品种、栽培方式与气象因子对稻米蛋白质含量的影响

徐富贤 周兴兵 刘茂 蒋鹏 张林 郭晓艺 朱永川 熊洪

（四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室，四川德阳618000；第一作者：xu6501@163.com）

发展优质稻已成为我国水稻产业的重要方向[1]。稻米品质除受遗传因素影响外，还受环境条件与栽培技术的影响[2]。水稻品种的库源特征[3-4]、气象因子[5-7]与栽培措施[8-14]对米质的影响已有较多研究，但主要围绕精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比、胶稠度和直链淀粉含量等指标，涉及蛋白质含量方面的研究相对较少[11]。水稻籽粒蛋白质含量是衡量稻米营养品质的重要指标，同时对口感影响较大。为此，本文以优质品种旌优127和高产品种Ⅱ优602为材料，在分期播种条件下，研究了品种、栽培方式与气象因子对稻米蛋白质的影响，以期为改良稻米营养品质提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2016年在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸县基地冬水田进行，稻田土壤质地均匀，中上等肥力。

1.2 试验材料与试验设计

以杂交中稻品种Ⅱ优602和旌优127为材料，分别于3月5日、3月25日、4月20日、5月4日和5月24日播种，湿润培育中苗秧，4.5叶左右移栽，每丛栽2株。本田采用高氮低密（纯 N 210 kg/hm2，9 万丛/hm2）和低氮高密（纯 N 105 kg/hm2，18万丛/hm2）2种栽培方式，共20个处理。小区面积14 m2，3次重复。采用裂—裂区设计，以播种期为主区，栽培方式为裂区，品种为再裂区。试验处理因素以外的田间栽培管理与大面积高产技术相同。

1.3 考查项目及方法

记载播种期、移栽期、拔节期、齐穗期和成熟期。成熟期每小区取稻谷2 kg放入沙网袋吊挂室内自然风干，贮藏3个月后送农业部稻米及制品质量监督检验测试中心分析稻米蛋白质含量。并统计3月至9月（各播种期处理的播种至成熟期）逐日的日最高气温（℃）、日最低气温（℃）、日平均气温（℃）、降水量（mm）、日平均相对湿度（%）、日照时数（小时），数据取自距试验田1 200 m、海拔相差1.9 m的泸县气象站资料。

1.4 数据处理

所有数据运算由DPS数据处理系统和Excel软件完成。

2 结果与分析

2.1 不同处理对稻米蛋白质含量的影响

从表1可见，处理间稻米蛋白质含量差异显著。从表2可见，不同播期、栽培方式和品种对蛋白质含量影响达显著或极显著水平，但播期、栽培方式和品种三者间的交互作用不显著。从表3可见，在5个播期中，蛋白质含量有随着播期推迟呈增加的趋势。3月5日播种的蛋白质含量最低，为9．80%，5月24日播种的最高，为 12．28%，最高处理比最低的高 25．31%；2 种栽培方式中，高氮低密处理蛋白质含量比低氮高密处理高5．59%，差异显著；Ⅱ优 602的蛋白质含量为 11．25%，比旌优127高7．55%。

表1 不同播种期、栽培方式与品种处理下的蛋白质表现

表2 不同处理下蛋白质的方差分析

表3 不同处理下蛋白质含量的多重比较

2.2 影响稻米蛋白质含量的关键气象因子分析

如前所述，对稻米蛋白质含量影响从大到小依次为播期（25．31%）＞ 品种（7．55%）＞ 栽培方式（5．59%）。因此，有必要进一步分析影响稻米蛋白质含量的关键气象因子。以表4所示的2个水稻品种在5个播种期下的4个生育阶段的24个气象因子为自变量（x），以不同播期、栽培方式与品种处理下的蛋白质含量为因变量（y），进行相关分析与多元逐步回归分析。结果（表5）表明，旌优127和Ⅱ优602一致表现为：蛋白质含量分别与播种－移栽期的日最高气温（x1）、拔节－齐穗期的日最高气温（x3）、播种-移栽期的日最低气温（x5）、移栽-拔节期的日最低气温（x6）、播种-移栽期的日平均气温（x9）、移栽-拔节期的日平均气温（x10）、移栽-拔节期的降水量（x14）呈显著或极显著正相关。说明水稻抽穗前各生育阶段气温高、降水量大有利于稻米蛋白质的积累。

表4 2个品种在不同播种期下的气象因素表现

由于不同品种生育期有一定差异，以致其各生育阶段的气象因子有所不同，加上品种特性不一，最终造成影响品种间稻米蛋白质含量的关键气象因子不同。从多元逐步回归分析结果（表6）看出，旌优127稻米蛋白质主要受播种-移栽期的降水量（x13）、移栽-拔节期的降水量（x14）和齐穗-成熟期的降水量（x16）影响，其决定系数高达99.57%，说明整个水稻生育期的降水量越多越有利于旌优127稻米蛋白质的积累。而Ⅱ优602则表现为拔节-齐穗期的日最低气温（x7）越高、移栽-拔节期的日照时数（x22）和齐穗-成熟期日照时数（x24）越少越有利于提高稻米蛋白质含量。

3 讨论与结论

有研究[2]指出，蛋白质含量与施氮量呈正相关关系。从本研究结果看，播期、栽培方式、品种对籽粒蛋白质含量均有显著影响，由大到小依次为播期、品种、栽培方式。随着播期推迟蛋白质含量呈增加趋势；高氮低密处理比低氮高密处理显著提高，可能与施氮量高有关[2]；Ⅱ优602的蛋白质含量显著高于旌优127，说明选择品种十分重要。

表5 气象因子与蛋白质含量的相关系数

表6 气象因素对蛋白质影响的多元逐步回归分析

在气象因子对蛋白质含量影响方面，关于环境条件对稻米蛋白质的影响，李卫国等[15]研究认为，气象因素对籼稻籽粒蛋白质作用的决定系数由大到小的依决为生态高度＞日平均气温＞最低气温＞最高气温＞纬度＞海拔。本研究进一步明确了水稻不同生育阶段气象因子对蛋白质含量的影响，即总体表现为水稻抽穗前各生育阶段气温高、降水量大有利于稻米蛋白质的积累；而不同品种的关键气象因子则不同，旌优127整个水稻生育期的降水量越多越有利于蛋白质的积累，而Ⅱ优602则表现为拔节－齐穗期的日最低气温越高、移栽－拔节的日照时数和齐穗－成熟期日照时数偏少有利于提高稻米蛋白质含量。