膜下滴灌旱种下寒地水稻品质与产量关系的研究

郭晓红，孙立明，姜玉伟，潘世驹，周 健，陈立强，全 利，张先创，郑桂萍，吕艳东

(1.黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省教育厅寒地作物种质改良与栽培重点实验室，黑龙江 大庆 163319；2.黑龙江省嫩江农场，黑龙江 嫩江 161431)

中国是水资源严重短缺的国家之一，水资源的不足已成为制约中国农业和经济发展的“瓶颈”。发展以高效节水灌溉技术为平台的高产、优质、高效、生态和安全的现代化农业是保障中国粮食安全和可持续增长的一个重要途径。滴灌是当前世界最先进的微灌技术之一，把工艺节水和农艺措施进行有机结合，是缺水地区一种有效利用水资源的灌水方式[1]，中国已在滴灌棉花、加工番茄、辣椒、黄瓜、洋葱、马铃薯等经济作物及小麦、玉米等粮食作物滴灌栽培技术上取得关键突破[2-12]，在中国各地推广应用滴灌作物的种类达30余种，作物节水灌溉推广面积也在与日俱增。近年来有关水稻高效节水灌溉方面的研究很多[13,14]，而关于水稻膜下滴灌旱种效果仅在新疆、宁夏初见成效[15,16]，但是有关与膜下滴灌旱种相适应的品种筛选方面的研究很少[17,18]，且大多都集中在产量方面的研究，有关膜下滴灌旱种下水稻品质方面的研究更少，相关研究在寒地稻区未见报道。本研究以水稻产量和品质性状为对象对水稻膜下滴灌旱种适应性进行系统的整理，以期为适合水稻膜下滴灌旱种品种的筛选提供有益的参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本研究选取黑龙江八一农垦大学水稻研究中心收藏的寒地早粳稻品种资源材料94个供试。

1.2 试验设计

试验于2012年在大庆市王家围子水田基地进行。5月4日整地、施底肥，5月6日浸种。5月10日区划，5月12日人工播种。膜宽90 cm，膜上种4行；小区内行距15 cm和30 cm交替，穴距13 cm，小区间横向间距40 cm，小区间纵向间距20 cm；旱直播芽谷，单穴点播粒数，5～7粒，超过7株间苗；每品种4行，每行10穴；按品种熟期分类，每类随机排列，随机区组，3次重复。5月13日覆膜，5月22日出苗，6月6日施分蘖肥。

试验处理：对照(CK)，旱种覆膜，三叶一心后撤膜，进行常规生产水分管理；膜下滴灌处理(M)，旱种覆膜，三叶一心后，当田面以下15 cm体积含水量低于对照70%时灌水，全生育期重复进行(期间降雨则要马上排水)；使用MPM-160B型水分仪测定土壤水分，测定深度为田面下15 cm，五点测定。

供试土壤为草甸土，土壤的基础条件见表1。

表1 试验土壤养分含量状况

1.3 调查指标

(1)考种。水稻成熟时每个品种的处理和对照选取有代表性的植株2穴，带回室内考察农艺性状和产量性状，测定项目主要有穗数、穗长、穗重、草重、一次枝梗数、二次枝梗数、实粒数、空秕粒数，并称取粒重，计算结实率、千粒重。

(2)品质测定内容与方法。收获后风干2～3个月，按《中国农业标准汇编-粮油作物卷》的标准测定品质。用FC-2 K型实验砻谷机(YAMAMOTO，离心式)加工成糙米，用日本公司生产的VP-32型实验碾米机(YAMAMOTO，直立式)加工精米；外观品质用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪测定，测定指标有精米粒长、精米粒宽、垩白率、垩白度、精米白度等；用FOSS 1241近红外谷物分析仪测定糙米的直链淀粉含量、脂肪含量、蛋白质含量；食味品质用日本佐竹公司(SATAKE)生产的米饭食味计(STA1A)进行测定。本试验以黑龙江省佳木斯市生产的空育131(感官食味综合评分75分)为对照。

1.4 寒地水稻膜下滴灌旱种适应性鉴定方法

膜下滴灌旱种适应性反应指数(Adaptation of upland rice under drip irrigation with plastic film mulching response index, ARI)=(膜下滴灌旱种处理区性状表型值/对照区性状表型值)×100%。ARI值越大，则说明对膜下滴灌旱种的反应比较迟钝，否则相反。

1.5 数据分析

利用EXCEL和DPS统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 膜下滴灌旱种下稻谷碾磨品质与产量的关系

从膜下滴灌旱种下各性状间相关关系可见(表2)，糙米率与结实率呈极显著正相关，与千粒重和理论产量呈显著正相关；精米率与穗粒数呈极显著负相关，与穗数、结实率和千粒重均呈极显著正相关。以上结果表明，膜下滴灌旱种下结实率较高、千粒重较高、理论产量较高的水稻种质具有相对较高的糙米率；膜下滴灌旱种下穗粒数较少、穗数较多、结实率较高、千粒重较高的水稻种质具有相对较高的精米率，否则相反。

表2 膜下滴灌旱种下碾磨品质与产量间及膜下滴灌旱种反应指数间相关关系

注：上面3行数字为膜下滴灌旱种下农艺性状间相关系数，下面3行数字为膜下滴灌旱种反应指数间相关系数。

从膜下滴灌旱种下各性状与膜下滴灌旱种反应指数间相关关系可见(表3)，穗数、结实率、千粒重的ARI与糙米率呈显著正相关，理论产量的ARI与糙米率呈极显著正相关；理论产量的ARI与精米率呈显著正相关；说明穗数、结实率、千粒重、理论产量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其糙米率较高；理论产量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其精米率较高；否则相反。整精米率的ARI与穗数呈极显著负相关，整精米率的ARI与穗粒数呈显著正相关，说明整精米率对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其穗数较少、穗粒数较多，否则相反。

表3 膜下滴灌旱种下碾磨品质和产量的表型值与其膜下滴灌旱种反应指数间相关关系

2.2 膜下滴灌旱种下稻米外观品质与产量的关系

从膜下滴灌旱种下各性状间相关关系可见(表4)，精米粒长与穗数呈极显著负相关；精米粒宽与穗数、千粒重和理论产量均呈极显著正相关；精米长宽比与穗数和理论产量分别呈极显著和显著负相关；精米垩白粒率、精米垩白度与穗数呈显著负相关。以上结果表明，膜下滴灌旱种下穗数较少的水稻种质具有相对较小的精米粒长、较大的精米粒长、较小的精米长宽比、较低的垩白粒率和垩白度；膜下滴灌旱种下千粒重较高、理论产量较高的水稻种质具有相对较大的粒宽；膜下滴灌旱种下理论产量较高的水稻种质具有相对较小的精米长宽比，否则相反。

表4 膜下滴灌旱种下外观品质与产量间及膜下滴灌旱种反应指数间相关关系

注；上面6行数字为膜下滴灌旱种下农艺性状间相关系数，下面6行数字为膜下滴灌旱种反应指数间相关系数。

从膜下滴灌旱种反应指数间相关关系可见(表4)，精米长宽比的ARI与穗数的ARI呈显著负相关。以上结果表明，穗数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其精米长宽比对膜下滴灌旱种的反应较迟钝，否则相反。

从膜下滴灌旱种反应指数间相关关系可见(表5)，穗粒数的ARI与精米粒长呈显著负相关；精米粒长的ARI与穗数呈显著负相关，精米长宽比的ARI与穗数呈极显著负相关。以上结果表明，穗粒数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其精米粒长较大；精米粒长、精米长宽比对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其穗数较多，否则相反。

表5 膜下滴灌旱种下外品质和产量的表型值与其膜下滴灌旱种反应指数间相关关系

2.3 膜下滴灌旱种下稻米营养品质与产量的关系

从膜下滴灌旱种下各性状间相关关系可见(表6)，直链淀粉含量与结实率呈极显著负相关；粗脂肪含量与穗数呈极显著负相关，与穗粒数呈极显著正相关，与结实率呈显著负相关；蛋白质含量与穗数和理论产量均呈极显著负相关。以上结果表明，膜下滴灌旱种下穗数较少的水稻种质具有相对较高的粗脂肪含量和蛋白质含量；膜下滴灌旱种下穗粒数较多的水稻种质具有相对较高的粗脂肪含量；膜下滴灌旱种下结实率较低的水稻种质具有相对较高的直链淀粉含量和粗脂肪含量；膜下滴灌旱种下理论产量较高的水稻种质具有相对较低的蛋白质含量，否则相反。

从膜下滴灌旱种反应指数间相关关系可见(表6)，结实率的ARI与粗脂肪含量的ARI和蛋白质含量的ARI分别呈极显著和显著负相关。以上结果表明，结实率对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其粗脂肪含量和蛋白质含量对膜下滴灌旱种的反应较迟钝，否则相反。

穗粒数和千粒重的ARI与蛋白质含量的相关系数均为-0.21*；直链淀粉含量的ARI与穗粒数、结实率和千粒重的相关系数分别为0.27**、-0.30**和-0.22*，说明穗粒数和千粒重对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其蛋白质含量较高；直链淀粉含量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其穗粒数较多、结实率较低、千粒重较低，否则相反。

表6 膜下滴灌旱种下营养品质与产量间及膜下滴灌旱种反应指数间相关关系

2.4 膜下滴灌旱种下稻米食味品质与产量的关系

米饭食味评分值与每平方米穗数的相关系数为0.41**，与穗粒数的相关系数为-0.25*，表明膜下滴灌旱种下每平方米穗数较多、穗粒数较少的水稻种质具有相对较高的米饭食味评分值，否则相反。米饭食味评分值的ARI与理论产量的ARI之间的相关系数为0.23*，表明理论产量对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其米饭食味评分值对膜下滴灌旱种的反应较敏感，否则相反。米饭食味评分值的ARI与千粒重的相关系数为0.24*，说明米饭食味评分值对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其千粒重较高，否则相反。

3 结 论

(1)膜下滴灌旱种下结实率较高、千粒重较高、理论产量较高的水稻种质具有相对较高的糙米率；膜下滴灌旱种下穗粒数较少、穗数较多、结实率较高、千粒重较高的水稻种质具有相对较高的精米率。穗数、结实率、千粒重、理论产量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其糙米率较高；理论产量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其精米率较高；整精米率对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其穗数较少、穗粒数较多。

(2)膜下滴灌旱种下穗数较少的水稻种质具有相对较小的精米粒长、较大的精米粒长、较小的精米长宽比、较低的垩白粒率和垩白度；膜下滴灌旱种下千粒重较高、理论产量较高的水稻种质具有相对较大的粒宽；膜下滴灌旱种下理论产量较高的水稻种质具有相对较小的精米长宽比。穗数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其精米长宽比对膜下滴灌旱种的反应较迟钝。穗粒数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其精米粒长较大；精米粒长、精米长宽比对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其穗数较多。

(3)膜下滴灌旱种下穗数较少的水稻种质具有相对较高的粗脂肪含量和蛋白质含量；膜下滴灌旱种下穗粒数较多的水稻种质具有相对较高的粗脂肪含量；膜下滴灌旱种下结实率较低的水稻种质具有相对较高的直链淀粉含量和粗脂肪含量；膜下滴灌旱种下理论产量较高的水稻种质具有相对较低的蛋白质含量。结实率对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其粗脂肪含量和蛋白质含量对膜下滴灌旱种的反应较迟钝。穗粒数和千粒重对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其蛋白质含量较高；直链淀粉含量对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其穗粒数较多、结实率较低、千粒重较低。

(4)膜下滴灌旱种下穗数较多、穗粒数较少的水稻种质具有相对较高的米饭食味评分值；理论产量对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料，一般其米饭食味评分值对膜下滴灌旱种的反应较敏感；米饭食味评分值对膜下滴灌旱种反应敏感的材料，其千粒重较高。

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