胡贤巧 张卫星 邵雅芳 于永红 卢林 陈铭学
(中国水稻研究所,杭州311400;*通讯作者:cmingxue@163.com)
水稻是我国的主要粮食作物,我国60%以上人口以稻米为主食。随着经济的发展、社会的进步和人们生活水平的不断提高,人们的消费观念、消费结构等都发生了巨大变化,由追求数量向追求质量转变[1],从“吃饱”转为“吃好”。水稻产业也从追求高产量转变为追求安全优质。1984 年我国多地出现“卖粮难”,优质米开始得到重视。1991 年再次出现以南方早籼稻为主的“卖粮难”现象,优质稻米生产再次受到重视。1996 年以后,稻米价格开始持续下跌,造成大量劣质稻米过剩,而优质稻米俏销,优质稻米受到人们的广泛重视,呈现良好的发展势头[2]。2019 年“中央一号文件”提出“深入推进优质粮食工程”,将优质稻米产业发展的重要性推上一个新高。闵捷等[3]系统分析了我国20 世纪80 年代至21 世纪初期各类稻米品质状况和优质达标率状况[3-7]。朱智伟等[8]将 1985—2002 年 8 390 份稻米样品分为籼型常规稻、籼型杂交稻、粳型常规稻和粳型杂交稻,并系统分析了品质状况。
为全面了解我国近20 年来水稻品种的品质状况和发展趋势,本文对2001—2020 年期间农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心承检的水稻品种稻米样品品质进行分析,了解“十五”至“十三五”期间我国稻米品质状况、发展趋势及存在问题,以期为我国“十四五”优质水稻产业发展和优质育种提供参考。
收集了2001—2020 年期间农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心检测的来自全国各地的水稻品种稻米品质数据62 217 份,其中籼稻品质数据48 421 份,粳稻品质数据13 796 份。糙米率、精米率、整精米率、粒长、长宽比、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质含量等稻米品质指标根据NY/T 83《米质测定方法》测定[9]。所有品质数据统一按NY/T 593-2013《食用稻品种品质》[10]中的品质等级要求进行等级判定。首先根据标准要求对糙米率、整精米率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量等7 项指标进行单项指标等级判定,然后以单项品质指标全部符合相应等级要求的最低等级判定,其中达到三等以上(含三等)为优质稻米,低于三等为普通稻米。全部数据在Excel 软件上统计分析。
优质率指稻米品质性状达到优质标准的百分率,是反映该性状优质程度的一项重要指标。从图1a 中可以看出,我国稻米品质优质率在“十五”至“十二五”期间基本稳定,“十三五”期间有明显的提升。2001—2015年期间,除2007 年优质率较高为42.5%外,我国稻米整体优质率在22.5%~35.4%之间波动。从2015 年开始,我国稻米优质率快速提升,从27.3%增加到2020年的49.2%。说明近几年来我国稻米品质越来越受到重视,优质粮工程成效明显。通过比较稻米整体优质率和籼稻米优质率、粳稻米优质率的发展趋势可以发现,籼稻米优质率的变化趋势与稻米整体优质率的变化趋势基本相同,说明我国稻米优质率的提升主要是因为籼稻米优质率的提升。
图1 2001—2020 年我国稻米优质达标率变化情况
从籼稻米和粳稻米优质率上看,21 世纪初期籼稻米和粳稻米优质率差异较大,2001 年粳稻米优质率为64.7%,远远高于籼稻米的13.8%,与文献报道一致[8]。但经过20 年的发展,籼稻米优质率不断提升,籼稻米和粳稻米优质率差距不断缩小。2020 年籼稻米优质率已经达到50.5%;而粳稻米优质率在“十五”至“十二五”期间呈现下降趋势,从2001 年的64.7%下降至2015 年的42.4%,“十三五”期间略有回升,2020 年优质率为44.2%。总体而言,籼稻米和粳稻米的优质率差距不断缩小,近两年已经基本接近。
将优质稻米进一步细分为一等优质稻米、二等优质稻米和三等优质稻米进行比较。我国稻米一等优质率(图 1b)、二等优质率(图 1c)在“十五”到“十二五”期间表现稳定,分别维持在0.1%~2.9%和5.0%~12.5%,从2015 年开始快速上升,一等优质率2019 年达到最高,为5.7%;二等优质率2020 年达到最高,为22.8%。三等优质率(图1d)稳步增长,从2001 年15.8%逐步提升到2020 年23.3%。籼稻米的一等优质率、二等优质率和三等优质率与总体稻米的三个等级优质率变化趋势基本一致。籼稻米一等优质率和二等优质率在“十五”到“十二五”期间较稳定,分别维持在0.2%~1.0%和2.3%~8.4%,从2015 年开始急剧上升,一等优质率2019 年达到最高,为6.5%;二等优质率2020 年达到最高,为25.1%。籼稻米三等优质率从2001 年的8.8%稳步提升至2020 年的21.1%。从增长速度而言,籼稻米三等优质率从2013 年后有较快的增长速率。粳稻米一等优质率和二等优质率在近20 年有降低的趋势,分别从 2001 年的 4.1%和 29.7%降至 2020 年的 1.7%和10.8%。粳稻米三等优质率除2005—2009 年较高外,其他年份在27.8%~35.2%之间波动。可见,粳稻米优质率的降低主要是二等优质率降低所致。
碾磨品质主要包括糙米率、精米率和整精米率。从图2a 可以看出,籼稻米和粳稻米的糙米率优质率一直处在较高的水平,均在95.9%以上。与糙米率相比,整精米率优质率较低,籼稻米和粳稻米分别为53.4%~79.5%和68.2%~95.5%,是限制稻米优质率的一个主要指标。21 世纪初期籼稻的整精米率明显低于粳稻,2001 年籼稻米和粳稻米的整精米率优质率分别为58.6%和85.1%。随着品种的改良,籼稻的整精米率优质率有明显的提升。相反,粳稻的整精米率优质率有一定程度降低。到2020 年时两者处在相同水平,分别为67.2%和68.2%,整精米率整体表现不佳,都相对较低,在“十三五”期间是7 项定级指标(糙米率、整精米率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度和直链淀粉含量)中优质率最低,有较大的提升空间。粒型对稻米碾磨品质尤其是整精米率影响较大。通过比较历年的稻米粒型发现,无论是籼稻米还是粳稻米,平均粒长和平均长宽比都在不断增加。籼稻米的平均粒长从2001 年的6.54 mm 逐步增加到2020 年的6.87 mm,长宽比从2001 年的2.94 增加到2020 年的3.25;粳稻米的平均粒长从2001 年的 4.99 mm 增加到 2020 年的 5.48 mm,长宽比从2001 年的1.79 提升到2020 年的2.11。粒型的变化趋势说明长粒型稻米越来越受到欢迎,但与此同时这可能也是整精米率优质率较低的重要原因。除品种改良外,适时收割、合理晾晒等种植后环节对提高整精米率也有较大作用[11]。
图2 2001—2020 年各类稻米碾磨品质(a)、外观品质(b)和蒸煮食用品质(c)优质率变化情况
外观品质主要包括垩白粒率、垩白度、透明度。垩白受环境影响较大,因此垩白度优质率年份间波动较大(图2b)。21 世纪初期,垩白度优质率整体较低,在7项定级品质指标中优质率最低,且籼稻米的垩白度优质率明显低于粳稻米。2001 年籼稻米和粳稻米的垩白度优质率分别为57.9%和81.4%。因此,垩白度是21 世纪初期限制稻米优质率的主要品质指标。近20 年来,籼稻米的垩白度明显改善,尤其是2012 年后垩白度优质率增长明显,从2012 年的37.5%快速增加到2020年的95.7%。粳稻米垩白度优质率在2007—2015 期间明显降低,从 2007 年的 83.6%降低到 2015 年的66.9%,是导致该时间段粳稻米整体优质率降低的一个重要原因;随后粳稻米优质率又逐年提升,2020 年优质率达94.0%。总的来说,“十三五”期间,籼稻米和粳稻米的垩白度都有明显改善,2020 年优质率均达到94.0%以上,明显超过整精米率、直链淀粉含量等指标的优质率,已经不是限制优质率的最重要因素。
近20 年来,籼稻米的透明度不断改善,优质率从2001 年的77.7%提升到2020 年的96.6%(图2b)。相比而言,粳稻米的透明度在近20 年的表现比较稳定,优质率在79.0%~96.9%之间波动,除2006 年和2010 年稍低外,其他年份均在85.0% 以上。但是粳稻米的透明度优质率在“十三五”期间为85.4%~91.0%,还有提升的空间。
蒸煮食用品质主要包括直链淀粉含量、胶稠度和碱消值。籼稻米的直链淀粉含量在21 世纪初期表现较差(图2c),是仅次于垩白度的限制籼稻米优质率的品质指标。在2001—2009 年期间,籼稻米的直链淀粉含量的优质率较低,在50.3%~62.1%之间波动,2010 年后快速提升,2020 年达到86.1%,是籼稻米近几年来品质提升的重要性状之一,但与糙米率、胶稠度、透明度、垩白度等指标相比,还有较大的提升空间。粳稻米直链淀粉含量在21 世纪初期表现优异,2001—2010 年之间的优质率均高于95.0%,但从2010 年开始优质率不断下降,2016 年开始下降明显,2020 年最低为78.7%。近几年来,直链淀粉含量已经成为除了整精米率外限制粳稻米优质率的重要指标。通过分析粳稻米的直链淀粉含量数据发现,直链淀粉含量优质率降低的主要原因之一是软米比例的提高。软米是直链淀粉含量低,米质介于一般糯米和粘米之间的一类大米品种[12]。软米的口感好,但是直链淀粉较低,其直链淀粉含量没有具体标准。徐绍忠等[13]认为,软米品种直链淀粉含量一般为8.0%~16.0%;曾亚文等[14]认为,籼型软米直链淀粉含量9.0%~15.0%;陈庭木等[15]将软米直链淀粉含量标准定在9.0%~13.0%。无论是哪种标准,软米的直链淀粉均有可能处于优质稻米直链淀粉含量13.0%~20.0%范围外。通过统计,直链淀粉含量在8.0%~13.0%之间的粳稻米比例从 2001 年的 0.7%增加到 2020 年的19.4%。我们对直链淀粉含量的优质判定要求从13.0%~20.0%改为小于等于20.0%时,发现2016—2019 年粳稻米的整体优质率可以提升3.4~4.6 个百分点,2020年可以提升8.3 个百分点。软米直链淀粉含量较低影响其优质米的评价,但是口感佳,因此,有必要制定软米评价标准,让真正的好吃软米也能达到优质认定。
近20 年来,籼稻米的胶稠度表现越来越好,优质率呈增加趋势,从2001 年的71.9%增加到2020 年的97.4%,且“十三五”期间均高于95.0%,已经不是籼稻米优质率的限制指标。粳稻米的胶稠度表现整体较好,优质率较高,在87.1%~100%之间。但是波动相对较大,近15 年来,除2014 年和2017 年较低分别为87.1%和89.4%外,其他年份均在94.0%以上,其不是粳稻米优质率的限制指标。
粳稻米的碱消值在21 世纪初期表现好,2001—2009 年优质率均在96.0%以上,但是在2010—2016 年这段时期优质率较低,为85.0%~94.4%,近几年又有所回升。籼稻米的碱消值优质率整体上比较稳定,除2004 年和2005 年较高为91.1%和86.0%外,优质率均在71.8%~88.4%波动,“十三五”期间呈逐步升高的趋势,但是整体表现有待提高。碱消值是籼稻米在“十三五”期间仅次于整精米率的限制优质率的品质指标,因此,碱消值是籼稻米后期育种可以重点考虑提升的指标之一。
21 世纪初期,粳稻米优质率明显高于籼稻米,品质状况整体更好,但后来两者的品质差距不断缩小。垩白度是21 世纪初期限制稻米优质率的重要品质指标,但“十三五”期间有明显的提升。2012 年及以前,无论是籼稻米还是粳稻米,垩白度优质率明显低于其他6项定级指标的优质率。从2013 年开始,稻米垩白度显著改善,优质率不断提升,并超过了整精米率、直链淀粉含量等指标的优质率,已经不是限制优质率的最重要因素。近20 年来,籼稻米的整精米率优质率有一定的提升,而粳稻的整精米率优质率有一定程度降低。但整体而言,籼稻米和粳稻米的整精米整体表现不佳,优质率都相对较低。在“十三五”期间,整精米率的优质率整体低于垩白度优质率,成为7 项定级指标中优质率最低的指标,是限制稻米优质率的最重要指标。
长粒型稻米越来越受欢迎。无论是籼稻米还是粳稻米,近20 年来的平均粒长和平均长宽比都不断增加,说明长粒型的米越来越受到喜欢。但高长宽比的稻米在碾米时更容易断裂,也是目前整精米率优质率较低的原因之一。