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(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 遼寧 沈陽 110866)

土壤鹽漬化是水稻生長的限制因子之一，極易造成水稻減產(chǎn)。隨著地球氣候的異常變化和人為不合理的灌溉，全球鹽堿地面積日趨增加，土地鹽漬化已成為水稻生產(chǎn)進一步穩(wěn)定發(fā)展的主要制約因素之一。據(jù)聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)和糧農(nóng)組織(FAO)不完全統(tǒng)計，全世界鹽堿地面積為9.54億hm2。中國鹽漬土覆蓋面積廣泛，類型多樣。據(jù)最新研究，現(xiàn)代鹽漬化土壤面積約3 693.3萬hm2，殘余鹽漬化土壤約4 486.7萬hm2，潛在鹽漬化土壤為1 733.3萬hm2，各類鹽堿地面積總計9 913.3萬hm2[1-3]，且每年鹽堿化和次生鹽堿化土壤都在不斷加重。中國鹽堿土主要為濱海鹽堿土和內(nèi)陸蘇打鹽堿土，且由于蘇打鹽堿土(以Na2CO3和NaHCO3為主要成分)具有可溶性鹽含量高、pH值高、交換性鈉含量高、土壤分散性強等特點，嚴(yán)重影響著作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。作為中國第二大糧食作物，水稻種植地也面臨著鹽堿化問題日趨加劇、耕地面積日益減少的局面，且水稻也是一種對鹽中度敏感的植物[4]，在鹽脅迫下生長受到抑制，往往表現(xiàn)為葉片枯死、分蘗減少、不抽穗、育性差和千粒重低等癥狀，嚴(yán)重的甚至植株死亡或完全失效，從而在不同程度上影響了水稻的產(chǎn)量[5]。因此篩選和選育耐鹽堿的水稻品種對鹽堿地區(qū)的水稻生產(chǎn)十分重要。很多學(xué)者[4-9]對鹽脅迫下水稻的發(fā)芽特性及幼苗期的耐鹽機理、耐鹽性評價和性狀基因做了大量研究，但對大田環(huán)境中鹽脅迫對水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)及其農(nóng)藝性狀的影響鮮見報道。本研究通過對遼寧省10份耐鹽性不同的主栽水稻品種在遼寧省沈陽市沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院實驗基地和盤錦市鹽堿程度較重的大洼鎮(zhèn)進行耐鹽堿水稻品種篩選及比較試驗，對其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量品質(zhì)進行比較分析，以期為遼寧省鹽堿地區(qū)耐鹽堿水稻種質(zhì)資源的直接或間接利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試地點與品種

試驗于2013年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院實驗基地和遼寧省盤錦市大洼縣完成。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗基地試驗田土壤理化性質(zhì)：全氮1.22 g/kg、pH值為6.8、有機質(zhì)26.91 g/kg、速效磷40.84 mg/kg、速效鉀91.35 mg/kg、電導(dǎo)率0.30μs/cm、速效氮85.59 mg/kg。遼寧省盤錦市大洼縣試驗田土壤理化性質(zhì)：全氮1.68 g/kg、pH=7.5、有機質(zhì)32.68 g/kg、速效磷37.56 mg/kg、速效鉀238.41 mg/kg、電導(dǎo)率1.05μS/cm、速效氮99.44 mg/kg。采用遼寧主栽水稻品種沈稻47、遼鹽188、沈稻29、沈稻10號、沈稻11、遼粳371、遼選180、鹽粳36、沈稻4號、遼粳326，材料由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所和遼寧省鹽堿地研究所提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)6行，行長5 m，寬1.8 m，小區(qū)面積為9 m2。營養(yǎng)土保溫旱育秧，4月12日浸種，4月19日育苗，5月26日移栽，每穴插秧2～3苗，行、株距為30 cm×13.3 cm，井水灌溉。施肥量為純N 200 kg/hm2、P2O540 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2。其他田間管理參照水稻模式化栽培[10]。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

于成熟期每小區(qū)調(diào)查20穴計算單位面積有效穗數(shù)，按平均穗數(shù)取樣法取5 穴，考查有效穗數(shù)(x1)、穗粒數(shù)(x2)、結(jié)實率(x3)、千粒重(x4)、穗長(x5)、一次枝梗(x6)、二次枝梗(x7)等經(jīng)濟性狀及籽粒充實情況，最后分小區(qū)單打?qū)嵤諟y產(chǎn)(y)。

1.3.2 稻米品質(zhì)

參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 17891-1999 優(yōu)質(zhì)稻谷》測定粒長、粒寬、糙米率、精米率、整精米率、堊白率、堊白度等。采用日本KETT AN-700成分分析儀測定糙米蛋白質(zhì)、直鏈淀粉、脂肪酸及品質(zhì)評價值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本試驗數(shù)據(jù)處理使用Microsoft Excel 2010，用DPS 9.50進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩地區(qū)不同類型水稻品種產(chǎn)量的差異

產(chǎn)量結(jié)果表明(表1)，除遼鹽188，其它水稻品種的產(chǎn)量均表現(xiàn)為沈陽地區(qū)高于盤錦地區(qū)，同一地區(qū)不同水稻品種產(chǎn)量不同，且差異顯著。鹽粳36產(chǎn)量在兩地區(qū)差異不顯著，遼粳326、遼粳371、遼選180、遼鹽188、沈稻10號、沈稻11、沈稻29、沈稻47和沈稻4號產(chǎn)量在兩地區(qū)差異顯著。沈陽地區(qū)遼粳326、遼粳371、沈稻4號產(chǎn)量較高，三者之間差異不顯著，鹽粳36較低，而盤錦地區(qū)遼鹽188產(chǎn)量最高，且高于沈陽地區(qū)所有參試品種的產(chǎn)量，沈稻47次之，遼粳371最低。

對穗部性狀進行分析，沈稻4號和鹽粳36的穗長、一次枝梗數(shù)和每穗穎花數(shù)兩地區(qū)之間沒有顯著差異，而結(jié)實率、千粒重和穗數(shù)差異顯著，且在沈陽地區(qū)的結(jié)實率和單位面積有效穗數(shù)顯著高于盤錦地區(qū)，但千粒重略有下降，沈陽地區(qū)主要通過結(jié)實率和單位面積有效穗數(shù)影響產(chǎn)量。遼粳371和遼選180的穗數(shù)、結(jié)實率和千粒重差異顯著，兩品種的每穗穎花數(shù)、一次枝梗、二次枝梗和穗長變化表現(xiàn)不一致。除遼粳371、沈稻11和沈稻29外，其余品種的每穗穎花數(shù)差異不顯著。所有參試品種的千粒重兩地區(qū)差異顯著。與其他品種相比，盤錦地區(qū)遼鹽188具有較高的每穗穎花數(shù)及結(jié)實率，從而保證了其較高的產(chǎn)量。

2.2 穗部性狀間及其與產(chǎn)量的相關(guān)分析

計算兩地區(qū)穗部性狀與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)，得相關(guān)系數(shù)矩陣，如表2所示。沈陽地區(qū)除結(jié)實率和二次枝梗外，其余經(jīng)濟性狀均與產(chǎn)量成正相關(guān)。其中產(chǎn)量與穗長呈極顯著正相關(guān)(r=0.80**)，而與結(jié)實率呈弱負相關(guān)。盤錦地區(qū)除千粒重外，其余經(jīng)濟性狀均與產(chǎn)量呈正相關(guān)，其中產(chǎn)量與一次枝梗數(shù)呈顯著正相關(guān)(r=0.62*)。從性狀之間相關(guān)分析可以看出，兩地區(qū)一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)都與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，說明一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)的增加可以顯著提高每穗粒數(shù)，從而提高產(chǎn)量。穗粒數(shù)和二次枝梗數(shù)與有效穗數(shù)呈負相關(guān)。

表1 兩地區(qū)不同類型水稻產(chǎn)量及穗部性狀的差異

品種地區(qū)穗長(cm)一次枝梗數(shù)二次枝梗數(shù)每穗穎花數(shù)結(jié)實率(%)千粒重(g)有效穗數(shù)(×104/hm2)產(chǎn)量(kg/hm2)遼粳326盤錦18.1a12.0a29.0a129.7a82.5a25.69b322.2b8856.9b沈陽16.2b12.3a25.3a136.3a77.8b26.06a375.4a10373.9a遼粳371盤錦20.5a10.3b15.0b99.3b81.3a27.30a356.3b6560.8b沈陽21.1a12.3a28.0a156.0a71.2b26.79b424.7a10361.9a遼選180盤錦18.2a11.0a16.7b110.0a85.3a25.5b297.2b7111.0b沈陽19.7a12.7a20.7a128.0a76.6b26.47a480.6a9283.1a遼鹽188盤錦17.9a14.3a28.7a158.0a83.6a25.54a343.9a10442.4a沈陽17.4a13.7a23.7b153.0a80.9a24.61b335.4a9759.9b沈稻10號盤錦19.6b9.7a15.0a100.3a88.1a23.24b421.0b7199.6b沈陽21.2a10.0a18.3a111.0a83.4b25.68a493.4a9923.6a沈稻11盤錦19.7b10.3a14.3a101.0b84.3a23.76a538.2b8345.7b沈陽21.4a11.7a18.0a121.3a77.6b23.50b570.3a9923.2a沈稻29盤錦14.5a11.0a17.3b111.3b95.5a25.28a363.8b8878.3b沈陽15.9a12.3a23.3a134.0a81.9b24.05b434.7a9964.2a沈稻47盤錦16.3b12.7b25.3b146.0a89.1a26.55b361.8b9729.8b沈陽18.6a16.3a29.3a160.7a77.3b26.93a383.5a10190.9a沈稻4號盤錦17.0a12.0a23.0a156.7a72.8b24.56a358.3b9282.1b沈陽16.9a13.3a27.0b162.3a78.0a23.45b409.6a10344.75a鹽粳36盤錦17.9a12.7a18.7a100.7a75.3b25.11a454.4b9183.1a沈陽16.6a12.3a15.3a113.7a86.7a24.54b520.1a9187.7a

注：同一年內(nèi)、相同品種內(nèi)不同字母者表示在0.05水平上差異顯著。

表2 穗部性狀和產(chǎn)量之間的相關(guān)性

因子x1x2x3x4x5x6x7沈陽x2-0.77**x3-0.09-0.28x4-0.290.16-0.36x50.49-0.2-0.20.3x6-0.570.74**-0.230.25-0.33x7-0.78**0.92**-0.240.38-0.160.65*y0.310.02-0.260.310.80**0.08-0.05盤錦x2-0.45x30.11-0.4x4-0.590.18-0.01x50.35-0.12-0.420.08x6-0.290.75**-0.140.32-0.01x7-0.480.85**-0.240.3-0.110.82**y0.380.490.06-0.070.110.62*0.45

注：“*”,“**”表示差異分別達p<0.05和p<0.01水平。

2.3 不同地區(qū)不同類型水稻品質(zhì)的差異

由表3可以看出，兩地區(qū)各水稻品種的粒型(長寬比)幾乎沒有差異，精米率在沈陽地區(qū)較盤錦地區(qū)均呈上升趨勢，糙米率與整精米率受地區(qū)影響程度較小，變化不穩(wěn)定。與盤錦地區(qū)相比，沈陽的沈稻10號和沈稻11的堊白粒率較大，其他品種則反之，其中遼粳326堊白粒率在沈陽和盤錦地區(qū)分別達到了51.0%和87.5%。除沈稻10號和遼粳326，其他品種堊白度均為盤錦地區(qū)高于沈陽地區(qū)。各水稻品種干基蛋白含量表現(xiàn)為沈陽地區(qū)低于盤錦地區(qū)，直鏈淀粉含量和脂肪酸含量差異不大，變化幅度分別為0%～0.4%和0.1～1 mg，各水稻品種的綜合評價值均為沈陽地區(qū)高于盤錦地區(qū)。

3 討 論

3.1 關(guān)于不同水稻品種產(chǎn)量的問題

在正常抽穗成熟的條件下，鹽堿脅迫對產(chǎn)量有一定的影響。楊福等研究認為，鹽堿環(huán)境雖然沒有降低水稻單位面積的有效穗數(shù)，但減少了水稻每穗實粒數(shù)，使千粒重減輕，從而降低水稻的產(chǎn)量[11]。本研究表明鹽堿環(huán)境雖然對水稻的千粒重影響不穩(wěn)定，但降低了水稻的有效穗數(shù)和每穗穎花數(shù)，從而降低了水稻的產(chǎn)量，對水稻產(chǎn)量的影響極為顯著。有些品種在輕度鹽堿脅迫下不減產(chǎn)甚至小幅度增產(chǎn)是因為在鹽堿環(huán)境下千粒重或每穗實粒數(shù)有所增加，本研究中，遼鹽188則表現(xiàn)出較強的耐鹽堿能力，在鹽堿環(huán)境下每穗穎花數(shù)、結(jié)實率及千粒重都有所增加，從而提高了產(chǎn)量。祁棟靈等研究了水稻的耐鹽堿性的方法，其中生長量比較法表明，在水稻營養(yǎng)生長期間，植株高度、穗長、單株分蘗數(shù)和單莖葉數(shù)、根的干重和根的長度，都受鹽堿脅迫的影響，進而會影響水稻的產(chǎn)量[12]。顧興友等通過對鹽脅迫對水稻農(nóng)藝性狀遺傳變異的研究表明，可以通過水稻產(chǎn)量的構(gòu)成因素結(jié)實率、穗粒數(shù)和千粒重等指標(biāo)來評價耐鹽堿性，進而可以為水稻在鹽脅迫條件下進行選擇提供依據(jù)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，在鹽堿脅迫條件下鹽粳36幾乎不減產(chǎn)，雖然鹽粳36的每穗穎花數(shù)和有效穗數(shù)下降，但其千粒重和結(jié)實率都顯著增加，從而保障了產(chǎn)量的穩(wěn)定。這與前人的研究并不矛盾，在實際生產(chǎn)中可以通過一些栽培措施來提高水稻的千粒重和結(jié)實率來保證水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定。且在前人研究的基礎(chǔ)上認為，水稻的相對產(chǎn)量高低更能反映水稻的耐鹽堿性。張瑞珍等研究認為，在鹽堿脅迫條件下，水稻千粒重降低，但結(jié)實率增加，這是由于在鹽堿脅迫下，籽粒的總庫容量較小，較容易滿足物質(zhì)供應(yīng)，從而結(jié)實率相對提高[14]。本研究發(fā)現(xiàn)，在鹽堿脅迫條件下各品種的每穗穎花數(shù)下降，耐鹽堿性較好的2個品種遼鹽188和鹽粳36的千粒重反而顯著增加，結(jié)實率變化情況不穩(wěn)定，受品種類型影響不同而異。

表3 不同地區(qū)水稻主要品質(zhì)性狀的差異

品種地區(qū)長/寬比糙米率(%)精米率(%)整精米率(%)堊白率(%)堊白度(%)蛋白質(zhì)(%)直鏈淀粉(%)脂肪酸(mg)評價值遼粳371盤錦1.7583.2875.0473.7115.019.48.819.015.160沈陽1.7683.8875.8874.595.516.28.319.015.963遼選180盤錦1.7184.0074.7073.7813.510.38.919.015.659沈陽1.6783.2775.0772.236.06.18.219.015.763遼鹽188盤錦1.9382.1173.1870.1520.018.19.019.014.959沈陽1.9281.2373.4667.6315.010.98.418.915.162沈稻10號盤錦1.9284.1476.2275.884.524.88.419.216.662沈陽1.8783.5077.6775.519.525.87.619.317.466沈稻11盤錦1.8883.3974.9773.689.031.39.819.316.554沈陽1.8382.8875.1071.3311.026.88.718.915.761沈稻29盤錦1.7484.3576.2374.084.029.38.519.015.761沈陽1.6883.5876.3073.644.024.07.918.915.865沈稻47盤錦1.7484.5176.3374.7012.045.88.918.814.059沈陽1.7983.5876.2273.764.524.17.918.915.065沈稻4號盤錦1.7884.3774.8272.298.517.69.019.316.659沈陽1.7984.4575.4173.774.017.48.419.116.362遼粳326盤錦1.5882.8174.4373.4387.53.28.819.014.160沈陽1.5883.4175.0070.9651.010.68.518.914.762鹽粳36盤錦1.6783.5374.6774.0521.018.18.419.115.562沈陽1.7183.8775.2674.014.513.67.719.015.666

3.2 關(guān)于不同水稻品種品質(zhì)的問題

中國優(yōu)質(zhì)稻米品質(zhì)資源豐富，對稻米品質(zhì)的評價從加工、外觀、蒸煮與食味、營養(yǎng)及衛(wèi)生品質(zhì)等方面進行評價。稻米品質(zhì)的優(yōu)劣同時受品種的遺傳背景控制和氣候、土壤等環(huán)境條件以及栽培因素的顯著影響。稻作土層厚度、耕層厚度、pH、土壤養(yǎng)分及地區(qū)海拔高度等都不同程度地影響稻米的品質(zhì)，且不同品質(zhì)性狀表現(xiàn)不同。其中土壤pH值、耕層厚度、海拔高度等是影響稻米品質(zhì)的重要因子，而且大部分品質(zhì)性狀均在一定程度上受到影響[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，兩地區(qū)所有參試水稻品種的糙米率和精米率均達到國家優(yōu)質(zhì)稻谷的一級標(biāo)準(zhǔn)[6]，但是在鹽堿脅迫條件下，多數(shù)水稻品種的糙米率升高精米率降低，整精米率變異幅度較大。其主要原因可能是水稻在灌漿時期受鹽堿影響較大，鹽堿環(huán)境影響水稻的灌漿速度和時間，從而使籽粒密度減輕，耐加工品質(zhì)較差。在鹽堿脅迫條件下，水稻的堊白粒率和堊白度均升高，可能是鹽堿不良環(huán)境下水稻群體源不足、庫大、流不暢造成的，特別是營養(yǎng)生長過旺使成熟期縮短也會使堊白率升高。周鴻凱等通過對鹽脅迫下水稻稻米外觀品質(zhì)性狀的遺傳研究發(fā)現(xiàn)，糙米長、糙米寬、糙米率和堊白率等性狀在鹽脅迫條件下有穩(wěn)定的雜種優(yōu)勢表現(xiàn),其遺傳變異既受到基因加性效應(yīng)的影響也受顯性效應(yīng)的影響，不但可以通過選擇加以固定,培育出耐鹽的優(yōu)質(zhì)品種，而且可以利用雜種優(yōu)勢挖掘水稻耐鹽的優(yōu)質(zhì)潛力[16]。在鹽堿脅迫條件下直鏈淀粉含量是糙米質(zhì)量的最重要的標(biāo)準(zhǔn)，即使在很低的鹽堿濃度下，直鏈淀粉含量都會受到影響,且不同類型的水稻其受影響程度不同，從而不同程度的影響著稻米的品質(zhì)[17-20]。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿脅迫條件下水稻的直鏈淀粉含量差異并不顯著，有的幾乎沒有差異，這與前人的研究并不矛盾，其原因是有些品種具有一定的耐鹽堿性，大田種植，淡水灌溉可以淡化鹽堿濃度，則對其影響很小。在鹽堿脅迫條件下，蛋白質(zhì)含量升高，這是因為在逆境鹽堿脅迫下，雖然水稻體內(nèi)正常的蛋白質(zhì)合成會受到抑制，但是往往會誘導(dǎo)一些新的蛋白質(zhì)或原有蛋白質(zhì)含量增加，進而通過增加可溶性蛋白的合成直接參與并適應(yīng)逆境生長。鹽堿脅迫條件下，稻米的品質(zhì)綜合評價值降低，說明逆境鹽堿脅迫對稻米的品質(zhì)有一定的影響。

4 結(jié) 論

本試驗中，遼鹽188表現(xiàn)較強的耐鹽堿能力，在鹽堿地種植產(chǎn)量提高，鹽粳36不減產(chǎn)，可以作為鹽堿地很好的種質(zhì)資源，應(yīng)用于生產(chǎn)。在今后的大田生產(chǎn)中，可以選擇適當(dāng)?shù)钠贩N，并且通過一些栽培措施來提高水稻的千粒重、結(jié)實率或有效穗數(shù)等來保證水稻在鹽堿地的產(chǎn)量。鹽堿脅迫環(huán)境影響稻米的品質(zhì)，使稻米的綜合評價值降低、蛋白質(zhì)含量增加，加工品質(zhì)變化不穩(wěn)定，與品種類型有關(guān)。

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