劉建 楊勇 杜錦 曹高燚 趙飛 崔晶 向春陽 王景余
(1天津農學院農學與資源環境學院,天津300384;2天津市農作物研究所,天津300384;第一作者:1871182209qq.com;*通訊作者:13821757926@163.com)
天津是小站稻的故鄉,其聞名源于清同治年間周盛傳的屯兵墾荒種稻。由于當時水源含有較多淤泥和腐殖質,水質好,所產稻米外觀、蒸煮和食味品質俱佳,從而使小站稻得以馳名,小站稻一度成為皇室貢米。20世紀30年代日本侵華期間,引進了“銀坊”“水源”等優良品種,使小站稻米質更佳,往往“一家煮飯,四鄰飄香”,小站稻成為天津的風物珍品,其名聲達到鼎盛。現在的小站稻已成為優質稻米的代名詞,被注冊成商標。近年來,由于水源短缺等因素,天津水稻栽培面積銳減,小站稻的生產也開始進入了低谷,其影響力在不斷下降。為此,如何通過育種和栽培手段改良稻米品質,重塑昔日小站稻的輝煌,對推動天津稻米生產的結構調整以及提升我國稻米的國際市場競爭力有著深遠的意義。
東北地區是我國主要的粳稻生產區,其中黑龍江占到了東三省水稻栽培面積的一半以上。由此可見,黑龍江省的水稻發展對全國水稻的發展至關重要。隨著國民經濟的飛速發展和人民生活水平的不斷提高,人們對稻米品質的要求越來越高[1]。黑龍江省在品質育種上迎頭趕上,其中以香稻品種最具代表性,迄今為止已審定的香稻品種有22個,每年種植面積在70萬hm2以上[2]。香稻品種中以“稻花香”最負盛名,該品種是20世紀90年代由當地培育的優質食味水稻品種,具有香氣濃郁、抗病等特點[3],在五常市的栽培面積超過10萬hm2,占該市水稻種植面積的90%以上。
本試驗以天津主要優質米品種為供試材料,與“稻花香”的食味品質性狀進行比較,以找到當前天津水稻品種在食味品質方面的差距,為提高今后水稻食味育種和栽培水平,重振小站稻雄風,提升天津的稻米品質提供可參考性的意見和建議。
試驗于2017年進行,供試材料為津原45、津原E28、津稻9618、皖香早以及“稻花香”。
1.2.1 試驗地概況及栽培管理
黑龍江五常市試驗點(N 44°92′,E 127°15′)的土壤類型屬黑色壤土,土壤有機質含量為4.2 g/kg,pH值6.5,屬偏酸性土壤。天津津南區試驗點(N 39°03′,E 117°35′)的土壤類型屬濱海鹽土,有機質含量為1.8g/kg,pH值7.6,屬偏堿性土壤。
1.2.2 田間試驗設計和田間管理
試驗設3次重復,隨機區組排列,株行距15 cm×30 cm,小區面積15 m2。本次試驗共5個品種,其中,“稻花香”的種植設2個處理,即常規栽培和施豆餅處理,常規栽培按五常市的習慣栽培法進行,水稻在整個生育期內的純N用量限制在150 kg/hm2以下。施豆餅處理即水稻整個生育期不施化肥,每hm2施發酵豆餅600 kg作為基肥。天津津南區的水稻種植按天津市的習慣栽培法進行,純N用量為350 kg/hm2,其他田間管理方式均相同。水稻成熟后每個重復分別取樣進行自然風干,待水分降至14.5%,送天津農學院中日合作水稻食味研究中心進行品質分析。

表1 不同品種稻米加工品質和外觀品質的比較

表2 不同品種稻米主成分分析

表3 不同品種稻米的糊化特性比較
1.2.2 外觀、成分和淀粉糊化特性的測定
用韓國礱谷機械產業公司生產的SY-88-TH型礱谷機去糙,日本佐竹公司生產的CBS300AS(1)型精米機碾成精米,精糙比控制在90%。用日本佐竹公司生產的RJQI20型顆粒評定儀測定稻米外觀,日本SATAKE公司生產的RLTA1082-K型食味分析計測定稻米成分和食味品質評分,使用澳大利亞Newport公司生產的RVA-4型快速粘度分析儀測定淀粉的糊化特性。顆粒評定儀測定外觀項目歸為三類,即整精米(沒有任何瑕疵的完整粒)、堊白米(粒型完整,但有心白、腹白或背白以及未熟粒、茶色米)和碎米(米粒不完整、裂腰以及蟲傷)[4]。
1.2.3 食味品嘗
品嘗人員由22名天津農學院的教師和學生組成,以天津產津原45為對照(各品嘗評價項目值設為零),不設重復,試驗操作遵照日本糧食廳制定的要領進行[5]。
使用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析,多重比較采用Duncan法。
從表1可以看出,天津品種的整精米率均高于“稻花香”,特別是津稻9618的整精米率最高,達到80.2%,顯著高于“稻花香”和其他天津品種。津原E28和皖香早的整精米率也明顯高于“稻花香”,只有對照品種津原45的整精米率雖略高于“稻花香”,但并無顯著差異。從堊白粒率看,除津稻9618顯著低于其他品種外,其余各品種均無顯著差異。碎米率也是津稻9618最低,顯著低于其他品種,而“稻花香”的碎米率最高,特別是常規栽培條件下達到17.1%,其原因是“稻花香”的米粒比較細長,在加工碾磨過程中容易破碎所致。除津稻9618外,“稻花香”的堊白粒率和其他品種并無顯著差異,但由于碎米率升高,導致其整精米率降低,從而影響了稻米的外觀品質。
從表2可見,“稻花香”的蛋白質含量顯著低于其他品種,其中以豆餅處理的最低,為6.4%,但和常規栽培處理的“稻花香”無顯著差異。天津品種中津稻9618最低,津原E28次之,對照品種津原45和皖香早最高,顯著高于其他品種。就直鏈淀粉而言,各品種間均不存在顯著差異。脂肪酸度方面,天津品種除皖香早外均顯著高于“稻花香”。食味評分以豆餅處理“稻花香”最高,常規處理的次之,均顯著高于天津品種。由于五常市的施氮水平較低,基本上是天津水稻栽培的一半,從而造成稻米籽粒中蛋白質含量較低,影響了稻米的食味評分。
從表3可以看出,“稻花香”的最高粘度和崩解值以豆餅處理為高,常規栽培略低,兩者無顯著差異,但均明顯高于天津品種。天津品種中津原E28的最高粘度最高,津稻9618的崩解值最大,與對照品種津原45均存在顯著差異。消減值五常市產“稻花香”不管是豆餅處理還是常規栽培都較低,均顯著低于天津品種。天津品種中津稻9618的消減值最低,但與津原E28、皖香早相比無顯著差異,這3個品種的消減值均顯著低于對照品種津原45。稻米糊化特性的優劣取決于稻米的主要成分及其結構,這一結果和表2中給出的數據基本一致。

表4 稻米的食味品嘗評價
從表4看,豆餅處理的“稻花香”食味品嘗綜合評價最高(1.38),常規栽培“稻花香”(1.22)次之,兩者無顯著差異,但均顯著高于3個天津優質米品種和對照津原45。3個天津優質米品種之間在綜合評價上雖以津稻9618最高,但三者間無顯著差異,但都明顯高于對照津原45。產生此結果的原因主要是五常產“稻花香”在外觀、香氣、味道、粘度和硬度方面的值都比較理想,均高于天津品種。
稻米的加工品質和外觀品質是育種和栽培中首要考量的指標,其中最重要的是整精米率,整精米率高意味著堊白粒率和碎米率總和的降低。劉建等[6]研究指出,雖然稻米加工品質和米飯的食味不相關,但作為最直觀的商品品質,整精米率仍是親本選定、資源材料篩選以及后代選擇中非常重要的一項指標。本試驗中,天津品種中除對照品種津原45外,其余3個品種的整精米率均顯著高于“稻花香”,這說明在育種過程中,天津品種更注重加工品質的選擇。對于“稻花香”而言,要提高整精米率,改善其外觀品質,在保證其他性狀的前提下,需適當縮短稻米籽粒的長度,以減少加工時的機械損傷。另一方面,提高碾米機的質量,可減少碾米時的破損。
稻米成分中蛋白質含量和直鏈淀粉含量是影響稻米食味的兩個最主要因素,蛋白質含量越低食味越好,直鏈淀粉含量在一定范圍內也是越低越好[6-10]。本試驗中,“稻花香”的蛋白質含量顯著低于天津品種,天津品種中又以津稻9618最低。除品種的因素外,氮肥的施用量是影響稻米蛋白質含量的一個主要因素[11-14]。由于天津的水稻品種氮肥的施用量高出五常市1倍以上,是造成天津水稻品種蛋白質含量較高的一個重要原因。此外,氮肥的過量投入不僅會降低稻米的品質,還因作物不能完全吸收,會隨水流失,造成環境污染。所以,對天津的水稻而言,除選育低蛋白質含量的品種外,在種植中減少氮肥的施用量也至關重要。新產稻米的脂肪酸含量(本試驗中用脂肪酸度表示)和食味沒有直接的關系,但作為衡量稻米劣化速度的指標,其值越高劣化速度也越快[15-18]。從本試驗的結果來看,天津品種的脂肪酸含量偏高,不利于長時間貯藏。品質分是儀器在測定稻米主成分后給出的分數,它決定于蛋白質含量和直鏈淀粉含量等的高低,可作為參考值使用。
稻米淀粉的糊化特性和食味之間存在密切聯系,能夠反映食味品質優劣差異的RVA譜特征值較為重要的指標為最高粘度、崩解值和消減值,其共同表現為最高粘度、崩解值相對較高,消減值相對較低的品種食味品質可能較好[19]。陳能等[20-21]研究也認為,消減值、崩解值可有效地區分出品質的優劣。本試驗中,天津品種的糊化特性明顯不如“稻花香”,主要表現在最高粘度和崩解值相對較低,消減值較高。為此,要提高小站稻的品質,在今后的育種中應根據稻米糊化特性的優劣進行品種選拔。
稻米的食味品質是育種者和消費者對品質追求的最終歸宿,是所有稻米品質中最為重要的一個方面。劉建等[22]研究認為,不同地區品嘗員間的食味嗜好性雖存在差異,但基本上是一致的。從本次試驗的結果來看,食味品嘗的數據和主成分以及糊化特性測定的結果相吻合,供試品種的食味可分為3個檔次,第1檔次為五常產“稻花香”,第2檔次為津稻9618、津原E28和皖香早,第3檔次為津原45。可見,天津在水稻品質育種上取得了長足的進步,但與“稻花香”相比還存在一定差距。為此,建立優質食味水稻育種體系,改善水稻栽培措施,全面提升小站稻品質任重道遠。另一方面,需要說明的是,雖然五常產“稻花香”豆餅處理的稻米食味和常規栽培無顯著差異,但從品質安全和環境保護的角度上講仍具有非常重要的意義,這將是今后研究的一個重要領域和方向。