淮北部分水稻品种（系）品质综合评价

刘丽娟

(临沂市农业科学院，山东 临沂 276012）

水稻（Oryza sativa L.）是我国的主要粮食作物之一，约有三分之二的人口以大米为主食，常年稻谷消费总量保持在两亿吨左右， 水稻在保障我国粮食安全中起着至关重要的作用［1，2］。 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高， 消费需求不断升级，对稻米品质提出了更高的要求。稻米品质包括加工品质、外观品质、蒸煮品质和营养品质4个方面［3］。 水稻品种的多性状综合评价是现代育种的一个重要环节，品种综合表现好坏，取决于多个性状的表现， 只有综合性状表现优良的品种才有推广应用价值［4］。

水稻品质性状数量较多， 品质性状间存在着复杂的相关性、重叠性，这为品质性状选择增加了难度［5］。 主成分分析法将复杂的数据集简化，将多个相互关联的性状指标换成较少的独立或相关性较小的指标， 即通过对变量之间的相关系数矩阵内部结构的研究， 找出数目较少且能控制所有变量的主成分［6，7］。 主成分分析在甜菜［8］、小麦［9］、大豆［10］、棉花［11］、水稻［12］、花生［13］、玉米［14］等多种作物综合评价中得到广泛应用。本试验对24 份淮北水稻品种（系）的9 个品质性状进行相关性分析、隶属函数法、主成分分析，可避免单一指标的片面性和不稳定性，得到影响水稻品质的主成分因子，对水稻品种（系）进行全面科学的分析评价，从而为水稻品种选育和水稻资源利用提供重要依据，同时为水稻种质品质评价提供科学的方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种（系）共24 份（表1），均为临沂市农业科学院收集保存。

表1供试的水稻品种（系）及全生育期

1.2 试验地概况

试验于2021 年在临沂市农业科学院试验地进行，地势平坦，排灌方便，土质为壤土，肥力中等。 秧田四周为小麦田，大田前茬为小麦。 该地属暖温带大陆性季风气候， 年平均气温13.3 ℃，年平均降水量840 mm 左右，无霜期198 d。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验采用随机区组排列， 重复3 次，小区面积13.3 m2，安排在同一地块，四周设保护行。 所有参试品种于5 月16 日播种 （旱育秧），6 月28 日手工插秧，行株距为25.0 cm×13.3 cm。 田间管理同常规大田。

1.3.2 性状调查与测定 参照NY／T593－2021 测定糙米率、整精米率、粒型（长宽比）、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量等9 项指标。

1.4 数据处理分析

使用Excel 2010 计算原始数据均值， 利用SPSS 19.0 软件进行相关性分析、主成分分析及聚类分析

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种（系）生育期差异性分析

24 份水稻品种（系）全生育期调查结果（表1），连粳15 号、润农11 全生育期最短152 d，淮稻5 号、泗稻90－3726 全生育期最长161 d。24 个品种（系）全生育期分布在152～161 d 之间，在临沂市均能正常成熟收获。

2.2 水稻品质性状多样性分析

对24 份水稻品种（系）的9 个品质性状进行多样性分析（表2）。 可以看出，糙米率变幅82.5%～86.3%， 均值为84.7%； 精米率变幅为69.4%～79.8%， 均值为72.8%； 整精米率变幅为34.1%～68.0%， 均值为51.6%； 垩白粒率变幅为0.3%～20.6%， 均值为5.1%； 垩白度的变幅为0.0%～10.1%，均值为1.4%；粒型（长宽比）变幅为1.6～2.0，均值为1.8；食味值变幅为74.0～81.0，均值为77.7；蛋白质变幅为7.4%～8.8%，均值为7.9%；直链淀粉变幅为14.0%～17.2%， 均值为15.4%。 24份水稻种质资源的9 个品质性状表现出不同的变异程度，变异系数在1.2%～140.6%。其中垩白度呈现最大的离散度，变异系数为140.6%；其次为垩白粒率， 变异系数为91.2%； 变异最小的是糙米率，变异系数为1.2%。 遗传多样性指数由大到小顺序为：垩白度＞垩白粒率＞整精米率＞长宽比＞直链淀粉＞蛋白质＞食味值＞精米率＞糙米率。 垩白粒率、垩白度的变异系数较大，是水稻品种性状改良的重要内容。

表2 水稻品质性状多样性分析

2.3 水稻品种（系）主要品质性状相关性分析

对24 份水稻9 个品质性状进行相关性分析（表3），垩白粒率与糙米率呈极显著负相关关系，r 为－0.5484， 与粒型呈显著负相关关系，r 为－0.4479；垩白度与糙米率呈显著负相关关系，r 为－0.4666， 与垩白粒率极显著正相关关系，r 为0.9219；蛋白质与精米率、食味值呈显著负相关关系，r 分别为－0.5046、－0.4766；蛋白质与直链淀粉极显著负相关关系，r 为－0.7425。 24 份水稻品种（系）各性状之间都存在一定的相关性。

表3 水稻各性状之间的相关系数

2.4 24 份水稻品种（系）稻米品质性状的主成分分析

水稻的粒型（长宽比） 不直接影响水稻的品质，因此在主成分分析过程中将粒型（长宽比）指标去除。垩白粒率、垩白度和蛋白质质量分数3 个指标与水稻的品质呈负相关， 在主成分分析时将3 个指标值取倒数后进行分析。 采用SPSS 19.0软件对24 个水稻品种的8 个指标进行主成分分析，共提取到3 个主成分，3 个主成分的贡献率累计值达到69.278%， 保留了8 个品质指标的大部分信息（表4）。

第一主成分的特征向量值为2.394，贡献率为29.927，其中蛋白质占最大的因子载荷值，特征值分别为0.955，可以把第一主成分称为营养品质因子。 第二主成分的特征值为1.832 ， 贡献率为22.898，其中垩白度、垩白粒率占据较大的因子载荷值，特征值分为0.914、0.822，可以把第二主成分称为外观品质因子。 第三主成分的特征向量值为1.316 ，贡献率为16.454 ，其中整精米率占较大的因子载荷值，载荷值为0.619，可以把第三主成分称为加工品质因子。

表4成分载荷矩阵及贡献率

2.5 不同水稻品种（系）稻米品质的综合评价

采用隶属函数法对各指标进行综合评价，24份材料分别在3 个主成分的隶属函数值 （表5）。在营养品质因子上得分最高的依次为苏秀867、泗稻90－3726，说明苏秀867、泗稻90－3726 的营养品质优于其他品种； 在外观品质因子上得分最高的为19 中种生JS03，说明19 中种生JS03 的外观品质明显优于其他品种； 在加工品质因子上得分最高的为17 中种生JSL01， 说明17 中种生JSL01 的加工品质优于其他品种。

在稻米品质评价中， 综合得分越高表明综合品质越好，表明该资源品质性状的综合品质越好。由表5 综合评价值可知，24 份水稻品种（系）的综合得分由高到低依次为：19 中种生JS01、 苏秀867、 淮861、17 中种生JSL01、 泗稻90－3726、徐33202、17 中种生JSL04、连粳6 号、淮稻9 号、连粳15 号、连粳7 号、润农11、淮稻5 号、泗260、19中种生JS05、19 中种生JS04、临稻10、泗稻2333、徐稻3 号、19 中种生JS03、淮稻7 号、连粳3 号、连粳2 号、连粳17213。 其中，19 中种生JS01 的D值为0.702 ，是30 份籼稻资源中的最高值，表征其8 个性状指标的综合品质最好。综合得分在0.5以上的品种（系）还有苏秀867、淮861、17 中种生JSL01、泗稻90－3726、徐33202、17 中种生JSL04、连粳6 号、淮稻9 号、连粳15 号。

表5 24 个水稻品种的各综合指标值、隶属函数值、D 值及综合评价

3 结论与讨论

在试验中24 个水稻品种（系）均能正常完成其生育期。 根据水稻品质性状多样性分析得出水稻品种（系）对9 个品质性状指标的影响大小顺序为：垩白度＞垩白粒率＞整精米率＞长宽比＞直链淀粉＞蛋白质＞食味值＞精米率＞糙米率。 淮北水稻品种（系）品质育种中要进一步提高垩白度和垩白粒率的选择强度。 荆瑞勇等［15］研究结论认为水稻品种对10 个品质指标影响顺序为垩白粒率＞垩白度＞粒宽＞整精米率＞蛋白质含量＞食味评分＞粒长＞直链淀粉含量＞精米率＞糙米率。 陈重远等［16］研究认为品种对8 个米质性状指标的影响大小顺序为：垩白度＞垩白粒率＞整精米率＞直链淀粉＞千粒重＞长宽比＞精米率＞糙米率。 与本研究结果有所差异，试验结果的不一致可能与水稻品种、水稻品质性状的选择有关。

对24 份水稻品种（系）的9 个不同性状进行相关性分析发现，各性状之间存在一定的相关性，各个性状彼此发生信息重叠。 其中垩白粒率与糙米率呈极显著负相关关系、 与精米率呈不显著负相关关系；垩白度与糙米率呈显著负相关关系，与垩白粒率极显著正相关关系；蛋白质与精米率、食味值呈显著负相关关系， 与直链淀粉极显著负相关关系。 李洪亮等［17］研究认为出糙率和整精米率与食味评分呈显著负相关。 王刚等［18］研究认为不同水稻品种（系） 的垩白粒率和垩白度呈极显著正相关， 说明水稻品种的垩白粒率越高， 稻米的垩白度也就越大，不同水稻品种 （系） 的垩白粒率和垩白度与糙米率呈俩俩负相关， 这与本研究研究结果一致。

利用主成分分析法和隶属函数法对24 个水稻品种（系）的综合分析，提取到3 个主成分因子：营养品质因子、 外观品质因子、 加工品质因子，3个主成分的贡献率累计值达到69.278%， 保留了8 个品质指标的大部分信息。 苏秀867、泗稻90－3726 的营养品质优于其他品种，19 中种生JS03的外观品质明显优于其他品种；17 中种生JSL01的加工品质优于其他品种。 对水稻品种（系）的综合评价得出24 个水稻品种（系）的排名由高到低依次为：19 中种生JS01、苏秀867、淮861、17 中种生JSL01、 泗稻90－3726、 徐33202、17 中种生JSL04、连粳6 号、淮稻9 号、连粳15 号、连粳7号、润农11、淮稻5 号、泗260、19 中种生JS05、19中种生JS04、临稻10、泗稻2333、徐稻3 号、19 中种生JS03、淮稻7 号、连粳3 号、连粳2 号、连粳17213。19 中种生JS01 的D 值为0.702 ，是24 份水稻品种（系）中的最高值，表征其8 个性状指标的综合品质最好。 本试验水稻样本数量和品质性状数量偏少，试验只进行了一年，研究结果具有一定的局限性，有待进一步的深入研究，使结果更科学合理。