垩白的产生对稻米品质的影响及改良手段

2020-12-11黄少锋张丽萍宋冬明

北方水稻 2020年4期

贺梅，黄少锋，张丽萍，宋冬明*

（黑龙江省农垦科学院水稻研究所，黑龙江佳木斯 154007）

垩白是指稻米胚乳中组织疏松而形成的白色不透明的部分，包括心白、腹白和背白。评价垩白的指标有垩白粒率和垩白度。垩白粒率是指米粒中有垩白米粒的比率。垩白度是垩白米的垩白面积总和占试样米样粒面积总和的百分比。稻米的品质包括加工品质，外观品质，蒸煮和食味品质，营养品质。其中垩白有无，垩白的大小是稻米外观品质好坏的重要衡量指标。垩白不仅对稻米的外观品质有影响，对稻米的加工品质与蒸煮和食味品质也有一定的影响。在生产上减少垩白的产生，对稻米产业发展有很大意义。

1 稻米垩白的产生

1.1 品种的遗传因素

垩白性状是一种胚乳性状，稻米垩白在品种间表现差异显著，籼稻垩白的发生率比粳稻高。现有的研究认为垩白是一个受多种因子制约，多基因控制的复杂性状，由于垩白这类胚乳性状的遗传表达可能受二倍体母体基因型或三倍体胚乳基因型控制，还有可能受两者共同控制，因此遗传表现非常复杂。垩白表达主要受母本遗传因子的调控。垩白性状为隐性性状，由多个遗传因子调控，非由单基因控制；垩白性状是典型的数量性状遗传，与外界因素相关性强。冯明友等研究发现，垩白表达非由单基因控制，由遗传片段联合调控。另外，少垩白或无垩白表现出隐性遗传或偏隐性遗传，母性遗传效应较大。逆境胁迫可促进对低垩白粒率与垩白度材料的筛选，在逆境胁迫下选择出的材料利用价值更高。其中，以垩白表现差材料为母本，垩白表现优良材料为父本进行异交，选择效果最佳[1]。

1.2 气候因素

1.2.1 温度盛婧等[2]研究表明，花后6～20 d 温度变化对垩白粒率影响较大；在同一时段，在25～40 ℃内随温度升高，垩白粒率主要表现为增加的趋势。温度对稻米垩白度的影响和对垩白粒率的影响基本保持一致，当环境温度升高时，垩白度呈增加趋势。朱碧岩等[3]认为，灌浆结实期温度对垩白的影响还存在一定的时段效应，抽穗后前20 d温度对垩白影响最大。高温加速灌浆，从而影响光合产物积累运转、代谢酶活性及细胞分裂等，使垩白率提高。程方民等[4]发现低温条件下，低温对粳稻品种稻米垩白形成影响较小，对籼稻品种垩白有不同程度的影响。陈能等[5]研究发现，对于容易发生垩白的水稻品种，垩白在高温下形成较早，垩白粒率与面积在灌浆过程变化不明显，垩白在适温下逐渐增多，垩白粒率及其面积变化均弱于处于高温条件下的变化；垩白少的品种，在高温下其垩白粒率是随灌浆的持续而逐渐增加，其面积变化不明显，而适温下垩白基本无变化。徐富贤等[6]研究认为，齐穗后20 d 内的气候变化对垩白形成的影响较大，其中日均温和日最低温是垩白形成的主要影响因子，日均温和日最低温降低均可有效地减少稻米的垩白度和垩白粒率。

1.2.2 光照水稻灌浆期如果光照不足，光合作用受到抑制，光合产物积累量少，特别是田间郁闭，通气和透光性不良，导致籽粒灌浆充实不良，稻米垩白发生率增加；但是光照增强，温度相应升高，促使灌浆过程缩短，加速了稻米成熟，导致稻米垩白的形成。刘博等[7]研究表明，移栽期至始穗期日照影响水稻的产量性状和品质性状，强光照可改善垩白粒率。殷红等[8]则研究发现，通过紫外线-β 增强，可降低水稻垩白米粒的发生。韦朝领等[9]研究表明，在水稻抽穗后从乳熟期到成熟期这15 d 中稻米品质受到太阳辐射影响较大。在水稻生长发育后期，光照不佳，光合作用将受到正相关的影响，致使稻米垩白面积增大，垩白率增加。

1.3 栽培管理因素

1.3.1 水分水层管理不当，垩白率增加。阶段性缺水或后期撤水过早或长期深水淹灌，导致水稻根系早衰，吸收传导能力降低，养分运输受阻，垩白率增加，特别是后期腹白增加。刘立军等[10]研究表明，灌浆结实期采用轻干—湿交替灌溉可降低稻米垩白粒率和垩白度；采用重干—湿交替灌溉的结果则相反。严格遵从水稻生长发育不同时期对水分的需求进行管理，适宜的灌水与排水，可提高水稻根系活力，促进同化物运输，降低稻米垩白度与垩白粒率。

1.3.2 肥料朱雄涛[11]的研究指出，不同的品种对氮素反应是不相同的，一部分的垩白度随总施氮量增加而上升，而另一部分的垩白度随着总施氮量增加而下降。周瑞庆[12]认为，在保证水稻对氮素需要的前提下配合施钾，可降低垩白粒率。贺阳冬等[13]研究认为，施用有机肥可提高稻米的加工品质和降低垩白粒率、垩白度；硅素是水稻良好生长的必需元素，施用硅肥能够减轻一些金属盐离子的危害，调节养分供应，增强抵抗病虫害、抗倒伏和防止早衰的能力，适量施硅可以降低垩白米率、垩白大小和垩白度，降低垩白米率，微量元素在土壤中的含量很低，但是所起的作用却很大，是水稻生长所不可缺少的。湖南省优质稻生产技术体系及其应用理论研究协作组进行的试验中，孕穗和始穗期喷施0.05%的钼酸铵溶液，能提高整精米率，降低垩白度。铁、钻、钒、镍等元素也能明显地降低垩白率和垩白度[14]。

2 垩白对稻米品质的影响

2.1 对外观品质的影响

稻米的外观品质是指稻米的大小、形状及外观色泽。具体指标包括千粒重、长宽比、透明度、垩白大小、垩白率。垩白的多少直接影响人们的感官，好的稻米第一眼看上去给人的感觉应该是晶莹饱满的，垩白少透明度高，垩白多透明度降低。

优质稻米外观标准中，对于垩白指标的衡量标准，籼米和粳米标准一样。对于一级米，垩白粒率要小于等于10%，垩白度小于等于1.0%。二级米垩白粒率要小于等于20%，垩白度小于等于3.0%。三级米垩白粒率要小于等于30%，垩白度小于等于5.0%。垩白粒率越多，垩白度越大，越会降低外观品质。

2.2 对加工品质的影响

评价稻米加工品质的指标包括糙米率、精米率和整精米率。研究表明，垩白大小与糙米率呈正相关，和粳米率呈负相关；垩白率与糙米率及精米率均呈负相关，认为提高稻米的糙米率、降低垩白粒率是提高稻米精米率的有效途径[15-16]。因而可以通过培育无垩白或者少垩白的水稻品种来提高稻米的精米率和整精米率。

2.3 对蒸煮和食味品质的影响

蒸煮食味品质主要指米饭的粘性、弹性、软硬度等综合口感。包括稻米的直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、淀粉黏度谱等指标。冯银喜[17]研究发现随稻米中垩白粒率的增多，加工成的米饭的柔软性变强，蓬松性变差，食味口感变劣。 Singh 等[18]研究发现，垩白米的直链淀粉含量、粘性、弹性、柔软性、硬度和综合口感均较低。垩白米多导致米饭的蒸煮和食味品质下降。