全 文 ：核 农 学 报 2010，24(3):594 ～ 598
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号:1000-8551(2010)03-0594-05
早中晚季栽培对不同早籼稻灌浆期稻米色素的影响
李迪秦1 刘卉林1，2 秦建权1 张运波1 杨胜海1 陈立军1
周美兰1 唐启源1 彭少兵3
(1.湖南农业大学农学院，湖南 长沙 410128;2.湖南农业大学生物安全科技学院，湖南 长沙 410128;
3.国际水稻研究所，菲律宾 马尼拉 DAPO7777 邮箱)
摘 要:以湘早籼 24、湘早籼 143 和自选 1 号 3 个早籼品种为研究对象，早、中、晚 3 季栽培，通过分析抽
穗后单株主穗籽粒干物质积累量、籽粒颖壳和子房的叶绿素与类胡萝卜素的动态变化，探讨稻米色素形
成的规律，确定籽粒灌浆、稻米色素沉积、米质形成的最佳切合时期和保健色米的收获适期。结果表明，
水稻灌浆期籽粒的干重随着灌浆的进行呈逐渐上升趋势，早季栽培的水稻籽粒干重的增加速率快，灌浆
时间短;而晚季栽培的水稻籽粒干重的增加速率较缓，灌浆时间长，成熟后籽粒干重比早季栽培的重。
收获期对色素的影响最大，水稻籽粒子房色素含量的变化趋势与颖壳色素含量的变化趋势相同，且延后
于颖壳色素含量的变化。研究表明保健色稻收获适期早、中、晚季稻分别在抽穗后 25、20 和 25d。
关键词:早晚季栽培;早籼稻;灌浆期;稻米色素
EFFECT OF EARLY AND LATE CULTIVATION ON RICE COLOR OF DIFFRENT EARLY-CROPPING INDICA
LI Di-qin1 LIU Hui-lin1，2 QIN Jian-quan1 ZHANG Yun-bo1 YANG Sheng-hai1
CHEN Li-jun1 ZHOU Mei-lan1 TANG Qi-yuan1 PENG Shao-bing3
(1 . Agricultural College of Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128;
2 . College of Bio-safety Science and Technology，Changsha，Hunan 410128;
3 . International Rice Research Institute，DAPO Box 7777，Manila，the Philippines)
Abstract:In order to study the dynamic changes law of the rice grain pigments formation，and determine the optimal
integrated stage of rice grain-setting，formation of grain pigments，and the best optimal harvest date of the health colorful
grain，the rice varieties Xiangzaoxian 24，Xiangzaoxian 143，and Zixuan 1 were used to analyze the grain dry weight，
chlorophyll and carotenoid contents of hull and ovary of grain in a main panicle of the single-plant after heading. The
results showed that the dry weight of rice grain increased with the process of rice grain-setting. The harvest stage of the
health colorful grain had the most important effect on the grain pigments，and the optimal harvest stage of the early，
middle and late-cropping rice were 25，20 and 25 days after heading，respectively.
Key words:early and late cultivation;early-cropping Indica;grain filling stage;rice color
收稿日期:2009-07-15 接受日期:2009-09-08
基金项目:国家自然科学基金项目(30671219)，长沙市科技局(k0803115-21)
作者简介:李迪秦(1963-)，男，湖南武岗人，副教授，博士生，从事作物栽培与生理方面的研究。E-mail:ldqhnnd2009@ 163. com
通讯作者:唐启源(1964-)，男，湖南洞口人，博士，教授，研究方向为作物耕作栽培与生理。E-mail:cntqy@ yahoo. com. cn
周美兰(1964-)，女，甘肃兰州人，教授，硕士生导师，研究方向为农业生态和农业信息。E-mail:mlzhouwq@ 163. com
水稻是世界最主要的三大粮食作物之一［1］。随
着经济的快速发展和人们生活水平的提高，在粮食供
给足量的前提下，人们对稻米的营养品质与天然保健
功能提出了新的要求。稻米具有保健药用功能的成分
是色素，即叶绿素、类胡萝卜素和花色苷类。叶绿素除
了是理想的天然食用色素外，尚有医药与保健功能，有
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3 期 早中晚季栽培对不同早籼稻灌浆期稻米色素的影响
20 多种成药用它或它的衍生物作原料［2］;类胡萝卜素
作为重要的天然色素广泛应用于食品、药物、化妆品及
饲料之中，具有抗氧化、清除自由基及调节免疫的功
能［3 ～ 6］。
稻谷颖壳和子房中含有大量的色素［7 ～ 10］。稻米
色素含量受品种本身的遗传因素控制［11，12］，也受生态
环境［11 ～ 14］及播种期、种植密度、肥料、水、光照和病虫
害等栽培因子的影响，不同种植季节影响水稻花色苷
含量的主要是温度，尤其是播种期和收获期［11，12］。前
人研究表明，稻米与糙米的色素含量与播期呈极显著
关系［12］，播期的影响主要体现在温度上［15］。生产上
一般依据不同类型水稻对温光等气候条件的要求来确
定适宜的抽穗扬花期，结合品种生育特性与茬口安排，
确定适宜的播栽期。如长江中下游稻区双季早稻在早
播壮秧基础上将齐穗期控制在 6 月底前后，尽量避开
高温高湿天气;双季晚稻或单季稻结实期应在 8 月底
至 9 月多晴少雨、秋高气爽的季节，尽可能避免结实期
遇高温、低温或台风等不良条件［16］。
但诸多报道中，南方稻区早稻品种播期对稻米色
素含量及适宜收获期影响的研究较少，因此本试验试
图通过分析稻米色素形成的动态变化特点，探讨稻米
色素形成的动态变化规律，以及籽粒灌浆、稻米色素沉
积、米质形成的最佳切合时期，为生产上保健色米的适
宜收获期提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地点与土壤特性
试验于 2007 年在湖南农业大学教学试验场进行，
土壤为壤土，肥力中等偏上，灌溉条件良好。
1. 2 试验设计
供试水稻为湘早籼 24(V1)、湘早籼 143(V2)和
自选 1 号(V3)3 个品种。分早、中、晚季 3 个播种期，
早季稻于 3 月 25 日播种(S1)，4 月 25 日移栽;中季稻
于 5 月 5 日播种(S2)，5 月 30 日移栽;晚季稻于 7 月 11
日播种(S3)，7 月 27 日移栽。各供试品种每个播期均
采用随机区组设计，3 次重复，插秧密度为 20cm × 20cm，
每兜 2 苗，小区面积 30m2。试验地四周设置保护行，田
间管理与当地水稻大田管理措施一致。
1. 3 测定方法
于水稻始穗期在各处理每小区非边行处取生长正
常、同日抽穗的单株主穗，以穗顶刚露出剑叶鞘 1cm
为标准，选择 1000 ～ 1500 个生长整齐一致，同日抽穗
的单茎挂牌标记，供测定用。
1. 3. 1 籽粒干物质积累动态的测定 自抽穗后每隔
5d 取 1 次样本，于 9:00 左右随机取标记穗 20 穗，置
于 80℃烘干至恒重后，剔除未受精空粒，剥去颖壳后
称重，求出平均米粒重(mg /粒)。
1. 3. 2 水稻色素含量的测定 从抽穗期开始采样，每
隔 5d 采 1 次样，测颖壳、子房的叶绿素和类胡萝卜素
含量。每次取 6 ～ 10 穗，人工将穗中部的颖壳和子房
分离，各取 0. 100g，用混合液(丙酮 ∶ 无水乙醇 ∶ 蒸馏水
= 4. 5∶ 4. 5∶ 1)，用提取法测定色素［17，18］，用可见分光
光度计 723 型比色，测光密度 OD 值，然后计算叶绿素
和类胡萝卜素含量。
1. 4 数据分析
所有试验数据均采用 Statistix 8 软件进行分析。
2 结果与分析
2. 1 早、中、晚季稻生育期动态变化
从表 1 可以看出，同品种作早、中、晚季稻，移栽后
其生育期天数完全不同。品种 V1、V2 均表现为 S1 >
S3 > S2，品种 V3 表现为 S1 > S2 > S3 的规律。从始穗
表 1 供试水稻的生育期(月 /日)
Table 1 Growth stage of the tested rice varieties(m /d)
季节
season
品种
variety
播种期
sowing date
移栽期
planting date
始穗期
heading early date
齐穗期
flowering date
成熟期
maturity date
V1 3 /25 4 /25 6 /8 6 /17 7 /15
S1 V2 3 /25 4 /25 6 /5 6 /15 7 /13
V3 3 /25 4 /25 6 /25 7 /1 7 /26
V1 5 /5 5 /30 7 /2 7 /7 8 /6
S2 V2 5 /5 5 /30 7 /1 7 /7 8 /6
V3 5 /5 5 /30 7 /8 7 /12 8 /12
V1 7 /11 7 /27 9 /11 9 /1 10 /12
S3 V2 7 /11 7 /27 9 /11 9 /15 10 /11
V3 7 /11 7 /27 9 /8 9 /13 10 /5
注:S1、S2、S3 分别表示播种期在 3 月 25 日、5 月 5 日、7 月 11 的三个季节;V1、V2、V3 分别表示品种湘早籼 24、湘早籼 143 和自选 1 号。下图表同。
Note:S1，S2 and S3 mean three sowing seasons of sowing date on 25 Mar. ，5 May and 11 July，respectively;V1，V2 and V3 mean the varieties of
Xiangzaoxian 24，Xiangzaoxian 143 and Zixuan 1. The same as followings figures and tables.
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核 农 学 报 24 卷
到成熟，各品种生育期天数 V1、V2 表现出 S1 > S2 >
S3，V3 则表现为 S2 > S1 > S3 的规律(表 1)。
2. 2 早、中、晚季稻灌浆动态情况分析
水稻始穗后灌浆期籽粒的干重随着灌浆的进行呈
逐渐上升趋势(图 1)。由图 1 可以看出，品种 V1 抽穗
后前 20d 籽粒的干重增加幅度为 S2 > S1 > S3，20d 后
则表现为 S3 > S1 > S2;品种 V2 抽穗后前 20d 籽粒的
干重增加幅度为 S2 > S1 > S3，20 ～ 25d 间表现为 S3 >
S1 > S2，25d 后则是 S1 > S2 > S3;品种 V3 抽穗后籽粒
干重的增加幅度基本表现为 S2 > S1 > S3。同季节不
同品种间，抽穗后籽粒增加量则基本表现为:V1 > V2
> V3 。
图 1 早中晚季播种籽粒干重的变化
Fig. 1 Changes of grain dry weight of samples sowed in early(S1)，middle(S2)and late season(S3)
2. 3 不同季节与籽粒收获期对水稻颖壳和籽粒子房
色素含量的影响
对不同季节与籽粒收获期水稻颖壳和籽粒子房色
素含量进行测定，结果显示(表 2)，籽粒收获期对颖壳
和籽粒子房色素含量的影响最大，测试品种均达到极
显著差异水平;品种对晚季稻颖壳类胡萝卜素含量影
响无显著差异，对晚季稻颖壳叶绿素含量影响达到显
著差异水平;籽粒收获期与品种的交互作用对中、晚季
稻的颖壳类胡萝卜素含量和晚季稻颖壳叶绿素含量无
显著影响。
表 2 不同季节色素含量与收获期、品种的方差分析
Table 2 Analysis of the rice pigments between harvest periods and rice cultivars in the different seasons
性状
character
季节
season
收获期
harvest period
品种
variety
收获期 ×品种
harvest period × variety
S1 103. 4 19. 25 11. 46
颖壳类胡萝卜素含量 carotenoid contains in hull (mg /L) S2 338. 15 138. 76 116. 35
S3 60. 03 0. 28 1. 92
S1 87. 13 14. 79 14. 69
颖壳叶绿素含量 chlorophyll contains in hull (mg /L) S2 796. 38 196. 29 117. 64
S3 170. 03 4. 45* 2. 21
S1 335. 95 7. 15 7. 13
子房类胡萝卜素含量 carotenoid contains in ovary (mg /L) S2 589. 15 46. 39 23. 48
S3 263. 00 12. 60 10. 27
S1 812. 86 27. 45 30. 00
子房叶绿素含量 chorophyll contains in ovary (mg /L) S2 636. 06 52. 57 37. 75
S3 231. 59 6. 45* 9. 76
注:表示显著水平达 0. 05，表示显著水平达 0. 01。
Note:* indicated significant difference at 5% and 1% indicated probability level.
2. 3. 1 对水稻颖壳类胡萝卜素含量的影响 表 3 结
果表明，早、中季稻从抽穗后 0d 开始，随着取样期的推
迟，颖壳类胡萝卜素含量逐渐减少，晚季稻颖壳类胡萝
卜素含量在抽穗后 5d 达到最高然后逐渐下降;除早季
稻抽穗后 5 ～ 10d、15 ～ 20d、25 ～ 30d，中季稻抽穗后 25
～ 30d 颖壳类胡萝卜素含量差异不显著外，其余取样
695
3 期 早中晚季栽培对不同早籼稻灌浆期稻米色素的影响
时期颖壳类胡萝卜素含量均达显著水平，晚季稻从抽
穗后 0 ～ 15d、25 ～ 30d 颖壳类胡萝卜素含量差异不显
著，但以上 2 个时段间差异达到显著。说明早、中、晚
3 季稻颖壳类胡萝卜素含量均在抽穗后 25d 达到稳
定。
表 3 水稻成熟过程中颖壳的类胡萝卜素含量变化
Table 3 Change of carotenoids content in grain hull
of rice during mature process (mg /L)
抽穗后取样期
sampled date(d)
S1 S2 S3
0 0. 55 a 0. 64 a 0. 27 ab
5 0. 44 b 0. 44 b 0. 31 a
10 0. 41 b 0. 37 c 0. 28 ab
15 0. 15 c 0. 17 d 0. 24 b
20 0. 09 cd 0. 11 e 0. 10 c
25 0. 03 de 0. 05 f 0. 03 d
30 0. 01 e 0. 01 f 0. 01 d
注:同列不同小写字母代表 5%显著性差异，下表同。
Note:The different small letters mean significant at 5% . The same as
following table.
2. 3. 2 对水稻颖壳叶绿素含量的影响 从表 4 可知，
早、中季稻从抽穗后 0d 开始，随着籽粒取样时期的推
迟，颖壳叶绿素含量逐渐减少，晚季稻颖壳叶绿素含量
在抽穗后 5d 达到最高后逐渐下降;早季稻颖壳叶绿素
含量抽穗后 0 ～ 15d 每个取样期间的差异达到显著，抽
穗后 25 ～ 30d 无显著差异，中季稻颖壳叶绿素含量抽
穗后 0 ～ 25d 差异均达到显著，晚季稻颖壳叶绿素含量
抽穗后 0 ～ 10d 和抽穗后 25 ～ 30d 内无显著性差异。
说明早季稻颖壳叶绿素含量在抽穗后 20d 达到稳定，
中季稻颖壳叶绿素含量在抽穗 25d 后显著下降，仍未
达到稳定，晚季稻颖壳叶绿素含量在抽穗 25d 后达到
稳定。
表 4 水稻成熟过程中颖壳的叶绿素含量变化
Table 4 Change of chlorophyll contents in grain hull of
rice during mature process (mg /L)
抽穗后取样期
sampled date(d)
S1 S2 S3
0 1. 24 a 1. 13 a 0. 55 a
5 0. 92 b 0. 87 b 0. 60 a
10 0. 65 c 0. 63 c 0. 57 a
15 0. 27 d 0. 31 d 0. 45 b
20 0. 12 de 0. 18 e 0. 14 c
25 0. 05 e 0. 07 f 0. 05 d
30 0. 02 e 0. 01 g 0. 02 d
2. 3. 3 对水稻籽粒中子房类胡萝卜素含量的影响
由表 5 可知，早、中季稻籽粒中子房类胡萝卜素含量随
取样时期推迟而逐渐降低，晚季稻在抽穗后 15d 达到
最大，随后逐渐降低。早季稻抽穗后除 20 ～ 25d 籽粒
中子房类胡萝卜素含量变化无差异，其余取样时期间
均差异显著，中、晚季稻籽粒子房类胡萝卜素含量在抽
穗后 25 ～ 30d 变化无差异，其他取样时期间均达到显
著。说明早季稻籽粒中子房类胡萝卜素含量在抽穗后
20d 达到稳定，中季和晚季稻在抽穗后 25d 达到稳定。
2. 3. 4 对水稻籽粒中子房叶绿素含量的影响 由表
6 可知，早、中季稻籽粒中子房叶绿素随着取样时期推
迟而逐渐降低，晚季稻则在抽穗后 15d 子房叶绿素达
到最大，随后才逐渐降低。早季稻不同取样时期子房
叶绿素含量达到显著，中、晚季稻抽穗后 25 ～ 30d 时差
异不显著。
表 5 水稻成熟过程中子房的类胡萝卜素含量变化
Table 5 Change of carotenoids contents of ovary
of grain for rice in mature process (mg /L)
抽穗后取样期
sampled date(d)
S1 S2 S3
5 0. 08 a 0. 24 a 0. 04 c
10 0. 06 b 0. 06 b 0. 05 b
15 0. 03 c 0. 03 c 0. 06 a
20 0. 02 d 0. 02 d 0. 02 d
25 0. 01 d 0. 01 e 0. 00 e
30 0. 00 e 0. 00 e 0. 00 e
表 6 水稻成熟过程中籽粒子房的叶绿素含量变化
Table 6 Change of chlorophyll contents of ovary of
grain for rice in mature process (mg /L)
抽穗后取样期
sampled date(d)
S1 S2 S3
5 0. 20 a 0. 58 a 0. 10 c
10 0. 15 b 0. 14 b 0. 12 b
15 0. 06 c 0. 08 c 0. 14 a
20 0. 03 d 0. 04 d 0. 04 d
25 0. 02 e 0. 01 e 0. 01 e
30 0. 00 f 0. 00 e 0. 00 e
综上所述，4 类色素含量的变化情况为:随着籽粒
灌浆的进行，早季、中季糙米中的色素含量逐渐下降，
颖壳色素含量在抽穗后 5d 达到最高然后逐渐下降;稻
米色素含量达到稳定时期早季稻在抽穗后 20d，中季
稻和晚季稻在抽穗后 25d，晚季稻籽粒中子房色素含
量在抽穗后 15d 达到最高然后逐渐下降。
3 讨论
3. 1 籽粒灌浆后成熟的收获适期
籽粒灌浆是稻米形成的重要生理过程，最终决定
籽粒重量和稻米质量。植株抽穗时，大量糖分和淀粉
积累在茎和叶鞘中，籽粒发育阶段，这些积累的糖分和
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淀粉被转运到籽粒中［19］。水稻籽粒灌浆与产量及品
质形成关系密切，水稻灌浆期处在高温条件下，往往表
现为胚乳内部物质充实不良，水稻灌浆后期籽粒增重
速率缓慢，这个时候表明籽粒趋于成熟，进入水稻的适
收时期［20 ～ 23］。
本研究结果表明，随着籽粒灌浆的进行，籽粒的干
物质重量逐渐增加，呈现“S”型增加，水稻灌浆后期籽
粒增重速率缓慢的开始期即为籽粒的收获适期。同一
品种在不同季节栽培，到达籽粒的收获适期不同，湘早
籼 143(V2)和湘早籼 24(V1)在早季和中季栽种时，
收获适期为抽穗后 20d，晚季(S3)栽种收获适期略微
推后至抽穗后 25d;自选 1 号(V3)早季(S1)收获适期
为抽穗后 15d，中季(S2)收获适期为抽穗后 20d，晚季
(S3)收获适期为抽穗后 25d。早季稻和中季稻灌浆结
实期因受到 35℃高温伤害，造成籽粒干重明显小于晚
(S3)季稻，高温伤害持续的时间越长，水稻达到籽粒
灌浆的收获适期越提前。
3. 2 积淀的色素含量和籽粒重量的收获适期
色素是反映植物生理状态和生产力的重要指标，
同时具有一定的保健功能。光合作用过程中吸收光能
的植物色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中绿色植物组
织中的叶绿素含量反映了组织的光合能力，在一定程
度上还作为绿色组织衰老程度的指标［13］。大多数水
稻的颖壳在灌浆期为绿色，说明颖壳中也含有一定量
的叶绿素和类胡萝卜素，而水稻籽粒的子房在灌浆期
呈现绿色减退的现象。水稻在结实过程中，谷粒充实
所需要的物质至少有相当一部分来自于谷壳的光合作
用，并且谷壳发育的好坏亦能直接影响籽粒的充
实［10］。水稻颖壳的叶绿素可能参与了光合作用并对
最终的籽粒粒重产生直接或间接的影响［13］。
本试验研究结果显示，随着籽粒灌浆的进行，水稻
颖壳和籽粒子房色素含量逐渐降低。水稻颖壳的色素
含量远高于籽粒子房的色素含量，水稻籽粒子房色素含
量的变化趋势同颖壳色素含量的变化趋势相同，且延后
于颖壳色素含量的变化。色素含量变化不显著即达到
色素含量变化的稳定期，是水稻色素沉积含量和籽粒重
量两者的收获适宜期，综合 2 类色素在水稻颖壳和籽粒
子房中含量的变化情况，早(S1)、中(S2)、晚(S3)季稻
色素均在抽穗后 20 ～ 25d 达到色素沉积收获适期，这与
籽粒灌浆的收获适期吻合，证明水稻颖壳和籽粒子房的
色素对粒重产生一定的影响。这个时期也是生产上水
稻色素和籽粒的最佳适宜收获时期，此时收获的色素和
产量也是相对较高的。
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(责任编辑 邱爱枝)
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