華北地區(qū)粳稻新品系產(chǎn)量和品質(zhì)比較及穩(wěn)定性分析

陳 虎 賈旭東 姜沛琦 柏珺焯 王東元 李靈慧 趙 飛 劉 建

（1 天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384；2 天津金岸生態(tài)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，天津 300350）

華北地區(qū)作為一季粳稻的主產(chǎn)區(qū)，和東北稻區(qū)以及南方雙季稻區(qū)相比光溫條件好，其產(chǎn)量和品質(zhì)也具有一定的優(yōu)勢(shì)，眾所周知的天津小站稻最初成名就得益于當(dāng)時(shí)小站的水、光、溫等有利的自然生態(tài)條件。要穩(wěn)步發(fā)展華北粳稻產(chǎn)業(yè)，其中新品種的選育是非常重要的手段之一。水稻在不同地區(qū)受栽培和自然環(huán)境影響，產(chǎn)量表現(xiàn)差異較大，優(yōu)良的水稻品種不僅產(chǎn)量表現(xiàn)要好，同時(shí)還要有一定的穩(wěn)產(chǎn)性和廣泛的適應(yīng)性。穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性決定了水稻新品種的推廣及應(yīng)用前景[1]。

水稻品質(zhì)包括加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。整精米率可衡量米粒的完整性情況，是加工品質(zhì)中最重要的指標(biāo)[2]，外觀品質(zhì)主要通過(guò)堊白度和堊白粒率來(lái)衡量，加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)直接影響水稻的商品價(jià)值。蛋白質(zhì)和直鏈淀粉是影響水稻食味品質(zhì)的重要因素，在一定范圍降低蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量可以改善水稻食味品質(zhì)[3-4]。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較復(fù)雜，隨著社會(huì)進(jìn)步、人民生活質(zhì)量的提高和食品的豐富多樣化，稻米中的營(yíng)養(yǎng)可從其他食物中獲取，所以本文對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)未做分析。目前，關(guān)于產(chǎn)量穩(wěn)定性和適應(yīng)性的研究較多，對(duì)品質(zhì)穩(wěn)定性和適應(yīng)性的研究報(bào)道較少，為此搜集華北地區(qū)粳稻育種單位的新品系，全方位分析它們?cè)诋a(chǎn)量和品質(zhì)方面的差異性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性，對(duì)推動(dòng)華北粳稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提升，選育廣適性的品種有著非常重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料為京、津、冀、魯不同育種單位選育的共計(jì)12 份水稻新品系（10J-14、L-4-1、L-4-2、T-307、Z-15、Z-16、25Y-6、25Y-X-9、Y-631、Y-371、10J-23、Jr-18），以津原45 為對(duì)照品種，于2021 年分別種植于順義（京），津南、寧河、寶坻（津），扶寧、唐海（冀），墾利（魯）7 個(gè)地點(diǎn)的試驗(yàn)站，每個(gè)小區(qū)面積15m2，行距30cm，株距15cm，隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。采用當(dāng)?shù)貞T行栽培和管理方法種植。

1.2 試驗(yàn)方法各試驗(yàn)站于水稻成熟期，每重復(fù)取5 株自然晾干至含水量15%左右開(kāi)始考種，分別調(diào)查產(chǎn)量構(gòu)成因素，剩余材料按小區(qū)單收單打計(jì)產(chǎn)。考種結(jié)束后測(cè)定稻米品質(zhì)指標(biāo)，用SY88-TH型試驗(yàn)礱谷機(jī)碾出糙米；用SY2001-NSART100 型試驗(yàn)用碾米機(jī)碾出精米；用東孚久恒的JMWT12 型大米外觀檢測(cè)儀測(cè)定大米外觀品質(zhì)；蛋白質(zhì)含量和食味值的測(cè)定采用RLTA 10B2 食味分析計(jì)進(jìn)行；用德國(guó)產(chǎn)的AA3 連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定直鏈淀粉 含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用SPPS 25.0 進(jìn)行，用Excel 整理數(shù)據(jù)和制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 品系間產(chǎn)量及構(gòu)成因素差異津原45 屬高產(chǎn)品種，是目前華北地區(qū)水稻區(qū)域試驗(yàn)的對(duì)照品種。由表1 可以看出，水稻新品系在產(chǎn)量及其構(gòu)成因素上存在一定差異，其中有2 個(gè)材料在產(chǎn)量上超過(guò)津原45（CK），5 個(gè)材料略低于對(duì)照，但差異不顯著。有效穗數(shù)最高的Z-15、每穗粒數(shù)最多的10J-14、結(jié)實(shí)率最高的25Y-6 以及千粒重較高的L-4-1 和25Y-X-9 產(chǎn)量均低于對(duì)照。從產(chǎn)量最高的Y-371來(lái)看，除有效穗數(shù)低于對(duì)照外，其每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重都高于津原45（CK），特別是千粒重顯著高于對(duì)照。這一結(jié)果表明，品系之間產(chǎn)量的差異取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素的平衡性。

表1 品系間產(chǎn)量及構(gòu)成因素差異

2.2 品系間加工及外觀品質(zhì)差異由表2 可以看出，12 個(gè)粳稻新品系的整精米率均低于津原45（CK），除3 個(gè)品系和對(duì)照比較接近、無(wú)顯著差異外，其余品系均顯著低于對(duì)照品種。外觀方面，有4個(gè)品系的堊白度高于津原45（CK），其中Z-15 和10J-23 達(dá)到顯著水平；其余8 個(gè)品系都明顯低于對(duì)照，有5 個(gè)品系達(dá)到了顯著水平。5 個(gè)品種的堊白粒率高于津原45（CK），3 個(gè)達(dá)到顯著水平；其余7個(gè)品系均低于對(duì)照，有5 個(gè)品種達(dá)到顯著水平。這一結(jié)果說(shuō)明，目前育種單位的品種選育目標(biāo)更傾向于稻米外觀品質(zhì)的選拔。

表2 品系間加工及外觀品質(zhì)的差異 （%）

2.3 品系間主要成分含量差異蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量是影響稻米食味品質(zhì)的2 個(gè)最為主要的因素，蛋白質(zhì)含量越低，食味越佳。直鏈淀粉含量在適當(dāng)范圍內(nèi)，越低越好。由表3 可以看出，12 個(gè)水稻新品系的蛋白質(zhì)含量均高于津原45（CK），除4個(gè)品系無(wú)顯著差異外，其余品系均顯著高于對(duì)照品種。直鏈淀粉含量則相反，只有3 個(gè)品系高于津原45（CK），且未達(dá)到顯著水平，其余品系均低于對(duì)照品種，有5 個(gè)品系達(dá)到了顯著水平。食味值方面僅Y-371 高于津原45（CK），且未達(dá)到顯著水平，其余品系均低于對(duì)照品種，有7 個(gè)品系達(dá)到了顯著水平。這一結(jié)果表明，食味值受蛋白質(zhì)含量的影響更大。

表3 品系間主要成分含量的差異

2.4 品系產(chǎn)量及構(gòu)成因素穩(wěn)定性分析表4 中列出了13 個(gè)粳稻材料產(chǎn)量及構(gòu)成因素的變異系數(shù)，變異系數(shù)越小，說(shuō)明其在試點(diǎn)間的適應(yīng)性越好；變異系數(shù)越大，說(shuō)明其在各試點(diǎn)的適應(yīng)性較差。指標(biāo)的變異系數(shù)越大說(shuō)明該指標(biāo)受環(huán)境影響越大，反之越小。從各指標(biāo)的平均值來(lái)看，千粒重和結(jié)實(shí)率變異系數(shù)相對(duì)較小，產(chǎn)量次之，穗粒數(shù)和有效穗數(shù)的變異系數(shù)較大。從個(gè)別品系來(lái)看，12 個(gè)品系中有5 個(gè)材料產(chǎn)量變異系數(shù)小于津原45（CK），其中10J-14、L-4-2、T-307、10J-23 較津原45 變異系數(shù)小10%以上，說(shuō)明這些新品系在各試點(diǎn)適應(yīng)性較好。有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的變異系數(shù)雖較大，但基本圍繞平均值上下波動(dòng)。由于津原45（CK）的結(jié)實(shí)率變異系數(shù)較高，除10J-14 外，其余品系均低于對(duì)照，其中以T-307的變異系數(shù)最?。?.45%）。千粒重上，雖有多個(gè)品系變異系數(shù)高于津原45（CK），但變化范圍不大，說(shuō)明千粒重受環(huán)境影響小于其他產(chǎn)量構(gòu)成因素。

表4 產(chǎn)量及構(gòu)成因素變異系數(shù) （%）

2.5 品系加工、外觀品質(zhì)及主要成分穩(wěn)定性分析加工、外觀品質(zhì)及主要成分的變異系數(shù)列于表5。從各指標(biāo)整體的平均值來(lái)看，整精米率和直鏈淀粉含量的變異系數(shù)較小，蛋白質(zhì)含量和食味值次之，堊白粒率和堊白度變異系數(shù)較大。從單個(gè)品系來(lái)看，13 個(gè)粳稻品種（系）的整精米率變異系數(shù)為1.91%～13.60%，L-4-2 變異系數(shù)最小，25Y-6 變異系數(shù)最大。堊白粒率和堊白度變異系數(shù)分別為23.65%～94.33% 和14.24%～98.03%，10J-23 堊 白粒率和堊白度的變異系數(shù)最小，Z-16 堊白粒率和25Y-6 堊白度的變異系數(shù)最大。蛋白質(zhì)含量變異系數(shù)為5.33%～17.72%，25Y-6 最小，L-4-1 最大。直鏈淀粉含量變異系數(shù)為3.87%～8.73%，10J-23 最小，T-307 最大。食味值變異系數(shù)為6.58%～17.61%，25Y-X-9 最小，Y-631 最大。不同指標(biāo)間堊白性狀變異系數(shù)最大，說(shuō)明堊白粒率和堊白度受環(huán)境影響最為明顯，不同地區(qū)間堊白差異很大；直鏈淀粉含量平均變異系數(shù)最小，說(shuō)明直鏈淀粉含量受環(huán)境影響較小，不同地區(qū)間直鏈淀粉含量差異較小。

表5 加工、外觀品質(zhì)及主要成分含量變異系數(shù) （%）

3 討論與結(jié)論

品種的產(chǎn)量和品質(zhì)一直是育種家們關(guān)注的焦點(diǎn)。產(chǎn)量方面，12 份粳稻新品系中除Y-371 和Y-631 產(chǎn)量略高于津原45 外，其余品系產(chǎn)量均低于對(duì)照品種（表1）。這一結(jié)果說(shuō)明，對(duì)照品種本身是一個(gè)產(chǎn)量較高的品種，產(chǎn)量較高的Y-371 和Y-631除有效穗數(shù)低于津原45（CK）外，其他產(chǎn)量構(gòu)成因素均高于對(duì)照品種，產(chǎn)量構(gòu)成因素的平衡性較好是這2 個(gè)品系高產(chǎn)的主要原因。因此要選育高產(chǎn)的品種，注重產(chǎn)量平衡性的選擇十分必要。品質(zhì)方面，整精米率作為衡量品質(zhì)的重要指標(biāo)[5-6]，12 個(gè)品系均低于津原45（CK），堊白度和堊白粒率大部分品系低于對(duì)照品種（表2）。這表明相對(duì)于加工品質(zhì)而言，育種者更注重外觀品質(zhì)的選擇，但整精米率降低會(huì)影響可售成品稻米的數(shù)量，在今后的育種中應(yīng)予以重視。在主要成分含量上，12 個(gè)品系蛋白質(zhì)含量均高于津原45（CK），直鏈淀粉含量和食味值低于對(duì)照品種的品系較多（表3）。如上所述，食味值的高低受蛋白質(zhì)含量的影響較大，在今后新品種品質(zhì)選育的過(guò)程中，選擇蛋白質(zhì)含量較低的品系對(duì)提高稻米的食味值至關(guān)重要。

品種（系）在不同地域產(chǎn)量的穩(wěn)定性直接關(guān)系到該品種（系）的推廣面積，廣適性品種的選育也十分重要。從本次的試驗(yàn)結(jié)果看，結(jié)實(shí)率和千粒重的變異系數(shù)較小，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的變異系數(shù)較大（表4），而產(chǎn)量的高低主要取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素的平衡性，所以在今后高產(chǎn)、廣適性品種的選育過(guò)程中，應(yīng)著重選育有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)穩(wěn)定性較好的品種（系）。品質(zhì)方面，整精米率、直鏈淀粉含量的變異系數(shù)最小，蛋白質(zhì)含量次之，堊白粒率和堊白度的變異系數(shù)最大（表5）。為此要選育品質(zhì)穩(wěn)定的品種，首先在外觀上要著重選擇堊白度和堊白粒率低的品種（系），在主要成分上著重選擇蛋白質(zhì)含量低的品種（系），這樣才能有望選出外觀和食味較好且品質(zhì)穩(wěn)定的品種或品系。另一方面需要注意的是優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)協(xié)調(diào)的問(wèn)題，如試驗(yàn)中產(chǎn)量較高的Y-371和Y-631，除整精米率較低外，在外觀和食味品質(zhì)上都優(yōu)于或接近對(duì)照，是2 個(gè)比較有前途的水稻新品系。從這一點(diǎn)看，培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)兩目標(biāo)共存的水稻新品種（系）是完全可行的。