播期及灌浆期温度对豫南粳稻稻米品质的影响

段斌 方玲 何世界 李慧龙 宋晓华

（信阳市农业科学院，河南 信阳 464000；第一作者：duanb＠163．com）

水稻是我国重要的粮食作物。全国有超过一半的农民从事水稻生产，大米是我国一半以上人口的主食[1]。粳稻是我国水稻的两大类型之一，长期以来在水稻生产中占有十分重要的地位，调查结果表明，粳稻品质优于籼稻的格局相当明显[2]。研究不同播期、灌浆期温度对粳稻稻米品质的影响，对于进一步优化其稻米品质，促进粳稻生产具有重要作用。前人针对不同播期以及灌浆期温度对稻米品质的影响，已进行了大量研究，结果表明，灌浆结实期的气候生态因子是影响稻米品质性状最为重要的环境因子[3]。李林等[4]研究认为，在栽培措施基本一致的情况下，灌浆前期平均气温在26℃以上或21℃以下，会使多数品种稻米的加工品质下降，尤其是高温、低温或与寡照相对应，则影响更甚。朱碧岩等[5]研究认为，齐穗后20 d内是温度影响稻米非垩白粒率形成的主要时段。程方民等[6]研究认为，水稻灌浆结实期温度对稻米直链淀粉含量的影响主要在灌浆结实的前中期（齐穗后20 d左右），其余时段影响较小。整个结实期温度对胶稠度均有影响，但对稻米最终胶稠度产生实质性影响的则是齐穗后20 d内的温度状况[7]。

豫南地处南北气候过渡带，水稻种植宜籼宜粳，近年来，以推迟粳稻播期为核心的栽培技术推动了豫南“籼改粳”的发展，但在豫南稻区将粳稻抽穗灌浆期到底安排在哪个时间段才能更好提升稻米品质、粳稻晚播后灌浆期温度与稻米品质的关系还没有进行深入研究。本研究立足豫南稻区，利用6个粳稻品种，通过自然条件下分期播种试验，研究播期及灌浆期温度对稻米品质的影响，可以明确豫南粳稻优质栽培的适宜灌浆结实期，从而完善豫南粳稻优质高产栽培技术体系，推动豫南粳稻产业发展。

1 材料与方法

1.1 供试品种

以近年来在豫南稻区生产上应用的具有一定代表性的粳稻品种9优418、隆优1875、徐68优201、郑稻18、宁粳3号、南粳44为试验材料。

1.2 试验设计

试验设在信阳市农业科学院试验园区（东经114°05＇，北纬 32°07＇，海拔 75.9 m），前茬为白茬，多年种植一季水稻，土壤类型为白散土。试验在自然条件下分期播种，设置5个播种期：4月25日（Ⅰ）、5月10日（Ⅱ）、5月25日（Ⅲ）、6月9日（Ⅳ）、6月24日（Ⅴ），不设重复，每期每个品种栽5行20列。

湿润育秧。每hm2施钙镁磷肥、碳铵各375 kg作基肥；2叶1心期每hm2施120 kg尿素作“断乳肥”；移栽前3 d每hm2施尿素75 kg作“送嫁肥”。秧龄25d，划行手工移栽，移栽规格 16.7 cm×30．0 cm，每丛栽 1 粒种苗。本田施肥量按纯 N 225 kg/hm2、氮磷钾比例按 1∶0.5∶0.7、基蘖肥比例为6∶4施用，病虫害防治及田间管理同大田生产。

表1 参试品种5个播期稻米品质性状的变异系数 （%）

1.3 测定项目及数据处理

以主茎抽穗为始穗期，抽穗85%为齐穗期，成熟后选取中央3行收割晒干择净后送农业农村部食品质量监督检验测试中心进行米质测定。气象资料来源于信阳市气象观测站。相关数据使用Excel和DPS软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同播期参试品种稻米品质变异系数

从表1可见，6个参试品种不同稻米品质性状的变异系数差异很大，变异系数从大到小表现为：垩白度＞垩白粒率＞整精米率＞胶稠度＞直链淀粉含量＞精米率＞碱消值＞糙米率。说明垩白度、垩白粒率和整精米率受播期和气候条件影响较大，而糙米率、精米率和碱消值受播期和气候条件影响相对较小。变异系数品种之间还存着一定的差异，但所有参试品种均以垩白度变异系数最大。说明不同品种的稻米品质性状受播期和气候条件影响不同。

对参试品种品质性状的变异系数进行聚类分析发现，8个品质性状可以划分为3类（图1）。第1类是糙米率、精米率、碱消值和直链淀粉含量，平均值在1.61%～8.84%之间；第 2 类是胶稠度、整精米率和垩白粒率，平均值在17．07%～25．06%之间；第3类是垩白度，平均值在 34.25%～99.53%之间，远高于其他性状。说明垩白度易受播期和气候条件的影响，糙米率、精米率、碱消值和直链淀粉含量受到的影响相对较小。

图1 参试品种稻米品质性状变异系数聚类树形图

2.2 参试品种稻米品质随播期的变化趋势

从表1可见，参试的6个品种糙米率、精米率和整精米率的平均值随着播期推迟而提高，到Ⅳ期时达到最高值，到Ⅴ期时大部分品种糙米率、精米率和整精米率又下降。整精米率随着播期推迟提高明显，以9优418和隆优1875表现最为突出，这2个品种在Ⅳ期播种的整精米率比Ⅰ期播种分别高出39.2个和37.4个百分点；宁粳3号和南粳44以Ⅲ期播种的整精米率最高，分别比Ⅰ期高10.7个和16.0个百分点。精米率也随着播期推迟而提高，但表现没有整精米率明显。郑稻18精米率Ⅳ期播种的比Ⅰ期播种的高19.4个百分点，其余5个品种推迟播期后精米率提高幅度在3.2～10.9个百分点之间。糙米率播期推迟后提升幅度不大，提高幅度在2.5～3.7个百分点之间。

从表1可见，随着播期推迟，参试品种的垩白粒率和垩白度均减小，特别是从Ⅰ期推迟到Ⅱ期后，垩白度和垩白粒率显著减少，随着播期继续推迟，垩白度和垩白粒率虽也减少，但已不太明显。从6个品种平均值来看，垩白粒率Ⅱ期播种的处理比Ⅰ期播种的处理减少22.0个百分点，Ⅲ期播种只比Ⅱ期播种减少4.0个百分点，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期播种的垩白粒率只相差1.8个百分点左右；垩白度Ⅱ期播种的处理比Ⅰ期播种减少7.4个百分点，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期差别不大。而就品种而言，徐68优201和郑稻18变化最为明显，垩白粒率Ⅱ期播种的处理比Ⅰ期播种的处理分别减少47.0个和31.0个百分点，垩白度分别减少13.5个和15.5个百分点，其他4个品种垩白粒率和垩白度随着播期推迟也有所减少，但减少程度相对较小。

从表1可见，参试品种直链淀粉含量随着播期推迟而增加，特别是由Ⅳ到Ⅴ期增加明显。但品种间差异较大，9优418、宁粳3号和南粳44，随着播期推迟直链淀粉含量一直增加，郑稻18、隆优1875和徐68优201先是随着播种期推迟而增加，而到了Ⅳ期突然降低，到Ⅴ期又迅速增加到最大值；胶稠度变化趋势是随着播种推迟而变小，品种间虽然差异不显著，但随着播期变化，6个参试品种均出现不同程度的波动，郑稻18、隆优1875和徐68优201随着播期推迟胶稠度呈先下降后上升再下降的变化趋势，9优418和南粳44胶稠度随着播期推迟先降后升，宁粳3号则先略有增加然后下降；碱消值的变化除68优201Ⅲ期播种的处理比Ⅱ期略有下降外，其余5个品种均是随着播期推迟而变大，其中南粳44的变化较小，其余品种均有较大幅度增加。

2.3 不同播期齐穗后一定时段的温度变化

从表2看，齐穗后10 d的日均温度随着播期推迟下降明显，从Ⅰ期的32.0℃下降到Ⅳ期的22.5℃，下降了9.5℃，到Ⅴ期又上升到23.7℃；齐穗后20 d和整个灌浆期的日平均温度均随着播期推迟而下降，齐穗后20 d日平均温度下降了8.3℃，整个灌浆期下降了6.5℃。从整个灌浆结实期日平均温度来看，Ⅲ期播种平均温度为21.3℃，Ⅳ期播种下降到20.0℃以下。不同播期齐穗后不同时段的温差变化较大，其中齐穗后10 d的温差变化同日均温度；齐穗后20 d温差随着播期推迟先减小后增大，到Ⅲ期降到最小，后随播期推迟又增大；整个灌浆期的温差随着播期推迟而增大，但变化范围不大，Ⅴ期播种比Ⅰ期增加0.6℃。品种间因抽穗期不同，灌浆期的温度变化略有不同，除宁粳3号和南粳44齐穗后10 d日平均温度均随着播期推迟而下降外，其余品种齐穗后不同时段温度变化趋势基本同总的趋势一致。

2.4 稻米品质与灌浆期温度的典型相关分析

稻米品质是基因与环境共同作用的结果，不同播种时期引起粳稻稻米的碾米品质、外观品质和蒸煮食味品质变化的根本原因是灌浆期的气候环境不同。程方民等[4-11]研究结果表明，水稻齐穗后20 d内的温度是影响稻米品质的主导因子。本文以粳稻齐穗后10 d、20 d 及齐穗至成熟的日平均温度（x1、x2、x3）和温差（x4、x5、x6），与品质性状（糙米率 y1、精米率 y2、整米率 y3，垩白粒率 y4、垩白度 y5、直链淀粉含量 y6、胶稠度 y7、碱消值y8）做典型相关分析。分析结果为，参试品种的稻米品质性状与温度有6组典型变量，但只有第1对达到显著性检验水平，取第1对典型变量构成典型相关方程。典型变量构成如下：

表2 不同播期齐穗后一定时段日平均温度和温差变化 （℃）

表3 齐穗后不同时段日平均温度和温差与品质性状的相关分析（r值）

在第1对典型相关变量中，典型相关系数λ1值为0.8665，P值为0.0232，达显著水平。典型变量U1解释了58.2%的组内变异，并解释了46.41%的另一组变异；而典型变量V1解释了61.82%的组内变异，并解释了43.69%的另一组变异。U1以x1（齐穗期后10 d日平均温度）和x2（齐穗期后20 d日平均温度）的权重系数最大，V1以y4（垩白粒率）、y5（垩白度）、y2（精米率）和y6（直链淀粉含量）权重系数较大，说明该对变量中，齐穗后10 d和20 d日平均温度与垩白粒率、垩白度、精米率和直链淀粉含量密切相关。而x1、x2作用方向刚好相反，y2、y4、y6权重系数为负值，显示齐穗后10 d和20 d平均温度与垩白粒率、垩白度、精米率和直链淀粉含量既有正效应，也有负效应（表3）。

3 结论与讨论

稻米品质除受品种本身的遗传基因控制外，还受环境因素和栽培措施影响。灌浆结实期的气候生态因子是影响稻米品质性状最为重要的环境因子[3]。灌浆期温度影响稻米品质已经达成共识，日均温度在诸气候生态因子中对各品质性状的影响最大，是影响稻米品质的第1气候因子，特别是齐穗后20 d温度对稻米品质的影响更为显著[3-7]；日均温差对稻米品质的影响效应要小于日平均温度。孟亚利等[12]研究认为，日平均温度对整精米率的影响基本为负效应，日平均温度25℃～27℃对稻米整精米率、垩白粒率最为敏感，直链淀粉含量随着温度变化与品种关系较大，碱消值与温度呈显著负相关。李林等[3]研究认为，灌浆前期日平均温度在26℃以上或21℃以下都会使稻米碾磨品质下降。程方民等[3，14-15]研究认为，结实期不良的气象条件如高温、低温、弱光等均可提高垩白的发生率，粳稻品种对温度影响的反应比籼稻敏感；灌浆结实期温度对稻米胶稠度的影响随品种差异存在着两种生态反应类型，直线正相关型和抛物线型，且主要受齐穗20 d内温度的影响；稻米直链淀粉含量的形成与结实期温度有关，而齐穗后20 d内的温度对稻米直链淀粉含量形成的影响效果最明显，不同品种受温度影响的反应不同。

本研究结果显示，粳稻不同播期稻米品质的变化，受抽穗期灌浆期温度影响较大。通过抽穗灌浆期不同时段温度变化来看，结合典型相关分析结果，影响因子最大的是齐穗后10 d和20 d的日均温度。在齐穗后10 d，日平均温度从Ⅰ期的32.0℃下降到Ⅳ期的22.5℃，精米率和整精米率最高值比最低平均分别增加了8.60个和23.52个百分点，到Ⅳ期达最高值，Ⅴ期日平均温度上升到23.7℃，精米率和整精米率又有所下降，说明齐穗后10 d日均气温对碾磨品质影响较大，高温不利于碾米品质提高。齐穗后20 d日平均温度从Ⅰ期的30.6℃下降到Ⅱ期的27.0℃，垩白粒率和垩白度下降明显，分别下降22.0个和7.4个百分点。而齐穗后20 d内温度从Ⅱ期的27.0℃下降到Ⅴ期的22.3℃，垩白粒率和垩白度虽有所下降，但下降幅度明显减少，分别只有5.8个和3.7个百分点，说明稻米外观品质受齐穗后20 d日均温度的影响，如果日平均气温高于26℃则影响明显。直链淀粉含量随播期推迟、灌浆期温度降低而增加，直链淀粉含量与齐穗后20 d日平均温度和整个灌浆期的日平均温度均呈负相关。胶稠度的变化趋势是随着播期推迟和灌浆期温度降低而下降，但品种间差异较大。6个参试品种碱消值基本上均随着齐穗后和灌浆期日平均气温的升高而增加。本研究结果与前人研究结果基本一致[11，13－18]。

豫南粳稻稻米品质的提升，除选择品质较好的品种外，还应将齐穗期和灌浆结实期安排在适宜温度范围内，特别是将齐穗后20 d这一时间段安排在适宜的温度范围内，才能更好的实现提升品质的目的，高温和低温均不利于品质的提升。有关研究结果表明，在田间条件下，日平均气温在21℃～26℃，昼夜温差大，最适于籽粒灌浆结实[19]。而在本研究中，Ⅲ期即5月25日播种，齐穗后20 d日平均气温为24.7℃，整个灌浆期日平均温度为21.3℃，在5个播期中齐穗后20 d的日均温度最为适宜。而从信阳地区1986－2015年的平均气象资料来看，信阳地区粳稻以8月20日—30日齐穗为宜，有利于提高粳稻的稻米品质。