不同优质食味粳稻产量及品质差异研究

陈京都，唐建鹏，张明伟，姚 义，陆佩玲，胡雅杰，谢成林

（1扬州市农业技术推广站，江苏扬州225101；2扬州大学/农业农村部长江流域稻作技术创新中心，江苏扬州225009）

0 引言

水稻是国内主要粮食作物之一，全国2/3人口以稻米为主食[1]。因此，稻米关乎广大人民群众口粮的安全和质量。随着居民生活水平提高，对吃的要求已经从吃得饱向吃得好、吃得安全转变，同时，随着农业供给侧结构性改革的不断深入，优质稻米的需求也越来越突出。因此，加大优质食味水稻品种的推广应用，对调整水稻种植结构、满足优质稻米需求、促进农业提质增效和农民增收具有重要意义。受品种基因型[2-3]、气候生态因子[4-5]以及栽培管理措施[6-8]等的影响，水稻产量和品质在不同地区种植会发生变化，因此要因地制宜选用适宜本地的品种。本研究以江苏省主推的3个优质食味粳稻品种为试验材料，在江苏中部沿江地区开展不同优质食味粳稻品种生长特性、产量及其构成因素以及稻米品质等的差异比较研究，综合评价品种区域适宜性，以期为优质食味水稻品种选用和合理布局、促进稻米产业升级提供技术支持和参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用迟熟中粳‘南粳9108’、早熟晚粳‘南粳3908’和‘南粳5055’为试验材料，3个品种为江苏省主推的优质食味粳稻。

1.2 试验设计

试验于2019年在扬州市江都区浦头镇进行。试验地点位于江苏省中部沿江地区，是重要的优质水稻产地，前茬为小麦，土壤类型为沙壤土。采用相同条件进行种植，每个品种设置3个重复，每个重复0.13 hm2，统一肥水管理。5月20日落谷，6月14日机插，行株距配置为30cm×11.7cm，每穴4苗左右，基本苗118.5万/hm2左右，纯氮施用量315 kg/hm2，氮肥运筹为基肥:蘖肥:穗肥=3.8:3.2:3.0，氮肥磷肥钾肥比例为N:P2O5:K2O=1:0.5:0.5，采用“浅－搁－湿”灌溉模式。病虫草害防治按照大田生产方式统一进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 茎蘖动态 移栽后各重复定点10穴作为观察点，分别于分蘖期（栽后20天）、拔节期、抽穗期和成熟期调查茎蘖数和成熟期有效穗数，按式(1)计算成穗率[9]。

1.3.2 干物质量和叶面积 分别于分蘖期（栽后20天）、拔节期、抽穗期和成熟期，按每个重复茎蘖数的平均数取代表性植株3穴，于105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，测定地上部干物质质量。采用比重法测定叶面积，计算各生育期的叶面积指数，按式(2)计算结实期叶面积衰减率。

式中，LAI1和LAI2分别为抽穗期和成熟期叶面积指数，t1和t2为抽穗期和成熟期测定叶面积的时间[10]。

1.3.3 计产 成熟期选取50穴调查穗数，并根据平均穗数取5穴调查每穗粒数、结实率，测定千粒重，计算理论产量，并实收100穴进行测产，计算单位面积产量，按式(3)计算收获指数[9]。

1.3.4 稻米品质测定 水稻收获脱粒、晒干、风选后，参考《优质稻谷(GB/T 17891)》测定稻米的加工品质、外观品质、胶稠度等主要品质指标。采用瑞典Foss Tecator公司生产的近红外谷物分析仪(Infrared 1241 Grain Analyzer)测定精米的蛋白质含量和直链淀粉含量。

1.3.5 食味值指标 采用米饭食味计（STA1A，日本佐竹公司）自动测定米饭的外观、硬度、黏度、平衡值的评分和综合评分值（食味值），其中外观10分、硬度10分、黏度10分、平衡度10分、食味值100分。

1.3.6 稻米RVA谱特征值 采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的Super3型RVA仪(Rapid Viscosity-Analyzer)快速测定淀粉谱黏滞特性，用TCW(Thermal Cycle for Windows)配套软件分析淀粉黏滞性。按照AACC规程(1995-61-02)和RACI标准方法，取含水量为14.00%的米粉3.00 g，加蒸馏水25.00 g。在搅拌测定过程中，罐内温度为50℃，保持1 min后以11.84℃/min的速度上升到95℃(3.75min)并保持2.5min，再以11.84℃/min的速度下降到50℃并保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转动速度为960 r/min，之后保持在160 r/min。RVA谱特征值包括峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值（峰值黏度-热浆黏度）、消减值（最终黏度-峰值黏度）、回复值（最终黏度-热浆黏度）等。

1.4 数据计算与分析

采用Microsoft Excel录入和计算数据，使用DPS软件作统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同优质食味粳稻产量及其构成因素

从表1可以看出，‘南粳3908’产量极显著高于‘南粳9108’和‘南粳5055’，分别高6.87%和9.02%。产量构成因素中，不同品种穗数差异显著，‘南粳5055’穗数最多，‘南粳3908’最少，差异极显著；每穗粒数‘南粳3908’最多，与‘南粳9108’和‘南粳5055’差异极显著；结实率‘南粳3908’＞‘南粳9108’＞‘南粳5055’；千粒重‘南粳3908’＞‘南粳9108’＞‘南粳5055’，差异显著或极显著。可以看出，‘南粳3908’高产形成的主要原因是穗大、粒重。

表1 不同优质食味粳稻的产量及其构成因素

2.2 不同优质食味粳稻群体茎蘖动态与成穗率

从表2可以看出，分蘖期群体茎蘖数‘南粳5055’最高，‘南粳3908’次之，‘南粳9108’最低，‘南粳5055’与其他2个品种差异极显著；拔节期群体茎蘖数‘南粳5055’＞‘南粳9108’＞‘南粳3908’，差异极显著，与分蘖期相比，‘南粳5055’茎蘖数增加了43.95%，分蘖能力较强，‘南粳9108’和‘南粳3908’分别增加了35.85%和30.68%；拔节后‘南粳5055’茎蘖消亡速度相对较快，与拔节期相比，抽穗期‘南粳5055’茎蘖消亡率达26.59%，‘南粳9108’和‘南粳3908’分别为23.14%和19.24%；成熟期‘南粳5055’茎蘖数最多，‘南粳9108’次之，‘南粳3908’最少，成穗率‘南粳3908’＞‘南粳9108’＞‘南粳5055’，‘南粳5055’极显著低于其他品种。可以看出，‘南粳5055’早期发苗快，分蘖能力强，但拔节后消亡速度快，分蘖不稳定最终成穗率较低，‘南粳9108’和‘南粳3908’分蘖能力相对较弱，但分蘖较稳定，最终成穗率较高。

表2 不同优质食味粳稻的群体茎蘖动态与成穗率

2.3 不同优质食味稻叶面积指数动态

从表3可以看出，分蘖期‘南粳5055’叶面积指数最高，分别比‘南粳9108’和‘南粳3908’高10.58%和19.42%，3个品种间差异极显著；拔节期‘南粳3908’叶面积指数最高，分别比‘南粳9108’和‘南粳5055’高15.12%和16.20%，差异极显著；抽穗期‘南粳3908’叶面积指数分别比‘南粳9108’和‘南粳5055’高8.96%和3.76%，品种间差异极显著；成熟期‘南粳3908’叶面积指数最高，与‘南粳9108’和‘南粳5055’相比分别高36.21%和14.14%，品种间差异极显著。结实期叶面积指数衰减率‘南粳3908’最小，与‘南粳9108’和‘南粳5055’相比差异极显著，分别低3.26%和2.20%。

表3 不同优质食味粳稻的叶面积指数与结实期叶面积衰减率

2.4 不同优质食味粳稻干物质积累

不同品种优质食味粳稻各时期干物质重存在差异（表4）。分蘖期‘南粳5055’干物质积累量最高，‘南粳3908’最低，品种间差异极显著；拔节期和抽穗期‘南粳5055’干物质积累量最高，‘南粳9108’最低，且表现出极显著差异；成熟期干物质积累量‘南粳3908’最高，‘南粳5055’次之，‘南粳9108’最低，‘南粳3908’与‘南粳9108’表现出显著差异。从收获指数来看，‘南粳9108’最高，‘南粳5055’次之，‘南粳3908’最低，差异不显著。

表4 不同优质食味粳稻的干物质积累

比较各生育期干物质积累和比例（表5）可以看出，不同优质食味稻品种各生育时期干物质积累和比例存在差异。移栽至分蘖期干物质积累量及其比例‘南粳5055’最高，‘南粳3908’最低；分蘖至拔节期‘南粳3908’干物质积累量及其比例最高，‘南粳9108’积累量最低，‘南粳5055’积累比例最低；拔节至抽穗期干物质积累量及其比例‘南粳5055’高，‘南粳9108’最低；抽穗至成熟期干物质积累量及其比例‘南粳3908’最高，‘南粳5055’最低，差异极显著。可以看出，‘南粳5055’从移栽至抽穗干物质积累较快，抽穗至成熟期逐渐放缓，‘南粳3908’分蘖期干物质积累较慢，拔节后特别是抽穗灌浆期间干物质积累逐渐加快。

表5 不同优质食味粳稻各生育期的干物质积累及比例

2.5 不同优质食味粳稻加工品质和外观品质

从表6可以看出，不同优质食味粳稻加工品质和外观品质存在差异。糙米率‘南粳3908’＞‘南粳5055’＞‘南粳9108’，品种间差异不显著；精米率‘南粳5055’＞‘南粳3908’＞‘南粳9108’，差异不显著；整精米率‘南粳3908’最高，‘南粳5055’次之，‘南粳9108’最低，差异不显著；垩白粒率‘南粳9108’最高，与‘南粳3908’和‘南粳5055’相比差异极显著，分别高64.74%和105.87%，‘南粳5055’最低，与‘南粳3908’差异不显著；垩白度以‘南粳9108’最高，极显著高于‘南粳3908’和‘南粳5055’，分别高283.5%、445.0%，‘南粳5055’最低，与‘南粳3908’相比差异不显著。

表6 不同优质食味粳稻的加工品质和外观品质 %

2.6 不同优质食味粳稻营养品质与蒸煮食味品质

从表7可以看出，‘南粳5055’的蛋白质含量最高，分别比‘南粳9108’、‘南粳3908’高2.92%、1.73%，表现出极显著和显著差异；‘南粳9108’的直链淀粉含量最高，分别比‘南粳 3908’、‘南粳 5055’高 4.20%、12.73%，品种间差异极显著；‘南粳3908’与‘南粳5055’的胶稠度长度相当，显著长于‘南粳9108’。

表7 不同优质食味粳稻的营养品质和蒸煮食味品质

2.7 不同优质食味粳稻稻米食味值

从表8可以看出，‘南粳9108’的食味值最高，与‘南粳3908’和‘南粳5055’相比分别高18.33%和29.09%，品种间食味值差异极显著。不同品种间外观、黏度、平衡度等指标均表现出极显著差异，其中‘南粳9108’的外观、黏度、平衡度等指标表现最好，‘南粳5055’的硬度最高。

表8 不同优质食味粳稻稻米食味值

2.8 不同优质食味粳稻RVA谱特征

从表9可以看出，不同优质食味稻峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值、消减值存在显著或极显著差异，回复值、峰值时间和糊化温度差异不显著。峰值黏度表现为‘南粳9108’最高，与其余品种差异极显著，‘南粳9108’次之，‘南粳5055’最低；热浆黏度表现为‘南粳3908’最高，‘南粳5055’最低，两品种差异显著；最终黏度表现为‘南粳9108’＞‘南粳3908’＞‘南粳5055’，最高与最低间差异显著；‘南粳9108’的崩解值最高，与其他品种差异显著；回复值表现为‘南粳9108’最高，‘南粳5055’次之，‘南粳3908’最低，最高与最低间差异显著；消减值表现为‘南粳9108’＜‘南粳3908’＜‘南粳5055’，且差异显著。

表9 不同优质食味粳稻的RVA谱特征

3 结论与讨论

3.1 不同优质食味粳稻产量形成差异

产量是衡量水稻品种优劣的关键指标，水稻品种是否高产很大程度上取决于能否形成足够的群体颖花量、较高的结实率和千粒重[11]，卫平洋等[12]研究发现，高产类型水稻在产量构成因素上表现出单位面积穗数低、每穗粒数高、结实率高、千粒重高的特点。本研究中‘南粳3908’产量极显著高于‘南粳9108’和‘南粳5055’，表现为单位面积穗数低、穗型大、结实率高、千粒重重等特点。魏海燕等[13]、梁建等[14]研究认为，有效分蘖临界叶龄期至拔节阶段无效分蘖发生少，拔节后分蘖稳定的品种，最终成穗率相对高。本研究中，‘南粳5055’早期发苗快，分蘖能力强，但拔节后消亡速度快，分蘖不稳定最终成穗率较低，‘南粳9108’和‘南粳3908’分蘖能力相对较弱，但分蘖较稳定，最终成穗率较高。叶面积及结实期叶面积衰减率是反映水稻产量形成的重要因素。本研究中产量较高的‘南粳3908’前期叶面积指数较低，但后期叶面积指数显著增加，且衰减较慢，增加了结实期的光合物质生产能力。干物质生产是水稻库容量和产量形成的基础。成熟期的干物质积累量和抽穗到成熟阶段的干物质积累量与产量水平呈正比[15-16]，干物质积累分配合理形成高产表现在拔节前群体有适宜的生长量，拔节期的干物质积累不会过多，抽穗期的群体干物质量也就有可能适宜，为提高抽穗至成熟阶段的光合生产积累量打下基础。本研究中产量较高的‘南粳3908’前期干物质积累较少，但在后期，特别是抽穗至成熟阶段干物质积累量和积累比例显著增加，为高产奠定了基础。

3.2 不同优质食味粳稻稻米品质特征差异

‘南粳3908’、‘南粳9108’和‘南粳5055’都是优质食味粳稻品种，但在稻米品质上存在一定的差异。对照GB/T 17891中优质稻米指标，3个品种的整精米率均达到1级粳稻标准，垩白度‘南粳3908’和‘南粳5055’达到国标3级标准；‘南粳9108’垩白度较高，可能是水分含量较低，出现暗胚表型[17-18]，或者是米质偏软等原因，导致精米透明度变差，在检测中误判，致使垩白度数据较高。

本研究中3个优质食味稻直链淀粉含量范围为11.00%～12.40%，符合优质稻谷要求。研究认为，直链淀粉含量与胶稠度长短有关，直链淀粉含量低胶稠度较软，含量高胶稠度较硬[19]，胶稠度越软，其流动性和延展性越好，流胶长度越长[20]。本研究中‘南粳9108’直链淀粉含量高，胶稠度短；‘南粳3908’、‘南粳5055’直链淀粉含量较低，胶稠度较长；不同品种间的表现与前人研究大致相同。粳米的蛋白质含量一般为5%～16%[21]，蛋白质含量高会导致米饭变硬，品质变劣，影响食味品质[22]，蒸煮食味品质好的品种，蛋白质含量一般不高于9%[23]，本研究中‘南粳5055’蛋白质含量显著高于‘南粳9108’和‘南粳3908’，但低于9%，从食味值看，‘南粳9108’最好，‘南粳3908’次之，‘南粳5055’最差，也表明蛋白质含量高影响蒸煮食味。RVA谱特征是反映稻米品质重要指标，研究认为峰值黏度高、崩解值大、消减值小且为负值，稻米蒸煮食味品质好[24-25]，本研究中‘南粳9108’以上各项指标均较好，食味品质较好。

3.3 适宜优质食味粳稻品种的选用

选择合适的品种是水稻优质高产的基础。本研究以近年表现较好的优质食味粳稻品种为材料，对产量和品质进行综合比较分析，可以看出‘南粳3908’产量最高，‘南粳5055’次之、‘南粳9108’最低，而品质表现为‘南粳9108’最好，‘南粳 3908’和‘南粳5055’稍差。因此，在选择种植品种时要根据实际需求综合考虑产量和品质。对于常规大田种植，首先考虑是产量，其次是产品质量，因此要选择产量相对较高的‘南粳3908’和‘南粳5055’，配套合理的肥水运筹等栽培技术措施，改善稻米品质，最大程度获取高产；对于稻田综合种养等新模式，首选品质较好的‘南粳9108’，通过稻田综合种养等绿色有机种植方式加上突出的稻米品质，培育高端稻米品牌，提高效益。本研究主要在常规种植条件下开展，可以为大面积生产上品种的选用提供参考依据，随着稻田综合种养、侧深施缓控肥等新模式、新技术的大面积应用，在今后研究中，要针对性开展新技术新模式下优质食味水稻产量及品质的研究，探索优质高产高效技术途径，增强稻田综合生产力。