再生稻次適宜區遲播栽對不同雜交秈稻淀粉RVA譜的影響

楊 帆 鐘曉媛 李秋萍 李書先 李 武 周 濤 李 博 袁玉潔 鄧 飛 陳 勇 任萬軍, *

再生稻次適宜區遲播栽對不同雜交秈稻淀粉RVA譜的影響

楊 帆1鐘曉媛1李秋萍1李書先1李 武2周 濤1李 博1袁玉潔1鄧 飛1陳 勇1任萬軍1, *

1四川農業大學 / 農業部西南作物生理生態與耕作重點實驗室, 四川溫江 611130;2隆昌市農業農村局, 四川隆昌 642150

為探討再生稻次適宜區播栽期對雜交秈稻淀粉RVA譜的影響, 以2個雜交秈稻品種, 川優6203和宜香優2115為材料, 在四川的隆昌和犍為2個生態點, 研究不同生態條件下推遲播栽期對秈稻淀粉RVA譜特征值的影響。結果表明, 播栽期的主效應對秈稻淀粉RVA譜特征值存在明顯的影響。在再生稻次適宜區, 推遲播栽期會導致水稻灌漿期溫度降低, 日照時長縮短, 降雨量減少, 從而降低了秈稻淀粉RVA譜的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值, 提高了消減值以及峰值時間; 與再生稻相比, 遲播栽期處理具有較大的峰值黏度、崩解值以及較小的冷膠黏度、消減值、回復值、峰值時間和糊化溫度。播栽期對秈稻淀粉RVA譜特征值的影響在不同生態點具有差異, 與隆昌生態點相比, 犍為生態點處理間的峰值黏度、消減值和崩解值差異更為顯著。播栽期對不同品種淀粉RVA譜的影響程度不同, 宜香優2115的峰值黏度和崩解值比川優6203更容易受到播栽期的影響。從淀粉RVA譜的變化趨勢來看, 遲播栽期處理的秈稻淀粉RVA譜表現與再生稻更為接近, 蒸煮食味品質更高。

水稻; 生態條件; 播栽期; 淀粉RVA譜; 氣象因子

隨著生活水平的日益提高, 人們對于稻米蒸煮食味品質的要求也在不斷的提高。淀粉RVA譜作為評價蒸煮食味品質的重要指標[1], 主要由水稻遺傳基因控制[2], 同時也受到生態環境與栽培措施的調控[3-4]。因此, 要改善淀粉RVA譜, 需要對品種、生態環境以及栽培措施等因子進行綜合考慮。基因不僅是調控水稻淀粉RVA譜的主效基因, 其與生態環境之間的互作效應對淀粉RVA譜也具有顯著的影響[5]。研究表明不同的水稻品種存在淀粉RVA譜的最優種植區, 在適宜的生態條件下, 稻米蒸煮食味品質會有明顯的提高[6]; 而通過合理氮肥運籌[7]和改進播栽方式等[8]栽培措施也可以顯著改善淀粉RVA譜, 提高稻米蒸煮食味品質。近年來受種植結構調整和氣候變化影響, 水稻播栽期有推遲趨勢。沈新平等[9]和邢志鵬等[10]研究發現推遲播期會導致稻米淀粉RVA譜變劣; 而葉定池等[11]認為遲播處理下稻米蒸煮食味品質要優于早播處理。可見, 關于推遲播栽期對稻米淀粉RVA譜特性的影響前人已有較多研究, 但研究結果存在差異。

再生稻次適宜區指可以種植再生稻, 但水稻生育后期光溫資源欠缺的地區[12-13], 以一年種一季中稻(或再生稻)為主。而針對再生稻次適宜區特殊的光熱條件, 推遲播栽期對雜交秈稻淀粉RVA譜特性的影響至今仍缺乏系統研究。為此, 本研究選取四川再生稻次適宜區的內江隆昌和樂山犍為作為試驗點, 以川優6203和宜香優2115為試驗材料, 設置2個播栽期: 3月上旬播種, 4月上旬移栽(常規播栽期); 5月中下旬播種, 6月移栽(遲播栽期)。旨在研究推遲播栽期后秈稻淀粉RVA譜特征值的變化趨勢, 以期為再生稻次適宜區種植結構調整提供理論與實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

2018—2019年, 選取四川再生稻次適宜區的內江隆昌和樂山犍為作為試驗點。各試驗點具體位置見表1, 各試驗處理的水稻關鍵物候期見表2, 土壤肥力資料見表3, 3月至10月的氣象條件見圖1和圖2。選用西南推廣面積最大的2個品種作為試驗材料: 川優6203 (川106A與成恢3203組配選育)和宜香優2115 (宜香1A與雅恢2115組配選育)。

1.2 試驗設計

各試驗點采取兩因素裂區設計, 播栽期為主區因素, 設常規播栽期(S1)、遲播栽期(S2)和常規播栽期蓄留再生稻(RR)。2018年, 按照當地種植時間與頭季稻的安全收獲期, 設置常規播栽期處理與遲播栽期處理, 2019年, 為使遲播栽期處理與再生稻成熟時間更加接近, 隆昌生態點遲播栽期處理較2018年推遲6 d, 犍為生態點遲播栽期處理較2018年推遲15 d。品種為副區因素, 設V1: 川優6203, V2: 宜香優2115兩個水平。各處理重復3次, 2個生態點小區面積均為34.8 m2。采用育秧盤淤泥育秧, 30 d秧齡移栽, 行穴距30.0 cm × 20.0 cm, 每穴栽苗2~3株。頭季稻施用純氮150 kg hm–2, 氮磷鉀比例為2∶1∶2, 氮肥基蘗肥: 穗肥為5∶5, 其中基肥∶分蘗肥為7∶3, 促花肥: 保花肥為6∶4, 磷肥作基肥一次施用, 鉀肥分基肥和拔節肥1∶1施用。常規播栽期頭季稻收獲復水后(收獲后第2天), 施純氮60 kg hm–2作再生稻發苗肥。水分管理及病蟲草害防治等相關栽培措施均按照當地常規高產栽培要求實施。

S1和S2分別代表常規播栽期處理與遲播栽期處理。V1和V2分別代表川優6203與宜香優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 試驗點土壤理化性質

采用水浸法測定土壤pH, 采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質, 采用凱氏定氮法測定土壤全氮, 采用高氯酸-硫酸法測定土壤全磷, 采用NaOH-熔融火焰光度計法測定土壤全鉀, 采用堿解擴散法測定堿解氮, 采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻鈧比色法測定速效磷, 采用乙酸銨浸提-火焰光度計測定速效鉀。

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 數據獲取及調查測定方法

水稻收獲后, 稻谷在室溫下保存3個月, 待其理化性質趨于穩定后, 脫殼碾成精米, 機器粉碎過100目篩。采用3-D型黏度速測儀(澳大利亞Newport Scientific儀器公司)測定稻米淀粉RVA譜, 用TCW (Thermal Cycle for Windows)配套軟件進行分析。根據AACC操作規程(2000 61-02)[14], 含水量為12%時, 水稻米粉的樣品量為3.00 g, 加蒸餾水25 mL。加溫過程為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。攪拌器在起始10 s內轉動速率為960轉min–1, 之后保持在160轉min–1。淀粉RVA譜特征值主要以峰值黏度(peak viscosity, PKV)、熱漿黏度(hot paste viscosity, HPV)、冷膠黏度(cool viscosity, CPV)、崩解值(breakdown viscosity, BDV, 峰值黏度與熱漿黏度之差)、消減值(setback viscosity, SBV, 冷膠黏度與峰值黏度之差)、回復值(consistence viscosity, CSV, 冷膠黏度與熱漿黏度之差)、峰值時間(peak time, PeT)和糊化溫度(pasting temperature, PaT)表示。每個樣品測定2次, 取其平均值。黏滯值用RVU (RVA黏度單位)表示。

1.4 統計分析

運用Microsoft Excel進行數據處理, 用IBM SPSS Statistics 20系統軟件進行方差及相關分析。用LSD (least significant difference)進行樣本平均數的差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 生態條件、播栽期和品種對淀粉RVA譜的主效及互作

方差分析(表4)表明, 2018年播栽期對淀粉RVA譜的8項特征值均存在極顯著影響; 品種對峰值黏度、熱漿黏度、消減值與崩解值具有極顯著影響; 生態點對峰值黏度、熱漿黏度、回復值具有顯著或極顯著影響。2019年播栽期對熱漿黏度、冷膠黏度的影響未達到顯著水平; 品種對冷膠黏度、熱漿黏度外的淀粉RVA譜特征值具有顯著或極顯著影響; 生態點對回復值外的淀粉RVA譜特征值具有顯著或極顯著影響。兩因素互作中, 生態點與播栽期的互作效應在2018年對熱漿黏度、冷膠黏度與回復值具有顯著或極顯著影響, 在2019年對峰值黏度、消減值、崩解值與糊化溫度具有極顯著影響; 播栽期與品種的互作效應在2018年對峰值黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值的互作效應達到顯著或極顯著水平, 在2019年對峰值黏度、消減值、崩解值達到極顯著水平。其他多因素互作對淀粉RVA譜特征值影響多未達到顯著水平。從值來看, 2年間受播栽期極顯著影響的淀粉RVA譜特征值數量最多, 其次為品種和生態點, 且年際間氣候差異導致各因素對淀粉RVA譜的影響發生變化。說明淀粉RVA譜特征值可以由播栽期來進行調控, 而氣候條件、地理環境也對淀粉RVA特征值存在一定的影響。播栽期與品種、生態點之間交互作用對淀粉RVA譜的影響較大, 品種和生態點之間交互作用對淀粉RVA譜的影響相對較小。

2.2 推遲播栽期對淀粉RVA譜的影響

播栽期對淀粉RVA譜特征值具有顯著的調控作用(表5)。與常規播栽期處理相比, 2年間遲播栽期處理都表現出較小的峰值黏度、崩解值以及較大的消減值; 在2018年遲播栽期處理的熱漿黏度、冷膠黏度顯著低于常規播栽期處理; 2019年遲播栽期處理的峰值時間與糊化溫度則顯著高于常規播栽期處理。與再生稻相比, 遲播栽期處理2年的峰值黏度、崩解值更大, 消減值、回復值以及糊化溫度更小, 而熱漿黏度差異性不顯著; 此外, 2018年遲播栽期處理的冷膠黏度、峰值時間顯著低于再生稻; 2019年遲播栽期處理的冷膠黏度、峰值時間和糊化溫度與再生稻沒有顯著性差異。與再生稻相比, 常規播栽期處理則表現出較大的峰值黏度、崩解值以及較小的消減值、回復值、峰值時間與糊化溫度。說明推遲播栽期會使淀粉RVA譜發生顯著變化, 但遲播栽期處理的淀粉RVA譜特征值與再生稻相比仍存在一定的差異。

表4 稻米淀粉RVA譜聯合方差分析(F值)

L代表生態點; S代表播栽期; V代表品種。**表示1%的顯著水平,*表示5%的顯著水平。

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 播栽期對淀粉RVA譜的影響

SAPD: 播栽期。S1、S2和RR分別代表常規播栽期處理、遲播栽期處理以及再生稻。縮略詞同表4。同一列中同一生態點標以不同小寫字母的值差異性顯著(<0.05), 同一指標標以不同大寫字母表示2個生態點平均值差異性顯著(<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 生態點與播栽期互作對淀粉RVA譜的影響

由表6可知, 2年的熱漿黏度以及2019年的峰值黏度、冷膠黏度均表現為隆昌生態點顯著高于犍為生態點。在隆昌生態點, 與常規播栽期處理相比, 2018年遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度和冷膠黏度顯著降低了21.55%、27.89%和18.59%; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度以及糊化溫度沒有顯著差異, 但冷膠黏度、消減值、回復值與峰值時間顯著降低, 崩解值則顯著提高了68.81%; 2019年遲播栽期處理的淀粉RVA譜表現與常規播栽期處理相近; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的消減值、回復值顯著降低了93.45%與10.59%, 其他淀粉RVA譜特征值差異不顯著。在犍為生態點, 2018年遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度、崩解值比常規播栽期處理顯著降低了14.18%、10.59%與17.77%, 消減值顯著提高了71.07%; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的熱漿黏度、冷膠黏度與糊化溫度差異較小, 但峰值黏度、崩解值顯著提高了28.18%與21.52%, 消減值、回復值顯著降低了126.33%與11.08%; 2019年遲播栽期處理的峰值黏度與崩解值顯著高于常規播栽期處理, 消減值與回復值顯著低于常規播栽期處理; 與再生稻相比, 兩者的熱漿黏度、冷膠黏度、回復值與峰值時間差異不顯著, 但遲播栽期處理的峰值黏度、崩解值顯著提高了22.69%、69.88%, 消減值與糊化溫度顯著降低了74.91%、10.41%。這表明2個生態點的淀粉RVA譜整體表現具有一定的差異, 在2個生態點推遲播栽期對淀粉RVA譜特征值的影響趨勢相同, 但影響程度不同; 推遲播栽期后, 頭季稻的峰值黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值與糊化溫度更加接近再生稻。

2.4 品種與播栽期互作對淀粉RVA譜的影響

由表7可知, 與宜香優2115相比, 2018年川優6203的峰值黏度較小; 2019年川優6203的消減值、回復值、峰值時間與糊化溫度較大; 2年間川優6203的崩解值都低于宜香優2115。在2018年, 與常規播栽期處理相比, 2個品種遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度與崩解值顯著降低, 消減值則顯著升高; 與再生稻相比, 川優6203遲播栽期處理的冷膠黏度、消減值、回復值、峰值時間與糊化溫度顯著降低, 熱漿黏度、崩解值顯著提高了15.4 RVU、54.9 RVU, 宜香優2115的遲播栽期處理具有較大的峰值黏度、崩解值以及較小的消減值、回復值與峰值時間。2019年川優6203的3個處理的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和峰值時間差異不顯著, 與常規播栽期處理相比, 遲播栽期處理的糊化溫度顯著提高了9.0°C; 與再生稻相比, 遲播栽期處理的消減值、回復值顯著降低了28.5 RVU、14.1 RVU, 崩解值顯著提高了24.6 RVU, 兩者的峰值時間與糊化溫度沒有顯著性差異; 與常規播栽期相比, 宜香優2115的遲播栽期處理具有較小的峰值黏度、崩解值以及較大的消減值與回復值; 與再生稻相比, 兩者的熱漿黏度、冷膠黏度、回復值、峰值時間沒有顯著性差異, 但遲播栽期處理的峰值黏度、崩解值顯著提高了30.6 RVU、24.0 RVU, 消減值顯著降低了34.4 RVU。說明2個品種的淀粉RVA譜具有較大的差異, 推遲播栽期后2個品種淀粉RVA譜特征值變化趨勢基本相同, 但對宜香優2115的影響程度更大。

表6 生態點與播栽期對淀粉RVA譜的交互作用

SAPD: 播栽期。S1、S2和RR分別代表常規播栽期處理、遲播栽期處理以及再生稻。縮略詞同表4。同一列中同一生態點標以不同小寫字母的值差異性顯著(<0.05), 同一指標標以不同大寫字母表示2生態點平均值差異性顯著(<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 氣象因子與秈稻淀粉RVA的關系

由表8可以看出, 在抽穗至灌漿盛期, 峰值黏度、崩解值與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、積溫、降雨量呈極顯著正相關, 崩解值與日照時數也存在極顯著正相關的關系; 消減值、回復值與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、積溫、日照時數和降雨量呈極顯著負相關; 峰值時間、糊化溫度與日均最高溫、日均最低溫、日均溫、積溫、降雨量呈顯著或極顯著負相關; 熱漿黏度在這一階段受氣象因子影響較小。在灌漿盛期至成熟期, 峰值黏度、熱漿黏度、崩解值與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、積溫、日照時數和降雨量呈極顯著正相關; 消減值、回復值、峰值時間和糊化溫度與日均最高溫、日均最低溫、日均溫差、日平均溫、日照時數、降雨量呈顯著或極顯著負相關, 而冷膠黏度受這一階段的氣象因子影響較小。從全生育期來看, 日均最高溫主要影響冷膠黏度、消減值、崩解值與回復值; 日均最低溫主要影響峰值黏度、熱漿黏度與冷膠黏度; 溫差對熱漿黏度、冷膠黏度外的淀粉RVA譜特征值均存在極顯著的影響; 日均溫則對熱漿黏度、冷膠黏度產生一定的影響; 而積溫、日照時數、降雨量與除熱漿黏度外的淀粉RVA譜特征值都有顯著或極顯著相關的關系。可以看出氣象因子對淀粉RVA譜特征值具有顯著影響, 并且在不同生育期對不同淀粉RVA譜特征值影響程度具有差異。

3 討論

3.1 再生稻次適宜區雜交秈稻淀粉RVA譜的變化特征

淀粉RVA譜可以較好的反映稻米蒸煮食味品質[15], 也受到品種、環境條件、栽培方式多方面的影響[16-17]。環境條件在水稻不同生育時期對稻米品質的影響程度不同, 光照、氣溫、降雨以及空氣成分等環境因素都會影響大米品質。多數研究表明水稻灌漿期是水稻籽粒品質形成的重要時期[18-19], 生態點與播栽期的差異導致水稻灌漿期的氣候條件尤其是溫度發生變化。灌漿期高溫會抑制大米直鏈淀粉與蛋白質的合成[20], 改變了直鏈淀粉與蛋白質含量, 進而改變了稻米淀粉RVA譜特征值。朱鎮等[21]研究認為崩解值、消減值與糊化溫度受播栽期與地理環境的綜合影響, 而峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度與峰值時間受地理環境的影響更大。董文軍等[22]研究發現在增溫處理下, 峰值黏度、熱漿黏度、崩解值和糊化溫度增大, 最終黏度、消減值與回復值變小。王亞江等[23]研究發現, 遮光處理會導致峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度、崩解值與回復值降低。而在本研究中淀粉RVA譜特征值大體上表現為隨著氣溫與光照時間的增加, 峰值黏度、崩解值增加, 消減值、回復值、峰值時間與糊化溫度降低。隆昌與犍為都屬于丘陵地區且地理位置相近, 3月至8月份氣溫會呈現波折上升的趨勢, 降雨主要集中在6月上旬到8月上旬, 在9月日照時數與氣溫都會有明顯的降低, 日均溫會維持在22°C左右約1個月的時間。2018年與2019年兩生態點3月至10月的平均溫差小于0.5°C, 但犍為的日照時數明顯低于隆昌, 降雨量則顯著高于隆昌。因此本試驗中犍為生態點的峰值黏度、熱漿黏度與冷膠黏度低于隆昌生態點, 但消減值、崩解值、回復值、峰值時間與糊化溫度差異不明顯。

表7 品種和播栽期的互作對淀粉RVA譜的影響

S1、S2和RR分別代表常規播栽期處理、遲播栽期處理以及再生稻。縮略詞同表4。同一列中同一生態點標以不同小寫字母的值差異性顯著(<0.05), 同一指標標以不同大寫字母表示2個生態點平均值差異性顯著(<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代表日均最高溫(°C);2代表日均最低溫(°C);3代表日均最高溫與日均最低溫的差值(°C);4代表日平均溫(°C);5代表積溫(°C);6代表日照時數(h);7代表降雨量(mm)。縮略同表4。*和**分別表示在0.05和0.01水平顯著相關。

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.

除生態環境外, 品種也是造成淀粉RVA譜差異的重要因素。朱霽暉等[24]研究認為不同類型的基因會使水稻直鏈淀粉含量不同, 進而導致品質性狀的差異。龔金龍等[25]研究發現年際間氣候、品種等因素及其互作效應對粳稻、秈稻品質的影響存在顯著或極顯著差異。在本試驗中, 川優6203比宜香優2115的峰值黏度、崩解值低, 消減值、回復值、峰值時間與糊化溫度高; 從整體來看2個品種的淀粉RVA譜特征值存在較大的差異, 推遲播栽期后, 2個品種的淀粉RVA譜的變化趨勢相同但宜香優2115受影響更大。廖爽等[26]在成都市郫縣生態點對宜香優2115實施不同氮肥處理后, 消減值的變化范圍在?83.58 RVU~ ?62.5 RVU之間, 與本試驗頭季稻的消減值表現類似。在本試驗中, 播栽期相距時間長, 灌漿期環境條件差異較大, 再生稻的消減值也顯著高于頭季稻。另外目前關于大米淀粉RVA譜的研究多數都是以粳稻作為研究材料, 其品質性狀更加穩定[27-28], 消減值變化幅度較小, 但宜香優2115等雜交秈稻品質更容易受到環境影響, 消減值增幅更大。淀粉糊化溫度是評價水稻蒸煮品質的重要指標, 一般來說直鏈淀粉含量越高, 淀粉晶體結構越緊密, 淀粉糊化溫度越高[29]。與頭季稻相比, 再生稻的直鏈淀粉含量增加, 晶體結構更加緊密, 導致淀粉糊化溫度升高, 但不同品種受到環境的影響程度不同, 川優6203受環境影響較小, 因此2018年與2019年間糊化溫度的增幅差異較小, 但宜香優2115更容易受環境的影響, 因此2年間糊化溫度的平均值與增幅差異都比較大。

目前關于再生稻的研究多數是圍繞著提高產量以及品種篩選進行的[30-31], 但造成頭季稻與再生稻蒸煮食味品質差異的原因還缺乏相關研究。本研究發現, 環境條件的差異是導致頭季稻與再生稻蒸煮食味品質不同的部分原因, 但當單季稻與再生稻處于類似生態環境中完成灌漿結實, 再生稻的峰值黏度、消減值、崩解值以及回復值仍具有獨特的表現。

3.2 再生稻次適宜區推遲播栽期可改善稻米食味品質

RVA作為大米食味品質評價與育種的重要手段之一, 胡培松等[32]研究發現RVA譜特征值與直鏈淀粉和膠稠度有均具有較高的相關系數, 峰值黏度、崩解值與直鏈淀粉呈極顯著負相關, 與膠稠度成極顯著正相關。淀粉RVA譜中的崩解值反映了米飯的軟硬, 即崩解值大的米飯較軟。消減值與米飯的冷飯質地相關, 一般來說消減值為負值米飯往往過黏, 消減值為正值且過大時, 米飯硬而糙, 消減值小則軟而不黏結[33]。趙慶勇等[34]試驗發現隨著播期的推遲, 峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和峰值時間呈減小趨勢, 消減值與回復值呈增加趨勢。本研究結果表明, 在再生稻次適宜區, 推遲播栽期會導致頭季稻的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值變小, 消減值、回復值、峰值時間和糊化溫度變大; 與再生稻相比, 遲播栽期處理具有較大的峰值黏度、崩解值以及較低的冷膠黏度、消減值、回復值、峰值時間以及糊化溫度。在灌漿初期, 冷膠黏度更容易受到影響, 灌漿后期熱漿黏度更容易受到影響, 峰值黏度、消減值、崩解值、回復值、峰值時間和糊化溫度隨整個灌漿期環境的變化而改變。

人們普遍認為, 相比于頭季稻, 再生稻具有米質優異、蒸煮食味品質好的特點[35-36]。但在再生稻次適宜區由于光溫資源的限制, 再生稻的產量非常的低。多數研究認為[37-39], 消減值、崩解值與回復值是與稻米蒸煮食味品質最相關的淀粉RVA譜特征值。吳殿星等[40]研究發現米飯的硬度與消減值呈極顯著正相關, 與崩解值呈極顯著負相關, 而米飯黏性相反。因此可以推斷, 推遲播栽期后米飯口感變硬, 黏度變小, 但與再生稻相比口感較軟, 黏度相對較大。但在不同地區對大米口感要求不同, 因此口感較好的稻米具有怎樣的消減值、崩解值以及回復值還沒有統一的結論。舒慶堯等[37]在浙江進行試驗認為優質稻米崩解值大于100 RVU, 消減值小于25 RVU; 隋炯明等[38]在江蘇進行試驗認為優質稻米的崩解值大于80 RVU, 消減值小于20 RVU, 回復值小于90 RVU; 賈良等[39]在四川溫江進行試驗認為崩解值約為80 RVU, 消減值約為40 RVU食味品質較好。在本試驗中再生稻淀粉RVA譜的表現與賈良的研究結論更為吻合。而播栽期的推遲使頭季稻的消減值、崩解值與回復值都和再生稻更為接近, 蒸煮食味品質更好。由于本文涉及到不同生態點、品種、播期、再生稻與頭季稻等因素, 因此在研究內容上集中在淀粉RVA譜特性, 以使論文更加明確集中。我們將在后續針對稻米食味品質與淀粉RVA譜的關系做進一步研究。

本研究結果表明, 在再生稻次適宜區推遲播栽期可以有效的改善稻米的食味品質。因此通過調整播栽期來調控稻米蒸煮食味品質是可行的, 具體措施如下: (1)推遲播栽期, 在再生稻次適宜區5月中下旬進行播種, 使水稻在灌漿期避開高溫危害, 在適宜的氣候條件下完成灌漿, 可以改善稻米的蒸煮食味品質。(2)選用適宜品種, 推遲播栽期會導致稻米口感變硬, 黏度降低, 針對性的選用黏性大, 硬度較低的品種改良效果會更好。(3)采用合適的栽培方式與氮肥施用技術, 使水稻具有良好的株葉型與田間分布, 合理利用光溫資源。

4 結論

播栽期對秈稻淀粉RVA譜具有顯著的調控作用。在再生稻次適宜區, 推遲播栽期會使水稻灌漿期溫度降低, 日照時長與降雨量減少, 導致秈稻淀粉RVA譜的峰值黏度、熱漿黏度、冷膠黏度和崩解值降低, 消減值和峰值時間升高。在犍為生態點, 峰值黏度、消減值與崩解值的變化幅度更大, 宜香優2115的峰值黏度與崩解值受播栽期的影響更強。從淀粉RVA譜特征值的變化趨勢來看, 遲播栽期處理的峰值黏度、熱漿黏度、消減值、崩解值與糊化溫度更加接近再生稻, 蒸煮食味品質更好。

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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, Wen-jiang 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

本研究由國家糧食豐產增效科技創新專項課題(2017YFD03017-02, 2018YFD030141-04)和國家自然科學基金項目(31901442)資助。

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).

任萬軍, 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