中日水稻品种株型与品质比较分析

胡月 郭晓红* 李猛 周健 姜红芳 吕艳东 那永光 许鹤 蓝金路

（1黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省教育厅寒地作物种质改良与栽培重点实验室，黑龙江大庆163319；2黑龙江省农垦科学院水稻研究所，黑龙江佳木斯154007；第一作者：42186580@qq.com；*通讯作者：guoxh1980@163.com）

水稻是我国重要的粮食作物，我国稻米产量居世界第一。以往我国水稻育种目标及相关栽培技术主要集中在提高稻米产量上，目前我国水稻单产处于世界领先水平。但随着我国经济的快速发展，人们对优质稻米的需求逐步增加，在高产稳产的基础上提高和改善品质已成为当前育种的主要目标。自1968年Donald首次提出理想株型的概念，株型育种越来越受到育种家的重视[1]。前人研究表明，水稻株型与品质有着密切的关系。张子军等[2]研究发现，寒地早粳稻优质株型模式为：茎秆粗壮，穗下节间较长；倒2叶长宽比适宜、叶面积不能过大，剑叶长而窄、叶基角小，倒3叶宽较大；单穗质量较小，总粒数和着粒密度适中，结实率高。日本作为世界上著名的优质米生产国和消费国，早在20世纪60年代便开始了优质稻米的选育及相关栽培技术的研究，日本粳稻品种普遍品质优良，食味优[3]。日本的优质稻品种对我国有很大的借鉴意义，但目前对中日品种间株型性状和品质比较研究尚不多见。因此，笔者在前人研究的基础上，选取9个品质优良的日本粳稻品种和9个黑龙江近10年审定并大面积推广的优质粳稻品种作为参试材料，对两者的株型性状和品质性状进行差异性比较和分析，以期为黑龙江省优质稻米选育提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验共选取18个粳稻品种为材料。其中，日本优质粳稻品种9个：空育131、富士光、早熟青森、新月光、藤系144、星之梦、上育397、上育418、爱知旭；黑龙江近10年审定并大面积推广的优质粳稻品种9个：龙盾106、龙粳21号、龙粳36、龙粳39、龙粳43、龙庆稻1号、龙庆稻2号、龙庆稻3号、牡丹江32号。

1.2 试验设计

试验于2016年在黑龙江八一农垦大学校内试验田进行。试验田地力均匀，土地平整，灌溉方便。采用随机试验设计，各小区种植5行，每行单本插，行距30.0 cm，丛距12.5 cm，3次重复。4月15日大棚内播种旱育苗，5月24日插秧移栽。施肥与田间管理按照常规栽培方式进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 株型性状

在齐穗后15 d，选取有代表性的地段，每个材料连续取10丛进行茎数调查，根据调查结果选取有代表性的植株5丛，并从中选取5个优势单茎用于株型指标的测定。测定株高和倒1、倒2、倒3节的节间长度、节间粗度；测定倒 1、倒2、倒3叶的叶片长度、叶片宽度和叶基角（是指茎秆上方向与叶脉的夹角）。

表1 中日水稻茎部性状（cm）

表2 中日水稻茎部性状比较分析

成熟后根据田间长势长相选取有代表性的调查点，每个调查点选取连续的10丛植株，风干后调查每个植株的穗数、穗质量。根据穗质量结果选取有代表性的稻穗10个，考查其穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗实粒数、二次枝梗实粒数、一次枝梗实粒质量、二次枝梗实粒质量等性状。

1.3.2 稻米品质

碾磨品质的测定：用FC-2K型实验砻谷机（YAMAMOTO，离心式）加工成糙米，称重糙米记为W1，并按公式计算糙米率：糙米率=W1/W0×100%；用日本公司生产的VP-32型实验碾米机加工精米。从W1中称取一定量的糙米W2精碾，除去糠粉并称重记为W3，精米粒称重记为W4。并按下列公式计算其精米率和整精米率：精米率=W3/W2×（W1/W0×100%）；整精米率=W4/（W0×W2/W1）×100%

外观品质的测定：用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪测定垩白率、垩白度等。

营养品质的测定：用德国BRUKER公司生产的VECTOR22/N型近红外光谱仪测定糙米的直链淀粉含量、蛋白质含量。

食味品质的测定：用日本佐竹公司（SATAKE）生产的米饭食味计（STA1A）进行食味评分。

1.4 数据分析

所有数据使用Excel软件进行初步处理后，采用DPS7.05数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 中日水稻品种株型比较分析

2.1.1 茎部性状比较

如表1、表2所示，黑龙江品种倒1、倒2、倒3节间长度和粗度平均值大于日本品种；黑龙江品种株高平均为89.61 cm，比日本品种的平均株高（80.75 cm）高8.86 cm，差异显著。黑龙江品种倒3节间长变异系数显著大于日本品种；日本品种各节间粗变异系数显著大于黑龙江品种。说明供试黑龙江品种倒3节间长品种间差异较日本品种大，日本品种各节间粗度品种间差异较黑龙江品种大。

2.1.2 叶部性状比较

表3 中日水稻叶部性状

表4 中日品种叶部性状比较分析

如表3、表4所示，黑龙江品种剑叶的长和宽、倒2叶的长和宽、倒3叶的长和宽及剑叶面积均值显著高于日本品种，黑龙江品种龙庆稻1号上3叶长显著大于其他参试品种的平均值。黑龙江品种倒1叶基角和倒3叶基角均值大于日本品种，倒2叶基角均值略小于日本品种。日本品种上育397叶基角最大，叶片较披散；同时剑叶面积最小，仅为17.83 cm2。日本品种叶部各性状变异系数显著大于黑龙江品种。可见，黑龙江品种上3叶叶片较日本品种长且宽；日本品种总体上叶片直立性好于黑龙江品种；同时，日本品种叶部性状品种间差异较大。

2.1.3 穗部性状比较

如表5、表6所示，黑龙江品种穗部各性状均值高于日本品种，说明在黑龙江省的气候条件下，黑龙江品种穗部性状优于日本品种，其中，总粒数和实粒数比日本品种分别高23.34%和30.26%。日本品种早熟青森的穗长、穗质量、穗总粒数、穗总粒质量、穗实粒数、穗实粒质量分别达到 19.88 cm、4.39 g、165.2 粒、4.17 g、149.0粒、4.15 g，远远高于其他17个参试品种，穗部综合性状表现良好。除一次枝梗数、二次枝梗数变异系数日本品种小于黑龙江品种外，其余性状的变异系数日本品种均大于黑龙江品种。说明日本品种穗部性状品种间差异大于黑龙江品种。

2.2 中日水稻品质比较及相关分析

2.2.1 品质比较

如表7、表8所示，中日品种的糙米率、精米率、整精米率均值差异不大，说明碾磨品质差异不显著。日本品种粒长和粒宽略大于黑龙江品种，垩白度和垩白粒率均值差异较小。但黑龙江品种的垩白度和垩白粒率变异系数大于日本品种，说明其外观品质品种间差异大于日本品种。黑龙江品种直链淀粉含量和食味评分略高于日本品种，蛋白质含量略低于日本品种，黑龙江品种龙粳39食味评分最高达到83.94，其次是日本品种早熟青森，达到81.34。由此可见，黑龙江有些品种的食味评分已达到日本优质品种的水平。

2.2.2 中日水稻品质相关分析

表5 中日水稻穗部性状

表6 中日水稻穗部性状比较分析

表7 中日水稻品质性状

如表9所示，黑龙江品种糙米率与精米率呈极显著正相关；精米率与直链淀粉含量呈显著负相关；整精米率与蛋白质含量呈极显著正相关，与食味评分呈显著负相关；垩白度与垩白粒率呈极显著正相关；食味评分与蛋白质含量呈极显著负相关。如表10所示，日本品种糙米率与精米率、整精米率呈显著正相关；精米率与食味评分呈极显著正相关；粒长与粒宽呈极显著负相关；垩白度与垩白粒率呈极显著正相关；垩白粒率与蛋白质含量呈显著正相关。食味评分方面，中日品种存在不同的相关性。说明中日两国品种各自品质相关性存在相同点，也有不同之处，这是由品种自身遗传差异和环境因素所导致。

表8 中日水稻品质性状比较分析

表9 中国品种品质性状相关分析

表10 日本品种品质性状相关分析

3 结论与讨论

从20世纪20年代我国第一次引进日本粳稻品种[4]，到20世纪80年代以前，日本品种在我国东北地区的影响力远远大于地方品种，80年代之后本地品种才逐渐取代日本品种[5]。但许多优质水稻品种都以日本品种为亲本，如以空育131为亲本育成并在黑龙江省大面积推广的龙庆稻2号等。李红宇等[5]研究表明，日本品种和我国东北地区品种亲缘关系十分接近。本研究表明，黑龙江品种和日本品种株型差异显著，黑龙江品种的株高和上3节间粗度显著高于日本品种，上3叶叶片较日本品种长且宽；日本品种叶片直立性总体上好于黑龙江品种；黑龙江品种的穗长、穗质量、粒质量等优于日本品种。可见，中国品种株型整体上比日本品种高大，单穗产量更高。凌启鸿[6]研究表明，水稻上3叶为高效叶面积，有利于光合作用。黑龙江品种上3叶叶片较日本品种长且宽，因此光合速率更强，有利于光合产物的运转和固定，进而影响源、库关系，最终影响稻米的穗部性状。

楠谷彰人[7]研究认为，日本优质稻育种有直链淀粉含量和蛋白质含量都逐步降低的趋势，但我国品种尚未发现这个趋势。本研究结果表明，黑龙江品种直链淀粉含量和食味评分略高于日本品种，蛋白质含量略低于日本品种。可见，近年来黑龙江省新育成的水稻品种在食味方面已经接近日本品种，如龙粳39。多数研究表明，稻米直链淀粉含量与蛋白质含量呈显著负相关[8-10]。本研究表明，中日两国品种直链淀粉含量与蛋白质含量均无显著相关性，与前人研究存在一定出入，有待考证。