寒地早粳稻农艺性状与品质性状的相关性分析

李猛 郭晓红 周健 胡月 姜红芳 吕艳东 姜凯铭 解宁宁

（黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆163319）

寒地水稻在我国水稻生产中占有重要地位[1]。常规育种是寒地水稻品质改良的重要手段[2]，但以往的研究多侧重于农艺性状与产量间的关系[3]。随着我国经济的快速发展，人们对优质稻米的需求逐步增加，在高产稳产的基础上提高和改善品质已成为当前水稻育种的主要目标。在此背景下，对水稻农艺性状与品质间关系的研究也相应增多[4]。赵孝东等[5]研究认为，株高与直链淀粉含量呈现正相关，穗长与糙米率呈极显著负相关。张子军等[6]认为，整精米率与倒2节间长呈显著正相关，垩白度与倒1节间粗呈显著正相关。杨建华等[7]认为，穗实粒数与整精米率、直链淀粉含量呈显著正相关。本研究共选取205份寒地早粳稻种质资源，对其主要农艺性状和品质性状进行相关分析，旨在为寒地优质早粳稻育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为黑龙江八一农垦大学水稻中心保存的205份粳稻品种（系）∶东农420、东农424、合粳1号、合江03号、合江04号、合江06号、合江08号、合江09号、合江10号、合江11号、合江12号、合江13号、合江14号、合江15号、合江16号、合江17号、合江18号、合江19号、合江20号、合江21号、黑粳2号、黑粳5号、黑粳7号、黑粳8号、垦鉴稻5、垦鉴稻6、垦鉴稻12、垦鉴稻13、垦稻08号、垦稻10号、垦稻11号、垦稻13号、垦稻14号、垦稻18号、垦稻20号、垦稻21号、垦稻22号、空育131、垦粳1、垦粳2、龙稻12号、龙盾103、龙盾106、龙粳03号、龙粳04号、龙粳06号、龙粳10号、龙粳11号、龙粳12号、龙粳13号、龙粳14号、龙粳18号、龙粳20号、龙粳21号、龙粳22号、龙粳23号、龙粳24号、龙粳25号、龙粳26号、龙粳27号、龙粳28号、龙粳29号、龙粳30号、龙粳32号、龙粳香1号、龙庆稻2号、牡丹江1号、牡丹江2号、牡丹江3号、牡丹江4号、牡丹江5号、牡丹江7号、牡丹江8号、牡丹江9号、牡丹江12号、牡丹江21号、牡丹江22号、牡丹江23号、牡丹江24号、牡丹江28号、牡丹江30号、牡丹江31号、牡丹江32、松粳08号、松粳11号、松粳03号、绥粳01号、绥粳12号、系选1号、莲稻1号、莲惠1号、龙粳34、普选10号、富士光、梧农71、星火1号、禹申龙白毛、早熟青森、空育163、新月光、岳路早生、长白17、长白 19、长白 12、吉粳 94、松 17、长白17、吉玉粳、通223、沈稻6号、龙庆稻1号、龙稻13、龙稻14、中龙粳2号、龙粳21号、龙粳31、龙丰757、龙粳39、龙粳36、当地北海道、金钩、吉粳61、九稻六号、九稻八号、双丰八号、辽盐166、藤系144、黎昭、咸南23号、梦明、道北47、延106、华育1号、星选235、半截稻、小田代5号、光头紫尖、光头白尖、小红芒、汤原6号、光头红、二白毛、无名稻、老头稻、朝鲜稻、老头稻1、改良国主、丁旭稻、小白毛、小白芒、京引56、东农9316、北 949、南 56、延 8729、普优 7 号、龙鉴 9918、南 23、龙盾98-594、龙鉴 9916、宁系65-702、普粘 12号、星之梦、穆棱陆稻、新月光、晋富粘、龙粳45、龙粳46、龙粳47、龙粳 48、垦稻 03 号、垦稻 12、龙稻 20、龙粳 41、三江 4号、建 A182、龙粳 35、垦稻 16、长白 21、上育 397、稼禾415、龙庆稻3号、龙粳27号、龙粳28号、龙盾102、三江1号、上育418、绥粳16号、袁粳131、垦丰稻12309、龙垦 27、花育 409、台粳 6 号、中花、爱知旭、龙粳 43、龙粳 27、龙粳 40、龙粳 25、龙粳 21、龙粳 39、三江1号、龙交1356、龙粳42、龙稻6号。

1.2 试验设计

试验于2016年在黑龙江八一农垦大学校内试验田进行。试验田地力均匀，土地平整，灌溉方便。采用随机试验设计，各小区种植5行，每行单本插，行株距30.0 cm×12.5 cm，3次重复。4月 15日大棚内播种旱育苗，5月24日移栽。施肥与田间管理按照常规栽培方式进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 农艺性状

在齐穗后15 d，选取有代表性的地段，每份材料连续取10丛进行茎数调查；根据调查结果选取有代表性的植株5丛，并从中选取5个优势单茎用于农艺指标的测定∶倒 1、倒 2、倒3节的节间长度、节间粗度和株高；倒 1、倒2、倒3叶的叶鞘长度、叶片长度、叶片宽度和叶基角（是指茎秆上方向与叶脉的夹角）。

成熟后根据田间的长势长相选取有代表性的调查点，每调查点选取连续的10丛植株。风干后调查每小区植株的穗数、穗质量。根据穗质量结果选取有代表性的稻穗10个，考查其穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗实粒数、二次枝梗实粒数、一次枝梗实粒质量、二次枝梗实粒质量等性状。

1.3.2 稻米品质

碾磨品质的测定∶用FC-2K型实验砻谷机（YAMAMOTO，离心式）将测试稻谷加工成糙米，称重，记为W1，并计算糙米率（糙米率=W1/W0×100%）；称取一定量的糙米（其质量记为W2），用日本公司生产的VP-32型实验碾米机将糙米加工成精米，除去糠粉并称重记为W3，整精米粒称重记为W4。计算其精米率和整精米率，精米率=W3/W2×（W1/W0×100%），整精米率=W4/（W0×W2/W1×100%）。

外观品质的测定∶用日本静冈机械株式会社生产的ES-1000便携式品质分析仪测定垩白粒率、垩白度等。

营养品质的测定∶用德国BRUKER公司生产的VECTOR22/N型近红外光谱仪测定该品种糙米的直链淀粉含量、蛋白质含量。

食味品质的测定∶用日本佐竹公司（SATAKE）生产的米饭食味计（STA1A）进行食味评分的测定。

1.4 数据分析

所有数据用Excel初步处理后，采用DPS7.05数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 茎部性状与品质性状相关性分析

如表1所示，倒1节间粗与糙米率和精米率呈极显著正相关，倒3节间粗与精米率呈显著正相关，说明增加倒1、倒3节间粗可提高稻米碾磨品质。倒1、倒3节间粗与粒宽呈显著正相关，说明增加倒1、倒3节间粗可改善稻米粒型。倒1节间粗与垩白度和垩白粒率呈极显著和显著负相关，说明增加倒1节间粗可以减少垩白度及垩白粒率，改善稻米外观品质。倒3节间长与整精米率和蛋白质含量呈显著负相关，与直链淀粉含量呈极显著正相关。说明减少倒3节间长度可提高稻米整精米率和蛋白质含量，增加倒3节间长度直链淀粉含量也会随之增加。倒1、倒2节间长与蛋白质含量呈显著和极显著正相关，与食味评分呈显著和极显著负相关。说明提高倒1、倒2节间长稻米蛋白质含量会随之增加，改善稻米营养品质，但食味评分会随之下降。株高与食味评分呈显著负相关，可见株高较矮的品种稻米食味评分较好。

2.2 叶部性状与品质性状相关性分析

如表2所示，剑叶长与糙米率、整精米率呈显著正相关，说明增加剑叶长度可改善稻米碾磨品质。倒3叶宽与精米率呈显著负相关；倒1叶基角与糙米率、整精米率呈极显著负相关；倒2、倒3叶基角与整精米率呈显著负相关。说明减少倒3叶宽度，倒1、倒2和倒3叶基角越小叶片越直立，稻米会有较好的碾磨品质。倒1、倒3叶基角与粒宽呈显著和极显著负相关。说明改变倒1、倒3叶基角会对粒型有所影响。倒1叶基角与垩白度、垩白粒率呈极显著正相关；倒2叶基角与垩白度、垩白粒率呈显著正相关；倒3叶基角与垩白度呈显著正相关。剑叶宽与垩白度、垩白粒率呈显著负相关；剑叶面积与垩白度呈显著负相关。可见，倒1、倒2和倒3叶基角越大，稻米外观品质越差；增加剑叶宽及剑叶面积会对稻米外观品质有所改善。剑叶长、剑叶宽及倒3叶宽与直链淀粉含量呈显著正相关；倒2、倒3叶长及剑叶面积与直链淀粉含量呈极显著正相关。说明增加植株剑叶长宽、倒3叶长宽可提高稻米的直链淀粉含量。倒1、倒2和倒3叶基角与蛋白质含量呈极显著正相关；倒2叶长与蛋白质含量呈显著负相关；倒3叶长宽及剑叶宽与蛋白质含量呈极显著负相关。说明叶基角变大，减小倒3叶长宽及剑叶宽会改善稻米营养品质。倒3叶长与食味评分呈显著正相关；倒1、倒2叶基角与食味评分呈极显著负相关。可见，增加倒3叶长，减小倒1、倒2叶基角可提高稻米食味评分。

表1 茎部性状与品质性状相关性分析

表2 叶部性状与品质性状相关性分析

表3 穗部性状与品质性状相关性分析

2.3 穗部性状与品质性状相关性分析

如表3所示，穗质量、总粒数、总粒质量、实粒数、实粒质量、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率与糙米率和精米率存在不同程度的正相关性，可见此类性状对碾磨品质有影响。穗长与粒长呈显著负相关，说明长穗型稻米粒长相对较小。总粒质量、实粒数、实粒质量与垩白度呈显著负相关，一次枝梗结实率、二次枝梗结实率与垩白度及垩白粒率呈显著和极显著负相关。说明增加总粒质量、实粒数、实粒质量、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率可减小稻米垩白度和垩白粒率，改善稻米外观品质。一次枝梗数和穗长与直链淀粉含量呈显著和极显著正相关，二次枝梗结实率与直链淀粉含量呈显著负相关。说明增加一次枝梗数和穗长，减少二次枝梗结实率可提高稻米直链淀粉含量。一次枝梗数和一次枝梗结实率与蛋白质含量呈极显著负相关，可见一次枝梗数少、一次枝梗结实率低的稻米蛋白质含量高。穗长与食味评分呈显著负相关，可见长穗型稻米食味评分较低。

3 结论与讨论

本研究结果表明，寒地早粳稻农艺性状和品质性状间存在不同程度的相关性。增加倒1、倒3节间粗可提高稻米碾磨品质，同时改善外观品质。可见，在优质育种选择中应着重选择茎秆粗壮的品种，在抗倒伏的同时也能提高碾磨、外观品质。耿立清等[2]研究发现，稻米株高越高越不利于优质食味评分的选择，与本研究结论一致。前人[8-9]研究认为，水稻理想株型模式为叶基角小于15°，上3叶直立，有利于群体下部光能利用，从而提高稻米产量和品质。本研究表明，叶基角对品质性状影响较大，叶基角越小叶片越直立会提高稻米的碾磨品质、外观品质及食味评分，与前人研究成果基本一致。提高剑叶长宽和倒3叶长宽可提高稻米的直链淀粉含量，同时稻米蛋白质含量会随之减少。前人研究成果表明，直链淀粉含量与蛋白质含量呈极显著负相关，两者存在此消彼长的关系[10-11]。胡晋豪等[12]研究表明，食味与剑叶长和倒3叶长均呈负相关。本研究发现，倒3叶长与食味呈正相关，剑叶长与食味并未发现显著相关性。不同之处，有待考证。从本研究结果可以看出，稻米穗部性状对碾磨品质影响较大，呈显著正相关。一次枝梗结实率、二次枝梗结实率对外观品质影响较大，呈显著负相关。可能原因是结实率高的品种，籽粒成熟度、饱满度较好，因此外观品质优良。

水稻农艺性状与品质性状之间存在着错综复杂的关系，同时还受环境条件和栽培条件的影响。在优质稻选育上应兼顾农艺性状和品质性状，通过多种方法改善稻米品质，从而实现育种目标。