水稻品质及产量对灌浆期旱涝急转的响应

摘要：为探究灌浆期旱涝急转对水稻品质及产量的影响，以湘早籼6号为研究对象，基于桶栽试验，采用四因素三水平正交试验设计，设置干旱水平（田间持水量的65%±5%，50%±5%，35%±5%）、干旱历时（5，7，9 d）、淹涝水平（淹没株高的50%，75%，100%）、淹涝历时（5，7，9 d），共计9个旱涝急转处理，以及对照处理（CK），探究灌浆期旱涝急转下各水稻品质指标及产量的响应规律，并在主成分分析基础上，通过理想点法技术（TOPSIS）对产量及品质的综合质量进行评价．结果表明：灌浆期旱涝急转会导致米粒偏短、偏窄，透明度与黄粒米率显著提高，垩白度与垩白粒率分别较CK提高了13.42%～69.16%和6.14%～48.72%；直链淀粉质量分数在灌浆期旱涝急转下较CK提高12.39%～34.46%，而胶稠度的降低幅度为25.26%～36.84%；除碱消值外，灌浆期旱涝急转下的水稻品质受干旱和淹涝的共同影响，淹涝水平是大部分品质指标的主要影响因素；与对照相比，灌浆期旱涝急转导致水稻减产67.32%～98.71%，大部分品质指标与产量呈负相关，长宽比与产量的负相关性最强（r为-0.78^***），胶稠度与产量呈正相关（r为0.68^***）；灌浆期旱涝急转下水稻产量及品质的综合质量最优的处理为轻旱轻涝急转，综合质量最差的处理为重旱重涝急转．研究结果可为应对旱涝急转的水稻品质改良以及减灾策略的制定提供理论依据．

关键词：水稻；灌浆期；旱涝急转；品质；产量

中图分类号：S274.1 文献标志码：A 文章编号：1674-8530（2024）09-0938-10

DOI：10.3969/j.issn.1674-8530.23.0123

龙泓锦，王辉，欧阳赞，等.水稻品质及产量对灌浆期旱涝急转的响应[J].排灌机械工程学报，2024，42（9）：938-947.

LONG Hongjin， WANG Hui， OUYANG Zan， et al. Response of rice quality and yield to drought-flood abrupt alternation during grain filling period[J].Journal of drainage and irrigation machinery engineering（JDIME），2024，42（9）：938-947.（in Chinese）

Response of rice quality and yield to drought-flood abrupt

alternation during grain filling period

LONG Hongjin¹， WANG Hui^1*， OUYANG Zan¹， LI Xiaodong²， HE Cuihua²

（1. College of Water Resources and Civil Engineering， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128， China; 2. Hunan Water Resources and Hydropower Survey， Design， Planning and Research Co.， Ltd.， Changsha， Hunan 410007， China）

Abstract： To investigate the effect of drought-flood abrupt alternation on rice quality and yield during the grain filling period， Xiangzaoxian 6 was selected as the research object. Based on barrel planting test， a four-factor three-level orthogonal test was designed， four factors were drought level （65%±5%， 50%±5% and 35%±5% field holding）， drought time （5， 7 and 9 d）， flooding level （50%， 75% and 100% inundation plant height）， flooding time （5， 7 and 9 d）， a total of 9 drought-flood abrupt alternation treatments， and control treatment （CK） were adopted. The changing pattern of each rice quality index and yield under drought-flood abrupt alternation during the grain filling was investigated， and a comprehensive evaluation of yield and quality by TOPSIS analysis based on the principal component analysis was made. The results show that drought-flood abrupt alternation during the grain filling period will lead to shorter and narrower rice grains， significantly higher transparency and yellow grain rate， and higher chalkiness and chalky grain rate by 13.42%-69.16% and 6.14%-48.72%， respectively， compared with CK. The straight-chain starch content increases by 12.39% to 34.46% compared to CK under drought-flood abrupt alternation during the grain filling period， while the decrease in gum consistency ranges from 25.26% to 36.84%. Except for the alkali extinction value， rice quality under drought-flood abrupt alternation during the grain filling period is affected by both drought and flooding， and the level of flooding is the main influencing factor for most quality indicators. Compared with the control group， drought-flood abrupt alternation during the grain filling period results in 67.32% to 98.71% yield reduction in rice， and most quality indicators are negatively correlated with yield， with the strongest negative correlation between aspect ratio and yield （r=-0.78^***） and positive correlation between gum consistency and yield （r=0.68^***）. The optimum treatments for the comprehensive qua-lity of rice yield and quality under drought-flood abrupt alternation during the grain filling period are light drought-light flood abrupt alternation， and the treatments with the worst comprehensive quality are heavy drought-heavy flood abrupt alternation. The results of the study can provide a theoretical basis for the improvement of rice quality in response to drought-flood abrupt alternation and the development of mitigation strategies.

Key words： rice;grain filling period;drought-flood abrupt alternation;quality;yield

旱、涝快速转换形成的极端水文事件——旱涝急转已成为中国夏季旱涝异常的一种新特点与新趋势，尤其在长江中下游地区表现明显^[1-2]，对农业生产造成威胁．中国是全球最大的水稻生产国和消费国，随着生活水平的提高，农户以及稻米加工企业等对稻米品质提出了更高要求，市场价格和消费需求使米质日渐成为稻米市场的强劲竞争力^[3]．旱涝急转不仅影响水稻生理生长以及产量^[4-5]，且对水稻品质造成影响^[6-7]，因此研究旱涝急转下水稻品质的响应规律对于粮食安全及抗灾育种具有重要意义．

灌浆期是水稻生殖生长关键期，也是水稻品质形成关键期．干旱、淹涝均不利于水稻籽粒淀粉充实过程，从而造成水稻品质变劣．灌浆期水稻受旱会缩短籽粒灌浆时间，使稻米垩白度显著提高^[8]，直链淀粉含量下降^[9]；淹涝会导致谷粒变软并发育裂缝，降低精米粒重与蒸煮品质^[10]；一些研究表明干湿交替灌溉可以改善稻米品质^[11]，但交替程度会影响品质的优劣偏向^[12]．而旱涝急转独特的致灾过程使其对水稻的影响区别于单一干旱、淹涝以及干湿交替^[5，13]．郭相平等^[6]研究发现分蘖期旱涝交替胁迫会降低加工品质，拔节期旱涝交替胁迫则会降低垩白度和垩白率；熊强强等^[7]通过不同旱涝胁迫处理的桶栽试验，研究发现幼穗分化期发生旱涝急转会显著降低粒长和胶稠度．目前关于单一旱、涝胁迫对水稻品质的影响研究已有一定进展，而旱涝急转下水稻品质的变化规律研究鲜见报道，同时缺乏多种旱涝急转因素组合下水稻品质的对比研究．地处长江中下游的洞庭湖区旱涝发生频繁，旱涝急转频率与强度较高，且旱涝急转发生时间与早稻灌浆期重合^[14]，影响水稻品质及产量的形成．文中以湘早籼6号为研究对象，于早稻灌浆期开展桶栽试验，设置干旱水平、干旱历时、淹涝水平、淹涝历时4个因素，旨在揭示水稻品质及产量对旱涝急转的响应规律，对旱涝急转下水稻品质及产量进行综合评价．

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于洞庭湖区的某灌溉试验站（112° 22′E，28° 51′N），属于亚热带季风气候，年均降水量为1 347 mm，年均蒸发量为1 285.1 mm，年均气温为17.1 ℃，年均日照时数为1 402 h，年均风速为2.7 m/s．试验土壤取自试验田耕作层（0～40 cm），土壤类型为水稻土，质地为中壤土，干容重为1.21 g/cm³，田间持水量为29.92%，pH为6.61，碱解氮质量比为79.32 g/kg，有效磷质量比为25.02 mg/kg，速效钾质量比为84.33 mg/kg．

1.2 试验设计

参考《旱情等级标准》（SL 424—2008）及前人研究成果^[13]，干旱胁迫以土壤含水量占田间持水量百分比控制，淹涝胁迫以水稻淹没深度占株高百分比控制．目前研究中，部分学者表明干旱、淹涝胁迫对植物的影响不存在交互作用^[15]；也有学者表明存在交互作用，但其交互的显著程度受旱涝胁迫程度及时间等的影响^[16]，即不同程度和持续时间的干旱、淹涝胁迫可能存在不显著的交互作用．据此，文中研究采用不考虑交互作用的四因素三水平的正交试验设计：干旱水平A（田间持水量的65%±5%，50%±5%，35%±5%）、干旱历时B（5，7，9 d）、淹涝水平C（50%，75%，100%淹没株高）、淹涝历时D（5，7，9 d）．9个正交处理标记为DF₁—DF₉，另设置1个常规淹灌作为对照处理CK，每组处理重复3次，空白对照重复6次．正交试验设计见表1．

1.3 试验实施

供试水稻品种为湘早籼6号，种植密度为每桶3穴，每穴6株．于2022年4月26日移栽，6月21日至7月9日进行旱涝急转，7月18日分批次收割．参考《灌溉试验规范》（SL 13—2015）划分水稻生育期，分蘖期为5月5日至5月24日，拔节孕穗期为5月25日至6月12日，抽穗开花期为6月13日至6月19日，灌浆期（乳熟期-完熟期）为6月20日至7月18日．

不锈钢试验测桶的规格：直径35 cm，桶高40 cm，壁厚1 cm；测桶底均匀打孔后垫一层无纺布，再垫铺一层石英砂，使桶底透水通气并防止土壤下漏．每桶填装干土30 kg，每桶施复合肥[w（N）∶w（P₂O₅）∶w（K₂O）=16%∶12%∶18%]15 g作为底肥，分蘖期每桶追肥10 g．试验小区建有移动式透明遮雨棚，正常灌溉及淹涝胁迫阶段敞开遮雨棚，干旱胁迫阶段关闭遮雨棚以避雨．淹涝开始前，将测桶放置于试验基地的测坑中（18桶，6排3列），测坑之间均做好防渗处理，互不影响，所有测桶均进行2～5 cm的浅水层管理．进行干旱胁迫时将测坑底部阀门打开以排除多余水分，并用土壤水分传感器实时监测土壤质量含水率情况，等待自然落干，当达到对应干旱胁迫水平时，则开始记录干旱历时．干旱胁迫期间密切关注各测桶内土壤质量含水率变化，及时补充灌溉以维持其土壤质量含水率在设计的干旱胁迫水平5%浮动范围内．达到干旱历时后，将测桶移至淹涝测坑中待淹，根据株高确定淹没水深，期间密切关注淹涝测坑内水位变化，通过智能灌溉系统保持对应淹涝水位．达到淹涝历时后，回归正常浅水层管理，水稻全生育期田间管理参考当地农户管理并保持一致．图1为不同淹涝水平示意图．

1.4 观测项目

于成熟期分批次将各测桶水稻分装收割，将待测稻谷存放3个月，待理化性质稳定后，参照《稻米整精米率、粒型、垩白粒率、垩白度及透明度的测定 图像法》（NY/T 2334—2013）测定稻米长宽比、垩白粒率、垩白度及透明度；参照《优质稻谷》（GB/T 17891—2017）测定黄粒米率；参照《米质测定方法》（NY/T 83—2017）测定碱消值及胶稠度；参照《稻米直链淀粉的测定 分光光度法》（NY/T 2639—2014）测定直链淀粉质量分数．

1.5 数据处理

采用Excel 2021与DPS 17.10对试验数据进行统计和分析，由Origin 2021软件进行绘图．参考前人研究^[17]，基于主成分分析，结合隶属函数法计算获得旱涝急转下水稻综合产量或综合品质的评分，利用熵权法确定客观的综合权重^[18]．根据综合权重得到加权矩阵，通过理想点法技术（TOPSIS）对旱涝急转下水稻产量及品质的综合质量进行排序，以评价其综合质量的优劣^[18]．

2 试验结果与分析

2.1 灌浆期旱涝急转对水稻外观品质的影响

图2为灌浆期旱涝急转对水稻外观品质的影响，图中GS，GL，T，CD，CRP，X分别为长宽比、粒长、透明度、垩白度、垩白粒率、黄粒米率．由图可知，灌浆期旱涝急转下，水稻各外观品质存在不同幅度的降低．除轻度旱涝急转处理外（DF₁，DF₂），其余旱涝急转处理的长宽比较CK提高了1.50%～15.97%；同时各处理下稻米粒长均较CK下降了5.00%～12.34%，综合图2a和2b可知，灌浆期旱涝急转下稻米与CK相比，米粒偏短、偏窄．分析图2c可知，轻旱轻涝急转处理DF₁对稻米透明度影响不显著，其余旱涝急转处理较CK增长了16.67%～66.67%，即灌浆期旱涝急转会导致稻米透明度提高．灌浆期旱涝急转下稻米垩白度与垩白粒率的变化如图2d和2e所示，旱涝急转下稻米垩白度显著提高，处理DF₂，DF₃，DF₇，DF₉下垩白度较CK上涨了60%以上，即前期较重的干旱或后期较重的淹涝都对旱涝急转下稻米垩白度影响显著；除处理DF₁，DF₅的垩白粒率与CK差异不具有统计学意义外，其余旱涝急转处理的垩白粒率均提高了8.78%～48.72%．分析图2f可知，各旱涝急转处理的黄粒米率较CK显著提高，增长幅度为156.89%～261.99%，其中重旱急转处理DF₇—DF₉下黄粒米率均提高了2倍以上．

对9组旱涝急转处理进行正交试验方差分析，结果见表2．

表

干旱水平对长宽比、透明度、垩白粒率、垩白度以及黄粒米率的影响显著；干旱历时则显著影响长宽比、粒长、透明度以及垩白粒率；淹涝水平对所有外观品质的影响均达显著水平；除了垩白度外，淹涝历时对其余指标的影响显著．极差分析见表3．

灌浆期旱涝急转下，稻米长宽比、粒长、垩白粒率以及垩白度主要受控于淹涝水平；黄粒米率主要受淹涝历时的影响；透明度主要受控于干旱水平、淹涝水平和淹涝历时．

2.2 灌浆期旱涝急转对水稻蒸煮食味品质的影响

灌浆期旱涝急转下水稻各蒸煮食味品质的变化如图3所示，图中ASV，ACR，GC分别为碱消值、直链淀粉质量分数、胶稠度．分析图3a可知，旱涝急转下碱消值与CK差异不具有统计学意义．由图3b可知，旱涝急转处理下直链淀粉质量分数均较CK显著提高，增长幅度为12.39%～34.46%；前期受旱较重的旱涝急转处理DF₆—DF₉，其直链淀粉质量分数均提高了20%以上．由图3c可知，各处理下胶稠度较CK均出现不同程度下降，降低幅度为25.26%～36.84%，其中轻旱轻涝急转处理DF₁降低幅度最小．

对9组旱涝急转处理进行正交试验方差分析与极差分析，结果见表4．

干旱水平对胶稠度的影响显著，而对碱消值和直链淀粉质量分数的影响未达显著水平；干旱历时和淹涝历时则显著影响直链淀粉质量分数；淹涝水平对直链淀粉质量分数和胶稠度影响显著．根据极差分析结果，直链淀粉质量分数主要受控于淹涝水平；胶稠度主要受干旱水平的影响．

2.3 灌浆期旱涝急转对水稻产量及其构成的影响

灌浆期旱涝急转对水稻产量及产量构成的影响见表5，表中Y，EP，NP，SR，GW，EL分别为每桶产量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量、穗长．

整体上看，灌浆期旱涝急转极易造成水稻减产，减产幅度为67.32%～98.71%，重旱急转（DF₇—DF₉）下水稻减产均达90%以上，即前期经历重度干旱胁迫后转入淹涝胁迫会对水稻造成极大损伤，导致产量急剧下降．处理DF₈使有效穗数损伤最大，较CK降低了76.17%．旱后长期重涝（DF₃）使每穗粒数较CK下降26.66%，而轻度旱涝急转（DF₁，DF₂）则对每穗粒数影响较小，分别较CK降低了6.69%和7.81%．除轻旱轻涝（DF₁）外，其余旱涝急转处理均使结实率降低幅度较大，其中长期重旱后转涝（DF₉）导致结实率较CK降低了92.85%．千粒质量受极端胁迫的影响较大，前期长时间重旱急转（DF₉）以及后期长时间重涝急转（DF₃）均使千粒质量较CK下降30%以上．穗长整体上受旱涝急转影响较小，仅旱后长期重涝（DF₃）使其较CK下降21.39%．

2.4 基于主成分分析与TOPSIS法的旱涝急转下水稻产量与品质的综合评价

灌浆期旱涝急转下水稻产量与品质的相关性如图4所示．产量与大部分品质指标呈强度不一的负相关关系，产量与长宽比的负相关性最强（r达到-0.78^***），与胶稠度则呈显著正相关（r为0.68^***）．

分析各品质指标间的相关性，可知长宽比与粒长、透明度、垩白粒率、黄粒米率及直链淀粉质量分数呈显著正相关；粒长与透明度及长宽比呈显著正相关，与胶稠度呈显著负相关；透明度、垩白粒率与直链淀粉质量分数的正相关性最强；垩白度仅与垩白粒率呈显著正相关；黄粒米率仅与长宽比呈显著正相关；碱消值与各品质指标间的相关性均未达显著水平；胶稠度与长宽比、粒长及透明度均呈显著负相关．

由图4可知灌浆期旱涝急转下水稻产量与品质各指标间存在不同程度的相关性，通过某一指标对水稻产量及品质进行评价并不客观且会产生信息重复，因此采用主成分分析法分别得到灌浆期旱涝急转下水稻综合产量及综合品质的评分．为保持各指标优劣方向的一致性，将垩白度、垩白粒率等逆向指标的数据进行同趋化处理后进行分析．

通过主成分分析，提取出3个综合产量的PC（主成分），见表6，表中λ，CR，CCR，W分别为特征值、贡献率、累积贡献率、权重．3个PC的特征值分别为4.34，0.86和0.69，且累积贡献率已达98.18%，即已包含了原始数据的大部分变异信息，具有良好的代表性，故可用于水稻综合产量评分．PC1的方差贡献率为72.31%，主要综合了产量、结实率和千粒质量等指标的变异信息；PC2的方差贡献率为14.29%，主要综合了产量和有效穗数等指标的变异信息；PC3的方差贡献率为11.58%，主要综合了穗长和有效穗数等指标的变异信息．

不同旱涝急转处理下水稻产量的综合指标值、隶属函数值、综合评分和排名见表7，表中P，U，D分别为综合指标值、隶属函数值、综合评分．对于PC1而言，DF₁的u（x₁）为最大值1，即DF₁在PC1上表现出的综合产量最优，而DF₃的u（x₁）为最小值0，则表明DF₃在PC1上表现出的综合产量最差，其余PC同理．

由表6可知PC1—PC3对应的综合指标权重分别为0.74，0.15和0.12，计算得出各旱涝急转处理下水稻综合产量评分按处理排序从高到低依次为DF₁，DF₂，DF₅，DF₄，DF₆，DF₉，DF₃，DF₈，DF₇．

通过主成分分析，提取出4个综合品质的PC，见表8． 4个PC的特征值分别为4.58，1.86，1.12和0.60，且累积贡献率已达90.72%，故可用于后续水稻综合品质评分．

PC4的方差贡献率为50.84%，主要综合了透明度、垩白粒率和胶稠度等指标的变异信息；PC5的方差贡献率为20.72%，主要综合了垩白度和碱消值等指标的变异信息；PC6的方差贡献率为12.48%，主要综合了垩白粒率和直链淀粉质量分数等指标的变异信息；PC7的方差贡献率为6.68%，主要综合了长宽比和黄粒米率等指标的变异信息．

由表8可以看出，4个主成分PC4—PC7对应的综合指标权重分别为0.56，0.23，0.14和0.07，计算得出各旱涝急转处理下水稻的综合品质评分按处理排序从高到低依次为DF₁，DF₆，DF₄，DF₅，DF₈=DF₉，DF₂，DF₇，DF₃．

不同旱涝急转处理水稻品质的综合指标值、隶属函数值、综合评分和排名见表9．

由表7和9可知，基于主成分分析及隶属函数法分别得到灌浆期旱涝急转下水稻综合产量及综合品质的评分．为使最终评价结果更客观合理，利用熵权法计算得出客观权重：综合产量为0.615，综合品质为0.385．通过TOPSIS法完成灌浆期旱涝急转下水稻产量及品质的综合质量评价，评价结果发现，各处理产量及品质的综合质量优劣按处理排序由高到低为DF₁，DF₂，DF₅，DF₆，DF₄，DF₉，DF₈，DF₃，DF₇．即灌浆期旱涝急转下，综合考虑产量及品质的质量优劣，确定综合质量最优的处理为DF1，即干旱水平为65%±5%田间持水量，干旱历时为5 d，淹涝水平为50%株高，淹涝历时为5 d；综合质量最差的处理为DF7，该处理的干旱水平为35%±5%田间持水量，干旱历时为5 d，淹涝水平为100%株高，淹涝历时7 d．

3 讨 论

水稻品质是一种综合性状，由遗传基因和环境因素共同决定^[19]，水分、光照、CO₂浓度和温度，都会影响稻米品质．光合作用活性组织在水稻灌浆过程中进行蔗糖—淀粉的转运、合成，此过程会受到逆境的干扰，导致籽粒重量下降，且降低稻米品质^[20]．旱涝急转是一种转折剧烈且相对迅速的极端水文事件^[1]，现有研究表明旱涝急转对水稻存在损害^[4-5]，旱涝急转过程中水分环境的剧烈变化对水稻灌浆期品质的形成造成威胁．

粒型影响稻米的外观和食味品质，直接影响稻米的市场需求^[21]．熊强强等^[7]研究发现旱涝急转会使粒长较CK下降，这与文中研究结果一致．结合长宽比及粒长数据发现，灌浆期旱涝急转会导致稻米粒型改变，与对照相比偏短、偏窄．这可能是由于灌浆期旱涝急转胁迫影响水稻光合作用，灌浆进程受阻从而影响籽粒的形成^[22]．全球对于稻米粒型的偏好差异较大，欧美、东南亚以及中国南部的人们喜欢长而细的稻米，而日本、朝鲜以及中国北部的人们更偏向于短而圆的稻米^[23]，可见旱涝急转下的短而细的稻米粒型是品质下降的表现．稻米胚乳异常发育会导致垩白粒产生，垩白粒的淀粉间隙大、含水量不均，直接影响稻米的外观品质^[24]．

文中研究结果表明灌浆期旱涝急转使稻米垩白度、垩白粒率及黄粒米率提高，这与郭相平等^[6]研究发现的拔节孕穗期旱涝急转降低稻米垩白度这一结果不同．这可能是由于试验旱涝急转处理时期不同导致的．文中研究旱涝急转开始于灌浆期，正处于水稻生殖生长关键阶段，而垩白度、垩白粒率与籽粒灌浆程度密切相关，实粒率越低，垩白越多．前期缺水可能降低了颖花的充实，后续转入淹涝环境中导致光照强度降低，影响光合产物形成及稻米淀粉结构，造成垩白度与垩白粒率提高．同时，淹没过程中的高湿环境易使稻米营养成分发生成色反应，导致黄粒米率升高．

直链淀粉质量分数及胶稠度是评价蒸煮食味品质的重要指标，影响稻米市场价值与消费者购买欲望．直链淀粉质量分数高的稻米质地偏硬，外表粗糙无光泽．稻米淀粉流体长度越长，胶稠度越高，流动性和延展性就越好．文中研究结果表明灌浆期旱涝急转下直链淀粉质量分数升高、胶稠度下降，这与前人^[6-7]研究结果一致．分析其原因，可能是由于干旱胁迫降低了籽粒中有关碳代谢的关键酶活性^[25]，影响胚乳结构成分，同时淹涝会提高直链淀粉和灰分质量分数，受涝后水稻的蒸煮时间较低，且粥固体物质损失较高^[10]．

旱涝急转对水稻产量的影响研究已有一定进展^[5，13]，大多结果表明旱涝急转影响水稻产量形成，尤其重旱重涝急转造成的减产幅度最大，这与文中研究结果基本一致．经对比发现，文中研究减产幅度相较部分学者研究结果更大，这可能是由于洞庭湖区“马蹄形”盆地格局及不稳定的气候系统，造成极端气候事件频发，季节性干旱易导致重、特大旱灾，故试验设置的干旱胁迫水平较前人研究更低；据《湖南省洞庭湖保护与治理水利工作年报（2022年）》，文中研究开展的年份属于重旱年，自然长期干旱后的旱涝急转具有一定的代表性，同时气候的影响也是研究结果同前人略有出入的原因之一^[13]．旱涝急转下的前期干旱导致叶片水势下降、光合作用降低，从而影响水分与营养物质的输运；转入淹涝环境下会使水稻缺氧、还原反应剧烈，旱涝快速转换可能影响水稻灌浆期籽粒的正常发育，造成减产．文中研究结果表明大部分品质指标与产量呈负相关，尤其是长宽比与产量的负相关性最强．胚乳的异常发育，通常使较高的垩白粒率伴随着较低的稻米粒重一同出现^[24]．同时旱涝急转下稻米长宽比与粒长的改变，也会直接影响水稻结实率与千粒质量，导致产量下降．

TOPSIS法可对多个目标进行综合评价，现已广泛应用于多个领域^[18]．文中研究利用TOPSIS法综合产量及品质指标对各旱涝急转处理下的水稻进行评价，轻旱轻涝（DF₁）由于其致灾程度最低，故综合质量排名第一．而重旱重涝（DF₇）由于经历重度干旱胁迫后又迅速转入没顶淹涝环境中，且淹涝持续时间为7 d，故而对水稻造成极大损伤，使其产量及品质的综合质量最差．

4 结 论

通过早稻灌浆期旱涝急转的桶栽试验，分析了不同旱涝急转处理下水稻品质及产量的响应规律并将其量化，基于主成分分析与TOPSIS法对水稻品质及产量进行综合评价，研究成果可为应对旱涝急转的水稻品质改良以及减灾策略的制定提供理论依据．所得结论如下：

1） 灌浆期旱涝急转会导致米粒偏短、偏窄，同时提高透明度与黄粒米率，垩白度和垩白粒率分别较CK提高了13.42%～69.16%和6.14%～48.72%．蒸煮食味品质方面，碱消值对灌浆期旱涝急转并不敏感；稻米直链淀粉质量分数在旱涝急转下显著提高；灌浆期旱涝急转导致胶稠度较CK降低25.26%～36.84%．

2） 除碱消值受灌浆期旱涝急转的影响不显著外，其余水稻品质受干旱和淹涝的共同影响，淹涝水平是大部分品质指标的主要影响因素．

3） 灌浆期旱涝急转导致水稻与CK相比减产67.32%～98.71%，大部分品质指标与产量呈负相关，胶稠度与产量呈正相关．各旱涝急转处理下水稻综合产量评分按处理排序从高到低依次为DF₁，DF₂，DF₅，DF₄，DF₆，DF₉，DF₃，DF₈，DF₇；水稻的综合品质评分按处理排序从高到低依次为DF₁，DF₆，DF₄，DF₅，DF₈=DF₉，DF₂，DF₇，DF₃．

4） 灌浆期旱涝急转下各处理产量及品质的综合质量优劣按处理排序从高到低依次为DF₁，DF₂，DF₅，DF₆，DF₄，DF₉，DF₈，DF₃，DF₇．综合质量最优的处理为轻旱轻涝急转（DF₁），综合质量最差的处理为重旱重涝急转（DF₇）．

致谢：文中研究的野外试验得到了湖南省益阳市灌溉试验站的大力支持与帮助，在此表示感谢．

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（责任编辑 张文涛）