安徽沿淮地區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)常規(guī)粳稻品種篩選及特征特性

衛(wèi)平洋 裘 實(shí) 唐 健 肖丹丹 朱 盈 劉國棟 邢志鵬 胡雅杰 郭保衛(wèi) 高尚勤 魏海燕,* 張洪程,*

安徽沿淮地區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)常規(guī)粳稻品種篩選及特征特性

衛(wèi)平洋1裘 實(shí)2唐 健1肖丹丹1朱 盈1劉國棟1邢志鵬1胡雅杰1郭保衛(wèi)1高尚勤3魏海燕1,*張洪程1,*

1揚(yáng)州大學(xué)江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心 / 糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心, 江蘇揚(yáng)州 225009;2江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所, 江蘇南京 210014;3安徽省鳳臺縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 安徽淮南 232100

以74個(gè)常規(guī)粳稻品種(品系)為材料, 根據(jù)產(chǎn)量和食味值分為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和中產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)4種類型。選用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)和中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)3種類型共9個(gè)品種, 研究其產(chǎn)量、品質(zhì)差異及其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)形成的特征特性, 以期為安徽沿淮地區(qū)適宜品種的篩選、種植推廣提供科學(xué)依據(jù)和理論支撐。結(jié)果表明, 中產(chǎn)類型與高產(chǎn)類型粳稻在產(chǎn)量上有極顯著差異, 2017年和2018年, 中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型產(chǎn)量比高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型分別低16.95%、16.76%和16.52%、16.33%。2017年, 與高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型相比, 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型和中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型的直鏈淀粉含量分別低39.31%、42.63%; 膠稠度分別長22.06%、19.12%; 蛋白質(zhì)含量分別低11.60%、17.78%。這些高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)粳稻品種特征特性主要表現(xiàn)為, 產(chǎn)量在8.35~9.16t hm–2, 單位面積穗數(shù)在310×104~320×104hm–2之間, 每穗粒數(shù)在140左右, 千粒重在25 g以上; 食味值評分在60~74, 膠稠度長度在80~90 mm, 蛋白質(zhì)含量在6%~8%。

沿淮地區(qū); 粳稻; 產(chǎn)量; 品質(zhì); 品種篩選

我國約60%的人口以稻米為主食, 其中粳米是國人喜食的主要口糧[1]。特別是近年來, 北方的“面食改米食”和南方的“秈米改粳米”趨勢明顯[1-4], 更加大了稻米市場對粳米的需求量。我國常年的水稻種植面積為2860~3000萬公頃, 其中25.5%是粳稻[5]。中國水稻研究所相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示[6], 粳米消費(fèi)量每增加0.14%, 農(nóng)村居民人均收入提高1%。從長遠(yuǎn)來看, 堅(jiān)持和擴(kuò)大粳稻的生產(chǎn), 提高粳稻總產(chǎn)量和品質(zhì), 對保障糧食安全、促進(jìn)社會穩(wěn)定具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

我國的粳稻生產(chǎn)以“秦嶺-淮河”一線為界, 可分為南方和北方兩大稻區(qū)。全國906.7萬公頃粳稻播種面積和6500萬噸的稻谷總產(chǎn)量中, 南方稻區(qū)分別占比46.8%和48.5%[7]。南方稻區(qū)中, 安徽省是重要的粳稻生產(chǎn)省份之一。近年來, 全省年粳稻種植面積接近70萬公頃, 占全省水稻種植面積的30%左右。但安徽長期以秈稻種植為主, 缺乏適應(yīng)性強(qiáng)、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的粳稻品種。目前安徽省自主選育并應(yīng)用的粳稻品種主要有皖稻68、安選晚1號、皖墾系和當(dāng)育粳系[8], 其種植面積合計(jì)占全省粳稻的22.4%, 其余均是從江蘇、浙江等省份引進(jìn)的品種, 包括嘉花1號、鎮(zhèn)稻系列、武運(yùn)粳系列等, 其種植面積合計(jì)占全省粳稻的77.6%。因此, 培育和篩選適合安徽地區(qū)種植的抗逆性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)粳稻品種就成為進(jìn)一步擴(kuò)大安徽粳稻生產(chǎn)亟待解決的問題。

對于適宜地區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種的篩選, 一直是水稻研究的重點(diǎn)、難點(diǎn)。產(chǎn)量上, 前人通過篩選認(rèn)為, 較高的每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率是高產(chǎn)的主要原因[9]; 品質(zhì)上, 主要從稻米的加工、外觀、蒸煮食味、營養(yǎng)品質(zhì)等方面進(jìn)行篩選, 指標(biāo)是糙米率、整精米率、堊白度、堊白率、直鏈淀粉含量、膠稠度、蛋白質(zhì)含量等, 并按國標(biāo)將它們分為1、2、3級。于洪蘭等[10]研究東北地區(qū)不同穗型水稻產(chǎn)量與食味值之間關(guān)系認(rèn)為, 單位面積穗數(shù)320萬穗~330萬穗 hm–2, 每穗穎花數(shù)150~170個(gè)的品種更具高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的潛力; 而鐘旭華等[11-12]則認(rèn)為穗數(shù)過多會影響群體受光條件, 不利于高產(chǎn)的形成, 大穗型水稻存在籽粒異步灌漿現(xiàn)象, 弱勢粒灌漿結(jié)實(shí)差嚴(yán)重限制了高產(chǎn)潛力的發(fā)揮與優(yōu)良品質(zhì)的形成[13]。

前人主要以產(chǎn)量和國標(biāo)中主要品質(zhì)指標(biāo)篩選水稻品種, 盡管有一些品種在高產(chǎn)的同時(shí)能達(dá)到國標(biāo)三級或二級米的標(biāo)準(zhǔn), 但是在市場上, 其適口性還難以獲得消費(fèi)者的認(rèn)可。本文以生產(chǎn)上現(xiàn)有主推品種和近年來育種單位培育的共計(jì)74個(gè)粳稻品種(系)為材料, 根據(jù)其產(chǎn)量與食味值的差異, 通過聚類分析, 篩選出生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)3種類型, 又從每種類型篩選出最具代表性的3個(gè)品種(系), 系統(tǒng)比較3種類型常規(guī)粳稻各品質(zhì)指標(biāo)與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素間的差異及相互關(guān)系, 闡明其品種特征, 旨在為安徽粳稻新品種的選育及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的稻作生產(chǎn)實(shí)踐提供參考依據(jù)和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用鎮(zhèn)稻99、徐稻9號、南粳2728、南粳9108、南粳505、連粳12、寧粳4號、寧粳7號、淮稻5號、華粳8號、蘇秀867、連粳15、武運(yùn)5051、揚(yáng)粳1612、蘇香粳3號、松早香1號等共74個(gè)常規(guī)粳稻品種, 研究其在安徽沿淮地區(qū)的產(chǎn)量品質(zhì)特征。將74個(gè)品種分為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和中產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)4種類型, 根據(jù)生產(chǎn)需要和市場需求篩選出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)和中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)3種類型, 每種類型選出有代表性的3個(gè)品種, 分別是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種徐稻9號、南粳9108、南粳505; 高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)品種武運(yùn)5051、揚(yáng)粳1612、華粳8號; 中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種福粳1606、蘇香粳3號、松早香1號。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017—2018年, 在安徽省淮南市鳳臺縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)田前茬為小麥, 土壤質(zhì)地為黏土, 地力中等, 含有機(jī)質(zhì)27.1 g kg–1、全氮1.7 g kg–1、堿解氮86.6 mg kg–1、速效磷34.3 mg kg–1、速效鉀77.7 mg kg–1。5月19日播種, 6月15日移栽。育秧方式為毯苗育秧, 栽插密度為27.8萬穴 hm–2(行株距為30 cm×12 cm), 每穴4本栽插。每處理3次重復(fù); 小區(qū)面積為15 m2。氮肥施用量為270 kg hm–2。毯苗機(jī)插秧苗基肥∶分蘗肥∶穗肥=3.5∶3.5∶3.0。分蘗肥于移栽后7 d施用, 穗肥于倒四葉期施用。氮(純N)∶磷(P2O5)∶鉀(K2O)比例為2∶1∶2, 磷肥一次性基施, 鉀肥分別于耕翻前、拔節(jié)期等量施入。水分管理及病蟲草害防治等相關(guān)的栽培措施均按照高產(chǎn)栽培要求實(shí)施。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期調(diào)查每個(gè)小區(qū)100穴, 計(jì)算有效穗數(shù)。取10穴調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率, 以1000粒實(shí)粒樣本(干種子)稱重, 重復(fù)3次(誤差不超過0.05 g), 求取千粒重, 測理論產(chǎn)量。成熟期從各小區(qū)割取50穴, 脫粒、去雜曬干后稱重, 按照14.5%水分含量換算出實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.2 稻米品質(zhì) 收獲、脫粒、曬干并控制稻谷含水量為14.5%。用NP-4350型風(fēng)選機(jī)等風(fēng)量風(fēng)選, 參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T17891-2017優(yōu)質(zhì)稻谷》測定糙米率、精米率、整精米率、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、膠稠度。采用萬深SC-E大米外觀品質(zhì)檢測儀測定精米的長和寬、長寬比、透明度、堊白粒率、堊白面積比、堊白度。采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產(chǎn)的Super 3型RVA快速黏度分析儀測定淀粉譜黏滯特性, 用配套軟件TCW分析。按照AACC規(guī)程(1995-61-02)和RACI 標(biāo)準(zhǔn)方法, 取含水量為14.00%的米粉3.00 g, 加蒸餾水25.00 g。在攪拌測定過程中, 罐內(nèi)溫度為50℃, 保持1 min后以11.84℃ min–1的速度上升到95℃ (3.75 min)并保持2.5 min, 再以11.84℃ min–1的速度下降到50℃并保持1.4 min。攪拌器在起始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)動速度為960轉(zhuǎn) min–1, 之后保持在160轉(zhuǎn) min–1。RVA譜特征值包括峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度、崩解值(峰值黏度–熱漿黏度)、消減值(最終黏度–峰值黏度)、回復(fù)值(最終黏度–熱漿黏度)等。

1.3.3 食味值指標(biāo) 采用米飯食味計(jì)(STA1A, 日本佐竹公司)測定米飯的外觀、硬度、黏度、平衡值的評分和綜合評分值。

1.3.4 溫光資料 2017年和2018年度間氣候因素?zé)o顯著差異, 且該地區(qū)試驗(yàn)氣象條件與常年一致, 具有代表性, 因此本文以2017年的氣象數(shù)據(jù)作具體分析, 該年灌漿結(jié)實(shí)期間的平均溫度、日照時(shí)數(shù)、降雨量等資料取自安徽省淮南市鳳臺縣氣象站。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2016錄入和計(jì)算2017、2018兩年的產(chǎn)量及其構(gòu)成和品質(zhì)數(shù)據(jù), 使用DPS軟件作統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年度粳稻產(chǎn)量及其食味值

所選的74個(gè)常規(guī)粳稻品種中, 2017年和2018年產(chǎn)量均超過5.5 t hm–2(表1), 產(chǎn)量均值大于7.50 t hm–2, 標(biāo)準(zhǔn)差在1以內(nèi), 變異系數(shù)超過10%; 食味值在40~74之間, 食味值均值超過50分, 標(biāo)準(zhǔn)差接近8, 變異系數(shù)大于10%。

表1 常規(guī)粳稻產(chǎn)量及其食味值

2.2 不同類型常規(guī)粳稻的產(chǎn)量、食味值和生育期

根據(jù)2017年和2018年的產(chǎn)量和食味值, 通過聚類分析, 可將供試的74個(gè)品種分為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和中產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)4種類型(表2)。在以上4種類型中, 篩選出生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用并且符合實(shí)際生產(chǎn)、市場需求的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)3種類型, 每個(gè)類型篩選出排序前3的品種作為代表品種, 對其產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、稻米品質(zhì)進(jìn)行深入分析。

2.3 不同類型常規(guī)粳稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的差異

常規(guī)粳稻產(chǎn)量2年均表現(xiàn)為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)(表3), 且中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型有極顯著差異, 2017年和2018年, 中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型產(chǎn)量較高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型分別低16.95%、16.76%和16.52%、16.33%; 單位面積穗數(shù)表現(xiàn)為中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)優(yōu)質(zhì), 高產(chǎn)類型與中產(chǎn)類型有顯著差異; 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型與中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型在每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重上有極顯著或顯著差異, 且高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì), 就2017年來看, 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型和高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型在每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重上分別比中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型高33.78%、3.18%、5.34%和32.23%、2.90%、3.04%。

表2 不同類型常規(guī)粳稻產(chǎn)量、食味值和生育期的差異

HG: high yield with good quality; HB: high yield with bad quality; MG: medium yield with good quality; MB: medium yield with bad quality.

2.4 不同類型常規(guī)粳稻食味值的差異

就2017年來看, 常規(guī)粳稻的食味值表現(xiàn)為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)(表4), 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型的食味值分別比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型高出18.64%、16.95%, 差異極顯著; 在外觀、硬度、平衡度上與高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型均表現(xiàn)出極顯著差異; 在外觀上分別比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型高出34.00%、36.00%; 在黏度和平衡度上, 分別比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型高出33.33%、27.45%和37.5%、35.42%; 硬度比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型均高出12.12%。對應(yīng)類型品種食味值各指標(biāo)在不同年度間都無顯著差異。

表3 不同類型常規(guī)粳稻的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平?？s寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% pro-bability levels, respectively. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

2.5 不同類型常規(guī)粳稻加工品質(zhì)的差異

2017年, 糙米率和精米率都表現(xiàn)為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)(表5), 但都無顯著差異, 且高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型分別比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型高出1.48%、1.18%和1.23%、2.30%; 高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型的整精米率要高于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型和中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型, 并與中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型有顯著差異。對應(yīng)類型品種加工品質(zhì)各指標(biāo)在不同年度間無顯著差異。

2.6 不同類型常規(guī)粳稻外觀品質(zhì)的差異

2017年, 在透明度等級指標(biāo)上, 優(yōu)質(zhì)類型高于不優(yōu)質(zhì)類型(表6), 長寬比表現(xiàn)為中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)優(yōu)質(zhì), 在透明度等級、長寬比上, 各類型間都無顯著差異; 堊白率表現(xiàn)為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì), 優(yōu)質(zhì)類型與不優(yōu)質(zhì)類型有顯著差異, 堊白度在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型與高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型之間有顯著差異。對應(yīng)類型品種外觀品質(zhì)各指標(biāo)在不同年度間無顯著差異。

表4 不同類型常規(guī)粳稻的食味值

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平。ns表示差異不顯著?？s寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% pro-bability levels, respectively. ns: not significant. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

2.7 不同類型常規(guī)粳稻營養(yǎng)品質(zhì)及蒸煮食味品質(zhì)的差異

2017年, 高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型常規(guī)粳稻的直鏈淀粉含量高于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型(表7), 分別高出39.31%、42.63%, 優(yōu)質(zhì)類型與不優(yōu)質(zhì)類型有顯著差異; 膠稠度表現(xiàn)為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì), 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型的膠稠度分別比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型長22.06%、19.12%, 優(yōu)質(zhì)類型與不優(yōu)質(zhì)類型有極顯著差異; 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型、中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型的蛋白質(zhì)含量比高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型分別低7.31%、4.79%, 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型與高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型有顯著差異。對應(yīng)類型品種營養(yǎng)和蒸煮食味品質(zhì)各指標(biāo)在不同年度間無顯著差異。

2.8 不同類型常規(guī)粳稻RVA譜特征值的差異

就2017年而言, 不同類型常規(guī)粳稻品種的峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度之間均表現(xiàn)為中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)(表8); 優(yōu)質(zhì)類型的崩解值高于不優(yōu)質(zhì)類型, 差異顯著, 而消減值和回復(fù)值低于不優(yōu)質(zhì)類型, 差異顯著或極顯著。對應(yīng)類型品種RVA譜特征值在不同年度間無顯著差異。

表5 不同類型常規(guī)粳稻的加工品質(zhì)

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平。ns表示差異不顯著?？s寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% proba-bility levels, respectively. ns: not significant. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

2.9 2017年不同類型常規(guī)粳稻生育期及灌漿結(jié)實(shí)期溫光差異

灌漿結(jié)實(shí)天數(shù)表現(xiàn)為高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)(表9), 高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型比中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型多10 d, 比高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型多3 d; 灌漿結(jié)實(shí)期天數(shù)在高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型與中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型之間有顯著差異; 灌漿結(jié)實(shí)期的溫光, 降雨量、積溫、日照時(shí)數(shù)均表現(xiàn)為高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)>高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)>中產(chǎn)優(yōu)質(zhì), 高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型與中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型在積溫、日照時(shí)數(shù)和降水量上都表現(xiàn)出顯著差異。

表6 不同類型常規(guī)粳稻的外觀品質(zhì)

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平。ns表示差異不顯著。縮寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% pro-bability levels, respectively. ns: not significant. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

表7 不同類型常規(guī)粳稻的營養(yǎng)品質(zhì)及蒸煮食味品質(zhì)

(續(xù)表7)

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平。ns表示差異不顯著?？s寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% pro-bability levels, respectively. ns: not significant. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

表8 不同類型常規(guī)粳稻的RVA譜特征值

(續(xù)表8)

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平。ns表示差異不顯著?？s寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% pro-bability levels, respectively. ns: not significant. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

表9 2017年不同類型常規(guī)粳稻生育期及灌漿結(jié)實(shí)期溫光

同一品種同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示處理間差異達(dá)5%和1%顯著水平。縮寫同表2。

Values for a cultivar within a column followed by different lowercase and capital letters are significantly different at the 5% and 1% pro-bability levels, respectively. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

3 討論

3.1 適合安徽沿淮地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻品種的篩選

對于適宜地區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種的篩選, 主要從生育期、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面進(jìn)行。生育期決定了水稻的種植區(qū)域, 過早不能充分利用溫光資源, 而過晚不能正常抽穗成熟, 都嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)[14]。本試驗(yàn)所有品種生育期在135~160 d左右, 跨度較大, 因此首先需要篩選出適宜生育期范圍的品種。安徽沿淮地區(qū)屬于稻麥兩熟制, 篩選出的粳稻品種要滿足播種時(shí)間在5月5日至5月15日, 移栽期在6月5日至6月15日, 最適抽穗期在8月20日至9月5日, 收獲期在10月22日至11月10日。全生育期積溫范圍在3990.1~4269.9℃ d, 降雨量范圍在446.5~987.5 mm[15], 并且水稻灌漿結(jié)實(shí)初期溫度要盡量保證在21~26℃范圍內(nèi)[16], 才有可能在保證正常成熟的情況下穩(wěn)產(chǎn)繼而達(dá)到高產(chǎn)。產(chǎn)量方面, 本試驗(yàn)中的74個(gè)品種在5.51~9.28 t hm–2之間, 高產(chǎn)與否很大程度上取決于其在該地區(qū)種植能否形成足夠的群體穎花量、較高的結(jié)實(shí)率和千粒重[1], 本試驗(yàn)高產(chǎn)類型在產(chǎn)量構(gòu)成因素上具有單位面積穗數(shù)低、每穗粒數(shù)高、結(jié)實(shí)率高、千粒重高的特點(diǎn), 尤以每穗粒數(shù)極顯著高于中產(chǎn)類型。因此在產(chǎn)量指標(biāo)的篩選上要綜合考慮足量的群體穗數(shù)與較大的穗型協(xié)調(diào)產(chǎn)出足夠的群體穎花量, 并保證正常的灌漿充實(shí), 即保持較高的結(jié)實(shí)率和千粒重, 往往能在一定程度上保證產(chǎn)量的穩(wěn)定以達(dá)到高產(chǎn)。品質(zhì)方面, 優(yōu)質(zhì)與否主要看品種的加工、外觀、蒸煮食味、營養(yǎng)品質(zhì)等, 本研究從食味值評分篩選后發(fā)現(xiàn), 所有品種的食味值評分在40~74, 而達(dá)到優(yōu)質(zhì)品種的食味值評分在60~74之間。直鏈淀粉[17]和蛋白質(zhì)含量[18]是影響稻米蒸煮食味品質(zhì)的重要因素, 直鏈淀粉含量越高, 蒸煮食味品質(zhì)越差[19-20]; 蛋白質(zhì)含量越高, 米飯質(zhì)地越硬, 口感越差[21]; 孟慶虹等[22-23]認(rèn)為, 蛋白質(zhì)含量控制在6.5%~7.5%, 直鏈淀粉含量控制在15.0%~16.5%可提高稻米的食味。因此, 綜合考慮直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、食味值評分等條件, 可篩選出優(yōu)質(zhì)的品種。

3.2 適合安徽沿淮地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻的特征特性

根據(jù)安徽沿淮地區(qū)粳稻的耕作制度、適宜生育期范圍并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臏毓鈼l件, 本實(shí)驗(yàn)篩選出的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型品種生育期在150~160 d左右, 在5月中旬播種, 8月下旬到9月上旬之間完成抽穗, 10月20日到10月30日之間成熟, 抽穗期至成熟期在60 d左右, 灌漿結(jié)實(shí)期日平均氣溫在21℃左右, 該時(shí)期積溫在600℃以上, 降雨量在400 mm以上, 能充分利用當(dāng)?shù)氐臏毓赓Y源, 在正常成熟的基礎(chǔ)上達(dá)到高產(chǎn)。

關(guān)于粳稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系, 前人的研究認(rèn)為, 足量群體穗數(shù)和較大的穗型及較高的結(jié)實(shí)率和千粒重是粳稻獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵[1]。本研究篩選出的高產(chǎn)品種, 單位面積穗數(shù)在310×104~ 320×104hm–2之間, 穗粒數(shù)140左右, 結(jié)實(shí)率85%左右, 千粒重25 g左右, 方差分析顯示, 高產(chǎn)類型和中產(chǎn)類型的差異主要表現(xiàn)在單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率, 尤以每穗粒數(shù)在兩者之間差異極顯著, 推測可能是不同品種穗型不同導(dǎo)致的。對于結(jié)實(shí)率和粒重, 灌漿結(jié)實(shí)期是關(guān)鍵時(shí)期[24], 灌漿結(jié)實(shí)至成熟期間, 光合產(chǎn)物被輸送至籽粒并形成產(chǎn)量, 其過程不僅與品種特性、光合產(chǎn)物的供應(yīng)、運(yùn)轉(zhuǎn)等內(nèi)在因素有關(guān), 還受到外界環(huán)境的影響, 其中包括溫度、光照、降雨量等。本試驗(yàn)中, 高產(chǎn)類型的總生育期、灌漿結(jié)實(shí)天數(shù)、日照時(shí)數(shù)、積溫和降雨量都高于中產(chǎn)類型, 尤以高產(chǎn)不優(yōu)質(zhì)類型顯著高于中產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型, 較優(yōu)的溫光條件使得高產(chǎn)類型弱勢粒、癟粒及低位穗在灌漿中后期緩慢充實(shí)[25-26], 提高了結(jié)實(shí)率和粒重, 進(jìn)而產(chǎn)量高于中產(chǎn)類型。龔金龍等[27]在粳稻生育期與溫光資源利用特征差異研究中認(rèn)為, 延長生育期, 尤其是灌漿結(jié)實(shí)期, 能提高有效積溫和光合有效輻射, 是粳稻高產(chǎn)的重要途徑, 這與本文高產(chǎn)類型灌漿結(jié)實(shí)期、總生育期比中產(chǎn)類型長的研究結(jié)果相似。所以在整個(gè)生育期溫光資源利用合理, 物質(zhì)積累充足的基礎(chǔ)上, 選擇總生育期且灌漿結(jié)實(shí)期略長的品種, 有利于籽粒和穗在灌漿結(jié)實(shí)期積累足夠的有效積溫和光合產(chǎn)物, 在一定程度上保證產(chǎn)量的提高。

關(guān)于優(yōu)質(zhì)稻米品質(zhì)指標(biāo)的特征特性, 前人已有研究[28-31]。本研究結(jié)果顯示, 篩選出的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻品種在加工品質(zhì)方面, 出糙率達(dá)到國標(biāo)1級, 整精米率達(dá)到國標(biāo)3級及以上標(biāo)準(zhǔn); 在外觀上, 透明度在2~4級不等, 而堊白粒率在30%~70%不等, 堊白度在10%~20%不等, 幾乎都未達(dá)到我國優(yōu)質(zhì)稻米質(zhì)量指標(biāo)。這與傳統(tǒng)意義上優(yōu)質(zhì)米的堊白度、堊白粒率偏低的結(jié)果有所差別。本試驗(yàn)造成這種外觀差異可能是精米在存放一段時(shí)間后, 由于水分較低等原因而出現(xiàn)暗胚乳表型[32-33], 使精米透明度較差, 導(dǎo)致儀器或人眼外觀檢測時(shí)將其誤判為堊白, 使堊白度、堊白率數(shù)據(jù)偏高。

本試驗(yàn)篩選出的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻品種的直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)稻谷質(zhì)量指標(biāo), 膠稠度達(dá)到國標(biāo)2級及以上標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)質(zhì)具體表現(xiàn)為直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量較低而膠稠度較高, 且在優(yōu)質(zhì)與不優(yōu)質(zhì)之間達(dá)到極顯著或顯著差異。張桂蓮等[34]研究發(fā)現(xiàn)抽穗結(jié)實(shí)期相對較高溫使直鏈淀粉含量增加, 除品種因素外, 因溫度影響同一品種直鏈淀粉含量可相差6.00%~8.21%[35-36]。本試驗(yàn)結(jié)果表明, 不同類型常規(guī)粳稻灌漿結(jié)實(shí)期的日平均溫度在適宜的范圍內(nèi)(21℃左右), 且無顯著差異, 推測可能是粳稻品種自身因素導(dǎo)致的直鏈淀粉含量差異; 與此同時(shí), 稻米膠稠度與直鏈淀粉含量有關(guān), 直鏈淀粉含量低或中等的品種膠稠度較軟, 直鏈淀粉含量高的品種膠稠度較硬[37], 一般認(rèn)為, 膠稠度越軟, 其流動性和延展性越好, 流膠長度越長[38], 本研究中, 優(yōu)質(zhì)、不優(yōu)質(zhì)類型之間的表現(xiàn)與此一致。粳稻的蛋白質(zhì)含量一般在5%~16%[39], 張曉[40]研究認(rèn)為, 蛋白質(zhì)含量高會抑制淀粉粒吸水、膨脹及糊化, 使米飯變硬, 導(dǎo)致品質(zhì)變劣, 超過9%會影響食味品質(zhì);一般蒸煮食味品質(zhì)優(yōu)秀的品種, 其蛋白質(zhì)含量應(yīng)不高于9%[41], 降低蛋白質(zhì)含量能夠提高稻米蒸煮食味品質(zhì)[42], 而本研究篩選出的優(yōu)質(zhì)品種蛋白質(zhì)含量在6%~8%之間, 達(dá)到了優(yōu)質(zhì)食味稻米的要求。

本試驗(yàn)中, 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型粳稻RVA譜特征值中的消減值與回復(fù)值低于非優(yōu)質(zhì)食味類型, 這與胡蕾等[5]的優(yōu)良食味與高產(chǎn)協(xié)同的單季晚粳稻, 與味中高產(chǎn)類型相比, 消減值與回復(fù)值偏低的特點(diǎn)結(jié)論一致。有研究發(fā)現(xiàn)過高的蛋白質(zhì)含量對稻米的外觀和食味品質(zhì)有不良影響[43], 而膠稠度越長, 消減值越小, 米飯柔軟性、黏散性及綜合評分越高, 口感越好[44-45], 食味值越高, 本試驗(yàn)通過3個(gè)類型品種的比較, 也得出了相似的結(jié)果。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)類型粳稻在食味值綜合評價(jià)方面有外觀好、硬度小、黏度大、平衡度高的特點(diǎn), 在RVA譜特征值上表現(xiàn)為消減值小于?200 cP, 崩解值在1000 cP左右。朱盈等[9]篩選出優(yōu)良食味與高產(chǎn)協(xié)同的中熟常規(guī)粳稻在食味值綜合評價(jià)方面的特征表現(xiàn), 與本文得出的結(jié)論相似。

4 結(jié)論

依據(jù)常規(guī)粳稻品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、食味值評分、直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、膠稠度等, 篩選出一批在沿淮地區(qū)產(chǎn)量潛力大、品質(zhì)較優(yōu)的常規(guī)粳稻品種。這些高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)粳稻品種的特征及與其他兩種類型表現(xiàn)出顯著或極顯著差異的指標(biāo)主要表現(xiàn)為, 產(chǎn)量在8.35~9.16t hm–2, 單位面積穗數(shù)在310×104~320×104hm–2之間, 每穗粒數(shù)在140左右, 千粒重在25 g 以上; 食味值評分在60~74, 膠稠度長度在80~90 mm, 蛋白質(zhì)含量在6%~8%以內(nèi); 在RVA譜特征值中崩解值在1000 cP左右, 而消減值在?200 cP以下。

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Screening and characterization of high-quality and high-yieldrice varieties in Yanhuai region of Anhui province

WEI Ping-Yang1, QIU Shi2, TANG Jian1, XIAO Dan-Dan1, ZHU Ying1, LIU Guo-Dong1, XING Zhi-Peng1, HU Ya-Jie1, GUO Bao-Wei1, GAO Shang-Qin3, WEI Hai-Yan1,*, and ZHANG Hong-Cheng1,*

1Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Valley, Ministry of Agriculture / Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China;2Institute of Germplasm Resources and Biotechnology, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, Jiangsu, China;3Extension Center of Agriculture Technology in Fengtai County of Anhui Province, Huainan 232100, Anhui, China

A field experiment was conducted with 74 conventionalrice varieties (lines), which were divided into four types according to the yield and taste value, i.e. high yield with good quality (HG), high yield with bad quality (HB), medium yield with good quality (MG), and medium yield with bad quality (MB). Among them, HG, HB, MG were weed to analyze their yield, quality differences and characteristics in HG formation, providing a scientific basis and theoretical support for screening, planting and extending the suitable varieties in Yanhuai area of Anhui province. The yield of MG was 16.95%, 16.76%, and 16.52%, 16.33% lower than that of HG type and HB type, respectively in 2017 and 2018. In 2017, compared with HB type, HG and MG types decreased by 39.31% and 42.63% in amylose content, increased by 22.06% and 19.12% in length of gel consistency, and decreased by 11.60% and 17.78% in protein content. The characteristics of these HGrice varieties were mainly as follows: the yield was 8.35–9.16 t hm–2, the number of panicles per unit area was 310×104–320×104hm–2, the grain number per panicle was around 140, the 1000-grain weight was over 25 g; the taste value was 60–74, the length of gel consistency was 80–90 mm, and the protein content was between 6% and 8%.

Yanhuai region;rice; yield; quality; variety screening

2019-08-14;

2019-12-26;

2020-01-15.

10.3724/SP.J.1006.2020.92044

張洪程, E-mail: hczhang@yzu.edu.cn; 魏海燕, E-mail: wei_haiyan@163.com

E-mail: 2918052418@qq.com

本研究由國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFD0300503), 江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(BE2016344), 江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新基金(CX[15]1002), 揚(yáng)州大學(xué)拔尖人才計(jì)劃和江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程(SXGC[2017]294)資助。

This study was supported by the National Key Research Program (2016YFD0300503), the Key Research Program of Jiangsu Province (BE2016344), the Major Independent Innovation Project in Jiangsu Province (CX(15)1002), the Program for Scientific Elitists of Yangzhou University, and the Three New Agricultural Engineering Fund of Jiangsu Province (SXGC[2017]294).

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.s.20200115.1046.010.html