不同断水及收获期对南方优质晚粳稻产量和品质的影响

成 臣 ，雷 凯，王盛亮，朱 博，卢占军，高冰可，王斌强，石庆华，曾勇军*

（1作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室/江西农业大学双季稻现代化生产协同创新中心/南方粮油作物协同创新中心，南昌 330045；2赣南师范大学生命与环境科学学院/国家脐橙工程技术研究中心，江西赣州 341000；3九江农业科学院，江西九江 332101；4高安市农业农村局，江西高安 330800）

随着人们生活水平的提高，兼顾水稻高产及优质是我国粮食生产的重要方向；其中，对优质稻特别是优质粳稻的需求日益扩大，粳稻的种植面积及产量也逐年增加。据国家粮油信息中心数据，2013年，我国粳稻生产面积达8.9×106hm2，约占水稻种植总面积的1/3，总产量为6.8×107t；而1980年粳稻种植面积仅占水稻种植总面积的1/10，总产量为1.7×107t。粳稻优势产区除了东北三省外，长江中下游地区如江苏、浙江、上海、安徽及云南等南方稻区的单季粳稻也发展较好。近年来，“籼改粳”工作在江西等南方双季稻区取得重大突破，其中“晚粳稻”是最主要的种植模式［1，2］。究其原因，近年来江西等南方稻区晚稻季安全抽穗期变化不大、安全成熟期推迟，生育后期温光资源呈显著增加［3］；与籼稻相比，晚粳稻由于具有耐寒特性而使其灌浆结实期持续时间较长、温光资源利用能力较强，二者是导致晚粳稻高产及优质的重要因素［4］。加大南方稻区“籼改粳”推进力度，进一步挖掘南方晚粳稻产量及品质优势，对促进我国粳稻发展、提升粮食质量安全的保障能力具有重要战略意义。关于南方稻区晚粳稻增产提质，前人也从多方面进行了探讨，在晚粳稻产量及品质形成规律与生态区的关系［5，6］，品种筛选［7］，配套的高产栽培技术如适宜的播期［3］、行株距［8］、施氮量［9］以及氮肥运筹［10］等方面均有深入研究。断水及收获是水稻灌浆至成熟期极其重要的农事操作，与晚籼稻相比，晚粳稻在该阶段持续时间较长，且二者稻穗脱粒特性也有差异，若仍以籼稻的断水及收获时期来判断，可能不利于晚粳稻高产及优质生产。然而目前有关晚粳稻适宜的断水及收获时期的研究尚未见报道。本试验以优质常规粳稻镇稻11号和籼粳杂交稻甬优2640为材料，研究不同断水及收获时期对南方晚粳稻产量及品质的影响，以期为江西等南方双季稻区晚粳稻高产及优质栽培提供科学依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

于2014～2015年在江西省上高县泗溪镇曾家村（115°9′E，28°31′N）晚稻季开展试验。试验田前茬为早籼稻。2014和2015年试验前耕层（0～20 cm）土壤基础地力分别为：全氮2.04和2.12 g/kg，碱解氮71.8和74.3 mg/kg，有效磷26.5和27.1 mg/kg，速效钾72.7和76.8 mg/kg，有机碳20.2和21.5 g/kg，土壤pH 5.31和5.34。

晚粳稻供试品种分别为常规粳稻镇稻11号（国标二级优质稻）和籼粳杂交稻甬优2640（国标三级优质稻）。

1.2 试验设计

本研究包括不同断水时期及收获时期两个试验。断水时期分别设抽穗后28、35、42及49 d断水共4个处理，各处理均于抽穗后55 d收获；而收获时期分别设抽穗后35、40、45、50及55 d收获共5个处理。两试验均采用裂区试验设计，主区为不同断水（收获）时期处理，品种为副区，共8（10）个处理，3次重复，24（30）个小区，小区面积30 m2，各小区之间用塑料薄膜包埂防止串水串肥。2年两个试验均于6月25日播种，7月20日移栽，2014（2015）年甬优2640及镇稻11号抽穗日期分别为9月15日（9月17日）和9月12日（9月15日）。

两个试验均采用湿润育秧、人工移栽方式，栽插行株距为25 cm×15 cm，甬优2640每穴栽插3苗，镇稻11号每穴栽插5苗。2品种施肥方案一致，氮肥（尿素）、磷肥（钙镁磷肥）和钾肥（氯化钾）分别以N、P2O5和K2O计，施用量分别为255、90、180 kg/hm2。其中，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶2∶3施用，磷肥一次性作基肥施用，钾肥按基肥∶穗肥=7∶3施用。水分管理以及其他农事操作均按水稻高产优质栽培技术进行。2014～2015年晚稻季气候均正常，无重大气象灾害发生，其中温度和降雨量变化见图1。

图1 2014～2015年晚稻季气温和降雨量变化

1.3 测定内容与方法

（1）产量及产量构成因素。成熟期（或收获期）各小区调查120蔸水稻的有效穗数，并按照平均有效穗数选取5株稻穗考察其总粒数、空粒数及千粒重。同时在各小区中心区域实收200穴，脱粒、晒干并风选后称重，计算实际产量。

（2）籽粒充实度。成熟期（或收获期）将考种稻穗手工脱粒后，采用水漂法区分籽粒密度大于1（饱满籽粒沉入水底）和密度小于1.0的籽粒（空瘪粒漂浮水面）。随后选取沉入水底的籽粒烘干，随机数取150粒稻谷，重复8次称重并进行标准含水量换算。依照朱庆森等［11］的计算方法：籽粒充实度（%）=（受精籽粒千粒重/密度大于1的饱满籽粒千粒重）×100。

（3）稻米品质测定。水稻籽粒收获后晒干、风选并在室内保存3个月左右，送农业农村部食品质量监督检验测试中心（武汉）进行加工品质（出糙率、精米率及整精米率）、外观品质（垩白粒率和垩白度）、蒸煮与食味品质（胶稠度及直链淀粉）等主要品质指标测定。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010、DPS 7.05和Origin9.0软件分析处理数据和制图；LSD法进行差异显著性检验（p＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 断水时期对晚粳稻产量和品质的影响

2.1.1 产量、产量构成因子及籽粒充实度

方差分析表明（表1），断水时期对有效穗数、每穗粒数及结实率无显著影响，而对千粒重及产量存在显著性影响。断水时期延迟，晚粳稻产量及千粒重均呈增加趋势。其中，抽穗后42 d与49 d断水产量及千粒重差异均不显著。每延迟1 d断水，镇稻11号及甬优2640产量分别增加21～23 kg/hm2及31～35 kg/hm2，千粒重分别增加57～60 mg及50～51 mg。

进一步分析晚粳稻籽粒灌浆结实特性可知（图2），断水时期延迟，各品种籽粒充实度均呈增加趋势。其中，镇稻11号籽粒充实度在抽穗后42 d及49 d间差异显著，而甬优2640无显著差异。每延迟1 d断水，镇稻11号及甬优2640籽粒充实度分别增加0.299%～0.370%及0.339%～0.360%。此外，2014年晚粳稻籽粒充实度表现优于2015年，镇稻11号品种籽粒充实度优于甬优2640。

表1 不同断水时期处理的晚粳稻产量及其构成因素比较

图2 不同断水时期处理的晚粳稻籽粒充实度变化

2.1.2 主要稻米品质性状

随断水时期延迟，晚粳稻出糙率、精米率及整精米率增加，垩白粒率及垩白度降低，加工品质及外观品质均逐渐变优；而胶稠度和直链淀粉含量增加（表2）。综上，在抽穗后35～49 d及42～49 d断水，镇稻11号及甬优2640各品质指标总体表现较好，方差分析表明此区间品质变幅总体差异不显著。

2.2 收获时期对晚粳稻产量和品质的影响

2.2.1 产量、产量构成因子及籽粒充实度

方差分析表明（表3），收获时期对有效穗数、每穗粒数及结实率无显著影响，对千粒重及产量影响存在显著性差异。收获时期延迟，晚粳稻产量及千粒重均呈增加趋势。其中，抽穗后50 d与55 d收获其产量及千粒重差异均不显著。每延迟1 d收获，镇稻11号及甬优2640产量分别增加63～66 kg/hm2及102～104 kg/hm2，千粒重分别增加177～186 mg及180～181 mg。

进一步分析晚粳稻籽粒灌浆结实特性可知（图3），收获时期延迟，各品种籽粒充实度均呈增加趋势。其中，抽穗后50 d及55 d间籽粒充实度差异不显著。每延迟1 d收获，镇稻11号及甬优2640籽粒充实度分别增加0.648%～0.658%及0.803%～0.814%。此外，2014年晚粳稻籽粒充实度表现略优于2015年，镇稻11号品种籽粒充实度优于甬优2640。

表2 不同断水时期处理的晚粳稻主要品质性状（2015年）

表3 不同收获时期处理的晚粳稻产量及其构成因素比较

图3 不同收获时期处理的晚粳稻籽粒充实度变化

2.2.2 稻米主要品质性状

随收获时期延迟，晚粳稻出糙率、精米率及整精米率增加，加工品质变优；垩白粒率和垩白度降低，外观品质变佳；而胶稠度和直链淀粉含量增加（表4）。综上，在抽穗后45～55 d及50～55 d收获，镇稻11号及甬优2640各品质指标总体表现较好，方差分析表明此区间品质变幅总体差异不显著。

表4 不同收获时期处理的晚粳稻主要品质性状比较（2015年）

3 讨论

3.1 不同断水时期对晚粳稻产量及品质的影响

除孕穗期外，灌浆乳熟期也是水稻生长发育过程中较为重要的水分临界期，该阶段的水分调控将直接或间接影响水稻产量及品质的变化［12］。本研究表明，断水时期延迟，晚粳稻产量及千粒重均呈增加趋势，晚粳稻出糙率、精米率及整精米率增加，垩白粒率及垩白度降低，胶稠度降低、直链淀粉含量增加，品质变优。这与前人研究结果较为一致。莫家让等［13］研究认为，齐穗后期过早断水会明显降低稻株32P的吸收和转运，水分代谢及磷代谢也将受到严重破坏，导致光合性能降低、同化物转运及积累受阻等不良响应，从而不利于籽粒灌浆结实。陈亚琴等［14］也认为，水稻结实期遭遇水分胁迫，根系活力、叶片的叶绿素含量及光合速率均降低，易早衰并严重影响碳水化合物形成及淀粉积累，因而难以实现高产及优质。

灌浆结实期延迟断水有利于植株生长，但适当提前断水依然能保持较高的产量及品质。本研究结果表明，抽穗后42 d与49 d断水晚粳稻产量及千粒重差异均不显著，镇稻11号及甬优2640各品质指标在抽穗后35～49 d及42～49 d断水变幅差异不显著。郑家国等［15］认为，灌浆结实早期缺水，对穗中上部颖花的灌浆充实程度影响较大，产量及品质显著降低，若齐穗后25 d左右断水，其对水稻产量和品质影响较小。此外，南方双季稻区不同类型土壤的保墒保水性能不一，其最佳断水时期有必要进一步研究。

3.2 不同收获时期对晚粳稻产量及品质的影响

灌浆结实期是水稻产量及品质形成的关键阶段，适宜收获日期的确定是获得高产与优质的关键技术［16，17］。本研究表明，收获时期延迟，晚粳稻产量及千粒重均呈增加趋势，出糙率、精米率及整精米率增加，垩白粒率和垩白度降低，胶稠度和直链淀粉含量增加；其中，抽穗后50 d与55 d收获产量及千粒重差异均不显著，镇稻11号及甬优2640各品质指标也分别在抽穗后45～55 d及50～55 d收获差异不显著。这与王丽妍等［18］的结果较相似，其认为过早收获水稻成熟度不足，直接导致产量降低及其品质变劣，至齐穗后55 d是水稻最佳收获时期。该研究还提出，若进一步延迟收获日期，水稻会因过度成熟而出现掉粒或倒伏现象而出现减产，且各项品质指标均未达到最优状态。张国平等［19］也认为，水稻收获过迟，稻谷营养物质倒流导致谷粒千粒重、籽粒充实度降低及谷粒强度均降低，将导致产量及品质降低。本试验由于设置的收获时期范围有限（抽穗后35～55 d），未出现此种情况，因此，该结论还有待进一步研究证实。

3.3 晚粳稻断水及收获期的抉择

本研究发现，常规稻与杂交稻二者产量的最佳断水（或收获）时期表现较为一致，即在抽穗后42～49 d断水（或抽穗后50～55 d收获）产量差异不显著。而在品质方面存在一定差异，镇稻11号在抽穗后35～49 d断水（或抽穗后45～55 d收获）品质基本达到最佳，而甬优2640品质达到最佳时间与其产量同步。可能由于常规稻与杂交稻的灌浆持续时间相差不大，但常规稻的灌浆速率高峰期较早于杂交稻［20］，具体原因还需对二者的灌浆特性进行深入分析。综上，兼顾产量与品质，建议以抽穗后42～49 d断水（或抽穗后50～55 d收获）作为南方晚粳稻增产提质的栽培技术。本研究中常规稻及杂交稻均采用1个品种开展试验，难以对晚粳稻最佳断水及收获时期进行全面反映，因此仍需加大品种数量进行深入研究。

本研究表明，延迟断水、晚收有利于晚粳稻产量及品质的提高。然而在实际生产中，由于作物轮作换茬季节紧张等一些原因，存在提前收获的生产需求，若在稻谷成熟度不足条件下提前断水或收获是不可取的，但均可通过以下三种措施达到时间上早断水、早收获的目标：一是品种选择，采用生育期较短的品种，使成熟期相对提前；二是栽培措施调控，如播种提前、采用育秧（非直播）方式及免伤根移栽等措施；三是其他技术手段，如喷施脱落酸等内源激素加快成熟、采用全程机械化加快农事操作效率等。此外，还存在过度晚断水晚收的现象或需求，主要由于过度延迟收获，稻谷籽粒灌浆完全、稻谷含水率较低，可免除烘晒等环节，且品质不会因烘晒等环节而降低。特别是晚粳稻由于茎秆粗壮、抗倒伏能力强，且谷粒具有不易脱落等特性，均为其晚收提供了更有利的支撑。因此，晚粳稻具体的断水（收获）期还需与实际生产相适应。

4 结论

（1）断水（收获）时期延迟，晚粳稻籽粒充实度及千粒重均呈增加趋势，最终产量增加，且其加工品质、外观品质及蒸煮与食味品质均变优。

（2）抽穗后42～49 d断水（或抽穗后50～55 d收获）晚粳稻产量及千粒重差异均不显著，在此阶段稻米品质也差异不显著。

综上，建议在江西中部稻区优质晚粳稻断水时期以抽穗后42～49 d、收获时期以抽穗后50～55 d为宜，具体可以品种特性及生态气候条件等因素而作相应调整。