全 文 ：应 用 生 态 学 报 年! 月 第 ∀ 卷 第 # 期
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稻米至白形成的气象生态基础研究
贾志宽 高如篙 张篙午 洒北农业大学 , 陕姗凌 : ! !9
【摘要】 在全国 ∀ 个点、 个品种 多播 期 试验基础上 , 对稻米至白形成的气象生态基础进行了分
析。 结果表明, 水稻齐穗后< 天的日均温是影响稻米哭白大小的主要气象因子 = 经对稻米 坚 白 与齐穗
后< 天内均温关系的动态分析可知 , 稻米至白随该时段温度提高而增大的拐点温度约为 ℃ 8品种间略
有差异 9 , 接近或超过该点温度 , 稻米里白会突发性地增加。
关健词 水稻 里白形成 气象生态
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引 言
稻米胚乳中不透明的部分称之为至白 , 是
稻米品质的主要性状之一 。 至白与透明度呈极
显著负相关 , 而且其硬度较低 , 碎米 率 高 ,
使碾米品质降低 “ ’= 至白性状是 决 定市场品
质的一个很重要的因素。 一般标准 Α 级米要求
至白大小在 < Ω以下, 级米在! Ω以下 = 我
国 出 口 米 至白较大 , 大都超过了 级米要求
的标准 , 给市场竞争带来不利影响 , 而且在国
内也不受欢迎 。 因此这一性状的改良已受到国
内有关专家的高度重视。 就我国南 方 稻 米产
区而言 , 四川 、 福建 、 浙江 ∀ 省品种的至白较
= 本文得到沈坦清教授的审阅指导 , 特此致谢。
本文于 Ξ。。5年 ! 月 < 日收到, 。。Ξ年 。月一 日改回 。
大 , 云南、 贵州两省的品种至白较小 , 整个南
方稻区属于中等至白类型以上的品种占# < = ∀ Ω
以上 。
为了改良稻米品质 , 作者从至白大小与气
象条件关系角度进行了系统分析 , 旨在理清稻
米至白与气象条件的关系 , 弥补前人研究的不
足 , 从而为稻米的优质栽培和育种提供参考 ,
为选建我国优质米生产基地提供理论依据 =
材料和方法
= 供试材料
供试水稻品种共 个 , 主要来 自 Ψ< 年全国评选
出的优质米品种和有代表性的非优质米品种 = 其中粳
稻有农院 Ρ 一 、 秋光、 丰锦、 秀优 <Ρ 、 鄂晚 < 号和
青林 。号 , 早釉有湘早釉 ∀ 号、 Ρ∀ 一 ! Ρ 、 Ψ !!# , 中釉
∃Ε Α牡 = ∗ = . Ζ1&= 玫! = , ∀ : # 8 9
∀ 众 用 生 态 学 报 ∀ 卷
有密阳 ∀ 、 西农 < ; 、 水晶米、 滇瑞 #乃Φ、 < ! ! ! 、 南
京ϑ 和广二矮 ! # , 晚釉有分赤 ∀ 一 Ψ 、 金 晚 号和
汕优;∀ =
= 试验地点
试验在沈阳、 银川 、 杨陵 、 汉中、 新 乡 、 合肥 、
武汉、 长沙、 南昌 、 福州 、 瑞丽 、 镇江和杭州 ∀ 个点
进行 , 基本上分布于全国 ; 大稻区 = 各点于 Ψ Ψ年 #
月 日起开始播种 , 沈阳、 银川 、 杨陵 、 汉 中和新乡
每隔 < 天播种 期 , 其它各点每隔! 天播 种 Α 期 , 各
试点播期均在 ! 个以上 , 每期重复两次 =
= ∀ 播种 、 移栽及田间管理
各点按统一标准进行管理 = 种 子播前做好浸种消
毒和催芽 、 泥浆落谷、 踏谷盖种 , 播 后在晚霜危害季
节盖薄膜保温 = 每期秧龄达 # 一 < 片叶时进行移栽 ,
移栽前施尿素 <Ι Β [ Η Δ作底肥 = 全部品种所有播期为
随机排列 = 每个品种每期播 < 行 , 行长 = < Κ , 行穴
距 ! Τ ∀ ≅ Κ , 每穴插 Ρ 一 Ψ 苗 , 杂交稻为 ∀ 一 # 苗 =
播期间用田埂隔开 , 试验田四周设保护行 =
插秧后随即灌水护秧 , 插秧后第 ! 天施尿素 Ρ<
Ι Β [Η Δ作追肥 ,秧苗返青后保持湿润管理 , 不晒田。 生
长期间及时防除病、 虫、 鼠、 雀和杂草等危害 , 达 到
成熟标准及时收获 , 收后在自然光下晒干 、 标 记 , 妥
善保管。
= # 气候箱实验
人工气候箱控温实验在西北农业大学进 行 , 使用
∃5ϑ ΠΧ ?5 ϑ 气候箱 , 设高 、 低 温 个处理 = 供试品种有
Ρ∀ 一!Ρ 、 广二矮 !# 、 滇瑞 # ! Ψ 、 农院 Ρ 一 和丰锦。 各
品种待齐穗时由试验田移入盆中随即放入 气候箱 = Ρ∀
一!Ρ 、 农院 Ρ 一 和滇瑞 #! Ψ在 个处理中各放 盆 , 其
中盆一直保留到成熟 , 另一盆在灌浆期 内 个处理
间互相转换 , 转换时间为齐穗后 < 天 , 使前后灌浆阶
衰 方差分析8品种 、 地点固定 , 抽翔陇机9
段处于不同的温度状态 =
气候箱条件: 高温处理为日均温 ∀! ℃ 8日最高温
达∀; ℃ , 最低温 # = <℃ 9 , 低温处理为日均温 ! ℃ 8日
最高温达 ; ℃ , 最低温 # = <℃ 9 = 个处理光照时间
为Φ : ! !一 ! : ! ! , 照度为Φ! ! ! 5/ Τ , 相对湿度为Ρ < Ω =
气候箱温度状况是模拟自然 变化特征 , # 小时内程序
自控 , 连续运转 =
= < 样品分析
各点稻米坚白面积的测定均在西北农业大学稻米
品质分析室进行 , 测定方法为目测法 。
∀ 。
结果与分析
稻米至白大小对气象条件反应的 品 种及
试点聚类
为了明确 个品种的至白大小对气象条件
的反映情况 , 首先在各点对每个品种至 白的表
现进行了变异系数的分析 = 根据变 异 系 数 大
小 , 采用欧氏距离法进行 品 种 及 试点聚类 ,
结果至白高变异类型的品种为 Ρ ∀ ∴ ! Ρ 、 Ψ ! ! # 、
湘早釉 ∀ 号、 广二矮 ! # 、 南京 、 滇瑞# ! Ψ 、
农院Ρ 一 Α 、 丰锦 、 秋光 、 秀优 <Ρ , 其余品种属
至白低变异类型 。 试点聚 类 结 果 : 沈 阳 、 银
川 、 杨陵、 汉中、 新乡和瑞丽为一类 , 其它各
点属另一类 = 稻米至白在品种间及空间上具有
的这种差异性对优质米生产及选建优质米生产
基地有着重要的实践意义 = 同时为下文的深入
分析奠定了基础 =
∀ = 各气象因子对稻米至白大小影响 的 主要
时段选择 =
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地点间 1ΑΔ 6 6 Φ
播期 Τ 地点 )5 Ο Χϑ Β ΝΔ 7 6 Τ 1ΑΔ 6 6 Φ
品种间 ⊥ 匕? Χ7Χ6 Φ
品种 Τ 播期 ⊥ Δ? Χ7Θ Τ Φ5 Ο Χϑ Β Ν Δ 76 Φ
品种 Τ 地点 ⊥ Δ ? Χ7Θ Τ 1ΑΔ 6 6 Φ
自由度 0? 6 6 Ν 6 Β ? 6 6 < < >)
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品种 Τ 播期 Τ 地点 ⊥ Δ ?1ΑΔ 6Χ
7Θ Τ Φ 5 Ο Χϑ Β Ν Δ 76 Τ
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# 期 贾志宽等: 稻米里白形成的气象生态基础研究 ∀ ∀
班 咨气象国子对!个品种里白形晌的主要时段及其相关系致
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日最高气温 > 6Δϑ Ν Δ ΧΑΘ
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日照时数 1 2 3 4 5 67 。 、 & 、。∃
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日降雨量 12 3 4 567 % 、0 、 。∃
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、、
月伸‘了‘口、‘口
括号内的数字是指从规定时期算起 的时段序号 , 在一起组成大的时段 。护Λ知
护 ) Χ 2 0 。 Μ。Ν ((ϑ 。 Ο 4 + 8 = , 7 9 ∋ . & &% ∃
∀ # 应 用 生 态 学 报 ∀ 卷
为了便于深入探讨稻米奎白形成与气象条
件的关系 , 主要以南方试点的至白高变异类型
品种为分析对象 , 分析逐 日平均气温、 最高气
温、 最低气温、 日照时数 、 太阳辐射量 、 相对
湿度及# 时相对湿度和 日降雨量等气象因子 =
首先 , 对至白高变异类型 个品种的至白
大小进行方差分析 8表 9 = 为了方便计算同时
又不损失信息 , 采用镇江 、 长沙 、 福州 、 杭州
和合肥第 & 、 、 ⊥ 、 ⊥& 、 正播期的资料 =
由表 可见 , 至白的变异除地点间外 , 其
余各项均达到极显著水平 = 0 测验表明 , 至白
的变异主要来自播期间 , 0值 高达 ; < # = !# Ψ =
试点间至白变异不显著 , 由试点聚类可知它们
是属于同一类型 , 相互间具有相似 的 气候 条
件 , 所以从中任选 点进行稻米圣白的气象环
境辨识并不影响分析结论 = 下面以江苏镇江的
资料为例加以研究 =
主导因子选择采用积分回归法 :
夕 ⎯ · α βχ。 8, 9二 8, 9、,
分析所用品种为随机选取的粳稻农院Ρ 一 、
丰锦 , 中釉广二矮 ! # 、 南京 以及早釉 Ρ ∀ Υ
!Ρ 、 Φ55 Ν = 气象要素的时间分布规定从水稻齐
穗前一个月开始 8大致为穗分化始期9一直到成
熟 , 以每 < 天一个时段的气象要素平均值作为
分析的基本资料 = 通过积分回归分析 , 可得知
某一气象因子在规定的时期内各时段对稻米至
白大小影响的程度 = 根据58 Γ9 值的大小 , 各品
种选出的主要气象因子时段见表 , 并对选出
的时段进行了相关系数分析 =
从表 可以发现 , 所有 ; 个品种的圣白大
小都与Δ8 Ρ 、 Ψ 、9 时段 8齐穗后< 天的各气象因
子状况 9有较为密切的关系 。
∀ = ∀ 齐穗后< 天各气象要素对稻米至 白影响
的大小排序
通过对齐穗后 < 天各气象要素之间的关系
分析可知 , 平均气温、 日最高气 温 、 日最 低
气温、 日照时数及 日辐射之间关系甚为密切 ,
其相互间相关系数 ; 个品种都达到了极显著正
相关水平 , 表 ∀ 是列举丰锦的情况 8其它品种
略9 =
衰 ∀
] 砚肋
牢= Δ8 Ρ 、 Ψ 、助各气象因子间的相关系教
∃5 ? ? 6 ΑΔ亡Α5 ϑ 6 5 6 ΓΓΑ6 Χ6 ϑ 亡= 卜6 7Ο 6 6。 功6 76 5 ?5 Α5 Β Α6 ΓΔ 6 75 ? Φ 】ϑ Ζ 67 Α5 Ν 5 Γ Δ 8Ρ , ∀ , 9 5 Γ 0 6 = Β Σ二ϑ
枯ΔΑΗ‘汗匀卜=ΔΑ9Χ牙功北!Λ黔日⋯−Δ9 ΧΛ竹勺8,几≅卜击占4≅注爪一刀.刁蕊从5加因 子Π Θ∗ + , Β 日最高气温 日最低气温:〔 0 : 4 ￡ 05 2 .Ρ 5 2 8;
< Σ = ∗ ),0 。 < 8 0 。 ∗ 4 < 。
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, 5 2时2 + 0
.∋ 时相对
湿度 : 4 0, 4 8以 2Ι 4
加< 2 5 2∗; ∗ Η ∋ 9 # #
日均温:4 0 5 0 ; ∗4< =日最高气温: 4 0 5 28; < > = ∗4< =日最低气温:启 0 5 28; < 2 0 = ∗4< =日照时数
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# 。 & & 7 Φ甚= & & .Φ = 各
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日均相对湿度 一 #=: 4 压0 5 2 8; , 4 8∗ 2Ι 4ΧΔ, 0 85 2∗ ; ≅
“时相对湿度 一 #=
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日降雨 一 #,:既0 5 2 8Ι(, 4 Γ (耳邵王+ 0
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# 期 贾志宽等: 稻米坚白形成的气象生态基础研究
在这种错综交互的关系中 , 各气象因子究 普查的基础上进一步作了偏相关系 数 的 分析
竟对稻米至白大小作用程度如何 δ 为此在相关 8表 # 9 =
表 # 丰幼Δ8 Ρ 、 Ψ 、 9 各气象因子与理 白大小的伯相关系橄
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因 子0Δ≅7 5 ? )
日均气温 日最高气温> 6 Δ ϑ > 6 Δ ϑΝ Δ ΧεΘ Ν Δ ΧΑΘ
76 Κ 。 Κ Δ Τ 。7 6Κ 。
日最低气温 日照时数> 6 Φ ϑ >6 Δ ϑ 日均 相对湿度> 6 Δ Α
名时>
相对 湿度
6 Δ ϑ
日降雨盆>6 Δ ϑΝ乓又 Ν Δ ΧΑ义 =
】Α Αϑ 一&6 ? 口 。 ) , 2 ) ϑ Αϑ 6Η +, ? 思乱6Η Μ Κ ΧΝΧ7Θ
? 6Α Δ7 Χ⊥ 6ΗΜ Κ ΧΝ计ΘΔ7 # : ! !
系 数 5 。 。。Ψ Ρ赞签 。一 < <# ∀ ! 。 Ρ Ρ ; ; ! 。 # ∀ Ρ ∃ 5 吐ΓΧ6 Χ6 ϑ 7
! 。 Ρ Ψ Ψ ! 。 ∀ ; ; ! 。 ∀ Ψ ! 。 ∀ Ψ
表 # 表明 , Ψ 个气象因子中只有平均气温
达到了极显著水平 , 几个因子与至白关系密切
的次序为 : 日均气温、 日最高气温、 日最低气
温、 日辐射 、 光照时数、 日均相对湿度 、 # 时
相对湿度和 日降雨量 。
人工气候箱的试验表明 8表 < 9 , 齐穗后温
度较高, 至白明显增大, 低温处理的品种很小
甚至没有。 从高低温处理相互转换 的 结 果 来
看 , 齐穗后< 天由高温处理转入低温处理其至
白面积较大 , 近乎高温处理 , 由低温处理转入
高温处理其坚白面积较小 , 接近低退处理 , 进
一步证明齐穗后 < 天内的温度状况是影响稻米
至白的主导因子 =
裹 < 不同处理下摺米里白大小
] Δ Ε 。< − Χ6 6 6 Η Δ ΑΙ Χϑ 6 Φ Φ Δ ? 6 Δ 8Ω 9 Μ ϑ Ν 6? Ν ΑΓΓ6 ? 6 ϑ 7
7? 6 = 7Κ = ϑ 7 Φ
处 理 介 6 Δ 7Κ 6ϑ7 Φ品 种⊥ Δ ? Χ7Χ6 Φ 高温 8< !℃ 9
% ΧΒΗ 76Κ = 低温 8
!℃ 9
/ +φ 76幻ϑ 。
高 , 低温 低‘高温
= %Χ 的‘ 匆萝宁 ! 习叮 不6 刀。 一ϑ Χ Β ϑ ]6 Κ Υ
Ρ ∀ 一 ! Ρ
农院 Ρ 一 ∋ +ϑ Β Θ’, Δ ϑΡ 一
演瑞 # !日2 ΧΔ ϑ ? Μ Χ# ! Ψ
丰 锦06 ϑ ΒΣ Χϑ
广二渗 ! #
3 Μ Δ ϑ Β 6 ? Δ Χ
! #
χ:
!
Ψ <
! 。 <
期 , 但齐穗期相差甚大 , 大致可以看出属于至
白大小高变异类型的品种 , 在南方试点其。 8Ρ 、
Ψ 、 9 时段正处于 Ρ 月份的高温时期 , 而低变异
类型的品种大都处于高温后期 , 高变异类型的
品种至白在第 播期远远大于低变异 类 型 品
种 = 从这两类品种在各播期 Δ8 Ρ 、 Ψ 、 9 时段的均
温状况来看 , 圣白高变异类型的品种在前几播
期大都超过了 ∀! ℃ , 而低变异类型的品种大都
在 Ψ ℃ 左右 , 表现在至白上前者播期间差异
大, 后者相对较小 =
当 Δ 8Ρ 、 Ψ 、 9时段的均温相同或接近时 , 品
种不同其至白大小表现也有差异 = 这种差异可
能是因品种间遗传特性不同所造成 =
∀ = # 稻米至白形成的动态模型
前已述及 , 水稻齐穗后< 天内温度状况是
影响稻米至白大小的主要因素 , 从二者的关系
来看 , 其变化轨迹大致为 ) 型 , 即在温度较低
时 , 至白增大较慢 , 当温度升高到一 定 程度
时, 里白增大很快 , 当达到某一界限之后 , 增
长趋于平缓 , 以致最后停止增大 8图 9 =
根据变化特征所建的镇江点 ; 个品种的动
态模型为 :
<:=厅百‘一Λ0ΛΕ∗‘
∀ ! 。 Φ .! 。 Φ
在大田试验条件下 , 由于各品 种 各 播期
。 ! 、 ∀ 、 &∃ 时段所处的气象条件不同 , 至白大小
的表现亦差异较大 = 各品种在各点同是第 . 播
农院! 一 Τ 9 5 ; Υ 5 ∗ ς + = # # Ε Β; ! Φ 一 ; ∃
丰锦 9 5 ; Υ 5 ∗ ς + = +8+Ε ; Ε # 一 ; ∃
! 7 一 # ! 9 5 ; Υ 5 ∗ 二 # 。 # # ! ∋ ; ∀ Φ 一 ; ∃
∀ # # ∋ 9 5 ; Υ 5 ∗ ς # = # # Φ Φ ; ∀ # 一 ; ∃
南京. . 9 5 ; Υ 5 ∗ 二 # 。# # ! Φ ; 7 ∀ 一 ; ∃
广二矮 . # ∋ Ω 5 ; Υ 5 ∗ ς # = # # ∋ .夕 ! . 一 夕∃
) Χ 2 0 , Μ , Ν (Ξ8 = Ο Θ + 8 = , 7 9 ∋ .&马% ∃
∀ ; 应 用 生 态 学 报 ∀ 卷
厂‘呀宫= !了7!和·Ψ林Ζ9卜‘
,Β璐7之=[=∗=。∴月一即Γ礴恤祖喇
= 件 = ∀ = , , 时段的沮度
] 4 = Ξ 4 9 , 9 。 , 。 ‘0 Ξ 4 , 2 + 5 + 6 。 ! = ∀ = , 》 价4 ∃
圈 . 镇江点两品种蟹 白大小随 ! 、 ∀ 、 &∃ 时段温度变化的
情况
Π 83 = . Ρ , 2∗ 2 + 0 + 6 % Ι, 2∗ 2 4 吕 Θ ⊥ 8_ 20 4 Β Β ⎯ 2∗Χ
∗4< ( 4 , ∗ Δ , 4 20 (4, 2 + 5 + 6 ! , Β , 。∃ 时 α Χ 4 0 22 0 3 ≅
根据以上模型 , 计算了相应的至白大小 增 长
率 , 结果表明 , 农院! 一 Τ 、 丰锦 、 ! 7 一 # !和 ∀ # # ∋
的至白增长率呈显著 − 型特征 , 其拐点温度分
别为 % & 、 %& 。 Ε 、 % ∀ = !和 % ∀ = &℃ = 这意 味 着当
! 、 ∀ 、&∃ 时段温度超过或接近拐点温度时 , 至
白面积会迅速增大 , 低于该点温度至白增长随
温度提高较缓慢。 就农院 ! 一 . 而言 , 第 β 播期
。 ! 、 ∀ 、 &∃ 时段的温度为 % ∀ 。 Φ ℃ , 其至白面积为
! 。 Φ χ , 在第 皿播期为 7 # = ∀℃ 时 , 其至白面积
就高达Φ % 。 Φ χ , 其它 7 个品种情况和此类似 。
南京. 和广二矮 . #∋ 至 白增长率变化平缓 , 拐
点不明显 , 这与其 ! 、 ∀ 、 &∃ 时段的温度有关 , 南
京 0 在第 工 、 兀播期该时段的温 度 分 别 为
α Β = Β+) 和α Β = 8 +) , 由于这两个时期 ! 、 Β 、 & ∃时
段温度和其它品种相比有些偏低 , 所 以至 白面
积的增加也不象其它品种那样上升幅度大 , −
型曲线在其 .# 个播期内反映不够突出 , 广二矮
. #∋ 的情况也是如此 =
∋ 结 论
∋ = . 水稻齐穗后.Φ 天是气象因子影响稻 ,米至
白大小的主要时期 , 其温度状况是影响至白大
小的主导因子 , 高温使稻米至白增大 , 低温使其
降低 = 初步研究表明 , 高温导致大至白是由于高
温缩短有效灌浆期而影响籽粒充实 = 稻米坐白
大小随温度提高而增大的拐点温度大致为%& ℃
左右 = 在同一气象条件下 , 各品种呈白表现有
所差异 , 这可能与品种本身的遗传特性有关 =
∋ = % 研究结果表明 , 我国南方稻 区 稻米至白
比北方稻区要大, 尤其是双季早稻 在成 熟 的
前 、 中、 后期处于高温环境 , 至白面积较大 ,
降低至白对提高这类地区米质无疑有着重要的
意义 。 为此建议 9 加强优质米品种资源研究 ,
选育耐高温无至白的品种在生产上加以推广 Ω
因地制宜适当调整稻作制来改善稻米品质 , 双
季早稻垄白偏大 , 在保证完成稻谷生产计划的
前提下 , 应对一部分稻田根据实际情况实行水
早轮作 , 充分利用秋季冷凉的气候条件 , 在水
稻齐穗期合理施氮可防止水稻早衰 , 有助于减
小至白。
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