不同梯度堿脅迫對遼寧濱海稻區水稻產量和品質的影響

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006—6500.2025.05.004

The Impact of Diferent Gradient Alkaline Stresson Rice Yield and Quality in the Coastal Rice-growing Regions ofLiaoning Province

WANG Ruipeng，YU Yahui，XIA Ming，WANG Ying，WANG Tong，QUE Buchao （Liaoning Instituteofsaline-alkaliLand Utilization，Panjin，Liaoning12401O，China）

Abstract：Tofcientlyutizesalinalkalilandndmproviceyieldandqualitytisstudynaldteeetsofdiadi entsofalkalistressonriceandsreesforalkali-tolerantricegermplasmresources，Thericevariety（Yangeng337）andjaponica germplasmresouce（JS9）wereusedasexperimentalmaterials，witonvetionalsolservinastheontrol（CK，pH.91）.Talkali stresstreatmentswereestablished：walkalitreatment（T1，pH8.56）andhighalkalitreatment（2，pH8.81），toinvestigateeeffectsof alkalistressoniceyield，illngppearanc，taste，andcookingquality.eresultsdmonsratedthattetwolkalitole antmaterialsebiteddistictresponsesunderdiferentalkali reatments.UnderTstressYangeng337showednosigiantyield reduction （18.8 % decrease rate），with improved appearance qualitybut declined tastequality.Under T2 stress，itstaste qualitydisplayed a \"V\" shaped recovery.In contrast，JS9 maintaineda stableyieldreductionrateunder varying alkali stresses，exhibiting strongeralkalitleraneinillngqualityomparedtYangeng337.However，isappeaance，taste，ndcookingqualitiseiat edsignificantlyaspincreased.Insummary，thissdyevealstersposeofceyieldandqualitytoalkalisres.kalioleat ricevarietiescuivatedinsalin-alkalisoilsshowpotentialforimprovinggrainqualityanddevelopingsuperiortastecharacteristics， butfurthebreedingofmorealkaliresistantvarietiesisstillrequired.Futureefortsshouldfocusondevelopinghigldingigh qualityalkalitolerantcevaresndtingorespodingulivantues.Bysientificallutilgmodeatelyli alkalilandresources，itwillbepossible toenhanceboththequalityandyieldofriceinthesechallnging environments.

Keywords： Liaoning coastal rice area;alkali stress;rice;yield; quality

中國是人口大國和糧食消費大國，在全球氣候變化加劇、耕地資源日益緊張的背景下，鹽堿地的開發利用已成為保障糧食安全的重要戰略方向，鹽堿地農業發展迎來新的機遇1。據統計，全球約有10億 hm² 鹽堿地，其中我國鹽堿地面積超過1億 hm² 主要分布在東北、西北、華北及沿海地區。土壤鹽漬化嚴重制約了傳統農作物的生長與產量，如何有效開發和利用鹽堿地，已成為農業科學領域亟待解決的關鍵問題。水稻是我國重要的糧食作物之一，但其傳統種植區域主要集中在淡水資源豐富的地區。探索在鹽堿地上種植水稻的技術路徑具有開發利用鹽堿地和保障糧食安全的雙重戰略意義，鹽堿地種植水稻，可以擴大耕地面積，直接增加糧食產量4。有Nan等研究表明，通過水稻種植，能夠有效淋洗土壤鹽分并降低 pH 值，實現鹽堿地的長期改良。王樹玉等研究表明，鹽堿脅迫穗雖然制約了水稻產量，但耐鹽堿水稻品種的稻米品質得到了提高。耐鹽堿水稻品種的選育是開發利用鹽堿地種植水稻的基礎，傳統水稻品種在鹽堿環境下存在減產問題，而耐鹽堿水稻品種則能夠在鹽堿脅迫下保證一定的產量。解析水稻對不同鹽堿脅迫下產量和品質的變化規律，通過堿環境構建適合稻米優質食味形成的種植條件至關重要，前人關于鹽脅迫對水稻的影響做了大量研究，但堿脅迫對稻米產量和品質的相關研究較少。遼寧濱海稻區擁有大量鹽堿地，以輕中度鹽漬化為主，主要分布硫酸鹽-氯化物及硫酸鹽型鹽土，土壤鹽堿化問題突出8，盤錦作為遼寧濱海稻區核心，是我國東北重要高產優質稻區，水稻種植面積與總產量均居區域首位。隨著科技的進步，人們不僅僅滿足于提高大米產量，而且追求更高的稻米品質，品質更好的大米擁有更高的市場價格，優質水稻育種已經成為重要的發展方向之一。因此，解析不同梯度堿脅迫對水稻的產量、加工、外觀、食味和蒸煮品質的影響，篩選耐堿水稻種質資源，對遼寧濱海稻區鹽堿地的開發利用以及水稻生產具有重要意義。

本研究通過模擬不同堿濃度環境，分析堿脅迫下耐堿水稻生長發育和品質形成的變化規律，旨在為篩選培育耐堿高產水稻品種提供理論參考，為遼寧濱海稻區鹽堿地綜合開發與高效利用提供理論支撐，助力區域農業可持續發展。

1材料與方法

1.1試驗材料

以選育的耐堿品種鹽粳337和耐堿粳稻種質資源JS9為試驗材料，2個材料均為粳型常規耐堿水稻，抗稻瘟病，適宜在遼寧省中晚熟稻區種植。

1.2試驗設計

試驗基地位于大洼區唐家鎮（ ?122.19^°E 40.04^°N ）。以遼寧濱海地區常規土壤為對照（CK），pH 值7.91，設2個梯度堿處理，分別為低堿處理（T1）和高堿處理（T2）， pH 值分別為8.56和8.81。將2個試驗材料分別于不同 pH 值堿處理下種植，其他同常規栽培管理。試驗小區設6行區，區長 ⁷m，3 次重復，共18個小區，株行距為 10cm×20cm ，單株插秧。成熟后，適時收獲脫粒，測產。風干后，陰涼網室保存，用于測定稻米品質。

1.3測定項目與方法

產量：成熟期按照小區全部收割，脫谷，晾干后，測定籽粒含水量，折算實際產量。

糙米率和精米率：測產后每個小區取 500g 稻谷，自然風干后，磨米，分別稱質量，計算糙米率和精米率。

白度、透明度和精白度：采用佐竹MM1D型精白度儀測定。

整精米率、堊白粒率、堊白度和長寬比：采用 JMWT12大米外觀品質檢查儀測定。

直鏈淀粉、蛋白質含量及米粒食味值：采用佐竹米粒食味計RCTA11A1測定。

米飯評分、硬度、黏度和彈性：米飯綜合評分采用佐竹STA1B米飯食味計測定；硬度、黏度和彈性采用佐竹RHS1A米飯食味計測定。試驗共設重復3次，具體方法如下：稱取 30.0g 精米米樣置于專用容器中淘洗至水清，按米：水 =1：1.35 比例量取蒸餾水，淘米與浸泡共 30min ，上鍋蒸煮 30min ，燜 10min 開蓋攪拌米飯，將米飯置于冷卻器中冷卻 20min ，靜置 2h（25‰ 。稱取 8.0g 米飯裝入專用金屬環內，正反面壓10s成飯餅，每個樣品3次重復，用黑白板校對儀器，將飯餅插入食味計進行測定。

1.4數據處理

本研究采用MicrosoftExcel2021軟件處理數據，各品質指標數據采用DPS9.05和IBMSPSSStatistics25.0軟件進行差異顯著性分析，若存在顯著差異，則采用Tukey檢驗進行多重比較， Plt;0.05 表示差異顯著， Plt;0.01 表示差異極顯著，采用字母標記法表示顯著性，不同大寫字母表示在0.01水平差異極顯著，小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

2 結果與分析

2.1堿脅迫對水稻產量的影響

由圖1可知，隨著 pH 值的升高，2個試驗材料的產量均極顯著降低。T1處理下鹽粳337的減產率僅為 18.8% ，而JS9的減產率達到 42.3% ;T2處理下鹽粳337的減產率達到 53.7% ，與T1處理的減產率存在極顯著差異，JS9的減產率為 43.7% ，與T1處理的減產率間差異不顯著。鹽粳337在T1處理下的耐堿性更強，而在T2處理下的減產率較高；材料JS9在T1和T2處理下的產量表現無明顯差異。

2.2堿脅迫對水稻加工品質和外觀品質的影響

由表1可知，不同 pH 值堿處理下除JS9的糙米率差異不顯著，2個試驗材料的其余加工品質指標均隨著pH值的升高而顯著降低。T2處理下JS9的3個加工品質指標的降低率均低于鹽粳337，T1處理下JS9的3個加工品質指標降低率無明顯差距。T1處理下2個試驗材料均表現出較強耐堿性；T2處理下JS9的加工品質表現優于鹽粳337。

由表2可知，2個試驗材料在不同 pH 值堿處理下的外觀品質各指標表現不同。T1處理下鹽粳337的堊白粒率、堊白度和精白度均極顯著低于其他處理，隨著堿處理 pH 值的升高，各項指標先降低后升高，而白度和透過度無顯著變化；JS9的堊白粒率、堊白度與堿處理 pH 值呈極顯著正相關，白度未達到顯著水平，透過度和精白度呈極顯著負相關；不同 pH 值堿處理下2個試驗材料的長寬比差異未達到顯著水平。這說明低堿T1處理可以降低鹽粳337的稻米堊白，提高外觀品質；隨著pH值的升高，JS9的堊白增加，透過度和精白度降低，外觀變差。

2.3堿脅迫對水稻直鏈淀粉、蛋白質含量和食味值的影響

由表3可知，與CK相比，鹽粳337經2種堿處理后的直鏈淀粉含量無顯著差異，蛋白質含量和食味值間存在極顯著差異。T1處理下鹽粳337的直鏈淀粉和蛋白質含量最高，食味值最低，隨著 pH 值的升高，直鏈淀粉和蛋白質含量先升高后降低，食味值先降低后升高。低堿處理會降低鹽粳337的食味，但pH 值較高時，鹽粳337的食味會提高。

與CK相比，JS9的直鏈淀粉和蛋白質含量經2種堿處理后未達到顯著水平，但均表現出隨著pH值升高而增加趨勢，而食味值則表現出降低趨勢，達到極顯著水平。這說明堿脅迫會導致JS9的食味變差。

2.4堿脅迫對水稻米飯蒸煮品質的影響

由表4可知，不同 pH 值處理下鹽粳337的彈性指標與JS9的硬度、黏度和彈性指標間差異未達到顯著水平或不存在差異，2個試驗材料的其他指標對堿處理有不同的響應。隨著堿處理 pH 值的升高，鹽粳337和JS9的硬度指標呈先升高后降低趨勢，鹽粳337的黏度指標與堿處理 pH 值呈顯著正相關，米飯評分呈先降低后升高的“V”型顯著相關，材料JS9的米飯評分則與 pH 值呈極顯著負相關。這說明堿脅迫會導致米飯評分降低，但 pH 值較高的環境下鹽粳337的米飯評分有極顯著回升趨勢。

3討論與結論

3.1 討論

本研究表明，2個試驗材料在不同pH值堿脅迫下的減產率不同。鹽粳337在堿脅迫較輕下的減產率更低，產量更穩定，該品種適宜在堿害較輕地區種植;JS9在不同 pH 值堿脅迫下的減產率無顯著差異，說明該材料在堿害較重地區也可保證一定的產量。本研究中，堿脅迫會降低糙米率、精米率和整精米率，導致稻米加工品質變差，這與賀奇等研究一致。Rao等研究表明，堿脅迫下稻米的長寬比會發生顯著變化。本研究中，2個試驗材料在不同 pH 值堿處理下的長寬比均無顯著變化，但對其他外觀指標存在顯著影響，并且2個材料存在不同的規律。隨著 pH 值的升高，鹽粳337的食味值和米飯評分均呈先降低后升高的\"V\"型顯著相關。這表明隨著堿脅迫pH值的升高，鹽粳337的食味品質不斷提升；低堿處理下鹽粳337的堊白度、堊白粒率、食味值和米飯評分均顯著低于其他處理，直鏈淀粉、蛋白質含量和米飯硬度顯著高于其他處理。研究表明，直鏈淀粉與蛋白質含量與稻米食味值、米飯硬度和米飯評分的形成存在極顯著負相關[12-13]。本研究結果表明，較輕程度的堿脅迫可以提高鹽粳337的外觀品質，但會使食味品質變差。隨著堿脅迫pH值的升高，JS9的外觀、食味和蒸煮品質指標均極顯著降低。這表明堿脅迫會導致JS9的外觀、食味和蒸煮品質均變差，這與前人4研究結果一致。2個耐堿材料在不同 pH 值堿處理下擁有不同的響應表現，原因可能是不同水稻品種存在不同的機制以應對堿脅迫。研究發現，水稻通過增加抗氧化劑（ASA）含量和滲透調節物質（SS）來適應堿脅迫[I5-16，具體機制還有待進一步研究。綜上，鹽堿地種植的耐堿水稻品種在稻米品質提高、優質食味形成方面存在潛力，但增產穩產方面還需進一步選育耐堿性更強的品種。

3.2 結論

本研究以1個耐堿水稻品種和1份粳稻種質資源為試驗材料，以遼寧濱海稻區鹽堿土壤為對照，設置2個梯度堿處理，探討了水稻產量與品質對不同pH 值堿脅迫的響應。本研究表明，2個試驗材料在不同 pH 值堿處理下有不同的響應表現，雖然堿脅迫會抑制水稻的生長發育并導致產量下降，但部分耐堿水稻材料在適度堿脅迫條件下有提高稻米品質的潛力。要協同提高水稻品質和產量，一方面需根據鹽堿地環境的差異性特征，因地制宜地選擇適配的耐堿水稻品種；另一方面，可以利用鹽堿環境構建適合優質食味形成的種植條件，充分發揮水稻品種的品質潛力。因此，創制既耐堿又可以保持優良食味品質的新種質是有效利用鹽堿地的重要方向之一。本研究揭示了水稻產量和品質對堿脅迫的響應，未來應著力開展耐堿優質高產水稻品種選育及配套栽培技術研究，通過科學利用中輕度鹽堿地資源，實現鹽堿地水稻品質與產量的提高。

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