收获期对优质稻米产量及食味的影响

吕文俊，王志玺，张欣，李萍，崔晶，松江勇次，楠谷彰人，崔中秋，4，通信作者



收获期对优质稻米产量及食味的影响

吕文俊1，王志玺1，张欣1，李萍1，崔晶1，松江勇次2，楠谷彰人3，崔中秋1，4，通信作者

（1. 天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384；2. 九州大学，日本 福冈 812-8581；3. 香川大学，日本 香川 761-0795；4. 天津市农作物研究所，天津 300384）

为提升水稻栽培技术，改进水稻收获期的食味品质，以‘津川1号’‘津原E28’和‘津原45’3个品种为试验材料，分析收获期对水稻产量和食味品尝试验的影响，同时进行了出穗至收获期积温和产量、产量构成要素、理化学特性、糊化特性、物化特性、水分及食味品质的相关性研究，旨在明确优质水稻品种最佳收获期。结果表明：在保证稻谷水分不低于15%条件下，收获期的食味品尝试验综合评价值与出穗至收获积温之间呈显著正相关（≤0.05）；适当延迟收获期，可提升水稻食味。根据并行试验移栽期对水稻产量及食味的影响，应在适当延迟移栽期的基础上，确定最佳收获时期，确保水稻的高产和优质。

水稻；栽培；食味（蒸煮）品质；产量；水分；理化学特性

水稻是我国重要的粮食作物之一，栽培面积和总产均居粮食作物首位。目前，水稻育种及栽培研究已由原来注重产量向改善品质转变。稻米品质是一个较为复杂、抽象的综合性概念，其评价指标通常包括外观品质、加工特性、蒸煮食味和营养品质等。水稻食味受品种自身的遗传特性、气候条件、栽培管理、收获加工及储藏条件等影响[1]。近年来，中国水稻生产发生了巨大变化，一方面表现为栽培面积减少和单产增加，另一方面表现为地区布局的变化[2]。

天津位于华北单季稻稻作区，光、温、水、土等自然条件较为优越，具备优质水稻种植的环境，种植的“小站稻”因米质优异而闻名于全国。天津宝坻区地处海河流域，气候、土质和水源等条件适宜水稻种植。收获期是保证水稻产量和品质的重要因素之一，由于我国传统的种植方式是以提高稻谷产量为主, 在不影响下茬播种的前提下，习惯延长收获期来促进光合产物向籽粒的转移，以提高稻谷产量[3]。松江勇次研究表明，从外观品质和食味来讲，收获期因品种而异，通常成熟期5日内收获不会引起外观品质和食味的下降，但过早或过晚收获都会造成食味下降[4]。

水稻食味受品种、栽培方式及水管理等环境因素的影响[5-6]。在实际生产中，通过改变收获期，了解出穗至收获期温度对水稻品质的影响，揭示温度对水稻品质影响的变化规律。本研究选取‘津川1号’‘津原E28’和‘津原45’3个品种，通过设置不同收获期，分析出穗至收获期积温和产量、产量构成要素、理化学特性、糊化特性、物化特性、水分及食味品质的相关性，以明确水稻最佳收获期，为今后天津地区乃至华北平原水稻生产提供一定的理论栽培技术和实践指导。

1 材料与方法

1.1 供试品种

试验在天津宝坻区双王寺进行，供试品种为‘津川1号’‘津原E28’和‘津原45’。

1.2 试验设计

试验设6个收获期，分别为正常收获期提前10 d（I）、正常收获期（II）、正常收获期推后5 d（III）、正常收获期推后10 d（IV）、正常收获期推后20 d（V）、正常收获期推后35 d（VI）。以正常收获期（II）为对照，播种时间为5月8日，插秧时间为6月10日，见表1。

表1 收获期时间表

1.3 试验方法

1.3.1 温度调查

根据中国气象数据网数据调查2017年天津市宝坻区3个水稻品种出穗至收获期间的平均温度和积温，平均温度取当天最高温度和最低温度的平均值，积温根据平均温度的累积求和。

1.3.2 产量及产量构成要素的测定

在出穗期40 d后进行收获，每处理取10株进行室内考种，计算总稻谷量及产量构成要素，产量构成要素用质量浓度为1.06 g/L的盐水筛选。测定实粒数和千粒重，结实率＝（下沉稻谷数/总稻谷数）×100%。再收获50株进行产量测定及食味品尝试验。

1.3.3 收获后理化指标测定

1.3.3.1 糊化特性值测定

采用吕文俊等[7]方法测定。

1.3.3.2 蛋白质含有率测定

蛋白质含有率采用日本佐竹公司生产的RLTA 10A米粒食味仪测定，打开仪器预热30 min，选择精米测定选项，称取120 g样品精米，进行测定，2次重复，取平均值。

1.3.3.3 硬度/黏度比测定

硬度/黏度比采用日本佐竹公司生产的RHSIA型米饭硬度黏度计测定，称取30 g精米淘洗干净，按米∶水＝1∶1.25比例加入水量，浸泡30 min，蒸煮30 min，焖10 min，然后搅拌均匀，称取8 g米饭压成米饼，3次重复，取平均值。

1.3.4 食味品尝试验

采用天津市食味水稻国际联合研究中心10份法（新）进行食味品尝试验[7]。

1.4 数据处理与相关性分析

数据处理采用Microsoft office 2013分析。

2 结果与分析

2.1 气象考察

2.1.1 收获期温度变化

由图1可知，2017年天津宝坻地区9—12月平均温度和历年宝坻地区同期平均温度一致。

图1 2017年9—12月平均温度

2.1.2 不同品种出穗至收获期温度变化

由表2可知，随着出穗至收获期天数推迟，各收获期出穗至收获期平均温度逐渐降低，积温逐渐升高，3个品种出穗至收获期平均温度和积温均有显著性差异。‘津川1号’出穗至收获期平均温度高于同期‘津原E28’和‘津原45’，出穗至收获期积温低于同期‘津原E28’和‘津原45’，出穗至收获期平均温度标准差低于‘津原45’和‘津原E28’，出穗至收获期积温标准差高于‘津原45’和‘津原E28’。

表2 不同收获期出穗至成熟期积温及平均温度的平均值及其显著性 ℃

收获期津原E28津川1号津原45 平均温度积温平均温度积温平均温度积温 I22.8 a 695 f23.4 a 676 d22.0 a 671 e II21.9 b 906 e22.9 b 935 c19.7 b 916 d III20.3 c1 044 d22.2 c1 020 c19.1 c 963 c IV19.7 d1 091 c20.7 d1 159 b18.6 d1 013 b V19.2 e1 140 b20.1 e1 207 b18.3 d1 050 b VI17.4 f1 307 a19.2 f1 306 a16.8 f1 179 a 平均值20.2 1 030 21.4 1 050 19.1 965 标准差1.85 201 1.57 217 1.67 162

注：同列不同小写字母表示不同处理之间在0.05水平存在显著差异，下同

2.2 不同收获期出穗至收获期温度对产量及产量构成要素的影响

2.2.1 不同品种收获期产量及产量构成要素分析

由表3及表4可知，‘津原E28’各处理千粒重平均值大于‘津川1号’和‘津原45’；各收获期千粒重标准差、实际产量标准差和结实率标准差均大于‘津川1号’和‘津原45’。‘津川1号’第1期实际产量和其他5期呈显著性差异（≤0.05），各收获期结实率平均值及理论产量平均值均大于‘津原E28’和‘津原45’。‘津原45’第1期结实率和其他5期具有显著性差异（≤0.05），各收获期每穗粒数平均值、实际产量平均值、穗粒数标准差均大于‘津川1号’和‘津原E28’。

表3 各品种不同收获期产量及产量构成要素

表4 各品种不同收获期产量及产量构成要素的平均值及显著性分析

2.2.2 不同品种出穗至收获期积温和实际产量的关系

由图2可知，3个品种收获期结实率和出穗至成熟期积温＝0.659**，实际产量和结实率＝0.547**，实际产量和出穗至成熟期积温＝0.678**，均呈显著正相关（≤0.05）。其中，‘津川1号’和‘津原E28’结实率和积温呈极显著正相关；‘津川1号’和‘津原45’实际产量和结实率呈极显著正相关；‘津原E28’实际产量和积温呈极显著正相关（≤0.01）。

图2 出穗至成熟期积温和产量及产量构成要素的关系

注：◇ 代表‘津原E28’；□ 代表‘津川1号’；△ 代表‘津原45’；ns 表示无显著差异（＞0.05），* 表示显著性差异（≤0.05）；** 表示极显著性差异（≤0.01）。下同

2.3 收获期出穗至收获期温度对理化学特性及其相关特性的影响

2.3.1 不同品种收获期理化学特性分析

由表5可知，‘津原E28’第1期蛋白质含有率最低；最高黏度值第4、5期最高；最低黏度值第1期最高；崩解值第5期最高；第4期硬度/黏度比最高。‘津川1号’蛋白质含有率第3期最低；最高黏度值第6期最高；最低黏度值第1期和第6期最高；崩解值第6期最高；硬度/黏度比第6期最高。‘津原45’蛋白质含有率第5期最低；最高黏度值第3期最高；最低黏度值第5期最高；崩解值第6期最高；硬度/黏度比第1期最高。

由表6可知，蛋白质含有率标准差‘津原E28’小于‘津川1号’和‘津原45’；崩解值标准差‘津原E28’大于‘津川1号’和‘津原45’；最高黏度值标准差、最低黏度值标准差及硬度/黏度比标准差均为‘津川1号’大于‘津原E28’和‘津原45’。

表5 不同收获期各品种稻米理化成分分析

表6 不同收获期理化成分平均值及显著性分析

2.3.2 不同品种出穗至收获期温度和理化学特性的关系

食味较好的水稻品种其RVA谱崩解值大多在100 RVU以上[8]。由图3可知，最高黏度值和出穗至收获期积温=0.359*，呈显著正相关（≤0.05）；崩解值和出穗至收获期积温=0.720**，呈极显著正相关（≤0.01）。‘津川1号’硬度/黏度比和出穗至收获期积温呈正相关，‘津原E28’呈极显著正相关（≤0.01），而‘津原45’呈极显著负相关（≤0.01）；‘津川1号’和‘津原45’ 最高黏度值和出穗至收获期积温呈显著正相关（≤0.05）；3个品种崩解值和出穗至收获期积温呈显著正相关（≤0.05），‘津川1号’和‘津原45’崩解值和出穗至收获期积温呈极显著正相关（≤0.01）；‘津川1号’蛋白质含有率和出穗至收获期积温呈正相关，‘津原E28’呈极显著正相关（≤0.01），但‘津原45’呈极显著负相关（≤0.01）。

图3 出穗至收获期积温和理化特性的关系

2.4 收获期积温和综合评价值的关系

2.4.1 不同品种收获期稻谷水分含有率对综合评价的影响

由图4可知，稻谷水分含有率在15%以上，出穗至收获期积温和水分含有率呈极显著负相关（≤0.01），食味品尝试验综合评价值和水分含有率呈极显著负相关（≤0.01）。

图4 收获期稻谷水分含量对食味品尝试验的影响

2.4.2 不同品种收获期积温和食味评价的关系

由图5可知，食味品尝试验综合评价值和出穗至收获期积温＝0.333*，呈显著正相关（≤0.05）。试验结果表明，随着出穗至收获期积温的增加，‘津原45’的综合评价值逐渐增加，‘津川1号’的综合评价值也相应增加。

图5 出穗至收获期积温对综合评价的影响

2.5 稻米综合评价值与其理化成分的关系

2.5.1 不同品种综合评价值和理化学特性的关系

由图6可知，‘津原E28’和‘津川1号’综合评价值和硬度/黏度比呈正相关。‘津原45’综合评价值和硬度/黏度比呈极显著负相关；‘津川1号’和‘津原45’综合评价值和最高黏度值呈显著正相关，但‘津原E28’综合评价值和最高黏度值呈显著负相关。‘津原45’综合评价值和崩解值呈显著正相关。3个品种综合评价值和蛋白质含有率呈负相关，且‘津原45’综合评价值和蛋白质含有率呈极显著负相关。

图6 综合评价值和理化特性的关系

2.5.2 不同品种综合评价值与食味品尝试验指标的关系

由图7可知，‘津原E28’第1期综合评价值最高，‘津川1号’第6期综合评价值最高，‘津原45’综合评价值第5期最高。综合评价值和外观评价值及味道评价值呈正相关。其中，‘津原E28’综合评价值和外观评价值呈显著正相关（≤0.05）；‘津川1号’和‘津原45’综合评价值和味道评价值呈显著正相关（≤0.05）。

图7 收获期综合评价值与食味品尝试验指标的关系

3 结论与讨论

水稻生育期较长，栽培技术比较复杂，播种期及收获期对水稻食味影响比较明显。崔晶等研究表明，优质食味米的栽培技术应从播种、插秧、收获的时间进行研究[9]。水稻作为粮食作物，除需要土壤、肥料和水外，日照及温度对稻米品质有重要影响。松江勇次研究表明，灌浆成熟期高温对水稻品质有影响，灌浆成熟期平均温度在25 ℃时，综合评价值出现峰值并表现为二次曲线[10]。我国幅员辽阔，各地温度变化不一致，寻找当地最佳成熟期温度，需根据当地的具体环境情况而定。天津宝坻区是天津种植水稻的主要区域，在宝坻区进行调查对天津及周边地区水稻种植具有代表性。本试验收获期平均温度变化符合天津宝坻地区历年温度变化趋势，3个品种收获期出穗至成熟期积温变化明显，试验具有研究价值。

刘建等研究表明，抽穗期的叶色值和N素含量同籽粒中蛋白质含量呈显著正相关[11]，水稻灌浆和充实的主要因素是淀粉的合成和积累[12]，水稻植株制造的光合同化物以蔗糖形式存在于稻谷中[13]，出穗至收获期积温可能通过影响光合作用营养物质的合成，来影响收获期实际产量。收获期较早，水稻生殖生长不充分，灌浆未完成，导致稻谷青粒较多，结实率较低，出穗至收获期积温增加，稻谷中营养物质得到充分合成。水稻产量得到一定地提升。

长期以来，国内外一直将稻米直链淀粉等理化指标作为衡量食味的重要指标，曲红岩等研究表明，最高黏度值、崩解值与食味值呈正相关关系，与最低黏度值则呈负相关趋势，RVA谱受外观品质影响较大[14]。徐锡明等研究表明，水稻灌浆期温度越高，稻米崩解值、蛋白质含有率就越高[15]。张桂莲等研究表明，高温下，淀粉粒间结合较为疏松，籽粒内大多以单个淀粉粒的形式存在，折光率下降，胚乳透明度降低，导致垩白形成[16]。在理化学特性的方差分析中，本研究发现‘津原E28’的蛋白质含有率、‘津川1号’硬度/黏度比和‘津原45’最高黏度值和硬度/黏度比受收获期变化明显。在理化学特性和收获期积温的相关分析中，发现3个品种最高黏度值、崩解值和收获期积温呈正相关，但3个品种各理化指标的变化趋势不一致，可能是由于品种特性差异导致。

食味品尝试验是指一定人数的品鉴员对米饭进行品尝，并结合米饭的外观、饭香、味道、黏度、硬度等指标，对米饭进行评价，这种方法最为直观，与仪器测定相比，食味品尝试验具有更强的使用价值。生华等研究发现，‘津川1号’糙米在储藏期水分含有率保持在11%～15%之间，在储藏时期糙米水分含有率越高，其食味综合评价值越高[17]。松江勇次等研究表明，收获期过早或过晚都会影响稻米的食味，适时收获，食味最好[18]。结合水分含有率、出穗至收获期积温和综合评价值三者之间的关系，在稻谷水分含有率大于15%时，适当延迟收获期，可以提升水稻食味。根据并行试验移栽期对水稻产量及食味的影响，应在适当延迟移栽期的基础上，进而确定最佳收获期，可确保水稻的高产和优质。

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责任编辑：宗淑萍

Effects of different harvest periods on rice yield and palatability

LÜ Wen-jun1, WANG Zhi-xi1, ZHANG Xin1, LI Ping1, CUI Jing1,Yuji Matsue2, Akihito Kusutani3, CUI Zhong-qiu1,4,Corresponding Author

（1. College of Agronomy and Resource Environment,Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Kyushu University, Fukuoka 812-8581, Japan; 3. Kagawa University, Kagawa 761-0795,Japan; 4. Tianjin Rice Research Institute, Tianjin 300384, China）

In order to improve the quality of rice cultivation and the palatability quality of food in the harvest period, this experiment adopted 3 varieties,‘Jinchuan No. 1’‘Jinyuan E28’and‘Jinyuan 45’respectively, and analyzed the effects of harvest period on rice yield and sense test the measured indicators including the yield, yield components, physicochemical properties, gelatinization characteristics of the crop, moisture content and palatability quality were studied to identify the best harvest period of high quality rice varieties. According to the condition of ensuring the moisture content of paddy more than 15%, the results showed that there was a significant positive correlation between the comprehensive evaluation value of the sense test and the period of harvest（≤0.05）; based on the effect of the harvest temperature in the transplanting period on the yield and taste of high quality rice, it is necessary to determine the optimum harvesting period on the basis of appropriate delay transplanting period, which can ensure the high yield and high quality of rice.

rice; cultivation; palatability quality; production; moisture; physicochemical properties

1008-5394（2018）04-0017-07

10.19640/j.cnki.jtau.2018.04.005

S511

A

2018-05-18

国家重点研发计划“七大作物育种”重点专项（2017YFD0100505）；天津市科技计划项目（ITTRRS2018013，14RCGFNC00102）

吕文俊（1994-），男，硕士在读，研究方向为水稻品质（食味）改良研究。E-mail：1078402502@qq.com。

崔中秋（1986-），男，助理研究员，博士，主要从事水稻食味品质研究。E-mail：15822958203@163.com。