2015, Vol. 36
2. 农业部华南地区作物栽培科学观测实验站，广东 广州 510642
2. Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in South China, Ministry of Agriculture, P. R. China, Guangzhou 510642, China
香稻是水稻Oryza sativa L.中的珍品，具有独特香味和优良品质.尽管香米的销售价格比常规优质米高，世界香米的消费量仍在逐年增长.引起了世界各稻米生产国科研人员对香米研究的高度重视[1].如何在提高产量的同时增加香稻香气的含量是科研人员所面临的问题.研究表明栽培管理技术手段能提高2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量，如锌、铁、镧肥基施或喷施处理均不同程度地提高了香稻糙米的香气含量、香米的品质和香稻产量[2]；在香稻生育期间进行干旱胁迫也能够提高香气2-AP的含量[3]；对水稻的不同生育阶段进行遮阴，结果表明，灌浆结实期遮阴对产量影响最大[4].遮光对水稻产量和物质积累的影响研究报道较多，但灌浆前期(水稻扬花后)遮光处理对香稻产量的影响，特别是对香稻香气物质(2-AP)的影响研究鲜见报道.本研究选用2个香稻品种，通过设置花后持续遮光15 d处理和正常光照处理，分析了花后持续遮光15 d对香稻产量、品质和香气的影响，为香稻增香、高产的优质生产提供理论依据.
1 材料与方法 1.1 材料和试验地状况以常规香稻品种玉香油占和农香18为材料.试验于2013年在华南农业大学农场进行，水稻田土壤性质如下：有机质25.650 g·kg-1、全氮1.362 g·kg-1、全磷0.958 g·kg-1、全钾17.520 mg·kg-1，土壤pH 4.88.
1.2 试验设计采用裂区设计，设置品种和光照处理2个因素，品种为主区，光照处理为副区.水稻于7月15日播种，8月5日移栽，2苗移栽，种植密度为20 cm × 20 cm，小区面积为16 m2，3次重复.水稻扬花后(10月3—18日)于距水稻冠层35 cm处遮盖双层黑色遮光网(透光率为11.5%)持续遮光15 d，以正常光照作为对照处理(CK).施用水稻专用肥1 500 kg·hm-2(N、P2O5、K2O、有机质质量分数分别为12.5%、6.0%、10.0%、15.0%)，其中基肥为900 kg·hm-2、蘖肥为600 kg·hm-2，各处理的其余栽培技术措施均一致.
1.3 测定指标和方法 1.3.1 产量及其构成因素测定于水稻成熟期(11月5日)收割1 m2的水稻，晒干测定产量，3次重复.每小区调查30穴水稻，记录有效穗数，3次重复.根据调查所得的平均有效穗数，随机选取代表性植株5蔸进行每穗总粒数、结实率、千粒质量测定.
1.3.2 水稻稻米品质糙米率采用机械砻谷机进行测定.精米率和整精米率采用浙江台州市检验碾米机JNMJ3型进行测定.采用Infratec1241 grain analy-zer(FOSS-TECATOR)测定稻米直链淀粉含量、蛋白质含量和碱消值.
1.3.3 籽粒香气测定籽粒香气(2-AP)的测定参考李艳红等[5]的方法，使用GC-MS QP2010 Plus型气相色谱质谱联用仪进行测定.
1.3.4 植株干质量参照吴桂成等[6]的测定方法.于成熟期根据平均茎蘖数选取代表性植株5蔸，把茎鞘、叶片和穗分开，105 ℃杀青30 min后转至80 ℃烘干至恒质量后称质量.
1.3.5 植株全氮和籽粒脯氨酸含量的测定植株(包括茎鞘、叶片和穗)的全氮含量参照鲁如坤[7]的方法；籽粒脯氨酸含量的测定参考黄忠林等[8]的方法.
1.4 数据统计与分析采用Excel 2003和Statistix 8.0数据分析软件进行数据输入和统计分析.
2 结果与分析表 1的结果表明，与正常光照相比，花后持续遮光15 d处理极显著降低了香稻的总干质量、千粒质量、结实率和产量，分别显著降低了27.93% ~ 33.13%、6.12% ~ 10.96%、28.54% ~ 31.11%和47.01% ~ 57.28%.花后持续遮光15 d处理农香18的有效穗数降低了20.18%，达显著水平.光照处理对每穗总粒数无显著影响.品种与光照处理的互作仅显著影响水稻的千粒质量，对其余性状的影响不明显.
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表 1 花后持续遮光15 d处理对香稻产量及其构成因素的影响1) Table 1 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on yield and its components of aroma rice |
表 2的结果表明，对于玉香油占，与正常光照相比，花后持续遮光15 d处理显著提高了糙米率、稻米蛋白质含量和直链淀粉含量，显著降低了稻米整精米率.对于农香18，与正常光照处理相比花后持续遮光15 d处理显著降低了稻米碾磨品质，显著提高了稻米蛋白质含量.品种与光照处理交互作用下，香稻的糙米率、精米率、整精米率及蛋白质含量呈极显著差异.
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表 2 花后持续遮光15 d处理对香稻稻米品质的影响1) Table 2 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on aromatic rice quality |
表 3的结果表明，与正常光照相比，花后持续遮光15 d处理显著提高籽粒全氮含量和2-AP含量，分别显著提高了45.43% ~ 78.93%和41.68% ~ 79.99%.花后持续遮光15 d显著降低玉香油占籽粒脯氨酸含量.花后持续遮光15 d处理对其他指标影响不显著.品种与光照处理交互作用显著影响籽粒脯氨酸含量，对其余指标影响不显著.
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表 3 花后持续遮光15 d处理对籽粒全氮、脯氨酸和2-AP含量的影响1) Table 3 Effects of 15-day continuously shading treatment after flowering on total nitrogen, proline and 2-AP contents of aromatic rice |
本研究表明，花后持续遮光15 d处理影响香稻有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒质量，最终导致产量下降，与前人的研究一致[9-10].李林等[11-12]研究认为，灌浆期遮光使开花授粉和谷粒的充实严重受损，每穗粒数和千粒质量均急剧下降，产量下降幅度最大.在灌浆期遮光主要影响水稻叶片的光合作用[13]，使同化物产量降低从而使水稻千粒质量明显下降[14].
本研究表明，花后持续遮光15 d处理提高稻米蛋白质含量，降低整精米率，与袁继超等[15]认为弱光可显著提高强势粒的整精米率有不尽相同之处，可能是由于研究材料、遮光生育时期、遮光程度等不同引起的.前人研究认为，水稻在生育后期尤其是灌浆结实期遇到弱光逆境时糙米率显著降低，严重影响稻米的加工品质[16].稻米蛋白质含量是衡量稻米营养品质的主要指标，任万军等[17]研究证实随光强的降低稻米的蛋白质含量极显著增加.
Buttery等[18]和Suprasanna等[19]发现脯氨酸是形成2-AP的前体物质.本试验条件下，花后持续遮光15 d处理玉香油占籽粒脯氨酸含量显著降低，对农香18籽粒脯氨酸含量无显著影响.本试验没有对叶片的脯氨酸含量进行测定，无法了解脯氨酸转移情况，因此无法通过脯氨酸的代谢来探讨遮光对2-AP形成和代谢的影响，这是今后需进一步研究之处.黄淑贞[20]研究了湖南香稻产地土壤特性，结果表明香稻产地土壤的全氮、碱解氮都明显高于非产地.本研究发现，花后持续遮光15 d处理后香稻籽粒全氮含量和2-AP含量均显著高于正常光照处理的，因此，可以认为遮光处理有利于氮的吸收和利用，进而有利于2-AP的积累.
综上所述，花后持续遮光15 d处理可以显著提高香稻香气2-AP和蛋白质含量，降低香稻的产量及其构成因素(除有效穗数外)，对稻米其他品质性状的影响因品种而异.这为弱光下香稻稳产、优质和浓香栽培提供指导，光照对2-AP影响的生理机制将在我们后续研究工作中进行进一步的研究。
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