日本寒地北海道糯米品質(zhì)改良與預(yù)研氣候變暖對(duì)2030年代水稻生長(zhǎng)的影響
—— 丹野 久 教授（日本水稻品質(zhì)·食味研究會(huì)）

日本上川北部地域 名寄市

上川地區(qū)比布町2021年產(chǎn)“風(fēng)子糯”（硬化性低）

上川地區(qū)比布町2021年產(chǎn)“北雪糯”（硬化性低）

|背景|

在日本，糯米自古以來(lái)就在全國(guó)范圍內(nèi)生產(chǎn)，低硬化性（注：“硬化性”在日本主要用于評(píng)價(jià)糯米、年糕的回生特性）糯米適合制作糯米飯、日式點(diǎn)心；高硬化性糯米適合制作米果、成型年糕等。北海道糯米以往由于灌漿氣溫低而硬化性低，產(chǎn)量在全國(guó)也是數(shù)一數(shù)二的。但為了避免與粳稻花粉雜交而混入粳米，特別是在氣候寒冷的稻作極限地帶生產(chǎn)，和粳米一樣，與日本東北以南地區(qū)的相比，栽培及改良的歷史較短。因此，在食味和米粒外觀品質(zhì)上不如日本東北以南產(chǎn)的米，亟待改善。為了擴(kuò)大需求，還要求開發(fā)硬化性高的品種。另一方面，北海道近年來(lái)在水稻栽培期出現(xiàn)氣溫上升，可以認(rèn)為，今后的氣候變暖所導(dǎo)致的氣象變化將對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生很大影響。

|目的|

本專欄將明確迄今為止的北海道糯米育種中的米粒白度、精米蛋白質(zhì)含量（以下稱蛋白質(zhì)）、食味及硬化性方面的科研成果；闡明這些性狀及其他米粒外觀品質(zhì)的年度間地區(qū)間差異的發(fā)生原因，以實(shí)現(xiàn)高位穩(wěn)定化生產(chǎn)，獲得開發(fā)栽培技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。進(jìn)而，預(yù)測(cè)了2030年代因氣候變暖導(dǎo)致的水稻生長(zhǎng)變化，并提出了其技術(shù)應(yīng)對(duì)方向。

|意義|

為今后在北海道及水稻種植的其他寒冷極限地帶提高糯米品質(zhì)的育種和栽培技術(shù)開發(fā)提供參考。本專欄分析的氣候變暖對(duì)2030年代水稻生長(zhǎng)的預(yù)測(cè)結(jié)果，可為未來(lái)的育種和栽培技術(shù)研究提供借鑒。

|各論文間的關(guān)聯(lián)性|

由于北海道的糯米品種種植比率不到北海道水稻整體的10%，因此，長(zhǎng)期以來(lái)都無(wú)法投入很大的精力進(jìn)行糯米育種，但通過(guò)目測(cè)米粒白度、感官試驗(yàn)、長(zhǎng)年持續(xù)選拔和培育，對(duì)其進(jìn)行了改良。近年來(lái)，利用儀器分析選育了以往沒(méi)有的具有高硬化性品種，詳見本專欄文章之一《日本寒地北海道的優(yōu)質(zhì)糯米育種》，P1-P12。

另一方面，闡明了對(duì)糯米的加工原料和食味重要的指標(biāo)米粒白度、與其密切相關(guān)的蛋白質(zhì)以及其他米粒外觀品質(zhì)的年度間地區(qū)間差異的發(fā)生原因。為得到理想的糙米白度，開發(fā)了施肥量計(jì)算法，詳見本專欄文章之二《日本寒地北海道稻作極限地帶糯米蛋白質(zhì)含量和白度的年度間地區(qū)間差異及其產(chǎn)生因素》，P26-P34。

此外，闡明了防止雜交混入粳米所需的與粳稻栽培田塊的隔離距離，以及收獲和干燥后發(fā)現(xiàn)的與粳米顆粒無(wú)法區(qū)分的半透明陰糯籽粒的理化特性和年糕面胚特性，詳見本專欄文章之三《日本寒地北海道稻作極限地帶糯米外觀品質(zhì)的年度間地區(qū)間差異及其產(chǎn)生因素》，P44-P54。

進(jìn)而，分析了糯米硬化性以及與其有密切關(guān)系的糊化特性的年度間地區(qū)間差異和灌漿氣溫及蛋白質(zhì)之間的關(guān)系；明確了在灌漿溫度不同的生產(chǎn)年份的米飯食味特性，詳見本專欄文章之四《日本寒地北海道稻作極限地帶糯米硬化糊化特性和米飯物理特性的年度間地區(qū)間差異及其產(chǎn)生因素》，P66-P74。

最后，利用2030年代的預(yù)測(cè)氣象以及以往的氣象與生長(zhǎng)關(guān)系的研究結(jié)果，展望了2030年代水稻生長(zhǎng)的變化；并提出了該預(yù)測(cè)技術(shù)的對(duì)應(yīng)方向，詳見本專欄文章之五《全球變暖對(duì)日本寒地北海道2030年代水稻生育的影響預(yù)測(cè)及其對(duì)策》，P85-P98。

|如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)|

糯米品種的育種，雖然規(guī)模和勞力比粳米品種小很多，但與粳米品種一樣需要長(zhǎng)期持續(xù)進(jìn)行。由此，糯米的米粒白度和食味在不使用儀器的條件下通過(guò)目測(cè)和感官評(píng)價(jià)的選拔得到了很大的改良。在硬化性方面，通過(guò)近年來(lái)開始的儀器分析進(jìn)行糊化特性的間接選拔，取得了很大成果。且高硬化性育種的遺傳資源使用了以前沒(méi)有的粳米品種。如上所述，為了取得育種成果，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)性、符合育種目標(biāo)的選拔方法以及新的遺傳資源尤為重要。

在糯米種植方面，進(jìn)行了高純度的種子生產(chǎn)、徹底更新種子、遠(yuǎn)離粳米品種栽培地區(qū)的“糯米生產(chǎn)區(qū)”指定及在種植田間進(jìn)行徹底的異種拔除。為此，生產(chǎn)者、農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)改良推廣中心及其他相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相互合作和協(xié)助。通過(guò)這些努力，與日本東北以南地區(qū)相比，在不利氣象條件下生產(chǎn)的北海道糯米的品質(zhì)評(píng)價(jià)維持在較高水平。

日本上川北部地域 名寄市

|致謝|

本人2020年底在《糧油食品科技》（2020，28（6）：1-96）已發(fā)表的專欄和本專欄（糧油食品科技，2022，30（5）：1-113）是我在日本水稻品質(zhì)·食味研究會(huì)（http∶//jsrqp.com/，2009年成立，目前會(huì)員154名，其中中國(guó)會(huì)員34名）口頭發(fā)表的基礎(chǔ)上整理的。本專欄的發(fā)表，也離不開以該刊編輯部主任譚洪卓博士、承蒙翻譯之勞的（株）佐竹河野元信博士為首的各位相關(guān)人士的理解和努力。特此致謝。

——丹野 久

2022年7月13日于日本·北海道