晚粳類型品種中揚農香糯108抽穗期最早,在8月28日,金揚軟玉、武育粳528、寧香粳9號和揚粳糯2號均在8月31日抽穗,比對照早2d,武香粳168、南粳3908和武科粳7375分別比對照晚2~8d,其中武科粳7375在9月10日才抽穗,大部分品種成熟期在11月初,南粳3908和武科粳7375成熟期在11月5日之后,生育期較長。
2.2 不同水稻品種產量與產量結構分析 對其產量結構進行分析發現,遲熟中粳類型品種的有效穗數變化較大,最大的為瑩香1號,最小的為南粳5718,兩者相差71.4萬穗/hm2,6個品種較對照南粳9108增加0.4%~7.5%,6個品種較對照南粳9108降低4.6%~13.4%(表3)。早熟晚粳類型大多數品種有效穗數低于對照南粳5055,只有鎮糯29號、揚粳糯2號和武香粳168稍高于對照,所有品種均在320.0萬穗/hm2以上。
每穗粒數中大多數品種高于對照,只有遲熟中粳類型品種中的泗稻20號和揚香玉200稍低于對照;每穗粒數最大的為軟玉中科,達178.3粒,比對照南粳9108高66.1粒,增幅58.9%,其次為寧香粳9號,比對照南粳5055高57.0粒,增幅53.6%,金香玉1號、南粳5718、武香糯109、泰香粳1402和武育粳528等品種的每穗粒數也較多,穗型較大。
結實率變幅在79.3%~96.3%之間,軟玉中科最低,武香粳168最高。遲熟中粳類型品種的結實率均低于對照,而早熟晚粳類型品種中只有武香粳168和武育粳528稍高于對照,其余品種均低于對照,而且早熟晚粳類型品種的結實率普遍高于遲熟中粳類型品種,這可能與抽穗早而遇高溫不結實有關。
千粒重在22.68~29.91g之間,軟玉中科最低,南粳5718最高。南粳5718、金揚軟玉、泗稻20號和揚農香糯108的千粒重在29.00g以上,武香粳168和武育粳528的千粒重在28.00g以上,表現較為突出,軟玉中科、瑩香1號、金香玉1號和寧香粳9號千粒重相對較低。
遲熟中粳類型品種中,泗稻20號、揚香玉200和泗稻301折合產量低于對照南粳9108,其中泗稻20號只有7.80t/hm2,比對照低10.9%。揚輻粳7088折合產量最高,達到10.83t/hm2,比對照高23.8%,其次是南粳5718、武香糯109和揚香玉1號,均超過10.00t/hm2。早熟晚粳類型品種中只有南粳3908和武科粳7375產量低于對照,其余品種均高于對照南粳5055,其中寧香粳9號是所有品種中產量最高的,達10.99t/hm2,其次是武育粳528、揚農香糯108、武香粳168和鎮糯29號4個糯稻品種,產量均高于對照。
綜上所述,鎮糯29號、揚輻粳7088、瑩香1號、揚粳糯2號和揚香玉200屬于穗數型品種,寧香粳9號、軟玉中科和金香玉1號屬于大穗型品種,南粳5718和武育粳528屬于大穗大粒型品種,產量較為突出。
2.3 不同水稻品種主要稻米品質分析 測定不同品種的加工品質、蛋白質含量和直鏈淀粉含量發現,糙米率變化不大,揚香玉200最低(82.60%),其次是寧香粳9號和南粳3908,揚輻粳7088、武香粳168、泰香粳1402、香緣99和瑩香1號較高,均在85.50%以上(表4)。精米率較高的品種為揚粳糯2號、武香粳168和武育粳528,超過77.00%,較低的品種有軟玉中科、寧香粳9號和揚香玉200,在75.00%以下。整精米率指標中,遲熟中粳類型品種瑩香1號和軟玉中科品種低于60.00%,除此之外泰香粳1402和揚香玉200以及早熟晚粳類型品種寧香粳9號低于對照,其他品種均高于對照;揚粳糯2號、武科粳7375和泗稻301整精米率較高,超過70.00%,其次是武育粳528、南粳5718和泗稻20號,超過69.00%,顯著高于對照。蛋白質含量是衡量口感的一個重要指標,蛋白質含量越低,口感越好,遲熟中粳類型品種中只有香緣99的蛋白質含量低于對照南粳9108,而早熟晚粳類型品種均低于對照南粳5055;除此之外,寧香粳9號、揚粳糯2號和武育粳528蛋白質含量較低,分別為8.00%、8.00%和8.15%,南粳5718、泗稻20號、揚香玉200、泗稻301和瑩香1號的蛋白質含量較高,可能不利于口感。直鏈淀粉含量也是食味品質的重要指標,普通粳稻品種中揚輻粳7088、武香粳168和泗稻301均超過了18.00%,泗稻20號、揚香玉200和香緣99也相對較高,其余品種均屬于半糯型軟米品種;4個糯稻中,揚農香糯108和武香糯109的直鏈淀粉含量較高,鎮糯29號的直鏈淀粉含量最低(1.75%),達到優質糯米的標準。
2.4 不同水稻品種稻米淀粉RVA譜特征值分析 RVA譜特征值與食味品質有著顯著的相關性,測定不同品種稻米淀粉RVA譜特征值如表5,糯稻較為特殊,因此單獨分析。比較遲熟中粳類型品種的RVA譜特征值發現,除金香玉1號的最高黏度低于對照外,其余品種均高于對照,其中南粳5718、泰香粳1402、瑩香1號和揚香玉1號的最高黏度大于3000RVU;熱漿黏度只有軟玉中科和金香玉1號低于對照,其余品種均高于對照,增幅在17.3%~36.4%之間,揚香玉1號最高(2205.0RVU);崩解值與食味品質呈正相關,軟玉中科、瑩香1號、南粳5718和泰香粳1402高于對照;冷膠黏度只有軟玉中科和金香玉1號低于對照;消減值與食味品質呈負相關,低于對照的品種有軟玉中科、南粳5718、瑩香1號和泰香粳1402,除此之外,小于0的品種還有金香玉1號、揚香玉1號和香緣99;峰值時間短于對照的有軟玉中科、金香玉1號和瑩香1號;軟玉中科、金香玉1號和揚香玉1號有較低的糊化溫度。
比較早熟晚粳類型品種RVA譜特征值,與對照南粳5055相比,最高黏度較高的為武育粳528、金揚軟玉、寧香粳9號和武科粳7375;熱漿黏度、冷膠黏度、消減值和峰值時間性狀中,除糯稻外所有品種均高于對照,崩解值均低于對照,武育粳528、寧香粳9號和武科粳7375的崩解值和消減值表現相對突出;寧香粳9號是唯一糊化溫度低于對照的品種。
比較4個糯稻之間的RVA譜特征值可以發現,鎮糯29號和揚粳糯2號的崩解值高于其他2個品種,而消減值、峰值時間和糊化溫度相對較低,表明這2個糯稻的食味品質較好。
2.5 不同水稻品種品質性狀間相關性分析 分析稻米品質指標的相關性發現,精米率與糙米率、整精米率具有正相關關系(表6)。蛋白質含量與其他稻米品質指標無顯著相關性。直鏈淀粉含量與除崩解值之外的其他淀粉的RVA譜特征值均呈極顯著正相關,與崩解值呈負相關。最高黏度與熱漿黏度、冷膠黏度和峰值時間呈極顯著正相關。熱漿黏度除了崩解值外,與其他淀粉的RVA譜特征值均呈顯著或極顯著正相關。崩解值與消減值、糊化溫度分別呈極顯著、顯著負相關。冷膠黏度、消減值、峰值時間和糊化溫度兩兩之間均呈顯著或極顯著正相關,表明淀粉RVA譜特征值之間相關性較為緊密,RVA譜特征值可以作為優質稻米的輔助選擇指標。
3 討論
3.1 沿江高沙土地區適宜高產品種分析 適宜水稻品種篩選的基礎指標是生育期,水稻的生育期不僅直接決定著水稻生長過程中光合物質生產以及物質積累時間的長短,同時間接影響著水稻發育過程中籽粒灌漿所處的溫光環境,進而影響籽粒灌漿的進程,對水稻能否安全成熟有著重要的作用[6]。因此,選育生育期適宜的水稻品種對水稻的穩產與提質有著重要的作用。前人研究表明,沿江地區適宜抽穗期在8月26日至9月3日之間,容易獲得高產和優質[1]。本研究中所有品種的抽穗期在8月20日至9月10日之間,均能安全成熟,跨度較長,但2022年8月1-22日之間有18d最高溫度超過35℃,其中5d超過40℃,這種極端高溫天氣對水稻的孕穗分化,特別是對遲熟中粳類型品種造成了不利影響。與往年相比,遲熟中粳類型品種泗稻301、泗稻20號、南粳9108和早熟晚粳類型品種南粳3908穗型明顯變小,南粳9108、南粳5718、泗稻301和泗稻20號抽穗揚花期較早,遇高溫后結實率有不同程度的降低。南粳3908和武科粳7375抽穗期和成熟期均較晚,不僅容易遭遇低溫冷害,更影響后茬小麥適期播種,遲熟中粳類型品種中金香玉1號、揚香玉1號、香緣99和揚香玉200等生育期比較適宜。
一般認為,足量群體穗數和較大的穗型及較高的結實率和千粒重是粳稻獲得高產的關鍵[8]。但穗數過多會影響群體受光條件,進而影響中后期干物質生產,不利于高產的形成[9]。大穗型水稻存在籽粒異步灌漿現象,弱勢粒灌漿結實差嚴重限制了高產潛力的發揮與優良品質的形成[10]。本研究認為,沿江高沙土地區產量與每穗粒數呈顯著正相關,其次是千粒重,表明該地區適宜選擇寧香粳9號、武運粳528、揚幅粳7088和南粳5718等大穗型品種。王淑玲等[11]的研究表明,對水稻產量影響從大到小的產量結構為有效穗數>穗粒數>千粒重,但本文中產量和有效穗數相關性不顯著,這可能與種植方式和地區有關,另外南粳5718、泗稻20號和揚香玉1號分蘗性一般,不易獲得較高的有效穗數,這也影響其產量的進一步提升。早熟晚粳類型品種中有效穗數均大于320萬穗/hm2,是比較合理的群體結構,寧香粳9號、武運粳528和南粳5718單位面積穗數一般,但其穗粒數或千粒重表現突出,在沿江高沙土地區易獲得高產。揚幅粳7088、武香粳168和鎮糯29號有效穗數較多,產量也相對較高。軟玉中科、金香玉1號和瑩香1號有效穗數或每穗粒數表現突出,但千粒重偏低,最終產量相對較低。武育粳528、揚農香糯108、武香糯109產量和香緣99穗粒結構均不突出,但相對均衡,同樣獲得較高產量,屬于穗粒協調品種。綜上所述,遲熟中粳類型品種揚幅粳7088、揚香玉1號和香緣99,早熟晚粳類型品種中寧香粳9號、武運粳528和武香粳168生育期相對適宜,產量突出,沒有明顯缺點,適宜沿江高沙土地區種植。
3.2 沿江高沙土地區適宜優質品種分析 稻米的加工品質、外觀品質和食味品質直接影響其商品價值,從而影響其推廣應用價值,在食味品質優良的基礎上,消費者更傾向于選擇整精米率高、堊白度小、透明度高的品種[12]。影響稻米品質的因素很多,品種類型是基礎。本研究中整精米率較高的品種有揚粳糯2號、武科粳7375和泗稻301,均超過70%,其次是武育粳528、泗稻20號和南粳5718,超過69%,顯著高于對照,這些品種的共同特點是千粒重較高。一般認為直鏈淀粉含量越高,蒸煮食味品質越
差[13],蛋白質與蒸煮食味品質的關系有兩種,一種認為高蛋白質含量不一定會降低稻米的食味品質,一種認為兩者呈負相關。結合本文研究,南粳9108和南粳5055為市場公認的食味優良品種,遲熟中粳類型品種中蛋白質和直鏈淀粉含量與其相近的有軟玉中科、泰香粳1402、金香玉1號和揚香玉1號,早熟晚粳類型品種中南粳3908、武科粳7375和武育粳528與對照相近,表明這些品種蒸煮食味品質與對照相似。研究表明,食味值與消減值呈極顯著負相關,與崩解值呈極顯著正相關[14-15],崩解值>80RVU、消減值為負值的品種其食味品質較好。本文中遲熟中粳類型品種中軟玉中科、金香玉1號、瑩香1號、揚香玉1號和南粳5718,早熟晚粳類型品種中寧香粳9號、武科粳7375和武育粳528的食味值相對較好。綜合蛋白質含量、直鏈淀粉含量和淀粉RVA譜特征值,綜合品質較好的為軟玉中科、金香玉1號、揚香玉1號,寧香粳9號、武科粳7375和武育粳528相對較好。
4 結論
在沿江高沙土地區,早熟晚粳類型和遲熟中粳類型水稻品種均適宜種植,綜合生育期、產量和品質性狀表現,早熟晚粳類型品種是首選,不管是產量還是品質均好于遲熟中粳。早熟晚粳寧香粳9號和武育粳528產量和品質達到基本協調,適宜沿江高沙土地區種植,遲熟中粳揚香玉1號和金香玉1號,較好的兼顧了產量和品質,綜合性狀較好,糯稻中品質和產量綜合性狀較好的為鎮糯29號和揚粳糯2號。
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(收稿日期:2024-03-14)