再生稻次适宜区迟播栽对不同杂交籼稻淀粉RVA谱的影响

杨 帆 钟晓媛 李秋萍 李书先 李 武 周 涛 李 博 袁玉洁 邓 飞 陈 勇 任万军, *

再生稻次适宜区迟播栽对不同杂交籼稻淀粉RVA谱的影响

杨 帆1钟晓媛1李秋萍1李书先1李 武2周 涛1李 博1袁玉洁1邓 飞1陈 勇1任万军1, *

1四川农业大学 / 农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室, 四川温江 611130;2隆昌市农业农村局, 四川隆昌 642150

为探讨再生稻次适宜区播栽期对杂交籼稻淀粉RVA谱的影响, 以2个杂交籼稻品种, 川优6203和宜香优2115为材料, 在四川的隆昌和犍为2个生态点, 研究不同生态条件下推迟播栽期对籼稻淀粉RVA谱特征值的影响。结果表明, 播栽期的主效应对籼稻淀粉RVA谱特征值存在明显的影响。在再生稻次适宜区, 推迟播栽期会导致水稻灌浆期温度降低, 日照时长缩短, 降雨量减少, 从而降低了籼稻淀粉RVA谱的峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和崩解值, 提高了消减值以及峰值时间; 与再生稻相比, 迟播栽期处理具有较大的峰值黏度、崩解值以及较小的冷胶黏度、消减值、回复值、峰值时间和糊化温度。播栽期对籼稻淀粉RVA谱特征值的影响在不同生态点具有差异, 与隆昌生态点相比, 犍为生态点处理间的峰值黏度、消减值和崩解值差异更为显著。播栽期对不同品种淀粉RVA谱的影响程度不同, 宜香优2115的峰值黏度和崩解值比川优6203更容易受到播栽期的影响。从淀粉RVA谱的变化趋势来看, 迟播栽期处理的籼稻淀粉RVA谱表现与再生稻更为接近, 蒸煮食味品质更高。

水稻; 生态条件; 播栽期; 淀粉RVA谱; 气象因子

随着生活水平的日益提高, 人们对于稻米蒸煮食味品质的要求也在不断的提高。淀粉RVA谱作为评价蒸煮食味品质的重要指标[1], 主要由水稻遗传基因控制[2], 同时也受到生态环境与栽培措施的调控[3-4]。因此, 要改善淀粉RVA谱, 需要对品种、生态环境以及栽培措施等因子进行综合考虑。基因不仅是调控水稻淀粉RVA谱的主效基因, 其与生态环境之间的互作效应对淀粉RVA谱也具有显著的影响[5]。研究表明不同的水稻品种存在淀粉RVA谱的最优种植区, 在适宜的生态条件下, 稻米蒸煮食味品质会有明显的提高[6]; 而通过合理氮肥运筹[7]和改进播栽方式等[8]栽培措施也可以显著改善淀粉RVA谱, 提高稻米蒸煮食味品质。近年来受种植结构调整和气候变化影响, 水稻播栽期有推迟趋势。沈新平等[9]和邢志鹏等[10]研究发现推迟播期会导致稻米淀粉RVA谱变劣; 而叶定池等[11]认为迟播处理下稻米蒸煮食味品质要优于早播处理。可见, 关于推迟播栽期对稻米淀粉RVA谱特性的影响前人已有较多研究, 但研究结果存在差异。

再生稻次适宜区指可以种植再生稻, 但水稻生育后期光温资源欠缺的地区[12-13], 以一年种一季中稻(或再生稻)为主。而针对再生稻次适宜区特殊的光热条件, 推迟播栽期对杂交籼稻淀粉RVA谱特性的影响至今仍缺乏系统研究。为此, 本研究选取四川再生稻次适宜区的内江隆昌和乐山犍为作为试验点, 以川优6203和宜香优2115为试验材料, 设置2个播栽期: 3月上旬播种, 4月上旬移栽(常规播栽期); 5月中下旬播种, 6月移栽(迟播栽期)。旨在研究推迟播栽期后籼稻淀粉RVA谱特征值的变化趋势, 以期为再生稻次适宜区种植结构调整提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

2018—2019年, 选取四川再生稻次适宜区的内江隆昌和乐山犍为作为试验点。各试验点具体位置见表1, 各试验处理的水稻关键物候期见表2, 土壤肥力资料见表3, 3月至10月的气象条件见图1和图2。选用西南推广面积最大的2个品种作为试验材料: 川优6203 (川106A与成恢3203组配选育)和宜香优2115 (宜香1A与雅恢2115组配选育)。

1.2 试验设计

各试验点采取两因素裂区设计, 播栽期为主区因素, 设常规播栽期(S1)、迟播栽期(S2)和常规播栽期蓄留再生稻(RR)。2018年, 按照当地种植时间与头季稻的安全收获期, 设置常规播栽期处理与迟播栽期处理, 2019年, 为使迟播栽期处理与再生稻成熟时间更加接近, 隆昌生态点迟播栽期处理较2018年推迟6 d, 犍为生态点迟播栽期处理较2018年推迟15 d。品种为副区因素, 设V1: 川优6203, V2: 宜香优2115两个水平。各处理重复3次, 2个生态点小区面积均为34.8 m2。采用育秧盘淤泥育秧, 30 d秧龄移栽, 行穴距30.0 cm × 20.0 cm, 每穴栽苗2~3株。头季稻施用纯氮150 kg hm–2, 氮磷钾比例为2∶1∶2, 氮肥基蘖肥: 穗肥为5∶5, 其中基肥∶分蘖肥为7∶3, 促花肥: 保花肥为6∶4, 磷肥作基肥一次施用, 钾肥分基肥和拔节肥1∶1施用。常规播栽期头季稻收获复水后(收获后第2天), 施纯氮60 kg hm–2作再生稻发苗肥。水分管理及病虫草害防治等相关栽培措施均按照当地常规高产栽培要求实施。

S1和S2分别代表常规播栽期处理与迟播栽期处理。V1和V2分别代表川优6203与宜香优2115。

S1 and S2 represent the conventional sowing and planting date treatment and the delayed sowing and planting date treatment. V1 and V2 represent Chuanyou 6203 and Yixiangyou 2115.

表3 试验点土壤理化性质

采用水浸法测定土壤pH, 采用重铬酸钾容量法测定土壤有机质, 采用凯氏定氮法测定土壤全氮, 采用高氯酸-硫酸法测定土壤全磷, 采用NaOH-熔融火焰光度计法测定土壤全钾, 采用碱解扩散法测定碱解氮, 采用碳酸氢钠浸提-钼锑钪比色法测定速效磷, 采用乙酸铵浸提-火焰光度计测定速效钾。

The pH of soil was determined by water immersion method, soil organic matter was determined by potassium dichromate volumetric method, the total nitrogen in soil was determined by Kjeldahl method, total phosphorus in soil was determined by perchloric acid-sulfuric acid method, total potassium in soil were determined by NaOH-melting flame photometer, the alkali-hydrolyzed nitrogen was determined by diffusion method, determination of available phosphorus by sodium bicarbonate extraction and molybdenum-Antimony scandium colorimetric method, the available potassium was determined by ammonium acetate-flame photometer.

1.3 数据获取及调查测定方法

水稻收获后, 稻谷在室温下保存3个月, 待其理化性质趋于稳定后, 脱壳碾成精米, 机器粉碎过100目筛。采用3-D型黏度速测仪(澳大利亚Newport Scientific仪器公司)测定稻米淀粉RVA谱, 用TCW (Thermal Cycle for Windows)配套软件进行分析。根据AACC操作规程(2000 61-02)[14], 含水量为12%时, 水稻米粉的样品量为3.00 g, 加蒸馏水25 mL。加温过程为50°C下保持1 min, 以恒速升到95°C (3.8 min), 95°C下保持2.5 min, 再以恒速下降到50°C(3.8 min), 在50°C下保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转动速率为960转min–1, 之后保持在160转min–1。淀粉RVA谱特征值主要以峰值黏度(peak viscosity, PKV)、热浆黏度(hot paste viscosity, HPV)、冷胶黏度(cool viscosity, CPV)、崩解值(breakdown viscosity, BDV, 峰值黏度与热浆黏度之差)、消减值(setback viscosity, SBV, 冷胶黏度与峰值黏度之差)、回复值(consistence viscosity, CSV, 冷胶黏度与热浆黏度之差)、峰值时间(peak time, PeT)和糊化温度(pasting temperature, PaT)表示。每个样品测定2次, 取其平均值。黏滞值用RVU (RVA黏度单位)表示。

1.4 统计分析

运用Microsoft Excel进行数据处理, 用IBM SPSS Statistics 20系统软件进行方差及相关分析。用LSD (least significant difference)进行样本平均数的差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 生态条件、播栽期和品种对淀粉RVA谱的主效及互作

方差分析(表4)表明, 2018年播栽期对淀粉RVA谱的8项特征值均存在极显著影响; 品种对峰值黏度、热浆黏度、消减值与崩解值具有极显著影响; 生态点对峰值黏度、热浆黏度、回复值具有显著或极显著影响。2019年播栽期对热浆黏度、冷胶黏度的影响未达到显著水平; 品种对冷胶黏度、热浆黏度外的淀粉RVA谱特征值具有显著或极显著影响; 生态点对回复值外的淀粉RVA谱特征值具有显著或极显著影响。两因素互作中, 生态点与播栽期的互作效应在2018年对热浆黏度、冷胶黏度与回复值具有显著或极显著影响, 在2019年对峰值黏度、消减值、崩解值与糊化温度具有极显著影响; 播栽期与品种的互作效应在2018年对峰值黏度、热浆黏度、消减值、崩解值的互作效应达到显著或极显著水平, 在2019年对峰值黏度、消减值、崩解值达到极显著水平。其他多因素互作对淀粉RVA谱特征值影响多未达到显著水平。从值来看, 2年间受播栽期极显著影响的淀粉RVA谱特征值数量最多, 其次为品种和生态点, 且年际间气候差异导致各因素对淀粉RVA谱的影响发生变化。说明淀粉RVA谱特征值可以由播栽期来进行调控, 而气候条件、地理环境也对淀粉RVA特征值存在一定的影响。播栽期与品种、生态点之间交互作用对淀粉RVA谱的影响较大, 品种和生态点之间交互作用对淀粉RVA谱的影响相对较小。

2.2 推迟播栽期对淀粉RVA谱的影响

播栽期对淀粉RVA谱特征值具有显著的调控作用(表5)。与常规播栽期处理相比, 2年间迟播栽期处理都表现出较小的峰值黏度、崩解值以及较大的消减值; 在2018年迟播栽期处理的热浆黏度、冷胶黏度显著低于常规播栽期处理; 2019年迟播栽期处理的峰值时间与糊化温度则显著高于常规播栽期处理。与再生稻相比, 迟播栽期处理2年的峰值黏度、崩解值更大, 消减值、回复值以及糊化温度更小, 而热浆黏度差异性不显著; 此外, 2018年迟播栽期处理的冷胶黏度、峰值时间显著低于再生稻; 2019年迟播栽期处理的冷胶黏度、峰值时间和糊化温度与再生稻没有显著性差异。与再生稻相比, 常规播栽期处理则表现出较大的峰值黏度、崩解值以及较小的消减值、回复值、峰值时间与糊化温度。说明推迟播栽期会使淀粉RVA谱发生显著变化, 但迟播栽期处理的淀粉RVA谱特征值与再生稻相比仍存在一定的差异。

表4 稻米淀粉RVA谱联合方差分析(F值)

L代表生态点; S代表播栽期; V代表品种。**表示1%的显著水平,*表示5%的显著水平。

L represents location; S represents sowing and planting date; V represents variety. PKV: peak viscosity; HPV: hot paste viscosity; CPV: cool viscosity; BDV: breakdown viscosity; SBV: setback viscosity; CSV: consistence viscosity; PeT: peak time; PaT: pasting temperature.**indicates significant difference at the 0.01 probability level;*indicates significant difference at the 0.05 probability level.

表5 播栽期对淀粉RVA谱的影响

SAPD: 播栽期。S1、S2和RR分别代表常规播栽期处理、迟播栽期处理以及再生稻。缩略词同表4。同一列中同一生态点标以不同小写字母的值差异性显著(<0.05), 同一指标标以不同大写字母表示2个生态点平均值差异性显著(<0.05)

SAPD: Sowing and planting date. S1, S2, and RR represent the conventional sowing and planting date treatment, the delayed sowing and planting date treatment and ratoon rice. Abbreviations are the same as those given in table 4. In the same column, values marked with different lowercase letters in the same location showed significant difference at< 0.05, while values marked with different uppercase letters in the same indicator showed significant difference in the mean values of the two locations at< 0.05.

2.3 生态点与播栽期互作对淀粉RVA谱的影响

由表6可知, 2年的热浆黏度以及2019年的峰值黏度、冷胶黏度均表现为隆昌生态点显著高于犍为生态点。在隆昌生态点, 与常规播栽期处理相比, 2018年迟播栽期处理的峰值黏度、热浆黏度和冷胶黏度显著降低了21.55%、27.89%和18.59%; 与再生稻相比, 迟播栽期处理的峰值黏度、热浆黏度以及糊化温度没有显著差异, 但冷胶黏度、消减值、回复值与峰值时间显著降低, 崩解值则显著提高了68.81%; 2019年迟播栽期处理的淀粉RVA谱表现与常规播栽期处理相近; 与再生稻相比, 迟播栽期处理的消减值、回复值显著降低了93.45%与10.59%, 其他淀粉RVA谱特征值差异不显著。在犍为生态点, 2018年迟播栽期处理的峰值黏度、热浆黏度、崩解值比常规播栽期处理显著降低了14.18%、10.59%与17.77%, 消减值显著提高了71.07%; 与再生稻相比, 迟播栽期处理的热浆黏度、冷胶黏度与糊化温度差异较小, 但峰值黏度、崩解值显著提高了28.18%与21.52%, 消减值、回复值显著降低了126.33%与11.08%; 2019年迟播栽期处理的峰值黏度与崩解值显著高于常规播栽期处理, 消减值与回复值显著低于常规播栽期处理; 与再生稻相比, 两者的热浆黏度、冷胶黏度、回复值与峰值时间差异不显著, 但迟播栽期处理的峰值黏度、崩解值显著提高了22.69%、69.88%, 消减值与糊化温度显著降低了74.91%、10.41%。这表明2个生态点的淀粉RVA谱整体表现具有一定的差异, 在2个生态点推迟播栽期对淀粉RVA谱特征值的影响趋势相同, 但影响程度不同; 推迟播栽期后, 头季稻的峰值黏度、热浆黏度、消减值、崩解值与糊化温度更加接近再生稻。

2.4 品种与播栽期互作对淀粉RVA谱的影响

由表7可知, 与宜香优2115相比, 2018年川优6203的峰值黏度较小; 2019年川优6203的消减值、回复值、峰值时间与糊化温度较大; 2年间川优6203的崩解值都低于宜香优2115。在2018年, 与常规播栽期处理相比, 2个品种迟播栽期处理的峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度与崩解值显著降低, 消减值则显著升高; 与再生稻相比, 川优6203迟播栽期处理的冷胶黏度、消减值、回复值、峰值时间与糊化温度显著降低, 热浆黏度、崩解值显著提高了15.4 RVU、54.9 RVU, 宜香优2115的迟播栽期处理具有较大的峰值黏度、崩解值以及较小的消减值、回复值与峰值时间。2019年川优6203的3个处理的峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和峰值时间差异不显著, 与常规播栽期处理相比, 迟播栽期处理的糊化温度显著提高了9.0°C; 与再生稻相比, 迟播栽期处理的消减值、回复值显著降低了28.5 RVU、14.1 RVU, 崩解值显著提高了24.6 RVU, 两者的峰值时间与糊化温度没有显著性差异; 与常规播栽期相比, 宜香优2115的迟播栽期处理具有较小的峰值黏度、崩解值以及较大的消减值与回复值; 与再生稻相比, 两者的热浆黏度、冷胶黏度、回复值、峰值时间没有显著性差异, 但迟播栽期处理的峰值黏度、崩解值显著提高了30.6 RVU、24.0 RVU, 消减值显著降低了34.4 RVU。说明2个品种的淀粉RVA谱具有较大的差异, 推迟播栽期后2个品种淀粉RVA谱特征值变化趋势基本相同, 但对宜香优2115的影响程度更大。

表6 生态点与播栽期对淀粉RVA谱的交互作用

SAPD: 播栽期。S1、S2和RR分别代表常规播栽期处理、迟播栽期处理以及再生稻。缩略词同表4。同一列中同一生态点标以不同小写字母的值差异性显著(<0.05), 同一指标标以不同大写字母表示2生态点平均值差异性显著(<0.05)

SAPD: sowing and planting date. S1, S2, and RR represent the conventional sowing and planting date treatment, the delayed sowing and planting date treatment and ratoon rice. Abbreviations are the same as those given in table 4. In the same column, values marked with different lowercase letters in the same location showed significant difference at< 0.05, while values marked with different uppercase letters in the same indicator showed significant difference in the mean values of the two locations at< 0.05.

2.5 气象因子与籼稻淀粉RVA的关系

由表8可以看出, 在抽穗至灌浆盛期, 峰值黏度、崩解值与日均最高温、日均最低温、日均温差、日平均温、积温、降雨量呈极显著正相关, 崩解值与日照时数也存在极显著正相关的关系; 消减值、回复值与日均最高温、日均最低温、日均温差、日平均温、积温、日照时数和降雨量呈极显著负相关; 峰值时间、糊化温度与日均最高温、日均最低温、日均温、积温、降雨量呈显著或极显著负相关; 热浆黏度在这一阶段受气象因子影响较小。在灌浆盛期至成熟期, 峰值黏度、热浆黏度、崩解值与日均最高温、日均最低温、日均温差、日平均温、积温、日照时数和降雨量呈极显著正相关; 消减值、回复值、峰值时间和糊化温度与日均最高温、日均最低温、日均温差、日平均温、日照时数、降雨量呈显著或极显著负相关, 而冷胶黏度受这一阶段的气象因子影响较小。从全生育期来看, 日均最高温主要影响冷胶黏度、消减值、崩解值与回复值; 日均最低温主要影响峰值黏度、热浆黏度与冷胶黏度; 温差对热浆黏度、冷胶黏度外的淀粉RVA谱特征值均存在极显著的影响; 日均温则对热浆黏度、冷胶黏度产生一定的影响; 而积温、日照时数、降雨量与除热浆黏度外的淀粉RVA谱特征值都有显著或极显著相关的关系。可以看出气象因子对淀粉RVA谱特征值具有显著影响, 并且在不同生育期对不同淀粉RVA谱特征值影响程度具有差异。

3 讨论

3.1 再生稻次适宜区杂交籼稻淀粉RVA谱的变化特征

淀粉RVA谱可以较好的反映稻米蒸煮食味品质[15], 也受到品种、环境条件、栽培方式多方面的影响[16-17]。环境条件在水稻不同生育时期对稻米品质的影响程度不同, 光照、气温、降雨以及空气成分等环境因素都会影响大米品质。多数研究表明水稻灌浆期是水稻籽粒品质形成的重要时期[18-19], 生态点与播栽期的差异导致水稻灌浆期的气候条件尤其是温度发生变化。灌浆期高温会抑制大米直链淀粉与蛋白质的合成[20], 改变了直链淀粉与蛋白质含量, 进而改变了稻米淀粉RVA谱特征值。朱镇等[21]研究认为崩解值、消减值与糊化温度受播栽期与地理环境的综合影响, 而峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度与峰值时间受地理环境的影响更大。董文军等[22]研究发现在增温处理下, 峰值黏度、热浆黏度、崩解值和糊化温度增大, 最终黏度、消减值与回复值变小。王亚江等[23]研究发现, 遮光处理会导致峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、崩解值与回复值降低。而在本研究中淀粉RVA谱特征值大体上表现为随着气温与光照时间的增加, 峰值黏度、崩解值增加, 消减值、回复值、峰值时间与糊化温度降低。隆昌与犍为都属于丘陵地区且地理位置相近, 3月至8月份气温会呈现波折上升的趋势, 降雨主要集中在6月上旬到8月上旬, 在9月日照时数与气温都会有明显的降低, 日均温会维持在22°C左右约1个月的时间。2018年与2019年两生态点3月至10月的平均温差小于0.5°C, 但犍为的日照时数明显低于隆昌, 降雨量则显著高于隆昌。因此本试验中犍为生态点的峰值黏度、热浆黏度与冷胶黏度低于隆昌生态点, 但消减值、崩解值、回复值、峰值时间与糊化温度差异不明显。

表7 品种和播栽期的互作对淀粉RVA谱的影响

S1、S2和RR分别代表常规播栽期处理、迟播栽期处理以及再生稻。缩略词同表4。同一列中同一生态点标以不同小写字母的值差异性显著(<0.05), 同一指标标以不同大写字母表示2个生态点平均值差异性显著(<0.05)。

SAPD: sowing and planting date. S1, S2, and RR represent the conventional sowing and planting date treatment, the delayed sowing and planting date treatment and ratoon rice. Abbreviations are the same as those given in table 4. In the same column, values marked with different lowercase letters in the same location show significant differences at< 0.05, while values marked with different uppercase letters in the same indicator show significant differences in the mean values of the two locations at< 0.05.

1代表日均最高温(°C);2代表日均最低温(°C);3代表日均最高温与日均最低温的差值(°C);4代表日平均温(°C);5代表积温(°C);6代表日照时数(h);7代表降雨量(mm)。缩略同表4。*和**分别表示在0.05和0.01水平显著相关。

1represents the daily maximum temperature (°C);2represents the lowest daily temperature (°C);3represents the difference between the daily maximum temperature and the daily minimum temperature (°C);4represents average daily temperature (°C);5represents accumulated temperature (°C);6represents illumination time (h);7represents precipitation (mm). Abbreviations are the same as those given in Table 4.*and**mean significance at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

除生态环境外, 品种也是造成淀粉RVA谱差异的重要因素。朱霁晖等[24]研究认为不同类型的基因会使水稻直链淀粉含量不同, 进而导致品质性状的差异。龚金龙等[25]研究发现年际间气候、品种等因素及其互作效应对粳稻、籼稻品质的影响存在显著或极显著差异。在本试验中, 川优6203比宜香优2115的峰值黏度、崩解值低, 消减值、回复值、峰值时间与糊化温度高; 从整体来看2个品种的淀粉RVA谱特征值存在较大的差异, 推迟播栽期后, 2个品种的淀粉RVA谱的变化趋势相同但宜香优2115受影响更大。廖爽等[26]在成都市郫县生态点对宜香优2115实施不同氮肥处理后, 消减值的变化范围在−83.58 RVU~ −62.5 RVU之间, 与本试验头季稻的消减值表现类似。在本试验中, 播栽期相距时间长, 灌浆期环境条件差异较大, 再生稻的消减值也显著高于头季稻。另外目前关于大米淀粉RVA谱的研究多数都是以粳稻作为研究材料, 其品质性状更加稳定[27-28], 消减值变化幅度较小, 但宜香优2115等杂交籼稻品质更容易受到环境影响, 消减值增幅更大。淀粉糊化温度是评价水稻蒸煮品质的重要指标, 一般来说直链淀粉含量越高, 淀粉晶体结构越紧密, 淀粉糊化温度越高[29]。与头季稻相比, 再生稻的直链淀粉含量增加, 晶体结构更加紧密, 导致淀粉糊化温度升高, 但不同品种受到环境的影响程度不同, 川优6203受环境影响较小, 因此2018年与2019年间糊化温度的增幅差异较小, 但宜香优2115更容易受环境的影响, 因此2年间糊化温度的平均值与增幅差异都比较大。

目前关于再生稻的研究多数是围绕着提高产量以及品种筛选进行的[30-31], 但造成头季稻与再生稻蒸煮食味品质差异的原因还缺乏相关研究。本研究发现, 环境条件的差异是导致头季稻与再生稻蒸煮食味品质不同的部分原因, 但当单季稻与再生稻处于类似生态环境中完成灌浆结实, 再生稻的峰值黏度、消减值、崩解值以及回复值仍具有独特的表现。

3.2 再生稻次适宜区推迟播栽期可改善稻米食味品质

RVA作为大米食味品质评价与育种的重要手段之一, 胡培松等[32]研究发现RVA谱特征值与直链淀粉和胶稠度有均具有较高的相关系数, 峰值黏度、崩解值与直链淀粉呈极显著负相关, 与胶稠度成极显著正相关。淀粉RVA谱中的崩解值反映了米饭的软硬, 即崩解值大的米饭较软。消减值与米饭的冷饭质地相关, 一般来说消减值为负值米饭往往过黏, 消减值为正值且过大时, 米饭硬而糙, 消减值小则软而不黏结[33]。赵庆勇等[34]试验发现随着播期的推迟, 峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和峰值时间呈减小趋势, 消减值与回复值呈增加趋势。本研究结果表明, 在再生稻次适宜区, 推迟播栽期会导致头季稻的峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和崩解值变小, 消减值、回复值、峰值时间和糊化温度变大; 与再生稻相比, 迟播栽期处理具有较大的峰值黏度、崩解值以及较低的冷胶黏度、消减值、回复值、峰值时间以及糊化温度。在灌浆初期, 冷胶黏度更容易受到影响, 灌浆后期热浆黏度更容易受到影响, 峰值黏度、消减值、崩解值、回复值、峰值时间和糊化温度随整个灌浆期环境的变化而改变。

人们普遍认为, 相比于头季稻, 再生稻具有米质优异、蒸煮食味品质好的特点[35-36]。但在再生稻次适宜区由于光温资源的限制, 再生稻的产量非常的低。多数研究认为[37-39], 消减值、崩解值与回复值是与稻米蒸煮食味品质最相关的淀粉RVA谱特征值。吴殿星等[40]研究发现米饭的硬度与消减值呈极显著正相关, 与崩解值呈极显著负相关, 而米饭黏性相反。因此可以推断, 推迟播栽期后米饭口感变硬, 黏度变小, 但与再生稻相比口感较软, 黏度相对较大。但在不同地区对大米口感要求不同, 因此口感较好的稻米具有怎样的消减值、崩解值以及回复值还没有统一的结论。舒庆尧等[37]在浙江进行试验认为优质稻米崩解值大于100 RVU, 消减值小于25 RVU; 隋炯明等[38]在江苏进行试验认为优质稻米的崩解值大于80 RVU, 消减值小于20 RVU, 回复值小于90 RVU; 贾良等[39]在四川温江进行试验认为崩解值约为80 RVU, 消减值约为40 RVU食味品质较好。在本试验中再生稻淀粉RVA谱的表现与贾良的研究结论更为吻合。而播栽期的推迟使头季稻的消减值、崩解值与回复值都和再生稻更为接近, 蒸煮食味品质更好。由于本文涉及到不同生态点、品种、播期、再生稻与头季稻等因素, 因此在研究内容上集中在淀粉RVA谱特性, 以使论文更加明确集中。我们将在后续针对稻米食味品质与淀粉RVA谱的关系做进一步研究。

本研究结果表明, 在再生稻次适宜区推迟播栽期可以有效的改善稻米的食味品质。因此通过调整播栽期来调控稻米蒸煮食味品质是可行的, 具体措施如下: (1)推迟播栽期, 在再生稻次适宜区5月中下旬进行播种, 使水稻在灌浆期避开高温危害, 在适宜的气候条件下完成灌浆, 可以改善稻米的蒸煮食味品质。(2)选用适宜品种, 推迟播栽期会导致稻米口感变硬, 黏度降低, 针对性的选用黏性大, 硬度较低的品种改良效果会更好。(3)采用合适的栽培方式与氮肥施用技术, 使水稻具有良好的株叶型与田间分布, 合理利用光温资源。

4 结论

播栽期对籼稻淀粉RVA谱具有显著的调控作用。在再生稻次适宜区, 推迟播栽期会使水稻灌浆期温度降低, 日照时长与降雨量减少, 导致籼稻淀粉RVA谱的峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度和崩解值降低, 消减值和峰值时间升高。在犍为生态点, 峰值黏度、消减值与崩解值的变化幅度更大, 宜香优2115的峰值黏度与崩解值受播栽期的影响更强。从淀粉RVA谱特征值的变化趋势来看, 迟播栽期处理的峰值黏度、热浆黏度、消减值、崩解值与糊化温度更加接近再生稻, 蒸煮食味品质更好。

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Effects of delayed sowing and planting date on starch RVA profiles of differenthybrid rice in the sub-suitable region of ratoon rice

YANG Fan1, ZHONG Xiao-Yuan1, LI Qiu-Ping1, LI Shu-Xian1, LI Wu2, ZHOU Tao1, LI Bo1, YUAN Yu-Jie1, DENG Fei1, CHEN Yong1, and REN Wan-Jun1,*

1College of Agronomy, Sichuan Agricultural University / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, and Cultivation in Southwest China, Wen­jiang 611130, Sichuan, China;2LongchangBureau of Agriculture and Rural Affairs, Longchang 642150, Sichuan, China

In order to explore the effect of sowing and planting date on the RVA profiles characteristics ofhybrid rice, a two-factor split plot design with twohybrid rice varieties (Chuanyou 6203 and Yixiangyou 2115) and two sowing and planting date was conducted in Longchang and Qianwei in Sichuan province. The results showed that ecological condition, sowing and planting date, variety, and the interaction between sowing and planting date with ecological condition and variety had marked impact on the starch RVA profiles characteristic values ofrice. In the sub-suitable region of ratoon rice, delayed sowing and planting date decreased the temperature, sunshine hours, and rainfall during grain filling period of rice, which resulted in the reduction in peak viscosity, hot paste viscosity, cool viscosity and breakdown viscosity, but increased in setback viscosity and peak time. Compared to ratoon rice, late sowing and planting date treatment increased peak viscosity and breakdown viscosity, and decreased cool viscosity, setback viscosity, consistence viscosity, peak time, and pasting temperature. The effect of sowing and planting date on the RVA spectrum of starch was different with ecological condition. Sowing and planting date leaded to greater variation in peak viscosity, setback viscosity, and breakdown viscosity in Qianwei compared with that of Longchang. Compared with Chuanyou 6203, sowing and planting date had greater influence on the peak viscosity and breakdown viscosity of Yixiangyou 2115. Overall, the starch RVA profiles characteristics of delayed sowing and planting date treatment was closer to the ratoon rice, which resulted in better cooking and eating quality of rice.

rice; ecological condition; sowing and planting date; starch RVA profiles; meteorological factors

10.3724/SP.J.1006.2021.02037

本研究由国家粮食丰产增效科技创新专项课题(2017YFD03017-02, 2018YFD030141-04)和国家自然科学基金项目(31901442)资助。

This study was supported by the State Key Research and Development Program “Food Production Enhancement and Efficiency Innovation” Key Special Project (2017YFD03017-02, 2018YFD030141-04) and the National Natural Science Foundation of China (31901442).

任万军, E-mail: rwjun@126.com

E-mail: 1276002485@qq.com

2020-05-24;

2020-10-14;

2020-10-28.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20201028.1421.006.html