韓瑞才，文春燕*，沈顯華，王智權(quán)，車菊芹，束愛萍，黎毛毛，吳延壽**

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(qū)察隅縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)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(qū)地處西南高原稻作區(qū)，其地形以高原、山地和丘陵為主，全區(qū)水稻種植面積很小，僅約1333 hm2，且栽培品種主要為當?shù)亓鱾飨聛淼睦掀贩N和引進的雜交水稻品種，產(chǎn)量低、品質(zhì)差[2,3]。隨著民族間的融合，藏區(qū)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(nèi)陸供應(yīng)。因此，針對藏區(qū)獨特的生態(tài)環(huán)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(qū)水稻種植面積和促進水稻產(chǎn)量的提高，推動藏區(qū)水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

目前，關(guān)于藏區(qū)水稻的研究基本處于空白階段，主要依據(jù)藏區(qū)的生態(tài)環(huán)境特點結(jié)合水稻的特征特性對適宜品種進行預(yù)判。水稻生長的差異性與氣候條件密切相關(guān)[4]。西藏適宜種植水稻的區(qū)域主要集中在藏南的察隅縣和墨脫縣河谷地區(qū)，種植海拔高度分布在1200～2000 m范圍內(nèi)，屬高海拔水稻生產(chǎn)區(qū)。同時，藏區(qū)水稻生產(chǎn)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(huán)境中，容易出現(xiàn)爛苗、死苗，分蘗期長勢較弱，抑制水稻的早生快發(fā)[5,6]。低溫冷害和生育期內(nèi)積溫不足是高海拔地區(qū)水稻生產(chǎn)的主要障礙，不僅會使水稻因有效穗數(shù)、結(jié)實率下降而減產(chǎn)，生育期延長，還會導(dǎo)致稻米不完全成熟、腹白米增加，最終使稻米品質(zhì)嚴重下降[7,8]。有的研究表明高海拔地區(qū)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(qū)水稻生產(chǎn)區(qū)域晝夜溫差約為10 ℃，理論上有利于稻米品質(zhì)的形成。前期研究表明，藏區(qū)水稻的有效穗數(shù)、穗長、穗實粒數(shù)、千粒重和實際產(chǎn)量都隨著海拔的升高而降低，而稻米品質(zhì)則因品種差異表現(xiàn)不一[2]。我國對于高海拔地區(qū)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(jù)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(qū)水稻品種選擇，合適的品種類型是關(guān)鍵，同時要注重品種耐寒性、分蘗能力，更要兼顧水稻的產(chǎn)量和稻米品質(zhì)。

目前藏區(qū)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(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性差，稻米品質(zhì)欠佳，其根本原因是沒有摸清不同類型的水稻品種在藏區(qū)生產(chǎn)的特性特征，在品種選擇上缺乏針對性，加上藏區(qū)水稻栽培研究幾乎無人開展，所以難以形成藏區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主栽品種，雪域高原的精品大米生產(chǎn)在品種和技術(shù)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?shù)仄贩N“芒白”為對照，通過優(yōu)化栽培方案，分析各品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素、稻米外觀品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)和RVA譜特征值等，探索了藏南高海拔水稻種植區(qū)不同類型水稻品種的產(chǎn)量和稻米品質(zhì)特征，以期為西藏水稻種植區(qū)的品種選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

根據(jù)察隅縣水稻種植區(qū)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(zhì)較優(yōu)和豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好，其中包括14個粳稻(J1～J14)和7個秈稻(X1～X7)，以當?shù)仄贩N“芒白”作對照，品種名稱詳見表1。主要設(shè)備儀器：萬深SC-E型大米外觀品質(zhì)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(shè)計和田間管理

試驗于2020年4～10月在西藏自治區(qū)林芝市察隅縣農(nóng)業(yè)科學(xué)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(qū)組設(shè)計，設(shè)3個重復(fù)，小區(qū)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(guī)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(jié)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(jié)孕穗肥=2∶5∶3的比例施入；磷肥按照當?shù)貥藴试诟貢r一次性施入。病蟲草害和灌溉管理按照派駐的農(nóng)技人員指導(dǎo)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(qū)，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)

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(shù)；取5株樣品進行室內(nèi)農(nóng)藝性狀考察，計算穗長、穗實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重和理論產(chǎn)量。各品種各田塊均全部收割，用于實際產(chǎn)量測定。

收集用于測產(chǎn)的曬干稻谷，干燥貯藏3個月后，參照《GB/T 17891—2017優(yōu)質(zhì)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(tǒng)計分析

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

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻品種的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表2可知，在參試品種中僅J11和J12兩個品種的產(chǎn)量低于對照，其他品種均高于對照；產(chǎn)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(chǎn)量最高，達到9677 kg/hm2。經(jīng)分析單株有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重與實際產(chǎn)量的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)穗實粒數(shù)是影響藏區(qū)水稻產(chǎn)量的重要構(gòu)成因子(圖2)。

圖2 實際產(chǎn)量與各產(chǎn)量構(gòu)成因子間的相關(guān)性

2.2 稻米外觀品質(zhì)

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(yōu)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(yōu)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(yōu)三級稻谷標準，其中J9、J11、J12和J13的堊白度≤2.0%，達到國優(yōu)一級稻谷標準；秈稻X3的堊白度≤5.0%，達到國優(yōu)二級稻谷標準，其他品種的堊白度均≤2.0%，達到國優(yōu)一級稻谷標準。

表3 不同品種稻米外觀品質(zhì)比較

2.3 稻米蒸煮品質(zhì)

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(yōu)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(yōu)稻谷標準(表4)。

表4 不同品種稻米蒸煮品質(zhì)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(shù)

3 討論

西藏自治區(qū)水稻種植面積約為1300 hm2，年生產(chǎn)稻谷僅6000 t，折合單產(chǎn)不足4500 kg/hm2[3]。通過水稻品比試驗發(fā)現(xiàn)，當?shù)仄贩N“芒白”的產(chǎn)量僅為4354.5 kg/hm2，產(chǎn)量較低。要充分發(fā)揮晝夜溫差大的區(qū)位立體優(yōu)勢，在農(nóng)藝性狀上要選擇耐寒性高、分蘗能力強、生育期短、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)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(zhì)在察隅縣進行品種的適應(yīng)性分析，其中WJ313、贛73優(yōu)8601、贛寧粳1號、友兩優(yōu)2132、銀香38、WJ172、南粳46、贛糯320、蓮香早、蓮塘軟香、野香優(yōu)靚占和泰優(yōu)398等12個品種的產(chǎn)量達到7500 kg/hm2以上，較對照增產(chǎn)75.9%～122.3%，可作為提升藏區(qū)水稻產(chǎn)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(chǎn)量均排名前列，表明粳稻在藏區(qū)更容易發(fā)揮產(chǎn)量優(yōu)勢。有研究表明，在高海拔條件下，各產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量直接作用的大小順序為每穗總粒數(shù)>有效穗數(shù)>千粒重>結(jié)實率[11,12]。本研究通過對海拔1600 m不同類型品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素與實際產(chǎn)量進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)每穗實粒數(shù)與實際產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，結(jié)實率與實際產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。由此可知，藏區(qū)種植水稻應(yīng)在適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上，主攻大穗，并兼顧結(jié)實率與千粒重，以獲得高產(chǎn)。

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(yōu)靚占和泰優(yōu)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(zhì)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(jù)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(qū)域?qū)Τ霾诼屎途茁实挠绊戄^小，對整精米率的影響較大；在海拔550～1250 m區(qū)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(zhì)的重要環(huán)境因子，但同海拔不同地區(qū)的其他生態(tài)環(huán)境因子存在差異，稻米品質(zhì)相關(guān)指標的變異程度也會不同。依據(jù)GB/T 17891—2017[10]的衡量標準，在外觀品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)方面，粳稻品種贛粳361和吉粳81達到國優(yōu)三級稻谷標準；秈稻中野香優(yōu)靚占和蓮香早達到國優(yōu)二級稻谷標準；其余品種均未達到國優(yōu)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(yōu)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(yōu)稻谷標準；直鏈淀粉含量達到國優(yōu)稻谷標準的粳稻有8個，秈稻則全部達到國優(yōu)稻谷標準。因此，藏區(qū)優(yōu)質(zhì)稻引種應(yīng)選擇整精米率高的水稻品種，同時直鏈淀粉含量是藏區(qū)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(guān)，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(yōu)8601、友兩優(yōu)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(jié)合水的能力，關(guān)系到谷物的最終食用品質(zhì)[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(wěn)定性，消減值反映了淀粉冷糊的穩(wěn)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(yōu)2132、南粳46、吉粳81、贛73優(yōu)8601、中科發(fā)5號、中科804、贛粳361、吉粳809、泰優(yōu)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(zhì)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(zhì)選擇的參考。

4 結(jié)論

藏區(qū)水稻產(chǎn)業(yè)具有自己的優(yōu)勢，海拔高、生育期長、化學(xué)農(nóng)藥用量少、稻米綠色安全。保持本土特色，引入外部優(yōu)勢，打造“雪域高原綠色稻米”的品牌特色，是促進藏區(qū)水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效方式。目前，藏區(qū)缺少高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻品種。通過開展藏區(qū)水稻的引種試驗，高產(chǎn)品種已經(jīng)得到有效儲備，贛73優(yōu)8601、贛寧粳1號等12個品種單產(chǎn)可達7500 kg/hm2以上。在產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，藏區(qū)種植水稻應(yīng)在適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上，主攻大穗，并兼顧結(jié)實率與千粒重，以獲得高產(chǎn)。藏區(qū)優(yōu)質(zhì)水稻品種的篩選仍需加強，引種應(yīng)選擇整精米率高的水稻品種，同時直鏈淀粉含量也是藏區(qū)粳稻引種的重要指標。