寒地早粳稻農藝性狀與品質性狀的相關性分析

李猛 郭曉紅 周健 胡月 姜紅芳 呂艷東 姜凱銘 解寧寧

（黑龍江八一農墾大學農學院，黑龍江大慶163319）

寒地水稻在我國水稻生產中占有重要地位[1]。常規育種是寒地水稻品質改良的重要手段[2]，但以往的研究多側重于農藝性狀與產量間的關系[3]。隨著我國經濟的快速發展，人們對優質稻米的需求逐步增加，在高產穩產的基礎上提高和改善品質已成為當前水稻育種的主要目標。在此背景下，對水稻農藝性狀與品質間關系的研究也相應增多[4]。趙孝東等[5]研究認為，株高與直鏈淀粉含量呈現正相關，穗長與糙米率呈極顯著負相關。張子軍等[6]認為，整精米率與倒2節間長呈顯著正相關，堊白度與倒1節間粗呈顯著正相關。楊建華等[7]認為，穗實粒數與整精米率、直鏈淀粉含量呈顯著正相關。本研究共選取205份寒地早粳稻種質資源，對其主要農藝性狀和品質性狀進行相關分析，旨在為寒地優質早粳稻育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為黑龍江八一農墾大學水稻中心保存的205份粳稻品種（系）∶東農420、東農424、合粳1號、合江03號、合江04號、合江06號、合江08號、合江09號、合江10號、合江11號、合江12號、合江13號、合江14號、合江15號、合江16號、合江17號、合江18號、合江19號、合江20號、合江21號、黑粳2號、黑粳5號、黑粳7號、黑粳8號、墾鑒稻5、墾鑒稻6、墾鑒稻12、墾鑒稻13、墾稻08號、墾稻10號、墾稻11號、墾稻13號、墾稻14號、墾稻18號、墾稻20號、墾稻21號、墾稻22號、空育131、墾粳1、墾粳2、龍稻12號、龍盾103、龍盾106、龍粳03號、龍粳04號、龍粳06號、龍粳10號、龍粳11號、龍粳12號、龍粳13號、龍粳14號、龍粳18號、龍粳20號、龍粳21號、龍粳22號、龍粳23號、龍粳24號、龍粳25號、龍粳26號、龍粳27號、龍粳28號、龍粳29號、龍粳30號、龍粳32號、龍粳香1號、龍慶稻2號、牡丹江1號、牡丹江2號、牡丹江3號、牡丹江4號、牡丹江5號、牡丹江7號、牡丹江8號、牡丹江9號、牡丹江12號、牡丹江21號、牡丹江22號、牡丹江23號、牡丹江24號、牡丹江28號、牡丹江30號、牡丹江31號、牡丹江32、松粳08號、松粳11號、松粳03號、綏粳01號、綏粳12號、系選1號、蓮稻1號、蓮惠1號、龍粳34、普選10號、富士光、梧農71、星火1號、禹申龍白毛、早熟青森、空育163、新月光、岳路早生、長白17、長白 19、長白 12、吉粳 94、松 17、長白17、吉玉粳、通223、沈稻6號、龍慶稻1號、龍稻13、龍稻14、中龍粳2號、龍粳21號、龍粳31、龍豐757、龍粳39、龍粳36、當地北海道、金鉤、吉粳61、九稻六號、九稻八號、雙豐八號、遼鹽166、藤系144、黎昭、咸南23號、夢明、道北47、延106、華育1號、星選235、半截稻、小田代5號、光頭紫尖、光頭白尖、小紅芒、湯原6號、光頭紅、二白毛、無名稻、老頭稻、朝鮮稻、老頭稻1、改良國主、丁旭稻、小白毛、小白芒、京引56、東農9316、北 949、南 56、延 8729、普優 7 號、龍鑒 9918、南 23、龍盾98-594、龍鑒 9916、寧系65-702、普粘 12號、星之夢、穆棱陸稻、新月光、晉富粘、龍粳45、龍粳46、龍粳47、龍粳 48、墾稻 03 號、墾稻 12、龍稻 20、龍粳 41、三江 4號、建 A182、龍粳 35、墾稻 16、長白 21、上育 397、稼禾415、龍慶稻3號、龍粳27號、龍粳28號、龍盾102、三江1號、上育418、綏粳16號、袁粳131、墾豐稻12309、龍墾 27、花育 409、臺粳 6 號、中花、愛知旭、龍粳 43、龍粳 27、龍粳 40、龍粳 25、龍粳 21、龍粳 39、三江1號、龍交1356、龍粳42、龍稻6號。

1.2 試驗設計

試驗于2016年在黑龍江八一農墾大學校內試驗田進行。試驗田地力均勻，土地平整，灌溉方便。采用隨機試驗設計，各小區種植5行，每行單本插，行株距30.0 cm×12.5 cm，3次重復。4月 15日大棚內播種旱育苗，5月24日移栽。施肥與田間管理按照常規栽培方式進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農藝性狀

在齊穗后15 d，選取有代表性的地段，每份材料連續取10叢進行莖數調查；根據調查結果選取有代表性的植株5叢，并從中選取5個優勢單莖用于農藝指標的測定∶倒 1、倒 2、倒3節的節間長度、節間粗度和株高；倒 1、倒2、倒3葉的葉鞘長度、葉片長度、葉片寬度和葉基角（是指莖稈上方向與葉脈的夾角）。

成熟后根據田間的長勢長相選取有代表性的調查點，每調查點選取連續的10叢植株。風干后調查每小區植株的穗數、穗質量。根據穗質量結果選取有代表性的稻穗10個，考查其穗長、一次枝梗數、二次枝梗數、一次枝梗實粒數、二次枝梗實粒數、一次枝梗實粒質量、二次枝梗實粒質量等性狀。

1.3.2 稻米品質

碾磨品質的測定∶用FC-2K型實驗礱谷機（YAMAMOTO，離心式）將測試稻谷加工成糙米，稱重，記為W1，并計算糙米率（糙米率=W1/W0×100%）；稱取一定量的糙米（其質量記為W2），用日本公司生產的VP-32型實驗碾米機將糙米加工成精米，除去糠粉并稱重記為W3，整精米粒稱重記為W4。計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%）。

外觀品質的測定∶用日本靜岡機械株式會社生產的ES-1000便攜式品質分析儀測定堊白粒率、堊白度等。

營養品質的測定∶用德國BRUKER公司生產的VECTOR22/N型近紅外光譜儀測定該品種糙米的直鏈淀粉含量、蛋白質含量。

食味品質的測定∶用日本佐竹公司（SATAKE）生產的米飯食味計（STA1A）進行食味評分的測定。

1.4 數據分析

所有數據用Excel初步處理后，采用DPS7.05數據處理系統進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 莖部性狀與品質性狀相關性分析

如表1所示，倒1節間粗與糙米率和精米率呈極顯著正相關，倒3節間粗與精米率呈顯著正相關，說明增加倒1、倒3節間粗可提高稻米碾磨品質。倒1、倒3節間粗與粒寬呈顯著正相關，說明增加倒1、倒3節間粗可改善稻米粒型。倒1節間粗與堊白度和堊白粒率呈極顯著和顯著負相關，說明增加倒1節間粗可以減少堊白度及堊白粒率，改善稻米外觀品質。倒3節間長與整精米率和蛋白質含量呈顯著負相關，與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關。說明減少倒3節間長度可提高稻米整精米率和蛋白質含量，增加倒3節間長度直鏈淀粉含量也會隨之增加。倒1、倒2節間長與蛋白質含量呈顯著和極顯著正相關，與食味評分呈顯著和極顯著負相關。說明提高倒1、倒2節間長稻米蛋白質含量會隨之增加，改善稻米營養品質，但食味評分會隨之下降。株高與食味評分呈顯著負相關，可見株高較矮的品種稻米食味評分較好。

2.2 葉部性狀與品質性狀相關性分析

如表2所示，劍葉長與糙米率、整精米率呈顯著正相關，說明增加劍葉長度可改善稻米碾磨品質。倒3葉寬與精米率呈顯著負相關；倒1葉基角與糙米率、整精米率呈極顯著負相關；倒2、倒3葉基角與整精米率呈顯著負相關。說明減少倒3葉寬度，倒1、倒2和倒3葉基角越小葉片越直立，稻米會有較好的碾磨品質。倒1、倒3葉基角與粒寬呈顯著和極顯著負相關。說明改變倒1、倒3葉基角會對粒型有所影響。倒1葉基角與堊白度、堊白粒率呈極顯著正相關；倒2葉基角與堊白度、堊白粒率呈顯著正相關；倒3葉基角與堊白度呈顯著正相關。劍葉寬與堊白度、堊白粒率呈顯著負相關；劍葉面積與堊白度呈顯著負相關。可見，倒1、倒2和倒3葉基角越大，稻米外觀品質越差；增加劍葉寬及劍葉面積會對稻米外觀品質有所改善。劍葉長、劍葉寬及倒3葉寬與直鏈淀粉含量呈顯著正相關；倒2、倒3葉長及劍葉面積與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關。說明增加植株劍葉長寬、倒3葉長寬可提高稻米的直鏈淀粉含量。倒1、倒2和倒3葉基角與蛋白質含量呈極顯著正相關；倒2葉長與蛋白質含量呈顯著負相關；倒3葉長寬及劍葉寬與蛋白質含量呈極顯著負相關。說明葉基角變大，減小倒3葉長寬及劍葉寬會改善稻米營養品質。倒3葉長與食味評分呈顯著正相關；倒1、倒2葉基角與食味評分呈極顯著負相關。可見，增加倒3葉長，減小倒1、倒2葉基角可提高稻米食味評分。

表1 莖部性狀與品質性狀相關性分析

表2 葉部性狀與品質性狀相關性分析

表3 穗部性狀與品質性狀相關性分析

2.3 穗部性狀與品質性狀相關性分析

如表3所示，穗質量、總粒數、總粒質量、實粒數、實粒質量、一次枝梗結實率、二次枝梗結實率與糙米率和精米率存在不同程度的正相關性，可見此類性狀對碾磨品質有影響。穗長與粒長呈顯著負相關，說明長穗型稻米粒長相對較小。總粒質量、實粒數、實粒質量與堊白度呈顯著負相關，一次枝梗結實率、二次枝梗結實率與堊白度及堊白粒率呈顯著和極顯著負相關。說明增加總粒質量、實粒數、實粒質量、一次枝梗結實率、二次枝梗結實率可減小稻米堊白度和堊白粒率，改善稻米外觀品質。一次枝梗數和穗長與直鏈淀粉含量呈顯著和極顯著正相關，二次枝梗結實率與直鏈淀粉含量呈顯著負相關。說明增加一次枝梗數和穗長，減少二次枝梗結實率可提高稻米直鏈淀粉含量。一次枝梗數和一次枝梗結實率與蛋白質含量呈極顯著負相關，可見一次枝梗數少、一次枝梗結實率低的稻米蛋白質含量高。穗長與食味評分呈顯著負相關，可見長穗型稻米食味評分較低。

3 結論與討論

本研究結果表明，寒地早粳稻農藝性狀和品質性狀間存在不同程度的相關性。增加倒1、倒3節間粗可提高稻米碾磨品質，同時改善外觀品質。可見，在優質育種選擇中應著重選擇莖稈粗壯的品種，在抗倒伏的同時也能提高碾磨、外觀品質。耿立清等[2]研究發現，稻米株高越高越不利于優質食味評分的選擇，與本研究結論一致。前人[8-9]研究認為，水稻理想株型模式為葉基角小于15°，上3葉直立，有利于群體下部光能利用，從而提高稻米產量和品質。本研究表明，葉基角對品質性狀影響較大，葉基角越小葉片越直立會提高稻米的碾磨品質、外觀品質及食味評分，與前人研究成果基本一致。提高劍葉長寬和倒3葉長寬可提高稻米的直鏈淀粉含量，同時稻米蛋白質含量會隨之減少。前人研究成果表明，直鏈淀粉含量與蛋白質含量呈極顯著負相關，兩者存在此消彼長的關系[10-11]。胡晉豪等[12]研究表明，食味與劍葉長和倒3葉長均呈負相關。本研究發現，倒3葉長與食味呈正相關，劍葉長與食味并未發現顯著相關性。不同之處，有待考證。從本研究結果可以看出，稻米穗部性狀對碾磨品質影響較大，呈顯著正相關。一次枝梗結實率、二次枝梗結實率對外觀品質影響較大，呈顯著負相關。可能原因是結實率高的品種，籽粒成熟度、飽滿度較好，因此外觀品質優良。

水稻農藝性狀與品質性狀之間存在著錯綜復雜的關系，同時還受環境條件和栽培條件的影響。在優質稻選育上應兼顧農藝性狀和品質性狀，通過多種方法改善稻米品質，從而實現育種目標。