摘" 要:為探究濱海地區(qū)增溫對水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響,以“鹽粳476”、“鹽粳313”為試驗材料,設(shè)增溫(增加2 ℃)、常溫對照兩個處理進行試驗。結(jié)果表明:水稻花粉不育率增溫處理鹽粳476為15.18%、鹽粳313為12.56%;增溫處理鹽粳476產(chǎn)量為277.81 kg/667 m2、鹽粳313產(chǎn)量388.36 kg/667 m2,比相對應(yīng)的CK處理大幅減產(chǎn),分別減產(chǎn)231.89 kg/667 m2、265.3 kg/667 m2;增溫處理的加工品質(zhì)大體呈下降的趨勢,增溫處理相比于對應(yīng)CK處理食味值降低、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量升高。
關(guān)鍵詞:水稻;增溫;育性;產(chǎn)量;品質(zhì)
中圖分類號:S511.2+2""""""""""""""" """""""""""文獻標志碼:A文章編號:1673-6737(2024)05-0025-04
Effect of Increasing Temperature on Rice Yield
and Rice Quality in Coastal Area
DU Meng1 , MA Ling-xiao1 , SUI Xin1* , AN Di2
(1 Liaoning Institute of Saline-Alkali Land Utilization, Panjin Liaoning 124010, China;
2 Huludao Natural Resources Affairs Service Center, Huludao Liaoning 125003, China)
Abstract: In order to investigate the effects of temperature increase on rice yield and quality in coastal areas, two treatments of temperature increase(2 ℃) and normal temperature control were used as experimental materials, \"Yangeng-476\" and \"Yangeng-313\". The results showed that the fertility rate of rice pollen was 15.18% for Yangeng-476 and 12.56% for Yangeng-313. The yield of Yangeng-476 and Yangeng-313 were 277.81 kg/667 m2 and 388.36 kg/667 m2 respectively, which were significantly reduced by 231.89 kg/667 m2 and 265.3 kg/667 m2 respectively compared with the corresponding CK treatment. Compared with CK treatment, the food taste value decreased and amylose content and protein content increased.
Key words: Rice; Increasing temperature; Fertility; Yield; Quality
基金項目:遼寧省農(nóng)業(yè)科學院第一書記(鎮(zhèn)長)推廣專項任務(wù)書(耐鹽優(yōu)質(zhì)水稻新品種示范推廣)。
收稿日期:2024-04-22
作者簡介:杜萌(1989—),男,碩士研究生,研究實習員。
*通訊作者:隋鑫(1984—),男,碩士研究生,副研究員。
水稻具有感溫性,溫度不僅影響了水稻的正常生理發(fā)育,且對水稻最終產(chǎn)量具有決定影響。氣候變化對水稻生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性具有顯著影響[1]。低溫會推遲水稻發(fā)芽而高溫也會抑制發(fā)芽;水稻穗分化前過低或過高溫度導致穗小而不育;灌漿期持續(xù)高溫會嚴重縮短水稻灌漿天數(shù)而導致減產(chǎn)。溫度是影響稻米品質(zhì)的最重要的環(huán)境因子,籽粒灌漿結(jié)實的過程是決定稻米理化品質(zhì)的最重要的階段。以上關(guān)于高溫影響水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)的研究主要集中秈稻上,研究的區(qū)域也主要集中在江蘇、浙江、湖南、四川一帶的南方稻作區(qū)[2-6]。關(guān)于濱海地區(qū)溫度對粳稻的影響研究少之又少,因此開展本次試驗,在遼寧盤錦濱海稻區(qū)進行,探究灌漿期增溫對水稻生長發(fā)育及稻米品質(zhì)的影響,為未來氣候變化對水稻產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響提供依據(jù)。
1" 材料與方法
1.1" 供試材料
遼寧省鹽堿地利用研究所選育的耐鹽優(yōu)質(zhì)品種鹽粳476、鹽粳313。
1.2" 試驗設(shè)計
試驗采用盆栽方式進行,每個品種30盆,共60盆。分為增溫處理及常溫對照(CK),每個處理各15盆。抽穗揚花期之前將所有置于室外盆栽,搬至人工氣候箱中。對照處理溫度設(shè)置為盤錦地區(qū)水稻生長同時期的平均溫度,保持其他條件不變的情況下增溫處理比對照溫度設(shè)置增加2 ℃,增溫至灌漿期結(jié)束,然后將所有盆栽搬出全部置于室外。生育過程中盆栽施肥按當?shù)爻R?guī)施肥進行。
1.3" 測定項目
1.3.1 "水稻花藥育性測定" 水稻抽穗揚花期取鹽粳476、鹽粳313的對照及增溫處理分別5穗,共20穗,要求長勢基本保持一致。取樣后于實驗室測定兩個品種的各處理的花藥育性。
1.3.2" 水稻結(jié)實率、千粒重及產(chǎn)量測定" 水稻成熟后測定其結(jié)實率及千粒重,比較增溫及對照兩個處理的差異。收獲時實收測產(chǎn)。
1.3.3" 稻米品質(zhì)測定" 稻米品質(zhì)指標測定包括加工、外觀、蒸煮品質(zhì)及稻米淀粉RVA譜特征測定。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 增溫對水稻花藥育性的影響
由表1、表2可知,鹽粳476、鹽粳313的增溫處理相比于其對應(yīng)的CK處理,可育花粉粒數(shù)大幅度減少,鹽粳476品種CK處理可育花粉粒數(shù)最多為597個,鹽粳476品種增溫處理可育花粉粒數(shù)最多為356個,鹽粳313品種CK處理可育花粉粒數(shù)最多為557個,鹽粳313品種增溫處理可育花粉粒數(shù)最多為291個。
不育花粉粒數(shù)鹽粳476、鹽粳313的增溫處理相比其CK處理均小幅度增加。由表3可見,水稻花粉不育率鹽粳476品種增溫處理為15.18%、鹽粳313品種增溫處理為12.56%、鹽粳476品種CK處理為5.16%、鹽粳313品種CK處理為6.25%。鹽粳476、鹽粳313品種增溫處理相比其對應(yīng)CK處理花粉不育率分別提高10.02個百分點、6.31個百分點。
水稻抽穗揚花期對溫度變化異常敏感,此時如遇高溫主要會導致花粉數(shù)量減少、花藥不開裂以及花粉在柱頭上不能萌發(fā),并且隨著溫度的升高,花粉不育程度也會顯著增加,結(jié)實率明顯下降。鹽粳476、鹽粳313的增溫處理處于長期高溫的影響下反應(yīng)明顯,花粉不育率大幅提高,穎花退化顯著。
2.2" 增溫對水稻千粒重、結(jié)實率及產(chǎn)量影響
由表4可知,相比于CK處理,增溫處理的株高、穗長、穗粒數(shù)、千粒重均呈減少,結(jié)實率升高。增溫處理的鹽粳476、鹽粳313株高分別為95.67 cm、91.00 cm,比對應(yīng)CK處理降低24.33 cm、20.67 cm;鹽粳476、鹽粳313的穗長分別為16.75 cm、12.62 cm,比對應(yīng)CK處理降低9.6%、19.0%;鹽粳476、鹽粳313的穗粒數(shù)分別為112.42粒/穗、103.62粒/穗,比對應(yīng)CK處理減少26.1粒/穗、23.63粒/穗;相比于CK處理,鹽粳476、鹽粳313增溫處理的千粒重大幅降低,分別為24.62 g、24.99 g;結(jié)實率鹽粳476、鹽粳313的增溫處理分別為94.14%、97.57%,比其對應(yīng)CK處理提高0.24個百分點、4.24個百分點。
由圖1可知,增溫對水稻產(chǎn)量影響較大,增溫處理產(chǎn)量減產(chǎn)明顯。鹽粳476增溫處理產(chǎn)量為277.81 kg/667 m2,鹽粳313增溫處理產(chǎn)量為388.36 kg/667 m2,鹽粳476、鹽粳313的增溫處理比起相對應(yīng)的CK處理均大幅減產(chǎn),分別減產(chǎn)231.89 kg/667 m2、265.3 kg/667 m2。
2.3" 增溫對稻米品質(zhì)的影響
由表5可知,在增溫條件下,兩個品種增溫處理的白度、精白度均高于對應(yīng)的CK處理;堊白粒率、堊白度均大于對應(yīng)的CK處理;透明度鹽粳476表現(xiàn)為增溫處理>CK處理、鹽粳313表現(xiàn)為增溫處理<CK處理。
如表6可知,增溫條件下,增溫處理的加工品質(zhì)大體呈下降的趨勢。其中,糙米率增溫處理鹽粳476為80.69%、鹽粳313為85.53%;增溫處理鹽粳476、鹽粳313的精米率、整精米率分別為64.84%、65.73%、52.32%、54.90%,均小于其對應(yīng)的CK處理。
表7為增溫對稻米蒸煮品質(zhì)的影響。增溫處理鹽粳476的食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量分別為67、19.8%、8.0%;增溫處理鹽粳313的食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量分別為74、19.1%、7.3%。增溫處理相比于對應(yīng)CK處理食味值降低、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量升高。
如表8所示,增溫處理的峰值黏度、熱漿黏度均高于其對應(yīng)的CK處理,鹽粳476峰值黏度、熱漿黏度分別為4096、2126,鹽粳313峰值黏度、熱漿黏度分別為3445、2131;而崩解值、消減值增溫處理均小于對應(yīng)的CK處理。糊化溫度,增溫處理鹽粳476為72.60 ℃、鹽粳313為70.95 ℃,均高于對應(yīng)的CK處理。
3" 結(jié)論與討論
通過試驗數(shù)據(jù)分析比較,增溫處理的水稻育性、產(chǎn)量相比于CK處理均大幅度減小,稻米品質(zhì)相比于CK處理大體呈降低趨勢。其中,水稻花粉不育率增溫處理鹽粳476為15.18%、鹽粳313為12.56%,兩個處理相比其對應(yīng)CK處理花粉不育率分別提高10.02個百分點、6.31個百分點;增溫處理鹽粳476產(chǎn)量為277.81 kg/667 m2,鹽粳313產(chǎn)量為388.36 kg/667 m2,增溫處理比起相對應(yīng)的CK處理均大幅減產(chǎn),分別減產(chǎn)231.89 kg/667 m2、265.3 kg/667 m2;增溫處理的加工品質(zhì)大體呈下降的趨勢,增溫處理相比于對應(yīng)CK處理食味值降低、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量升高。
水稻抽穗揚花期對溫度變化異常敏感,如遇高溫會導致花粉數(shù)量減少、花藥不開裂以及花粉在柱頭上不能萌發(fā),并且隨著溫度的升高,花粉不育程度也會顯著增加,結(jié)實率明顯下降[7]。灌漿結(jié)實期是水稻產(chǎn)量形成的關(guān)鍵。水稻灌漿期增溫,對水稻形態(tài)指標影響較大。增溫處理株高變矮,水稻發(fā)育遲緩,使其穗長變短,每穗粒數(shù)減少,千粒重降低,結(jié)實率提高,產(chǎn)量減少[8-9]。溫度是影響稻米品質(zhì)的最重要的環(huán)境因子,籽粒灌漿結(jié)實的過程是決定稻米理化品質(zhì)的最重要的階段。灌漿結(jié)實期部分品質(zhì)指標受溫度的影響甚至大于遺傳的效應(yīng)[10-11]。高溫下整精米率的下降往往與堊白性狀的惡化有關(guān),隨著溫度升高堊白粒率和堊白度顯著增加,導致稻米在碾磨過程中易發(fā)生斷裂和破碎,從而引起整精米率的下降。堊白度高的稻米不僅加工品質(zhì)差,外觀品質(zhì)也不高,其食味品質(zhì)往往也較低,影響其市場價格和消費者的購買欲望。
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