藏区不同类型水稻品种产量和稻米品质特性分析

韩瑞才，文春燕*，沈显华，王智权，车菊芹，束爱萍，黎毛毛，吴延寿**

(1.江西省农业科学院 水稻研究所/水稻国家工程实验室(南昌)，江西 南昌 330200；2.西藏自治区察隅县农业技术推广服务站，西藏 察隅860600)

水稻是我国主要的粮食作物，全国60%以上的人口以稻米为主食[1]。西藏自治区地处西南高原稻作区，其地形以高原、山地和丘陵为主，全区水稻种植面积很小，仅约1333 hm2，且栽培品种主要为当地流传下来的老品种和引进的杂交水稻品种，产量低、品质差[2,3]。随着民族间的融合，藏区稻米需求量日益增加，但由于本地稻米资源严重匮乏，基本依靠内陆供应。因此，针对藏区独特的生态环境开展适宜水稻品种的筛选及其特性研究，有利于拓展藏区水稻种植面积和促进水稻产量的提高，推动藏区水稻产业发展。

目前，关于藏区水稻的研究基本处于空白阶段，主要依据藏区的生态环境特点结合水稻的特征特性对适宜品种进行预判。水稻生长的差异性与气候条件密切相关[4]。西藏适宜种植水稻的区域主要集中在藏南的察隅县和墨脱县河谷地区，种植海拔高度分布在1200～2000 m范围内，属高海拔水稻生产区。同时，藏区水稻生产灌溉水主要以冰山融水为主，从苗期至分蘖期水稻一直处于低温环境中，容易出现烂苗、死苗，分蘖期长势较弱，抑制水稻的早生快发[5,6]。低温冷害和生育期内积温不足是高海拔地区水稻生产的主要障碍，不仅会使水稻因有效穗数、结实率下降而减产，生育期延长，还会导致稻米不完全成熟、腹白米增加，最终使稻米品质严重下降[7,8]。有的研究表明高海拔地区粳稻的垩白度和垩白粒率均随海拔升高呈降低趋势[9]。藏区水稻生产区域昼夜温差约为10 ℃，理论上有利于稻米品质的形成。前期研究表明，藏区水稻的有效穗数、穗长、穗实粒数、千粒重和实际产量都随着海拔的升高而降低，而稻米品质则因品种差异表现不一[2]。我国对于高海拔地区水稻品种的选育基本形成了以下观点：海拔1500 m以下可进行籼稻栽培；1500～1900 m可根据品种的特性粳籼稻兼种；1900 m以上只能种植耐寒的粳稻品种。因此，对于藏区水稻品种选择，合适的品种类型是关键，同时要注重品种耐寒性、分蘖能力，更要兼顾水稻的产量和稻米品质。

目前藏区种植的水稻品种主要为外来杂交品种，每年都开展多个品种的盲目试种，高产稳产性差，稻米品质欠佳，其根本原因是没有摸清不同类型的水稻品种在藏区生产的特性特征，在品种选择上缺乏针对性，加上藏区水稻栽培研究几乎无人开展，所以难以形成藏区优质高产稳产的主栽品种，雪域高原的精品大米生产在品种和技术储备上尤其缺乏。本研究以14个粳稻和7个籼稻品种为试验材料，以当地品种“芒白”为对照，通过优化栽培方案，分析各品种的产量及产量构成因素、稻米外观品质、蒸煮品质和RVA谱特征值等，探索了藏南高海拔水稻种植区不同类型水稻品种的产量和稻米品质特征，以期为西藏水稻种植区的品种选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

根据察隅县水稻种植区的气候条件，遴选了21个品种，主要原则是生育期短、耐寒性强、米质较优和丰产稳产性好，其中包括14个粳稻(J1～J14)和7个籼稻(X1～X7)，以当地品种“芒白”作对照，品种名称详见表1。主要设备仪器：万深SC-E型大米外观品质检测分析仪(万深，浙江)；瑞典波通RVA快速粘度分析仪(珀金埃尔默，澳大利亚)。

表1 参试品种名称

1.2 试验设计和田间管理

试验于2020年4～10月在西藏自治区林芝市察隅县农业科学研究所试验田(28°51′N，96°97′E)开展，海拔为1600 m左右。整个试验在同一田块中进行，采用完全随机区组设计，设3个重复，小区面积均为24.0 m2(长6 m×宽4 m)。于2020年4月4日采取薄膜育秧，6月2日人工移栽，栽插规格均为20.0 cm×16.6 cm，每穴3株苗。氮肥使用总量纯氮140 kg/hm2，按照基肥∶分蘖肥∶拔节孕穗肥=4∶4∶2的比例施入；钾肥使用总量纯钾120 kg/hm2，按照基肥∶分蘖肥∶拔节孕穗肥=2∶5∶3的比例施入；磷肥按照当地标准在耕地时一次性施入。病虫草害和灌溉管理按照派驻的农技人员指导进行。察隅县属喜马拉雅山与横断山过渡的藏东南高山峡谷区，海拔为1100～2000 m，近5年来年均气温仅为12.5 ℃，昼夜温差约10 ℃，全年最高气温31 ℃，年平均日照百分率为38%，无霜期为190～265 d，年份间差异较大。2020年察隅县4～10月的气温数据如图1所示。试验田土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量和 pH值分别为1.1 g/kg、181.46 mg/kg、75.96 mg/kg、153.77 mg/kg 和5.21。

图1 察隅县2020年气温数据

1.3 测定项目与方法

在水稻完全成熟后，随机取10株考察单株有效穗数；取5株样品进行室内农艺性状考察，计算穗长、穗实粒数、结实率、千粒重和理论产量。各品种各田块均全部收割，用于实际产量测定。

收集用于测产的晒干稻谷，干燥贮藏3个月后，参照《GB/T 17891—2017优质稻谷》[10]中的方法测定米长、米宽、糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量等指标。稻米样品处理后用瑞典波通RVA快速粘度分析仪测定RVA谱特征值。

1.4 统计分析

用Microsoft Excel 2016录入和整理数据并做图。用IBM SPSS Statistics 19.0系统软件分析数据，用Duncan(Duncan’s multiple range test)进行样本平均数的差异显著性比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 水稻品种的产量和产量构成因素

由表2可知，在参试品种中仅J11和J12两个品种的产量低于对照，其他品种均高于对照；产量在7500 kg/hm2以上的品种有12个，分别为J1、X1、J13、J2、J3、J4、J5、J14、X2、X3、X4和X5，其中J1的产量最高，达到9677 kg/hm2。经分析单株有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重与实际产量的相关性，发现穗实粒数是影响藏区水稻产量的重要构成因子(图2)。

图2 实际产量与各产量构成因子间的相关性

2.2 稻米外观品质

由表3可知，在参试品种中仅J3的糙米率高于对照品种；所有参试品种的精米率均低于对照品种；粳稻中有10个品种的整精米率高于对照，其中J1、J3、J6、J7、J9和J13的整精米率≥55.0%，达到国优三级稻谷标准，J6的整精米率最高，达64.87%；参试籼稻中X5为长粒形籼稻，其他品种均为中粒形籼稻，X2和X4的整精米率≥46.0%，达到国优三级稻谷标准；参试品种的垩白粒率和垩白度均小于对照；粳稻除J1外，其他13个品种的垩白度均≤6.0%，达到国优三级稻谷标准，其中J9、J11、J12和J13的垩白度≤2.0%，达到国优一级稻谷标准；籼稻X3的垩白度≤5.0%，达到国优二级稻谷标准，其他品种的垩白度均≤2.0%，达到国优一级稻谷标准。

表3 不同品种稻米外观品质比较

2.3 稻米蒸煮品质

胶稠度按米胶长度可分为硬胶(≤40 mm)、中等(41～60 mm)、软胶(≥61 mm)。本研究实验品种J12和X7属于硬胶，J5和J13属于软胶，其他均为中等；J3、J4、J5、J6、J8和J13的胶稠度大于对照品种。J2、J8、J12、X1和X3的碱消值小于对照，其他参试品种的碱消值大于对照。所有参试品种的直链淀粉含量(干基)均低于对照；粳稻J2、J4、J7、J8、J9、J10、J11和J14的直链淀粉含量在14.0%～20.0%之间，达到国优稻谷标准，J13为粳糯稻，直链淀粉含量较低；参试籼稻的直链淀粉含量均在14.0%～24.0%，达到国优稻谷标准(表4)。

表4 不同品种稻米蒸煮品质比较

2.4 稻米RVA谱特征值

由表5可知，在参试品种中仅J9、X2和X3的峰值黏度高于对照品种；CK的热浆黏度和冷胶黏度均高于其他参试品种；在参试品种中有7个品种的崩解值低于对照品种，分别为J4、J6、J12、J13、J14、X4和X7；仅J12的消减值大于对照；在参试品种中有7个品种的糊化温度大于对照，分别为J2、J12、X1、X3、X4、X5和X6，其中X6的糊化温度最高，达87.9 ℃。

表5 不同品种稻米RVA谱特征参数

3 讨论

西藏自治区水稻种植面积约为1300 hm2，年生产稻谷仅6000 t，折合单产不足4500 kg/hm2[3]。通过水稻品比试验发现，当地品种“芒白”的产量仅为4354.5 kg/hm2，产量较低。要充分发挥昼夜温差大的区位立体优势，在农艺性状上要选择耐寒性高、分蘖能力强、生育期短、高产优质的水稻品种进行引种。本试验共选择21个不同类型的水稻种质在察隅县进行品种的适应性分析，其中WJ313、赣73优8601、赣宁粳1号、友两优2132、银香38、WJ172、南粳46、赣糯320、莲香早、莲塘软香、野香优靓占和泰优398等12个品种的产量达到7500 kg/hm2以上，较对照增产75.9%～122.3%，可作为提升藏区水稻产量的候选品种。这12个品种包含7个粳稻和5个籼稻，且粳稻产量均排名前列，表明粳稻在藏区更容易发挥产量优势。有研究表明，在高海拔条件下，各产量构成因素对产量直接作用的大小顺序为每穗总粒数>有效穗数>千粒重>结实率[11,12]。本研究通过对海拔1600 m不同类型品种的产量构成因素与实际产量进行相关性分析，发现每穗实粒数与实际产量呈极显著正相关，结实率与实际产量呈显著正相关。由此可知，藏区种植水稻应在适宜穗数的基础上，主攻大穗，并兼顾结实率与千粒重，以获得高产。

参照各省审定公告中品种的特征特性，参试品种中科804、野香优靓占和泰优398的整精米率、垩白粒率和垩白度明显降低。有研究表明，随海拔升高，加工品质中的整精米率明显提升，垩白粒率则呈下降趋势[13-15]。海拔对稻米垩白的影响依据品种类型不同也存在差异，籼稻品种随海拔升高垩白粒率增加，粳稻则相反[9]。研究表明，不同海拔区域对出糙率和精米率的影响较小，对整精米率的影响较大；在海拔550～1250 m区域，随海拔升高稻米的整精米率、垩白度和垩白粒率均呈先增加后降低的趋势[16]。由此可知，海拔差异是显著影响稻米品质的重要环境因子，但同海拔不同地区的其他生态环境因子存在差异，稻米品质相关指标的变异程度也会不同。依据GB/T 17891—2017[10]的衡量标准，在外观品质和蒸煮品质方面，粳稻品种赣粳361和吉粳81达到国优三级稻谷标准；籼稻中野香优靓占和莲香早达到国优二级稻谷标准；其余品种均未达到国优三级稻谷标准。参试品种中6个粳稻和2个籼稻的整精米率达到国优稻谷标准，占参试品种的38.1%；除WJ313外，其他参试品种的垩白度均达到国优稻谷标准；直链淀粉含量达到国优稻谷标准的粳稻有8个，籼稻则全部达到国优稻谷标准。因此，藏区优质稻引种应选择整精米率高的水稻品种，同时直链淀粉含量是藏区粳稻引种的另一重要参考指标。

研究认为，直链淀粉含量与胶稠度的长短有关，直链淀粉含量低则胶稠度较软，含量高则胶稠度较硬[17]。本研究中6个测试品种的胶稠度高于对照，分别为南粳46、赣宁粳1号、WJ172、银香38、WJ218和中科804。碱消值越大，糊化温度越低，稻米蒸煮时吸水越少。大部分参试品种的碱消值大于对照，莲塘软香、赣73优8601、友两优2132、长晴热和中科804等5个品种的碱消值小于对照。峰值黏度反映了淀粉膨胀的程度和结合水的能力，关系到谷物的最终食用品质[18]。与对照相比，吉粳81、莲塘软香和莲香早的峰值黏度较高。崩解值反映淀粉热糊的稳定性，消减值反映了淀粉冷糊的稳定性和老化趋势[19]。与对照相比，14个参试品种的崩解值较高，分别为银香38、莲香早、莲塘软香、友两优2132、南粳46、吉粳81、赣73优8601、中科发5号、中科804、赣粳361、吉粳809、泰优398、J1和马华占，同时以上品种的消减值也较小。有研究表明，胶稠度与食味值成正比，胶稠度长，糊化温度低，且糊化时峰值黏度大，崩解值大，最终胶黏度小，消减值小，起始糊化温度低，蒸煮食味品质较好[20]。目前并未对食味值进行检测，以上指标可作为水稻品种食味品质选择的参考。

4 结论

藏区水稻产业具有自己的优势，海拔高、生育期长、化学农药用量少、稻米绿色安全。保持本土特色，引入外部优势，打造“雪域高原绿色稻米”的品牌特色，是促进藏区水稻产业发展的有效方式。目前，藏区缺少高产优质的水稻品种。通过开展藏区水稻的引种试验，高产品种已经得到有效储备，赣73优8601、赣宁粳1号等12个品种单产可达7500 kg/hm2以上。在产量构成因素方面，藏区种植水稻应在适宜穗数的基础上，主攻大穗，并兼顾结实率与千粒重，以获得高产。藏区优质水稻品种的筛选仍需加强，引种应选择整精米率高的水稻品种，同时直链淀粉含量也是藏区粳稻引种的重要指标。