淮北部分水稻品種（系）品質綜合評價

劉麗娟

(臨沂市農業科學院，山東 臨沂 276012）

水稻（Oryza sativa L.）是我國的主要糧食作物之一，約有三分之二的人口以大米為主食，常年稻谷消費總量保持在兩億噸左右， 水稻在保障我國糧食安全中起著至關重要的作用［1，2］。 隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高， 消費需求不斷升級，對稻米品質提出了更高的要求。稻米品質包括加工品質、外觀品質、蒸煮品質和營養品質4個方面［3］。 水稻品種的多性狀綜合評價是現代育種的一個重要環節，品種綜合表現好壞，取決于多個性狀的表現， 只有綜合性狀表現優良的品種才有推廣應用價值［4］。

水稻品質性狀數量較多， 品質性狀間存在著復雜的相關性、重疊性，這為品質性狀選擇增加了難度［5］。 主成分分析法將復雜的數據集簡化，將多個相互關聯的性狀指標換成較少的獨立或相關性較小的指標， 即通過對變量之間的相關系數矩陣內部結構的研究， 找出數目較少且能控制所有變量的主成分［6，7］。 主成分分析在甜菜［8］、小麥［9］、大豆［10］、棉花［11］、水稻［12］、花生［13］、玉米［14］等多種作物綜合評價中得到廣泛應用。本試驗對24 份淮北水稻品種（系）的9 個品質性狀進行相關性分析、隸屬函數法、主成分分析，可避免單一指標的片面性和不穩定性，得到影響水稻品質的主成分因子，對水稻品種（系）進行全面科學的分析評價，從而為水稻品種選育和水稻資源利用提供重要依據，同時為水稻種質品質評價提供科學的方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種（系）共24 份（表1），均為臨沂市農業科學院收集保存。

表1供試的水稻品種（系）及全生育期

1.2 試驗地概況

試驗于2021 年在臨沂市農業科學院試驗地進行，地勢平坦，排灌方便，土質為壤土，肥力中等。 秧田四周為小麥田，大田前茬為小麥。 該地屬暖溫帶大陸性季風氣候， 年平均氣溫13.3 ℃，年平均降水量840 mm 左右，無霜期198 d。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗采用隨機區組排列， 重復3 次，小區面積13.3 m2，安排在同一地塊，四周設保護行。 所有參試品種于5 月16 日播種 （旱育秧），6 月28 日手工插秧，行株距為25.0 cm×13.3 cm。 田間管理同常規大田。

1.3.2 性狀調查與測定 參照NY／T593－2021 測定糙米率、整精米率、粒型（長寬比）、堊白度、直鏈淀粉含量、蛋白質含量等9 項指標。

1.4 數據處理分析

使用Excel 2010 計算原始數據均值， 利用SPSS 19.0 軟件進行相關性分析、主成分分析及聚類分析

2 結果與分析

2.1 不同水稻品種（系）生育期差異性分析

24 份水稻品種（系）全生育期調查結果（表1），連粳15 號、潤農11 全生育期最短152 d，淮稻5 號、泗稻90－3726 全生育期最長161 d。24 個品種（系）全生育期分布在152～161 d 之間，在臨沂市均能正常成熟收獲。

2.2 水稻品質性狀多樣性分析

對24 份水稻品種（系）的9 個品質性狀進行多樣性分析（表2）。 可以看出，糙米率變幅82.5%～86.3%， 均值為84.7%； 精米率變幅為69.4%～79.8%， 均值為72.8%； 整精米率變幅為34.1%～68.0%， 均值為51.6%； 堊白粒率變幅為0.3%～20.6%， 均值為5.1%； 堊白度的變幅為0.0%～10.1%，均值為1.4%；粒型（長寬比）變幅為1.6～2.0，均值為1.8；食味值變幅為74.0～81.0，均值為77.7；蛋白質變幅為7.4%～8.8%，均值為7.9%；直鏈淀粉變幅為14.0%～17.2%， 均值為15.4%。 24份水稻種質資源的9 個品質性狀表現出不同的變異程度，變異系數在1.2%～140.6%。其中堊白度呈現最大的離散度，變異系數為140.6%；其次為堊白粒率， 變異系數為91.2%； 變異最小的是糙米率，變異系數為1.2%。 遺傳多樣性指數由大到小順序為：堊白度＞堊白粒率＞整精米率＞長寬比＞直鏈淀粉＞蛋白質＞食味值＞精米率＞糙米率。 堊白粒率、堊白度的變異系數較大，是水稻品種性狀改良的重要內容。

表2 水稻品質性狀多樣性分析

2.3 水稻品種（系）主要品質性狀相關性分析

對24 份水稻9 個品質性狀進行相關性分析（表3），堊白粒率與糙米率呈極顯著負相關關系，r 為－0.5484， 與粒型呈顯著負相關關系，r 為－0.4479；堊白度與糙米率呈顯著負相關關系，r 為－0.4666， 與堊白粒率極顯著正相關關系，r 為0.9219；蛋白質與精米率、食味值呈顯著負相關關系，r 分別為－0.5046、－0.4766；蛋白質與直鏈淀粉極顯著負相關關系，r 為－0.7425。 24 份水稻品種（系）各性狀之間都存在一定的相關性。

表3 水稻各性狀之間的相關系數

2.4 24 份水稻品種（系）稻米品質性狀的主成分分析

水稻的粒型（長寬比） 不直接影響水稻的品質，因此在主成分分析過程中將粒型（長寬比）指標去除。堊白粒率、堊白度和蛋白質質量分數3 個指標與水稻的品質呈負相關， 在主成分分析時將3 個指標值取倒數后進行分析。 采用SPSS 19.0軟件對24 個水稻品種的8 個指標進行主成分分析，共提取到3 個主成分，3 個主成分的貢獻率累計值達到69.278%， 保留了8 個品質指標的大部分信息（表4）。

第一主成分的特征向量值為2.394，貢獻率為29.927，其中蛋白質占最大的因子載荷值，特征值分別為0.955，可以把第一主成分稱為營養品質因子。 第二主成分的特征值為1.832 ， 貢獻率為22.898，其中堊白度、堊白粒率占據較大的因子載荷值，特征值分為0.914、0.822，可以把第二主成分稱為外觀品質因子。 第三主成分的特征向量值為1.316 ，貢獻率為16.454 ，其中整精米率占較大的因子載荷值，載荷值為0.619，可以把第三主成分稱為加工品質因子。

表4成分載荷矩陣及貢獻率

2.5 不同水稻品種（系）稻米品質的綜合評價

采用隸屬函數法對各指標進行綜合評價，24份材料分別在3 個主成分的隸屬函數值 （表5）。在營養品質因子上得分最高的依次為蘇秀867、泗稻90－3726，說明蘇秀867、泗稻90－3726 的營養品質優于其他品種； 在外觀品質因子上得分最高的為19 中種生JS03，說明19 中種生JS03 的外觀品質明顯優于其他品種； 在加工品質因子上得分最高的為17 中種生JSL01， 說明17 中種生JSL01 的加工品質優于其他品種。

在稻米品質評價中， 綜合得分越高表明綜合品質越好，表明該資源品質性狀的綜合品質越好。由表5 綜合評價值可知，24 份水稻品種（系）的綜合得分由高到低依次為：19 中種生JS01、 蘇秀867、 淮861、17 中種生JSL01、 泗稻90－3726、徐33202、17 中種生JSL04、連粳6 號、淮稻9 號、連粳15 號、連粳7 號、潤農11、淮稻5 號、泗260、19中種生JS05、19 中種生JS04、臨稻10、泗稻2333、徐稻3 號、19 中種生JS03、淮稻7 號、連粳3 號、連粳2 號、連粳17213。 其中，19 中種生JS01 的D值為0.702 ，是30 份秈稻資源中的最高值，表征其8 個性狀指標的綜合品質最好。綜合得分在0.5以上的品種（系）還有蘇秀867、淮861、17 中種生JSL01、泗稻90－3726、徐33202、17 中種生JSL04、連粳6 號、淮稻9 號、連粳15 號。

表5 24 個水稻品種的各綜合指標值、隸屬函數值、D 值及綜合評價

3 結論與討論

在試驗中24 個水稻品種（系）均能正常完成其生育期。 根據水稻品質性狀多樣性分析得出水稻品種（系）對9 個品質性狀指標的影響大小順序為：堊白度＞堊白粒率＞整精米率＞長寬比＞直鏈淀粉＞蛋白質＞食味值＞精米率＞糙米率。 淮北水稻品種（系）品質育種中要進一步提高堊白度和堊白粒率的選擇強度。 荊瑞勇等［15］研究結論認為水稻品種對10 個品質指標影響順序為堊白粒率＞堊白度＞粒寬＞整精米率＞蛋白質含量＞食味評分＞粒長＞直鏈淀粉含量＞精米率＞糙米率。 陳重遠等［16］研究認為品種對8 個米質性狀指標的影響大小順序為：堊白度＞堊白粒率＞整精米率＞直鏈淀粉＞千粒重＞長寬比＞精米率＞糙米率。 與本研究結果有所差異，試驗結果的不一致可能與水稻品種、水稻品質性狀的選擇有關。

對24 份水稻品種（系）的9 個不同性狀進行相關性分析發現，各性狀之間存在一定的相關性，各個性狀彼此發生信息重疊。 其中堊白粒率與糙米率呈極顯著負相關關系、 與精米率呈不顯著負相關關系；堊白度與糙米率呈顯著負相關關系，與堊白粒率極顯著正相關關系；蛋白質與精米率、食味值呈顯著負相關關系， 與直鏈淀粉極顯著負相關關系。 李洪亮等［17］研究認為出糙率和整精米率與食味評分呈顯著負相關。 王剛等［18］研究認為不同水稻品種（系） 的堊白粒率和堊白度呈極顯著正相關， 說明水稻品種的堊白粒率越高， 稻米的堊白度也就越大，不同水稻品種 （系） 的堊白粒率和堊白度與糙米率呈倆倆負相關， 這與本研究研究結果一致。

利用主成分分析法和隸屬函數法對24 個水稻品種（系）的綜合分析，提取到3 個主成分因子：營養品質因子、 外觀品質因子、 加工品質因子，3個主成分的貢獻率累計值達到69.278%， 保留了8 個品質指標的大部分信息。 蘇秀867、泗稻90－3726 的營養品質優于其他品種，19 中種生JS03的外觀品質明顯優于其他品種；17 中種生JSL01的加工品質優于其他品種。 對水稻品種（系）的綜合評價得出24 個水稻品種（系）的排名由高到低依次為：19 中種生JS01、蘇秀867、淮861、17 中種生JSL01、 泗稻90－3726、 徐33202、17 中種生JSL04、連粳6 號、淮稻9 號、連粳15 號、連粳7號、潤農11、淮稻5 號、泗260、19 中種生JS05、19中種生JS04、臨稻10、泗稻2333、徐稻3 號、19 中種生JS03、淮稻7 號、連粳3 號、連粳2 號、連粳17213。19 中種生JS01 的D 值為0.702 ，是24 份水稻品種（系）中的最高值，表征其8 個性狀指標的綜合品質最好。 本試驗水稻樣本數量和品質性狀數量偏少，試驗只進行了一年，研究結果具有一定的局限性，有待進一步的深入研究，使結果更科學合理。