日本寒冷地带北海道粳稻米粒外观品质的年度及地域间差异及其发生原因

2020-12-08丹野

粮油食品科技 2020年6期

丹野久

（北海道农产协会，日本北海道札幌，060-0004）

北海道的一等米比率在 1970年代以后得到了大幅上升。其结果，北海道与日本全国相比以往较低，但从 1998年以后开始变高，自该年至2018年的21年平均为86%±7.1%（±标准偏差），比日本全国的76%±5.9%高10%（图1）。但是，显示年度间差异的标准偏差值比日本全国稍大，这个值还需要缩小。

图1 北海道和日本全国的一等米比率及收成指数的年度推移[1]

另外，这21年间一等米比率低于85%的年份有7年。究其等级下降的因素，在很多年中都是由于腹白粒和心白粒等白未熟粒的产生导致的整粒不足和青未熟粒等导致的充实度不足造成的。此外，还发现有由于水稻盲蝽多发而造成的含有斑点米的着色粒（表1，图2）。

表1 1998—2018年北海道一等米比率低于85%的7年等级下降的主要原因[2-8]

图2 农产品检验标准中糙米品质（等级）中的受害粒、死米、着色粒及未熟粒的例子

从收成指数和一等米比率的关系来看，1998—2018年之间收成指数越高的年度，一等米比率就越高（图 3）。然而，在 1971—1997年之间这种关系并不明确，推测其原因是受同期间的育种导致外观品质提高[10]和栽培方法改良[11]的影响。另外，这种相关关系在日本全国的平均值中也看不到，这是北海道的特征性关系。

图3 北海道与日本全国的收成指数与一等米比率之间的关系[1]

另一方面，在与食味相关的直链淀粉含量和大米蛋白质含量（以下简称蛋白质）中，年度间差异比地域间差异大，这是因为栽培期间和不同生长阶段气温的年度间差异比地域间差异大，糙米产量等的生长特性差异也较显著[12]。因此，可推测米粒外观品质的年度间差异和地域间差异都会受水稻不同生长阶段气温和生长特性差异的影响。

因此，本报告列举了作为米粒外观品质的整粒，从整粒中去除的未熟粒、受害粒及死米，以及含在整粒中造成等级下降的着色粒及影响大米外观评价的糙米白度和大米白度等。主要由1999—2006年的6～8年间，15个地区的调查结果，阐明了这些米粒外观品质的年度间和地域间的差异，并且明确了它们和气象以及生长特性之间的关系[13-14]。此外，开发了抑制未熟粒、受害粒、死米及着色粒的产生以及提高糙米白度和大米白度的提高外观品质的栽培技术，并面向生产者进行普及和指导，在此也介绍了其大概内容。

1 米粒外观品质的年度间地区间差异

在整粒比率、未熟粒比率、受害粒比率、死米比率，以及着色粒比率、糙米白度和大米白度方面，比较年度间和地区间的最大值和最小值之差以及标准偏差，结果都是年度间的差异大。也就是说，年度间的差异与地区间的相比，受害粒最大分别为6.5、6.2倍，其次是整粒、未熟粒及着色粒的2.5～3.1倍、2.9～3.1倍，糙米白度及大米白度为2.0～2.1、2.4～3.1倍，与之相比，死米最小，为1.1、1.9倍（表2）。

表2 年度间和地区间米粒外观品质统计结果[13-14]

2 各生长阶段的气温及生长特性的年度间地区间差异

出穗前24日以后30天之间的障碍型冷害危险期（以下称为障碍危险期）的平均气温以及出穗后40天之间的日平均累计气温（以下称为成熟气温）的年度间差异与地区间差异相比，以及年度间的标准偏差与地区间相比，分别为 2.4～3.4倍以及3.6～3.9倍。而且，在不结实比率、千粒重、糙米产量的生长特性及蛋白质方面，年度间的差异与地区间相比，还有年度间的标准偏差与地区间相比分别为1.3～3.1、1.5～3.4倍（表3）。

表3 年度间和地区间各生长阶段的气温及生长特性的统计结果[13-14]

如上所述，在各个生长阶段的气温和生长特性方面，年度间差异均比地区间差异大。因此，推断米粒外观品质的年度间差异比地区间差异大。

3 年度间与地区间米粒外观品质之间的关系

由于未熟粒比率和受害粒比率比死米比率在年度间和地区间的差异更大，所以被认为对整粒比率的影响更大（表2）。比较它们与整粒比率之间的相关系数，年度间的受害粒比率，地区间的未熟粒比率比受害粒比率的绝对值更大，其对整粒比率的影响更大（表4，图4）。另外，试验年度中的2003年，是北海道收成指数为73的冷害年。在本次试验中，该年与其他年度相比，受害粒比率和着色粒比率增高，整粒比率降低。

表4 年度间和地区间米粒外观品质之间的相关系数

图4 年度间和地区间的未熟粒比率以及受害粒比率与整粒比率之间的关系

另外，整粒比率在年度间和地区间与受害粒比率之间呈负的相关关系，并且与受害粒比率呈正相关性的着色粒比率（图 5）也有负的相关关系。整粒比率在地区间与糙米白度之间存在正的相关关系。另外，糙米白度和大米白度之间，在年度和地区间都有正的相关关系（图6）。也就是说，提高整粒比率、糙米白度和大米白度的因素有类似性，并且这些因素会减少受害粒和着色粒。

在年度之间，死米越多通常受害粒和着色粒就越少，糙米白度和大米白度也就越高。另一方面，在地区之间，死米多，受害粒和着色粒也增多，而糙米白度和大米白度却降低。因此，死米和这些外观品质之间的关系，在年度间和地区间是不同的。

图5 年度间和地区间的受害粒比率和着色粒比率之间的关系

图6 年度间和地区间的糙米白度和大米白度之间的关系

4 年度间米粒外观品质与生长特性及不同生长阶段气温之间的关系

年度之间，整粒越多，由于丰产使得蛋白质越低（表 5，图 7，图 8）。另外，障碍危险期的气温越高，不结实比率越低，蛋白质越低，并且成熟气温越高，糙米白度和大米白度就越高（图9，图10）。另一方面，在冷害危险期为高温情况下，不结实率越低，千粒重越重，越是丰产（表5），并且分别达到890和850 ℃的成熟温度越高，受害粒和着色粒发生就越少（图11和图12）。

表5 年度间和地区间米粒外观品质和生长特性以及各生长阶段气温之间的相关系数

图7 年度间和地区间的糙米产量与整粒比率之间的关系

图8 年度间和地区间的大米蛋白质含量与整粒比率之间的关系

图9 年度间和地区间的大米蛋白质含量与糙米白度及大米白度之间的关系

图10 年度间和地区间的出穗后40天之间的日平均累计气温与糙米白度及大米白度之间的关系

图11 年度间和地区间的出穗后40天之间的日平均累计气温与受害粒比率之间的关系[14]

图12 年度间和地区间的出穗后40天之间的日平均累计气温和着色粒比率之间的关系[14]

死米比率与这些生长阶段的气温和生长特性之间的关系，与整粒比率、糙米白度和大米白度的情况类似，但稍显不清晰。另外，未熟粒比率与这些生长阶段的气温和生长特性之间的关系没有固定的倾向性。

5 年度间未熟粒比率与气象之间的关系

年度间的未熟粒比率当成熟气温在808 ℃时为最低，比其高的话白未熟粒增多[15-17]，低的话青未熟粒增多[18]，其比率变高（图 13）。并且，对成熟期间的出穗后 1～20日的前半以及 21～40日的后半的日平均累计气温和未熟粒比率的二次回归曲线的决定系数进行比较的话，由于成熟期间后半的值更大（表6），可认为其影响度也更大。另外，作为主要未熟粒的乳白粒和腹白粒，除了高温之外，日照越少就越多（图14）。

图13 年度间和地区间的出穗后40天之间的日平均累计气温和未熟粒比率之间的关系[14]

表6 抽穗后1～20天以及21～40天的日平均累计气温和未熟粒比率的二次回归方程决定系数的比较[14]

图14 出穗后40天之间的日平均累计气温和日照时间对乳白粒以及腹白粒产生的影响[19]

6 地区间米粒外观品质与生长特性及不同生长阶段气温之间的关系

地区之间，存在成熟气温越高，受害粒和着色粒就越少，糙米白度和大米白度就越高的趋势，但其他方面相关系数的绝对值略小，没有显示明确的相关关系（表5）。但是，泥炭土比率越高，灰色低地土比率越低，死米就越多（图 15）。也就是说，泥炭土具有即使在初期生长较差，但之后由于氮供给量多，每平方米的稻谷数量多的特征[20]。由此，在迟穗上生长的稻谷不能充分成熟，死米就会变多。因此，由土壤类型差异造成了死米产生的地区间差异，这是前述 3.的死米比率与受害粒比率、着色粒比率、糙米白度和大米白度之间的关系在年度间和地区间不同的主要原因。

图15 调查地区之间土壤类型比率与死米比率之间的关系[14]

7 提高米粒外观品质的对策

如上所述，为了提高外观品质，有必要抑制未熟粒、受害粒、着色粒和死米的产生。因此，对于未熟粒及死米，要遵守适当的种植密度，通过侧条施肥促进初期生长，以及避免早期异常出穗，使稻穗整齐，同时促进出穗。此外，通过土壤诊断决定施肥量等，将每平方米的稻谷数量适当化，在成熟期向土壤供给充足的水分，同时进行适期收割。另外，这些对策技术对于提高糙米形质的充实度和增加光泽度也很有效[21]。此外，对于死米，为了防止因稻瘟病而导致的成熟停止，应充分采取防治措施。

有关受害粒，对于发芽粒要避免多肥，防止倒伏。对于爆腰粒应避免迟收淋雨，或收获后的高温干燥。此外，对于茶米，鼓励在强风地带设置防风网和使用硅酸肥料来减轻叶鞘褐变病和褐变穗的产生[22-24]（图 16）以及适期收割[21]（图17，表 7）。

另外，着色粒主要是水稻盲蝽造成的斑点米[25-26]（图 18），但是由于黑附球菌而产生的红变米也会在一些年份发生[24]。这些谷粒都是破损稻谷多的品种发生率高，所以要注意选择种植品种（图 19）。另外，为了防止盲蝽的多发，对田埂畔和周边的禾科杂草进行适当的管理，并在水稻上撒布药剂进行充分的防治[25]。红变米在成熟过程中，糙米水分越高，越容易感染，症状也越严重，稻谷周围的湿度越高，就越容易多发（图 20），注意不要迟割，收获后迅速进行干燥。