太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征研究

张庆 胡雅杰 郭保卫 张洪程,* 徐晓杰 徐玉峰 朱邦辉 徐洁芬 钮中一 凃荣文

太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征研究

张庆1, 2胡雅杰1郭保卫1张洪程1,*徐晓杰2徐玉峰2朱邦辉2徐洁芬2钮中一2凃荣文2

[1扬州大学 农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/农业农村部长江流域稻作技术创新中心/粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏 扬州 225009；2江苏(武进)水稻研究所，江苏 常州 213175；*通信联系人，E-mail: hczhang@yzu.edu.cn]

【】探明太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征。收集适合太湖地区种植的软米粳稻品种，根据软米粳稻品种生育期、产量和食味品质进行分类，比较研究了不同熟期不同产量与食味品质类型的软米粳稻产量和品质形成的差异。高产类型软米粳稻每穗粒数、群体颖花量显著高于中产类型。与味中类型相比，味优类型软米粳稻穗数、每穗粒数和结实率相当，而千粒重较小。与中产类型相比，高产类型软米粳稻生育中后期干物质积累量和氮素积累量较高，最终干物质量和总氮素积累量较大。与味中类型相比，味优软米粳稻的糙米率、精米率和整精米率有所增加，垩白粒率和垩白度显著提高，直链淀粉含量和蛋白质含量减少，胶稠度变长，淀粉RVA特征值中峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度增加，米饭食味值显著提高。太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征为穗大粒多，粒重较小，生育中后期干物质与氮素积累能力强，加工品质趋好，外观品质差，蒸煮食味品质优。

软米；粳稻；优良食味；高产；品种特征

随着我国农业供给侧结构性改革的深入，经济社会发展和人民生活水平的提高，人们对稻米品质要求越来越高，特别是优质食味稻米深受欢迎。近些年，育种家们通过降低稻米直链淀粉含量培育出了一系列优质食味水稻品种[1-3]，如江苏的南粳46、南粳9108、丰粳1606、武香粳113等，上海的沪软1212、松香粳1018等，浙江的嘉58等。这些优质食味粳稻具有质地柔软、口感弹牙、冷饭不易回生，亦被称为软米粳稻[4]。近几年优质食味粳稻在我国南方稻区推广应用面积不断增加。据不完全统计，2019年仅江苏省推广面积就达1300多万亩。因此，研究阐明软米粳稻优质与丰产协同的品种特征，对加快我国南方地区推广应用软米粳稻和提升优质稻米的市场竞争力具有重要意义。长期以来，关于水稻产量品质协同提高的研究一直是研究的热点与难点[5-7]。陈波等[8]在双季稻地区种植产量较高的常规粳稻品种，稻米品质相对较差。万向元等[9]研究认为通过优化产量结构，选择合适的品质性状基因可以实现优质高产的协同。于洪兰等[10]在东北地区比较研究不同穗型水稻产量与食味值关系，认为320万穗/hm2~330万穗/hm2，每穗粒数150~170 个的品种更具高产优质潜力。朱盈等[11]研究认为江淮地区中熟常规粳稻品种特征为穗数310万穗/hm2左右，每穗粒数140个左右，出糙率和整精米率达国标1级，稻米蛋白质含量在8%左右，直链淀粉含量在10%左右，胶稠度在75 mm以上，抽穗后叶面积指数、干物质积累量与积累比例能维持较高水平。胡蕾等[12]研究认为单季晚粳生育后期叶面积指数、干物质积累量及其比例较高；直链淀粉含量、蛋白质含量和胶稠度长度分别在10.0%、8.0%和90.0 mm左右，利于实现优良食味品质与产量的协同。郎有忠等[13]研究认为，水稻生育期延长利于稻米品质和产量的协同提高。在江苏太湖地区，生产上有许多高产品种和优良食味水稻品种[14]，但优良食味与高产是否协同，这些品种具有哪些特征，目前尚未见有相关报道。本研究在太湖稻区筛选不同熟期的优质丰产协同的软米粳稻品种，侧重于研究阐明稻米食味品质与水稻产量协同提高的软米粳稻品种特点。本研究通过广泛收集适合太湖地区种植的软米粳稻品种，根据软米粳稻生育期、产量和品质进行分类，深入分析不同熟期不同产量与品质类型软米粳稻品种的产量和品质形成的差异，阐明优良食味高产软米粳稻品种的基本特征，旨在为太湖地区软米粳稻新品种选育及优质生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2015－2016年在江苏(武进)水稻研究所试验基地进行。该基地位于江苏省常州市武进区前黄镇农场村，属于太湖一级保护区。土质为砂壤土，地力中等、平衡，前茬为小麦。2015、2016两年的土壤地力分别为：有机质含量33.3 g/kg、31.1 g/kg，全氮2.34 g/kg、2.26 g/kg，速效磷26.4 mg/kg、24.4 mg/kg，速效钾152、140 mg/kg。

2015年和2016年度间气候因素无显著差异，且该地区试验气象条件与常年一致，具有代表性，具体气象资料见图1。

1.2 供试材料

从江苏省农业科学院粮食作物所、苏州市农业科学院、扬州大学农学院、江苏(武进)水稻研究所等多家水稻育种科研单位收集软米粳稻品种(系)共50个，其中中粳类型30个(生育期140~155 d)，晚粳类型20个(生育期155~170 d)。稻谷收获后通过米粒暗胚乳(或云雾状)表型、直链淀粉含量8%~15%等指标来判断是否为软米，再根据水稻产量(中粳、晚粳分别以9 t/hm2、9.75 t/hm2为标准)和米饭食味值(中粳、晚粳分别以55分、60分为标准)划分4种软米粳稻类型，分别为味中中产、味优中产、味中高产、味优高产(表1)，最终每个类型选择有代表性2个品种或品系进行结果分析(表2)。

图1 2015－2016年水稻生长季气象资料

Fig. 1. Meteorological data of rice growing season in 2015 and 2016.

表1 2015年和2016年不同类型软米粳稻分类情况

GTHY, Good taste and high yield; GTMY, Good taste and medium yield; MTHY, Medium taste and high yield; MTMY, Medium taste and medium yield.

表2 不同类型软米粳稻代表性品种（系）

1.3 试验设计

2015年5月28日播种，6月14日移栽；2016年5月26日播种，6月12日移栽。采用硬盘机插秧硬地喷滴灌育秧，每盘播干种子100 g。移栽密度为28.2万穴/hm2，每穴4苗。小区面积12 m2，重复3次，小区间筑埂隔离, 并用塑料薄膜覆盖埂体, 保证单独排灌。前茬种植绿肥紫云英，分别于2014年10月7日、2015年10月6日套播于稻田内，2015年4月8日、2016年4月12日盛花期翻耕还田。

氮肥总量为300 kg/hm2，基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4。穗肥分别于倒4和倒2叶等量施入。P、K肥同常规栽培，磷肥和钾肥的用量(分别折合成P2O5和K2O) 均为150 kg/hm2，磷肥一次性基施，钾肥分别于耕翻前和拔节期等量施入。水分管理和病虫害防治按照高产栽培要求实施。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 稻米品质测定

成熟期适时收割，脱粒自然晒干后储藏 3 个月，待理化性状稳定后，每处理称取3 份，每份130g稻谷，按照中华人民共和国国家标准(GB/T17891－2017)测定糙米率、精米率、整精米率、垩白米率、垩白面积、垩白度、胶稠度等。用 FOSS TECATOR公司的近红外谷物分析仪(Infratec 1241 Grain Analyzer)近红外快速品质分析仪测定精米蛋白质含量和直链淀粉含量。

表3 软米粳稻食味值与产量的差异

1.4.2 淀粉RVA谱特征值测定

采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司的Super 3型RVA(Rapid viscosity analyzer)快速测定，按照AACC(美国谷物化学家协会)规程和RACI标准方法操作，用TWC(Thermal Cycle for Windows)配套软件分析数据。稻米 RVA谱特征包括峰值黏度(Peak viscosity)、热浆黏度(Hot viscosity)、最终黏度(Final viscosity) 3个一级参数和崩解值(Breakdown，最高黏度与热浆黏度之差)、消减值(Setback，最终黏度与峰值黏度之差) 2个二级参数表示，单位为cP，同时记录峰值黏度时间(Peak viscosity time)及起始糊化温度(Pasting temperature)。

1.4.3 食味值测定

采用米饭食味计(STA/A，日本佐竹公司)测定米饭的外观、硬度、黏度、平衡值的评分和综合评分值。

1.4.4 产量及其构成因素

成熟期调查每小区100穴，计算有效穗数，取10穴调查每穗粒数、结实率和测定千粒重，成熟后实收测产。

1.4.5 干物质量测定

在移栽期、拔节期、抽穗期和成熟期按平均茎蘖数取代表性植株5穴，于105℃下杀青30 min，70℃下烘干至恒重，测定各生育期植株干物质积累情况。

1.4.6 植株氮素量测定

将样品粉碎后用H2SO4-H2O2消化，以半微量凯氏定氮法测定拔节期、抽穗期和成熟期植株氮含量。

1.5 数据计算和统计分析

采用 Microsoft Excel 2015 数据处理，采用 SPSS 17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 软米品种产量和食味值变幅

2015年和2016年各软米品种食味值变幅分别为46~74、47~72，均值分别为58.42、57.47，标准差为8.48、7.88；变异系数为14.52%、13.71%。两年的产量变幅分别为7.32~11.00 t/hm2和7.52~10.97 t/hm2，均值分别为9.32 t/hm2和9.26 t/hm2，标准差分别为0.99和0.87，变异系数分别为10.62%和9.43%。可见，食味值和产量在品种间差异较大。

2.2 产量及其构成因素

由表4可知，晚粳类型的软米品种较中粳类型产量优势明显。两年中粳和晚粳不同类型软米品种平均产量表现为味优高产、味中高产>味优中产、味中中产，高产类型平均产量显著高于中产类型。对产量构成因素而言，高产类型每穗粒数和群体颖花量高于中产类型，每穗粒数除2015年晚粳类型外差异达显著水平；同一产量类型下，除晚粳味优中产类外，味优类型千粒重小于味中类型。因此，中粳和晚粳软米水稻高产原因在于依靠增加每穗粒数而提高群体颖花量，而同一产量类型下味优软米水稻千粒重降低。

2.3 米饭食味值

由表5可知，中粳和晚粳熟期的软米粳稻的食味值表现为味优高产＞味优中产＞味中中产＞味中高产，味优类型较味中类型差异达显著水平。进一步分析食味值相关指标，外观、黏度、平衡度均表现为味优类型＞味中类型，部分差异达显著水平，而硬度则表现为味中类型＞味优类型，差异达显著水平。对不同熟期软米粳稻进一步分析，晚粳不同类型食味值均高于中粳，其中晚粳味优高产类型食味值比中粳味优高产类型增加10.94%，外观、黏度、平衡度三个指标分别增加11.94%、2.8%、1.48%，硬度减少4.12%。说明晚粳软米水稻食味值优于中粳。

2.4 加工和外观品质

由表6可知，对于中粳和晚粳两种熟期类型的加工品质，味优类型优于味中类型，其中晚粳差异达显著水平。长宽比和透明度两个指标，受品种遗传因素影响较大，品种间差异不显著。垩白粒率和垩白度则表现为味中类型＞味优类型，中粳差异不显著，晚粳差异达显著水平。对不同熟期的味优高产类型比较，中粳类型在出糙率和出精率两个指标上略优于晚粳类型，增幅为0.79%、0.64%；而整精米率则晚粳略高1.74%。两个熟期的味优高产类型的垩白粒率几乎相同，垩白度则表现为中粳高于晚粳，增幅达65.1%。

表4 不同类型软米粳稻产量及构成因素的差异

同一品种类型同列数据后不同小字母表示处理间差异达5%显著水平。

Values for a cultivar type within a column followed by different lowercase letters are significantly different at the 5% probability level. GTHY, Good taste and high yield; GTMY, Good taste and medium yield; MTHY, Medium taste and high yield; MTMY, Medium taste and medium yield.

表5 不同类型软米粳稻食味值的差异

同一品种类型同列数据后不同小字母表示处理间差异达5%显著水平。下表同。

Values for a cultivar type within a column followed by different lowercase letters are significantly different at the 5% probability level. GTHY, Good taste and high yield; GTMY, Good taste and medium yield; MTHY, Medium taste and high yield; MTMY, Medium taste and medium yield. The same as below.

表6 不同类型软米粳稻加工及外观品质的差异

表7 不同类型软米粳稻营养及蒸煮食味品质的差异

同一品种类型同列数据后不同小字母表示处理间差异达5%显著水平。

Values for a cultivar type within a column followed by different lowercase letters are significantly different at the 5% probability level. GTHY, Good taste and high yield; GTMY, Good taste and medium yield; MTHY, Medium taste and high yield; MTMY, Medium taste and medium yield.

2.5 营养和蒸煮食味品质

由表7可知，中粳和晚粳两种熟期，与味中类型相比，味优类型直链淀粉含量和蛋白质含量降低，除中粳直链淀粉含量外差异均达显著水平。两种熟期粳稻的味优类型比味中类型胶稠度较长，差异达显著水平。进一步分析中粳和晚粳两种熟期的味优高产类型，与晚粳相比较，中粳的直链淀粉含量低4.31%，蛋白质含量高0.24%，胶稠度低2.29%。

2.6 RVA谱特征值

由表8可知，中粳和晚粳两种熟期的品种类型间RVA谱特征值差异表现一致。味优类型的峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度等4个特征值均高于味中类型，其中最终黏度、晚粳品种的崩解值差异达显著水平。味优类型的消减值和起始糊化温度低于味中类型，其中消减值和中粳的起始糊化温度差异达显著水平。进一步分析中粳和晚粳的味优高产类型，峰值黏度和热浆黏度数据相当，崩解值和最终黏度晚粳较中粳高2.29%和12.62%。

2.7 主要生育期干物质量

由表9可知，中粳和晚粳两种熟期软米水稻，高产类型拔节期和抽穗期干物质量高于中产类型，但差异不显著；而成熟期，高产类型干物质量显著高于中产类型。对中粳和晚粳的味优高产类型进一步分析，与中粳的味优高产类型相比，晚粳的味优高产类型拔节期干物质量减少了4.48%，而抽穗期和成熟期干物质量分别提高了4.53%和5.59%。

表8 不同类型软米粳稻米粉RVA谱特征值的差异

同一品种类型同列数据后不同小字母表示处理间差异达5%显著水平。下表同。

Values for a cultivar type within a column followed by different lowercase letters are significantly different at the 5% probability level. GTHY, Good taste and high yield; GTMY, Good taste and medium yield; MTHY, Medium taste and high yield; MTMY, Medium taste and medium yield. The same as below.

表9 不同类型软米粳稻主要生育期干物质量差异

表10 不同类型软米粳稻主要生育期氮素积累量的差异

同一品种类型同列数据后不同小字母表示处理间差异达5%显著水平。

Values for a cultivar type within a column followed by different lowercase letters are significantly different at the 5% probability level. GTHY, Good taste and high yield; GTMY, Good taste and medium yield; MTHY, Medium taste and high yield; MTMY, Medium taste and medium yield.

2.8 主要生育期氮素积累量

由表10可知，中粳软米水稻的高产类型拔节期、抽穗期和成熟期氮素积累量均高于中产类型，其中成熟期氮素积累量差异达显著水平。而晚粳软米水稻的高产类型的拔节期氮素积累量与中产类型相当，抽穗期和成熟期氮素积累量略高于中产类型，差异均未达显著水平。

3 讨论

3.1 优良食味高产软米粳稻品质的特点

农业供给侧结构性改革下，水稻生产目标由高产超高产转向优质高产，因此水稻育种家和农学家更加注重优质水稻育种和生产关键技术研发[15-17]。稻米品质指标主要包括碾磨品质、外观品质、蒸煮食用品质和营养品质4个方面[18]。居民消费者关注稻米的外观品质和蒸煮食味品质，青睐稻米透明度好、垩白少的稻米，而稻谷加工企业更关注稻米碾磨加工品质与外观品质[19]。近些年，育种家培育了一大批低直链淀粉含量的优良食味软米粳稻品种或品系，米饭质地柔软、口感佳。但软米粳稻品种稻谷烘干水分含量低于15%或精米在存放一段时间后因水分较低或老化等原因出现暗胚乳或云雾状[20]，致使精米透明度较差，影响稻米外观品质。直链淀粉含量和蛋白质含量是影响稻米食味品质的重要因素，两者与稻米蒸煮食味品质均呈负相关[21]，而胶稠度越长，消减值越小，米饭综合食味评分值越高，口感越好[22-23]。本研究结果表明，晚粳熟期类型软米粳稻的食味值优于中粳类型。中粳和晚粳两种熟期类型的软米粳稻的加工品质味优类型优于味中类型，而外观品质表现为味中类型＞味优类型，直链淀粉含量和蛋白质含量味优类型低于味中类型，胶稠度味优类型长于味中类型，淀粉RVA中峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度4个特征值味优类型高于味中类型。因此，太湖地区筛选出的味优高产类型软米粳稻在加工、外观和蒸煮食味等品质得到协同提升。

3.2 优良食味高产软米粳稻产量和干物质与氮素积累特性

水稻产量主要受单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重4个因素的影响，其形成与植株干物质和氮素积累密切相关。前人多数研究认为水稻要获得高产或超高产在于足量穗数与较大穗型协调产出较高群体颖花量[24-25]。本研究结果表明，太湖地区晚粳类型软米粳稻产量表现较中粳类型优势明显。味优高产类型软米粳稻主要依靠增加每穗粒数，提高群体颖花量而获得高产。本研究还发现，同一产量水平下，软米粳稻味优类型的千粒重小于味中类型。因此，味优高产类型软米粳稻具有穗数足、粒数多、粒重小等特点，这些性状指标为太湖稻区优良食味高产软米粳稻品种选育提供了理论参考。水稻籽粒产量80%左右来源于抽穗后光合物质生产，灌浆结实期的光合物质生产对产量形成具有重要影响[26-27]。本研究条件下，与中产类型相比，高产类型全生育期干物质积累均具有优势，特别是生育后期，而高产类型生育前中期干物质积累比例较低，生育后期干物质积累比例显著提高。抽穗后氮素吸收与转运显著影响水稻产量和品质[28-29]。前人研究认为，水稻高产群体生育中后期氮素吸收能力强，叶片氮素转运量大，植株总氮素积累量高[28-30]。本研究结果表明，高产类型在拔节到抽穗期和抽穗到成熟期氮素积累量高于中产类型。对味优高产类的不同熟期软米粳稻进行分析，与中粳相比，晚粳生育后期氮素积累量减少5.48%和0.87%，比例低6.09%和1.52%。说明味优高产类软米粳稻在生育中后期氮素积累量具有一定优势，但晚粳味优高产类生育后期氮素积累量较小。因此，优良食味高产软米品种栽培管理减少后期氮肥投入，适当氮肥前移提高光合效率，促进籽粒充实饱满，确保优质高产高效生产。

4 结论

太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征为生育期略迟，穗大粒多，粒重较小，生育中后期干物质与氮素积累能力强；加工品质趋好，外观品质略差，蒸煮食味品质优，具体表现为直链淀粉和蛋白质含量低，胶稠度较长，淀粉RVA中峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度等4个特征值高。

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Study on the Characteristics of SoftRice Varieties with Good Taste and High Yield in Taihu Lake Area

ZHANG Qing1,2, HU Yajie1, GUO Baowei1, ZHANG Hongcheng1,*, XU Xiaojie2, XU Yufeng2, ZHU Banghui2, XU Jiefen2, NIU Zhongyi2, TU Rongwen2

[College of Agriculture, Yangzhou University / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province / Innovation Center of Rice Cultivation Technology in the Yangtze Valley,,;Jiangsu(Wujin) Rice Research Institute,,;Corresponding author,:

【】It is of significance to explore the characteristics of softrice varieties with good taste and high yield in Taihu Lake area.【】 Softrice varieties suitable for cultivation in Taihu Lake were collected. According to the growth duration, yield and taste quality of the rice varieties, the differences in yield and quality formation of softrice varieties at different ripening stages were compared. 【】Compared with the medium yield type, the number of grains per panicle and the number of spikelets of the high yield type significantly increased in the population. The number of panicle, grain number per panicle and seed setting rate of the good taste type were equal to those of the medium taste type, while the 1000-grain weight was lower. Compared with the medium yield type, the high yield type had higher dry matter accumulation and nitrogen accumulation in the middle and late growth stages, and the final dry matter weight and total nitrogen accumulation were higher. Compared with the medium taste type, brown rice rate, milling rice rate and head milling rice rate of good taste rice increased, chalky rice percentage and chalkiness degree increased significantly, amylose content and protein content reduced, gel consistency were longer, the peak viscosity, hot paste viscosity, breakdown, final viscosity increased, rice and eating value increased significantly. 【】 The softrice varieties with good taste and high yield in Taihu Lake region were featured with large panicle, low grain weight, strong dry matter and nitrogen accumulation ability in middle and late growth stages, good processing quality, poor appearance quality, and excellent cooking and eating quality.

soft rice;rice; good taste; high yield; variety characteristics

10.16819/j.1001-7216.2021.0907

2020-09-07；

2020-12-03。

国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-01-27)；国家自然科学基金资助项目(31701350)；国家重点研发计划资助项目(2017YFD 0301205)；江苏省现代农业(水稻)产业技术体系资助项目(JATS[2020]081)；江苏(武进)现代农业(稻麦)科技综合示范基地资助项目(JATS[2020]085)。