我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米品質現狀及區(qū)域差異

張衛(wèi)星 馬晨怡 袁玉偉 張偉貴 胡賢巧 陳銘學 朱智偉*

（1中國水稻研究所/農業(yè)農村部稻米及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心，杭州310006；2浙江省農業(yè)科學院農產品質量安全與營養(yǎng)研究所，杭州310021；第一作者：zhangwxcnrri＠163.com；*通訊作者：zwzhu80＠126.com）

我國是世界上稻米生產、消費和貿易大國，全國60%以上的人口以稻米為主食，稻米是市場流通銷售和居民日常消費的大宗農產品之一，現已形成“北粳南秈”的生產消費格局和東北平原、長江流域、東南沿海三大優(yōu)勢產區(qū)，對保障國家糧食安全意義重大[1-3]。稻米品質是稻米在流通過程中所具有的基本特征，包括碾磨加工品質、外觀品質、蒸煮食味品質和營養(yǎng)品質。作為食用的稻米，應有好吃（食味佳）、好看（外觀好）、好加工（整精米率高）等品質特征。然而，品質性狀是品種遺傳特性和環(huán)境栽培條件的綜合表現，我國水稻種植區(qū)域廣，品種類型繁雜，栽培技術多樣，稻米品質存在較大的地區(qū)差異[4-5]。羅玉坤等[6-8]較早研究了我國稻米品質總體狀況。閔捷等[9-15]系統(tǒng)分析了我國20世紀80年代至21世紀初各類稻米品質狀況及優(yōu)質達標率。胡賢巧等[16]日前分析了我國近20年來稻米優(yōu)質率狀況。盧林等[17-18]利用AMMI模型分析了我國稻米整精米率特點及環(huán)境影響因素。本研究基于網格化布局和分層隨機抽樣方法，于2016—2020年在全國17個水稻主產省的455個重點縣采集5 879份稻谷樣品，研究分析了12項稻米品質性狀的數值分布、變異幅度及區(qū)域差異，為我國優(yōu)質稻米生產和品質區(qū)劃、產地溯源提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

根據我國《水稻優(yōu)勢區(qū)域布局規(guī)劃（2008—2015年）》和近5年水稻種植面積權重確定采樣區(qū)域和樣品數量，于2016—2020年在全國17個水稻主產省的455個重點縣共采集了生產基地稻谷樣品5 879份（各省區(qū)樣品分布見表1）。按品種類型分秈稻3 974份、粳稻1 905份，按收獲季節(jié)分早稻1 027份、中晚稻4 852份。采樣省區(qū)涵蓋我國東北平原、長江流域和東南沿海三大水稻優(yōu)勢產區(qū)，近5年水稻年種植面積和總產量均占全國的97%左右，能代表我國目前稻米生產狀況。

表1 我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米樣品優(yōu)質率統(tǒng)計

采樣方法按照網格化布局和分層隨機抽樣方式，先以各省區(qū)水稻種植面積權重分配采樣數量，然后在省域范圍內選取優(yōu)勢區(qū)域布局規(guī)劃中的重點縣，每個縣采集10份左右的樣品，所采樣品盡量均勻分布在本縣重點產區(qū)范圍內，原則上1個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不超過2份樣品，確保供試樣品的代表性和客觀性。具體取樣方法依據GB/T 5491《糧食、油料檢驗 扦樣、分樣法》[19]，在收獲晾曬或儲藏期間，直接到種植基地或農戶處抽取經脫粒、干燥、揚凈的稻谷，每份取樣量2 kg左右，詳細記錄品種名稱和類型、取樣地點及經緯度等信息，樣品儲存3個月后經礱谷碾米、磨粉制樣，用于測定各項品質指標。

1.2 測定項目及方法

按照NY/T 83-2017《米質測定方法》[20]對供試樣品的加工品質（糙米率、精米率、整精米率）、粒形（粒長、長寬比）及外觀品質（堊白粒率、堊白度、透明度）、蒸煮食味與營養(yǎng)品質（堿消值、膠稠度、直鏈淀粉、蛋白質）等12項米質性狀進行測定，并依據NY/T 593-2013《食用稻品種品質》[21]進行品質等級綜合評價。所有樣品均在農業(yè)農村部稻米及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心完成測定，數據采用Excel軟件統(tǒng)計分析，測定方法和評價標準保持一致，具有可比性和統(tǒng)計學意義。

2 結果與分析

2.1 稻米優(yōu)質率總體狀況

稻米優(yōu)質率是指品質性狀達到優(yōu)質標準的百分率，是反映品質總體狀況的重要指標，以品質指標全部符合相應等級要求的最低等級判定綜合評級，品質等級達到三級及以上為優(yōu)質稻米，低于三級為普通稻米。統(tǒng)計結果（表1）顯示，近5年我國稻米樣品優(yōu)質率為35.96%，綜合評價達到一級的樣品僅占1.70%，達到二級的樣品占11.06%，達到三級的樣品占23.30%。其中，粳稻優(yōu)質率54.02%，明顯高于秈稻的27.30%；中晚稻優(yōu)質率41.43%，顯著高于早稻的10.13%；年度間優(yōu)質率有變化，2016年為26.86%、2017年為38.30%、2018年為38.61%、2019年為38.79%、2020年為33.33%；優(yōu)勢區(qū)域間優(yōu)質率差異明顯，東北平原為71.38%，顯著高于東南沿海的30.83%和長江流域的25.78%。

東北平原優(yōu)勢區(qū)稻米品質最好，樣品優(yōu)質率高達71.38%，達到一、二、三級標準樣品分別占3.30%、20.58%和47.50%。黑龍江、吉林、遼寧三省樣品優(yōu)質率分別為69.65%、75.13%和76.87%，其中，吉林樣品達到一級的有6.09%、遼寧樣品達到二級的有31.34%、黑龍江樣品達到3級的有49.65%，分別是采樣省份中一級、二級、三級的樣品占比最高值，這3個省的優(yōu)質率居于全國前3位。

東南沿海優(yōu)勢區(qū)稻米優(yōu)質率為30.83%，達到一、二、三級的樣品分別占2.36%、10.36%和18.11%。廣東稻米優(yōu)質率相對較高，達37.20%，僅次于東北三省，廣西和福建的稻米樣品優(yōu)質率其次，分別為31.92%和27.33%，浙江稻米樣品優(yōu)質率則相對較低，僅22.05%。

長江流域優(yōu)勢區(qū)稻米優(yōu)質率為25.78%，達到一、二、三級的樣品分別占0.94%、8.09%和16.75%。安徽、河南、江蘇和貴州的稻米品質相對較好，這4個省的樣品優(yōu)質率分別為34.88%、33.57%、31.88%和31.16%；湖北和云南稻米樣品優(yōu)質率分別為29.00%和24.76%；四川、湖南、重慶和江西的稻米樣品優(yōu)質率相對較低，分別僅為17.03%、20.25%、20.44%和20.51%，主要是整精米率等指標達不到優(yōu)質標準。

2.2 稻米品質性狀指標分布

2.2.1 加工品質

從表2可以看出，總體樣品糙米率為61.3%～87.9%，平均80.6%，基本呈正態(tài)分布（圖1），主要分布在79%～83%范圍內；精米率為39.9%～79.5%，平均71.0%，也呈正態(tài)分布，主要分布在67%～75%范圍內；整精米率為0.9%～78.8%，平均53.9%，變異系數26.6%，平均值小于中位值（55.8%），呈向右的偏態(tài)分布，主要分布在46%～70%范圍內。其中，糙米率優(yōu)質達標率為95.03%，達到一、二、三級的樣品分別為28.63%、46.13%和20.28%；整精米率優(yōu)質達標率為54.82%，達到一、二、三級的樣品分別為31.81%、12.86%和10.15%。

表2 我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米樣品的品質性狀統(tǒng)計

表2 和圖1顯示，東北平原糙米率為65.9%～87.9%，平均82.5%，平均值等于中位值，呈標準正態(tài)分布，峰值在81%～83%區(qū)間；精米率為51.6%～79.5%，平均73.4%，呈正態(tài)分布，峰值在71%～75%區(qū)間；整精米率為30.3%～78.8%，平均68.3%，變異系數8.7%，平均值小于中位值（69.7%），呈向右的偏態(tài)分布，峰值在70%～78%區(qū)間。其中，糙米率優(yōu)質達標率為98.90%，一、二、三級樣品分別為36.33%、51.57%和11.01%；整精米率優(yōu)質達標率為84.59%，一、二、三級樣品分別為57.58%、17.44%和9.57%。

表2 和圖1顯示，長江流域糙米率為61.3%～87.0%，平均80.1%，分布峰在79%～81%區(qū)間；精米率為46.2%～78.7%，平均70.3%，分布峰在67%～71%區(qū)間；整精米率為4.6%～76.6%，平均50.5%，變異系數27.1%，平均值小于中位值（52.0%），分布峰在54%～62%區(qū)間。其中，糙米率優(yōu)質達標率為94.08%，一、二、三級樣品為25.69%、44.97%和23.41%；整精米率優(yōu)質達標率為47.74%，一、二、三級樣品為25.61%、11.93%和10.20%。

圖1 我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米加工品質指標分布

表2 和圖1顯示，東南沿海糙米率為72.9%～86.0%，平均80.2%，分布峰在79%～81%區(qū)間；精米率為39.9%～77.0%之間，平均70.4%，分布峰在71%～75%區(qū)間；整精米率為0.9%～73.2%，平均49.8%，變異系數26.2%，平均值小于中位值（52.5%），分布峰在54%～62%區(qū)間。其中，糙米率優(yōu)質達標率為94.02%，一、二、三級樣品為29.65%、44.14%和20.22%；整精米率優(yōu)質達標率為46.17%，一、二、三級樣品為24.52%、11.04%和10.61%。

由此可見，整精米率區(qū)域差異相對較大，加工品質各項指標東北平原均優(yōu)于長江流域和東南沿海，整精米率低是限制優(yōu)質率提高的主要因素，結合我國稻米生產“北粳南秈”的區(qū)域特點，整精米率不僅是我國稻米品質地區(qū)差異的關鍵因子之一，也應列為南方水稻優(yōu)質育種和栽培的重要攻關目標。

2.2.2 外觀品質

2.2.2 .1粒長和長寬比 由表2和圖2可看出，總體樣品粒長在4.3～8.7 mm，平均6.2 mm，變異系數14.0%；長寬比為1.5～4.8，平均2.7，變異系數25.0%。短粒形樣品（粒長＜5.6 mm）有1 624份，占比27.62%；中粒形樣品（粒長在5.6～6.5 mm）有1 777份，占比30.23%；長粒形樣品（粒長＞6.5 mm）有2 478份，占比42.15%。全國范圍內粒長分布有2個峰值區(qū)間（4.5～5.0 mm和6.5～7.0 mm），長寬比分布也有2個峰值區(qū)間（1.8～2.2和3.0～3.4）。按不同優(yōu)勢產區(qū)來看則呈單峰分布。東北平原粒長分布峰值為4.5～5.0 mm，長寬比峰值為1.4～1.8，大多屬短粒形（占69.09%），僅4.32%屬長粒形、26.59%屬中粒形。長江流域和東南沿海粒長分布峰值均為6.5～7.0 mm，長寬比峰值為3.0～3.4，各有52.41%和49.45%的樣品屬長粒形，28.37%和39.34%的樣品屬中粒形，僅19.23%和11.20%的樣品屬短粒形。不同優(yōu)勢區(qū)的粒形差異相對較大，也是我國稻米品質地區(qū)差異的關鍵因子之一。

圖2 我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米粒形指標分布

2.2.2 .2堊白和透明度 由表2和圖3可看出，堊白是差異最大的品質性狀?？傮w樣品堊白粒率為0.0%～100.0%，平均19.5%，變異系數107.6%，平均值明顯大于中位值（12.0%）；東北平原、長江流域和東南沿海堊白粒率平均值分別為12.0%、22.2%和19.2%，變異系數分別為76.4%、98.5%和128.6%，均呈向左的偏態(tài)分布，峰值都在10%以下?？傮w樣品堊白度為0.0%～56.0%，平均3.0%，變異系數133.6%，平均值也明顯大于中位值（1.5%）；東北平原、長江流域和東南沿海堊白度平均值分別為1.4%、3.4%和3.1%，變異系數分別為82.1%、120.8%和150.5%，均呈向左的偏態(tài)分布，總體樣品和東北平原、東南沿海的分布峰值都在1%以下，長江流域的峰值在1%～3%?？傮w樣品透明度為1.0～5.0，平均1.7，變異系數45.5%，平均值小于中位值（2.0）；東北平原、長江流域、東南沿海透明度平均值分別為1.3、1.8和1.7，變異系數分別為38.5%、43.4%和46.0%，基本呈向左的偏態(tài)分布，總體樣品和東北平原、東南沿海的峰值均為1級，長江流域的峰值為2級。

圖3 我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米堊白及透明度指標分布

根據單項指標判定，總體樣品稻米堊白度優(yōu)質達標率為83.70%，達到一、二、三級的樣品分別為37.30%、35.11%和11.29%；透明度優(yōu)質達標率為88.37%，達到一級、二、三級的樣品分別為44.94%、43.43%和43.43%。其中，東北平原堊白度優(yōu)質達標率累計為99.15%，達到一、二、三級的樣品分別為47.33%、44.62%和7.20%；透明度優(yōu)質達標率為98.13%，達到一級、二、三級的樣品分別為73.37%、24.77%和24.77%。長江流域的堊白度優(yōu)質達標率為78.61%，達到一、二、三級樣品分別為31.53%、34.58%和12.50%；透明度優(yōu)質達標率為85.28%，達到一級、二、三級的樣品分別為35.37%、49.91%和49.91%。東南沿海的堊白度優(yōu)質達標率為83.40%，達到一、二、三級樣品分別為44.40%、27.21%和11.79%；透明度優(yōu)質達標率為87.78%，達到一級、二、三級的樣品分別為44.99%、42.80%和42.80%。由此可見，稻米堊白區(qū)域間差異較大，南方稻區(qū)堊白較多，是限制優(yōu)質率的主要因素之一，也是我國稻米品質地區(qū)差異的關鍵因子。

2.2.3 蒸煮食味與營養(yǎng)品質

2.2.3 .1堿消值和膠稠度 由表2和圖4可看出，總體樣品堿消值在3.0～7.0，平均6.2，大體呈向右的偏態(tài)分布，總體和東北平原的樣品堿消值分布峰值為7.0（東北平原有96.19%的樣品在此區(qū)間），而長江流域、東南沿海的峰值均在6.0～7.0區(qū)間。其中，東北平原、長江流域、東南沿海的堿消值平均值分別為7.0、6.0和6.1。再從堿消值的優(yōu)質達標率來看，總體為87.29%，達到一、二、三級的樣品分別為65.50%、65.50%和21.79%；東北平原為98.73%，達到一、二、三級的樣品分別為96.19%、96.19%和2.54%；長江流域為83.99%，達到一、二、三級的樣品分別為58.80%、58.80%和25.19%；東南沿海為84.56%，達到一、二、三級的樣品分別為57.45%、57.45%和27.11%。

由表2和圖4可看出，總體樣品膠稠度在30.0～100.0 mm，平均70.0 mm，變異系數15.4%，基本呈正態(tài)分布，總體和長江流域、東南沿海的峰值均在70.0～80.0 mm，東北平原的峰值為60.0～70.0 mm。其中，東北平原、長江流域、東南沿海的膠稠度平均值分別為68.4 mm、70.5 mm和70.0 mm，變異系數分別為11.7%、16.2%和15.8%。再從膠稠度的優(yōu)質達標率來看，總體為92.16%，達到一、二、三級的樣品分別為73.12%、73.12%和19.03%；東北平原為88.48%，達到一、二、三級的樣品分別為45.05%、45.05%和43.44%；長江流域為92.99%，達到一、二、三級的樣品分別為80.35%、80.35%和12.65%；東南沿海為93.34%，達到一、二、三級的樣品分別為79.70%、79.70%和13.65%。

2.2.3 .2直鏈淀粉含量和蛋白質含量 由表2和圖4可看出，總體樣品直鏈淀粉含量在0.2%～30.2%，平均17.0%，變異系數23.5%，均呈正態(tài)分布，峰值在15.0%～18.0%，東北平原有73.24%的樣品在此區(qū)間，總體和長江流域、東南沿海分別有46.84%、37.91%和47.01%的樣品在此區(qū)間。其中，東北平原、長江流域、東南沿海的直鏈淀粉含量，平均值分別為17.0%、16.9%和17.3%，變異系數分別為9.4%、27.0%和22.4%。再從直鏈淀粉含量的優(yōu)質達標率來看，總體為81.39%，達到一、二、三級樣品分別為65.88%、8.69%和6.82%；東北平原為99.15%，達到一、二、三級樣品分別為78.49%、16.00%和4.66%；長江流域為75.36%，達到一、二、三級樣品分別為60.35%、7.04%和7.97%；東南沿海為81.55%，達到一、二、三級樣品分別為69.67%、6.32%和5.56%。

圖4 我國水稻三大優(yōu)勢產區(qū)稻米蒸煮食味與營養(yǎng)品質指標分布

由表2和圖4可看出，總體樣品蛋白質含量在5.2%～13.3%，平均8.0%，變異系數12.9%，總體呈正態(tài)分布，分布峰值在7.0%～8.0%，總體和東北平原、長江流域、東南沿海各有40.64%、54.61%、36.51%和38.92%的樣品在此區(qū)間。其中，東北平原的蛋白質含量為5.3%～10.2%，平均7.5%，變異系數9.0%，蛋白質含量在10%及以上的高蛋白樣品有3份，僅占樣品數的0.25%；長江流域的蛋白質含量為5.2%～13.3%，平均8.2%，變異系數13.0%，高蛋白質含量樣品有223份，占樣品數的6.35%；東南沿海的蛋白質含量為5.5%～12.8%，平均7.9%，變異系數13.3%，高蛋白質含量樣品有45份，占樣品數的3.79%。

由此可見，我國稻米蒸煮食味與營養(yǎng)品質各項指標較為適宜。直鏈淀粉的變異系數相對較大，不同優(yōu)勢產區(qū)優(yōu)質達標率差異明顯，也是限制稻米優(yōu)質率的因素之一。

3 小結與討論

我國稻米生產表現為“北粳南秈”的區(qū)域特點，北方以粳稻為主，南方以秈稻為主，中部則秈粳兼有，導致不同產區(qū)稻米品質存在差異。品質性狀主要受品種遺傳和種植環(huán)境的影響[18]，即使同一品種，不同來源、不同年份的品質也存在一定差異。優(yōu)質率作為對品質分析的重要參數，既能反映品質總體狀況，也可反映單項指標優(yōu)劣程度。本研究顯示，近5年我國稻米樣品優(yōu)質率為36.0%（這比胡賢巧等[16]報道的優(yōu)質率低，主要與樣品來源不同有關），粳稻高于秈稻，中晚稻高于早稻，年度間有變化，區(qū)域間差異明顯。17個水稻主產省的稻米優(yōu)質率變化幅度在17.0%～76.9%，高低相差4.5倍，表現為“東北平原顯著高于東南沿海和長江流域”的區(qū)域差異。以東北三省優(yōu)質率最高，其次是華南兩廣、江淮地區(qū)和云貴高原，而川渝盆地和湘贛平原優(yōu)質率有待提升?？傮w而言，蒸煮食味與營養(yǎng)品質相對較好，加工和外觀品質需進一步改善；東北平原各項指標表現較為適宜，長江流域和東南沿海整精米率低、堊白多是限制優(yōu)質率的主要因素。整精米率總體優(yōu)質達標率僅為54.82%，三大優(yōu)勢產區(qū)分別為84.59%、47.74%和46.17%，因此，整精米率既是我國稻米品質地區(qū)差異的關鍵因子之一，也是今后南方水稻優(yōu)質育種和栽培的重要攻關目標。整精米率是生產者種植、加工需關注的重要指標，但對消費者而言卻關注較少，因為市場上流通銷售的大米多已精心挑選過。