速生晚粳稻产量形成特点与稻米品质及生育期变化规律研究

黄光福，蒋敏明，张卫星，王春丽，李迪秦，唐启源*

(1湖南农业大学农学院，长沙410128;2中国水稻研究所，浙江杭州310006;3云南农业大学农学院，昆明650201)

洪涝灾害是我国的主要农业气象灾害之一，对我国农业生产造成了重大影响，而水稻是受洪涝灾害影响尤为突出的作物。7、8月份为湖南省双季晚稻的生育前期，也正是湖南省洪涝灾害高发期。水稻生育前期遭受洪涝灾害，轻则影响水稻的正常生长发育，导致减产，重则颗粒无收。因此洪涝灾害后，选择正确的补救措施，最大限度减少损失，具有重要意义。

20世纪70年代以来，籼型杂交晚稻的推广应用使得长江流域双季稻区的粳稻种植逐步从生产上退出［1］。但有研究［2～9］表明，播期对水稻产量和品质有着重要影响，利用粳稻品种抗寒性强和耐迟播的特性，选择合适的播期，补种粳稻品种可作为晚稻洪涝灾害后的一项补救措施。近年来，由于长江流域双季稻区洪涝灾害频发，筛选多熟制作物种植的搭配品种和洪涝灾害后的补救种植品种已经成为水稻减灾救灾研究的热点。笔者从东北引进8个不同熟期粳稻品种，对其在湖南种植的生育规律及生态适应性进行研究，旨在为湖南省双季稻生产过程中洪涝灾害后救灾品种的选择和南方稻米品质改善提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2012年在湖南省浏阳市永安镇(28°09'N，113°37'E)试验基地进行。

1.2 供试品种

参试品种10个。8个东北品种，即中早熟早粳长白9号(CB-9);中晚熟早粳吉粳83号(JJ83)及辽星1号(LX-1);早熟早粳龙粳21(LJ21)及龙粳26(LJ26);特早熟早粳龙粳24(LJ24);中熟早粳松粳9号(SJ-9):晚熟早粳盐丰47(YF47)。2个对照，即常规早籼中嘉早17(ZJZ17)和杂交早籼金优463(JY463)。

1.3 试验设计

试验采用裂区设计，播期为主区、品种为副区，3次重复，小区面积16 m2。其中主区播期设置:播期1，7月10日播种;播期2，7月25日播种;播期3，8月9日播种。采用434孔塑盘育秧，每孔均匀点播4～5粒种谷。移栽秧龄为15 d，全部手工栽插，栽插规格为27 cm×12 cm，密度32.1万穴/hm2，每穴插4本。氮肥用尿素，用量180 kg/hm2N，基蘖穗肥比例为4∶3∶3，分别在栽前、栽后10 d和倒3～4叶期施用。磷肥用钙镁磷肥全部基施，钾肥用氯化钾，在栽前和栽后10 d各施50%。氮磷钾比例为1∶0.5∶0.5。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 生育期记载

记载各品种抽穗期、齐穗期和成熟期。

1.4.2 主要农艺性状调查

株高测量:在齐穗期进行，每个处理共测量20株。叶面积测量:测量已标记叶龄的稻株主茎剑叶、倒二叶、倒三叶的长和宽，每个品种每次重复共测量10株主茎，叶面积=长×宽×0.75。

1.4.3 干物质积累量与产量测定

分别在抽穗期、成熟期，每个处理取5穴，植株连根拔出，清洗，去根，将叶、茎和穗分开烘干称干重。成熟期考查有效穗数(每小区调查30穴)和取样考种(每小区取5穴)测定穗长、每穗总粒数和实粒数、结实率及千粒重，计算理论产量;并在每个小区预留2 m×2.5 m范围的植株实割后脱粒风干称重，测算实际产量。

1.4.4 稻米品质测定

水稻收获脱粒，晒干，室内贮藏3个月后，用NP－4350型风选机风选，参照GB/T17891－1999测定糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、碱消值和胶稠度等。采用瑞典FOSS TECATOR公司生产的近红外谷物分析仪(Infrared 1241 grain analyzer)测定精米的蛋白质含量和直链淀粉含量。

所有数据采用DPS和Excel进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 产量及产量构成

从表1可知，正常成熟的东北品种，3个播种期的平均产量分别为7.51、5.61和1.60 t/hm2，表现为:播期1＞播期2＞播期3，其中，中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳产量显著高于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳。播期1中，LX－1和YF47产量较高，分别为9.61和8.74 t/hm2，比对照 JY463高11.1%和1.1%;播期2中，各品种的产量均低于对照;播期3中，只有LJ21、LJ24、LJ26和CB－9结实，产量较低且品种间差异不显著，其中品种CB－9的产量最高，为1.90 t/hm2，LJ24 产量最低，为 1.43 t/hm2。

不同播期的有效穗数:播期2＞播期1＞播期3。播期1中除LX－1和YF47外，其余品种有效穗数较对照ZJZ17高1.6% ～23.0%;播期2中除SJ－9外，各品种有效穗数较对照JY463高5.8% ～29.3%;播期3中，正常成熟的4个品种的有效穗数均高于对照。

不同播期的穗粒数:播期1和播期2显著大于播期3。播期1中，LX－1的穗粒数显著多于其他品种;播期2中，各品种的穗粒数均低于对照;播期3中，YF47和对照相当，其他品种低于对照。

不同播期的千粒重:播期1＞播期2＞播期3。播期1和播期2各品种千粒重与对照差异不显著。

不同播期的结实率:变化规律不明显。播期1中，各品种的结实率均显著大于对照JY463;播期2中，各品种的结实率达到80% ～83.6%，显著高于对照;播期3各品种的结实率均偏低，只有20.9%～27.1%。产量较高的LX－1每穗粒数显著多于其他品种且结实率较高。

以上可知，通过较大的穗型协调构建足够的每穗粒数，并保证高效的灌浆充实，即保持较高的结实率，是粳稻获得更高产量的关键。

表1 不同播期各品种的产量及产量构成因子Table 1 Yield and its components of the different varieties under different sowing date

2.2 品种生育安全性

能否正常抽穗灌浆成熟，是水稻生育安全性的根本指标。由表2可知，3个播期中，特早熟早粳、早熟早粳、中早熟早粳3播期均能正常成熟。未成熟的品种齐穗期在10月19日～11月2日，此时已晚于湖南粳稻安全齐穗下限日期，此时日平均气温已低于15℃，灌浆极其缓慢甚至终止，故不能正常成熟，形成较多的瘪粒与青死米。所引品种随播期的延迟，生育期呈延长的趋势，全生育期与原产地相比缩短15～45 d，其中，第三播期中，CB－9缩短15 d，第一播期中，LJ26缩短45 d。正常成熟的品种齐穗期在9月1日～10月3日，成熟期在10月8日～11月24日。

表2 各品种的生育安全性Table 2 Fertility security of different varieties

2.3 不同播期各品种株高及高效叶面积

播期对高效叶面积影响规律不明显(表3)。播期1，各品种均小于对照;播期2，对照JY463最大，SJ－9次之，大于对照ZJZ－17;播期3，各品种均小于对照。

播期对株高的影响不显著，各类型品种间差异显著，中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳显著高于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳(表3)。其中，特早熟早粳、早熟早粳，茎秆纤细，出现严重倒伏现象。播期1，各品种均比对照矮。播期2，LX－1、SJ－9和YF47高于对照ZJZ17，但差异不显著。播期3，各品种均显著低于对照。

能正常结实的东北品种的3个播期的高效叶面积及株高与产量呈显著正相关，相关系数分别为0.5913*和0.4961*。可见，高效叶面积较大的品种，具有较高的光合生产能力，既能够增加光合物质积累量，又能协调群体茎鞘物质输出与运转，以强源畅流，促成群体籽粒充实度高，最终产量较高。

表3 不同播期各品种的株高和高效叶面积Table 3 Plant height and efficient leaf area of different varieties under different sowing date

2.4 不同播期各品种干物质生产

播期对抽穗期干物质积累的影响不明显，但对成熟期的干物质积累产生显著影响(表4)。抽穗期干物质积累整体表现为:播期3＞播期1＞播期2。播期1中，LX－1和JJ83干物质积累量最大，分别为1 000.50 g/m2和934.16 g/m2，较对照ZJZ17分别增加121.58 g/m2和55.24 g/m2，但均小于对照JY463;播期2中，LX－1干物质积累量最大，为885.3 g/m2，较对照 JY463增加62.8 g/m2，小于对照ZJZ－17;播期3中，JJ83和LX－1干物质积累量较大，高于对照ZJZ－17，小于对照JY463。成熟期干物质整体表现为:播期1＞播期2＞播期3。播期1中，LX－1干物质积累量高于对照，为1 683.42 g/m2，其他品种均低于对照;播期2中，对照JY463干物质积累量大于其他品种，JJ83干物质积累量显著高于对照 ZJZ17;播期3中，正常成熟的品种中，LJ21干物质积累量最大，为1 069.87 g/m2，LJ24最小为922.98 g/m2。所引品种全生育期较原产地缩短，温光资源利用率相对较低，抽穗—成熟期光合物质积累较少，进而降低了群体库容总充实量。

表4 供试品种3个播期的干物质生产量Table 4 Dry matter production characteristics of tested varieties under three sowing date(g/m2)

2.5 不同播期稻米品质

2.5.1 加工品质

各类型品种糙米率、精米率和整精米率受播期的影响不明显，各品种间差异较小，糙米率、精米率与对照相比差异不显著;所有引进品种的整精米率均高于对照，其中播期1，LX－1的精米率较对照ZJZ17和JY463分别高12.1%和20.9%(表5)。

2.5.2 外观品质

播期对稻米垩白粒率和垩白度有显著影响，随播期的延迟各品种均呈下降趋势。所引品种的垩白粒率和垩白度均显著低于对照，其中播期1，LX－1的垩白粒率和垩白度最低，较对照ZJZ17和JY463分别低78%和54%及17.2%和9.6%(表5)。

2.5.3 蒸煮食味品质

播期对参试品种的蒸煮食味品质影响较小。两个播期各品种的碱消值均为7级，都大于对照JY463。播期1中，JJ83胶稠度最大，LX－1次之，均超过对照;播期2中，各品种胶稠度差异不显著，但是均超过对照。直链淀粉含量所有品种均小于对照，其中LX－1的最小，为16.3%(表5)。

2.5.4 营养品质

随播期的推迟，各品种的蛋白质含量整体呈增加的趋势，但差异不显著(表5)。

2.5.5 米质等级

播期1中，LX－1和JJ83米质最好，为2级;播期2中，JJ－83和对照JY463米质最好，为2级(表5)。

表5 不同播期各品种的稻米品质Table 5 Rice quality of different varieties under different sowing date

3 讨论

3.1 生育安全性

生育安全性是引种考虑的关键因素。从理论上讲，水稻抽穗后5～20 d这段时间是环境因子影响籽粒结实率与千粒重的敏感期，而其中温度影响最甚。前人研究认为，此段时间日均温为21～26℃，对灌浆结实最为适宜［10］。本研究中，第一播期，各品种均能在9月20日前齐穗，且产量较高，第二和第三播种期，除了特早熟品种之外，其他品种均在9月20日之后齐穗，且产量较低，原因是9月20日为湖南的水稻安全齐穗界限，9月20日以后，日均温低于21℃，导致灌浆极其缓慢甚至终止，所以结实率下降，产量较低。此外所引品种的生育期较原产地都呈现缩短的趋势，这可能是多数品种产量低于对照的另一个原因。谢小兵等［11］研究认为，北方品种南移，全生育期比品种原产地减少25～54 d。本研究表明，所引东北品种全生育期比品种原产地减少15～45 d。品种生育期较原产地都有所减少，随播期的推迟生育期有所延长。所以为保证安全齐穗，所引品种的最适播期为7月10日。

3.2 不同播期的干物质积累及产量形成特点

水稻高产的实现，必须以一定的干物质积累量为基础，但有关抽穗前后的干物质生产对籽粒产量贡献的大小研究结论不一。陈温福［12］、张洪松［13］等人认为高产品种干物质生产优势在抽穗期，而Ying［14］、凌启鸿［15］等人认为在抽穗后。本研究中能正常结实成熟的各品种，成熟期干物质积累与稻谷产量极显著正相关。这说明产量较高的品种优势体现在后期干物质的积累。本研究结果表明，3个播期产量较高的品种主要是因为结实率和每穗粒数的优势，这与李义诊等［16］认为的总粒数与产量的关系最密切，对产量贡献最高一致。单位面积有效穗数与产量的关系不明显。粳稻引种过程中，要求各产量构成因子间协调才能发挥粳稻品种的产量潜力。例如播期1中，产量表现较好的辽星1号和盐丰47的每平方米有效穗数较少，分蘖能力适中，可以进一步通过增加基本苗数，发挥其产量潜力，达到增产的目的。

3.3 不同播期的农艺性状

株高是水稻群体重要的形态指标之一，直接影响水稻的抗到性，株高与生物产量通常呈正相关，高产条件下更明显。本试验播期1中的对照金优463株高最高。播期1中，产量较高的品种辽星1号，株型较紧凑，株高适中，抗倒性好，叶片较挺拔。可见，株高适中，株型较紧凑，叶片较挺拔，群体内通风透光较好，是高产的关键因素。叶片是水稻最重要的源器官，其功能及衰老对水稻产量与品质有重要影响［17］。水稻产量的70% ～80%主要来自于抽穗后植株上三叶的光合产物。本试验所引东北品种，表现较好的中晚熟早粳、晚熟早粳和中熟早粳株型更挺拔，冠层结构配置合理，更有利于水稻群体通风透光，更好地协调源库流的关系，使抽穗期群体干物质积累量保持在较高水平上，同时又不影响群体的安全生长。

3.4 稻米品质

稻米品质的形成是由自身的基因型和环境共同决定的。本研究结果表明，不同播期对稻米品质各性状指标均有一定的影响，影响程度与品种生育类型有密切关系。不同播期的糙米率、精米率和整精米率差异并不明显，不同品种的糙米率、精米率与对照差异不明显，整精米率明显大于对照，其中播期1中的辽星1号的整精米率最大，达到71.8%。辽星1号灌浆结实期温度范围在21～24℃之间，且生育期长于其他品种，能充分灌浆结实，这可能是其整精米率高的原因。本研究结果表明，随播期的延迟各品种整精米率均呈下降的趋势。各类型品种的垩白粒率和垩白度均显著低于对照，其中辽星1号的垩白粒率和垩白度最低，中熟早粳、中晚熟早粳和晚熟早粳显著小于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳，这可能与各品种的生育期长短有关，生育期较长的品种灌浆结实充分，垩白粒率和垩白度均较小。

4 结论

本研究结果表明，引进东北品种在湖南浏阳种植，随播期推迟，产量下降，成熟期延后，成熟期干物质积累量下降。特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳因生育期较短，株高、高效叶面积、干物质生产等均受到影响，抗倒伏能力较弱，栽培过程中如遇到大风天气有大面积倒伏的风险，因此不宜做救灾品种。3个播期能正常成熟的各品种表现因类型而异，晚熟品种整体表现优于特早熟早粳、早熟早粳和中早熟早粳，主要表现在产量较高，稻米等级优于其他品种。虽然所引品种，总体产量优势不如籼稻，但是其品质较优，因此，从应急性避灾救灾和改善湖南稻米品质状况来看，可以利用东北晚熟品种作为湖南省晚稻品种种植，但是其播期不宜太晚，最适宜播期为7月上旬。

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