藏區不同類型水稻品種產量和稻米品質特性分析

韓瑞才，文春燕*，沈顯華，王智權，車菊芹，束愛萍，黎毛毛，吳延壽**

(1.江西省農業科學院 水稻研究所/水稻國家工程實驗室(南昌)，江西 南昌 330200；2.西藏自治區察隅縣農業技術推廣服務站，西藏 察隅860600)

水稻是我國主要的糧食作物，全國60%以上的人口以稻米為主食[1]。西藏自治區地處西南高原稻作區，其地形以高原、山地和丘陵為主，全區水稻種植面積很小，僅約1333 hm2，且栽培品種主要為當地流傳下來的老品種和引進的雜交水稻品種，產量低、品質差[2,3]。隨著民族間的融合，藏區稻米需求量日益增加，但由于本地稻米資源嚴重匱乏，基本依靠內陸供應。因此，針對藏區獨特的生態環境開展適宜水稻品種的篩選及其特性研究，有利于拓展藏區水稻種植面積和促進水稻產量的提高，推動藏區水稻產業發展。

目前，關于藏區水稻的研究基本處于空白階段，主要依據藏區的生態環境特點結合水稻的特征特性對適宜品種進行預判。水稻生長的差異性與氣候條件密切相關[4]。西藏適宜種植水稻的區域主要集中在藏南的察隅縣和墨脫縣河谷地區，種植海拔高度分布在1200～2000 m范圍內，屬高海拔水稻生產區。同時，藏區水稻生產灌溉水主要以冰山融水為主，從苗期至分蘗期水稻一直處于低溫環境中，容易出現爛苗、死苗，分蘗期長勢較弱，抑制水稻的早生快發[5,6]。低溫冷害和生育期內積溫不足是高海拔地區水稻生產的主要障礙，不僅會使水稻因有效穗數、結實率下降而減產，生育期延長，還會導致稻米不完全成熟、腹白米增加，最終使稻米品質嚴重下降[7,8]。有的研究表明高海拔地區粳稻的堊白度和堊白粒率均隨海拔升高呈降低趨勢[9]。藏區水稻生產區域晝夜溫差約為10 ℃，理論上有利于稻米品質的形成。前期研究表明，藏區水稻的有效穗數、穗長、穗實粒數、千粒重和實際產量都隨著海拔的升高而降低，而稻米品質則因品種差異表現不一[2]。我國對于高海拔地區水稻品種的選育基本形成了以下觀點：海拔1500 m以下可進行秈稻栽培；1500～1900 m可根據品種的特性粳秈稻兼種；1900 m以上只能種植耐寒的粳稻品種。因此，對于藏區水稻品種選擇，合適的品種類型是關鍵，同時要注重品種耐寒性、分蘗能力，更要兼顧水稻的產量和稻米品質。

目前藏區種植的水稻品種主要為外來雜交品種，每年都開展多個品種的盲目試種，高產穩產性差，稻米品質欠佳，其根本原因是沒有摸清不同類型的水稻品種在藏區生產的特性特征，在品種選擇上缺乏針對性，加上藏區水稻栽培研究幾乎無人開展，所以難以形成藏區優質高產穩產的主栽品種，雪域高原的精品大米生產在品種和技術儲備上尤其缺乏。本研究以14個粳稻和7個秈稻品種為試驗材料，以當地品種“芒白”為對照，通過優化栽培方案，分析各品種的產量及產量構成因素、稻米外觀品質、蒸煮品質和RVA譜特征值等，探索了藏南高海拔水稻種植區不同類型水稻品種的產量和稻米品質特征，以期為西藏水稻種植區的品種選擇提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

根據察隅縣水稻種植區的氣候條件，遴選了21個品種，主要原則是生育期短、耐寒性強、米質較優和豐產穩產性好，其中包括14個粳稻(J1～J14)和7個秈稻(X1～X7)，以當地品種“芒白”作對照，品種名稱詳見表1。主要設備儀器：萬深SC-E型大米外觀品質檢測分析儀(萬深，浙江)；瑞典波通RVA快速粘度分析儀(珀金埃爾默，澳大利亞)。

表1 參試品種名稱

1.2 試驗設計和田間管理

試驗于2020年4～10月在西藏自治區林芝市察隅縣農業科學研究所試驗田(28°51′N，96°97′E)開展，海拔為1600 m左右。整個試驗在同一田塊中進行，采用完全隨機區組設計，設3個重復，小區面積均為24.0 m2(長6 m×寬4 m)。于2020年4月4日采取薄膜育秧，6月2日人工移栽，栽插規格均為20.0 cm×16.6 cm，每穴3株苗。氮肥使用總量純氮140 kg/hm2，按照基肥∶分蘗肥∶拔節孕穗肥=4∶4∶2的比例施入；鉀肥使用總量純鉀120 kg/hm2，按照基肥∶分蘗肥∶拔節孕穗肥=2∶5∶3的比例施入；磷肥按照當地標準在耕地時一次性施入。病蟲草害和灌溉管理按照派駐的農技人員指導進行。察隅縣屬喜馬拉雅山與橫斷山過渡的藏東南高山峽谷區，海拔為1100～2000 m，近5年來年均氣溫僅為12.5 ℃，晝夜溫差約10 ℃，全年最高氣溫31 ℃，年平均日照百分率為38%，無霜期為190～265 d，年份間差異較大。2020年察隅縣4～10月的氣溫數據如圖1所示。試驗田土壤全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量和 pH值分別為1.1 g/kg、181.46 mg/kg、75.96 mg/kg、153.77 mg/kg 和5.21。

圖1 察隅縣2020年氣溫數據

1.3 測定項目與方法

在水稻完全成熟后，隨機取10株考察單株有效穗數；取5株樣品進行室內農藝性狀考察，計算穗長、穗實粒數、結實率、千粒重和理論產量。各品種各田塊均全部收割，用于實際產量測定。

收集用于測產的曬干稻谷，干燥貯藏3個月后，參照《GB/T 17891—2017優質稻谷》[10]中的方法測定米長、米寬、糙米率、精米率、整精米率、堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量等指標。稻米樣品處理后用瑞典波通RVA快速粘度分析儀測定RVA譜特征值。

1.4 統計分析

用Microsoft Excel 2016錄入和整理數據并做圖。用IBM SPSS Statistics 19.0系統軟件分析數據，用Duncan(Duncan’s multiple range test)進行樣本平均數的差異顯著性比較(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 水稻品種的產量和產量構成因素

由表2可知，在參試品種中僅J11和J12兩個品種的產量低于對照，其他品種均高于對照；產量在7500 kg/hm2以上的品種有12個，分別為J1、X1、J13、J2、J3、J4、J5、J14、X2、X3、X4和X5，其中J1的產量最高，達到9677 kg/hm2。經分析單株有效穗數、穗實粒數、結實率和千粒重與實際產量的相關性，發現穗實粒數是影響藏區水稻產量的重要構成因子(圖2)。

圖2 實際產量與各產量構成因子間的相關性

2.2 稻米外觀品質

由表3可知，在參試品種中僅J3的糙米率高于對照品種；所有參試品種的精米率均低于對照品種；粳稻中有10個品種的整精米率高于對照，其中J1、J3、J6、J7、J9和J13的整精米率≥55.0%，達到國優三級稻谷標準，J6的整精米率最高，達64.87%；參試秈稻中X5為長粒形秈稻，其他品種均為中粒形秈稻，X2和X4的整精米率≥46.0%，達到國優三級稻谷標準；參試品種的堊白粒率和堊白度均小于對照；粳稻除J1外，其他13個品種的堊白度均≤6.0%，達到國優三級稻谷標準，其中J9、J11、J12和J13的堊白度≤2.0%，達到國優一級稻谷標準；秈稻X3的堊白度≤5.0%，達到國優二級稻谷標準，其他品種的堊白度均≤2.0%，達到國優一級稻谷標準。

表3 不同品種稻米外觀品質比較

2.3 稻米蒸煮品質

膠稠度按米膠長度可分為硬膠(≤40 mm)、中等(41～60 mm)、軟膠(≥61 mm)。本研究實驗品種J12和X7屬于硬膠，J5和J13屬于軟膠，其他均為中等；J3、J4、J5、J6、J8和J13的膠稠度大于對照品種。J2、J8、J12、X1和X3的堿消值小于對照，其他參試品種的堿消值大于對照。所有參試品種的直鏈淀粉含量(干基)均低于對照；粳稻J2、J4、J7、J8、J9、J10、J11和J14的直鏈淀粉含量在14.0%～20.0%之間，達到國優稻谷標準，J13為粳糯稻，直鏈淀粉含量較低；參試秈稻的直鏈淀粉含量均在14.0%～24.0%，達到國優稻谷標準(表4)。

表4 不同品種稻米蒸煮品質比較

2.4 稻米RVA譜特征值

由表5可知，在參試品種中僅J9、X2和X3的峰值黏度高于對照品種；CK的熱漿黏度和冷膠黏度均高于其他參試品種；在參試品種中有7個品種的崩解值低于對照品種，分別為J4、J6、J12、J13、J14、X4和X7；僅J12的消減值大于對照；在參試品種中有7個品種的糊化溫度大于對照，分別為J2、J12、X1、X3、X4、X5和X6，其中X6的糊化溫度最高，達87.9 ℃。

表5 不同品種稻米RVA譜特征參數

3 討論

西藏自治區水稻種植面積約為1300 hm2，年生產稻谷僅6000 t，折合單產不足4500 kg/hm2[3]。通過水稻品比試驗發現，當地品種“芒白”的產量僅為4354.5 kg/hm2，產量較低。要充分發揮晝夜溫差大的區位立體優勢，在農藝性狀上要選擇耐寒性高、分蘗能力強、生育期短、高產優質的水稻品種進行引種。本試驗共選擇21個不同類型的水稻種質在察隅縣進行品種的適應性分析，其中WJ313、贛73優8601、贛寧粳1號、友兩優2132、銀香38、WJ172、南粳46、贛糯320、蓮香早、蓮塘軟香、野香優靚占和泰優398等12個品種的產量達到7500 kg/hm2以上，較對照增產75.9%～122.3%，可作為提升藏區水稻產量的候選品種。這12個品種包含7個粳稻和5個秈稻，且粳稻產量均排名前列，表明粳稻在藏區更容易發揮產量優勢。有研究表明，在高海拔條件下，各產量構成因素對產量直接作用的大小順序為每穗總粒數>有效穗數>千粒重>結實率[11,12]。本研究通過對海拔1600 m不同類型品種的產量構成因素與實際產量進行相關性分析，發現每穗實粒數與實際產量呈極顯著正相關，結實率與實際產量呈顯著正相關。由此可知，藏區種植水稻應在適宜穗數的基礎上，主攻大穗，并兼顧結實率與千粒重，以獲得高產。

參照各省審定公告中品種的特征特性，參試品種中科804、野香優靚占和泰優398的整精米率、堊白粒率和堊白度明顯降低。有研究表明，隨海拔升高，加工品質中的整精米率明顯提升，堊白粒率則呈下降趨勢[13-15]。海拔對稻米堊白的影響依據品種類型不同也存在差異，秈稻品種隨海拔升高堊白粒率增加，粳稻則相反[9]。研究表明，不同海拔區域對出糙率和精米率的影響較小，對整精米率的影響較大；在海拔550～1250 m區域，隨海拔升高稻米的整精米率、堊白度和堊白粒率均呈先增加后降低的趨勢[16]。由此可知，海拔差異是顯著影響稻米品質的重要環境因子，但同海拔不同地區的其他生態環境因子存在差異，稻米品質相關指標的變異程度也會不同。依據GB/T 17891—2017[10]的衡量標準，在外觀品質和蒸煮品質方面，粳稻品種贛粳361和吉粳81達到國優三級稻谷標準；秈稻中野香優靚占和蓮香早達到國優二級稻谷標準；其余品種均未達到國優三級稻谷標準。參試品種中6個粳稻和2個秈稻的整精米率達到國優稻谷標準，占參試品種的38.1%；除WJ313外，其他參試品種的堊白度均達到國優稻谷標準；直鏈淀粉含量達到國優稻谷標準的粳稻有8個，秈稻則全部達到國優稻谷標準。因此，藏區優質稻引種應選擇整精米率高的水稻品種，同時直鏈淀粉含量是藏區粳稻引種的另一重要參考指標。

研究認為，直鏈淀粉含量與膠稠度的長短有關，直鏈淀粉含量低則膠稠度較軟，含量高則膠稠度較硬[17]。本研究中6個測試品種的膠稠度高于對照，分別為南粳46、贛寧粳1號、WJ172、銀香38、WJ218和中科804。堿消值越大，糊化溫度越低，稻米蒸煮時吸水越少。大部分參試品種的堿消值大于對照，蓮塘軟香、贛73優8601、友兩優2132、長晴熱和中科804等5個品種的堿消值小于對照。峰值黏度反映了淀粉膨脹的程度和結合水的能力，關系到谷物的最終食用品質[18]。與對照相比，吉粳81、蓮塘軟香和蓮香早的峰值黏度較高。崩解值反映淀粉熱糊的穩定性，消減值反映了淀粉冷糊的穩定性和老化趨勢[19]。與對照相比，14個參試品種的崩解值較高，分別為銀香38、蓮香早、蓮塘軟香、友兩優2132、南粳46、吉粳81、贛73優8601、中科發5號、中科804、贛粳361、吉粳809、泰優398、J1和馬華占，同時以上品種的消減值也較小。有研究表明，膠稠度與食味值成正比，膠稠度長，糊化溫度低，且糊化時峰值黏度大，崩解值大，最終膠黏度小，消減值小，起始糊化溫度低，蒸煮食味品質較好[20]。目前并未對食味值進行檢測，以上指標可作為水稻品種食味品質選擇的參考。

4 結論

藏區水稻產業具有自己的優勢，海拔高、生育期長、化學農藥用量少、稻米綠色安全。保持本土特色，引入外部優勢，打造“雪域高原綠色稻米”的品牌特色，是促進藏區水稻產業發展的有效方式。目前，藏區缺少高產優質的水稻品種。通過開展藏區水稻的引種試驗，高產品種已經得到有效儲備，贛73優8601、贛寧粳1號等12個品種單產可達7500 kg/hm2以上。在產量構成因素方面，藏區種植水稻應在適宜穗數的基礎上，主攻大穗，并兼顧結實率與千粒重，以獲得高產。藏區優質水稻品種的篩選仍需加強，引種應選擇整精米率高的水稻品種，同時直鏈淀粉含量也是藏區粳稻引種的重要指標。