李 敏，蔣明金，羅德強(qiáng)，江學(xué)海，姬廣梅，李立江，孫永健，任萬軍，周維佳

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，貴陽 550006；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所，成都 611130；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，成都 611130）

水稻是我國最重要的糧食作物之一，65%以上人口以稻米為主食[1]。20世紀(jì)70年代以來，雜交水稻品種的選育及其應(yīng)用使我國糧食的單產(chǎn)和總產(chǎn)大幅度提升[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，雜交水稻在我國常年種植面積約1 600萬hm2，占水稻總種植面積的53%[3]，對(duì)我國糧食安全有著舉足輕重的作用。西南稻區(qū)是我國重要的稻米產(chǎn)區(qū)之一，一直以種植雜交秈稻為主，涵蓋平原、丘陵和山地等不同種植區(qū)域，種植制度多樣，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，尤其“弱光、寡日照、高濕度”等典型特征明顯[4]，水稻產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效難度較大。隨著人民生活水平不斷提高，對(duì)優(yōu)質(zhì)食味稻米的需求逐漸增強(qiáng)，兼具高產(chǎn)和優(yōu)良食味品質(zhì)的雜交秈稻品種已成為西南地區(qū)水稻種植主體的首選，因此雜交秈稻高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)食味的協(xié)同選育具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

然而，高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)一定程度上屬于水稻生產(chǎn)中的一對(duì)矛盾，尤其水稻高產(chǎn)與優(yōu)良食味的協(xié)同難度依然較大，相關(guān)研究表明[5-8]，高產(chǎn)水稻品種的氮素積累量和結(jié)實(shí)期氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著提高，而成熟期籽粒中較高氮素積累量增加了蛋白質(zhì)含量，影響了稻米食味品質(zhì)。為改善雜交秈稻的稻米品質(zhì)，相關(guān)學(xué)者從品種遺傳改良和栽培調(diào)控兩方面進(jìn)行了大量的研究工作，選育出宜香優(yōu)2115、川優(yōu)6203為代表的一批蒸煮食味品質(zhì)得到較大改善的雜交秈稻品種[9-10]，并從播期調(diào)節(jié)[4,11]以及氮肥運(yùn)籌[12-13]等環(huán)節(jié)研究了配套優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)。近年來，隨著一大批新品種不斷推出，在我國西南稻區(qū)水稻生產(chǎn)中，雜交秈稻表現(xiàn)為品種數(shù)量多、品種間的產(chǎn)量以及稻米品質(zhì)的差異大等特點(diǎn)[14-15]，篩選應(yīng)用適宜本區(qū)域生態(tài)特點(diǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種具有重要意義。目前以產(chǎn)量或品質(zhì)為單一指標(biāo)進(jìn)行品種篩選的研究較多，以產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)為共同篩選指標(biāo)對(duì)雜交秈稻品種的系統(tǒng)比較研究較少，適宜西南稻區(qū)的高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻主體品種有待明確。因此，本研究選用在西南稻區(qū)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的33個(gè)雜交秈稻品種，在機(jī)插栽培條件下系統(tǒng)比較研究了各品種的產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)差異，篩選出適宜西南稻區(qū)的高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種，為促進(jìn)該區(qū)域水稻優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)協(xié)同發(fā)展提供實(shí)踐參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

試驗(yàn)于2017年在貴州省遵義市湄潭縣黃家壩鎮(zhèn)春光村進(jìn)行，前作油菜，土壤肥力中等偏上。供試材料為長江上游審定通過并在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的33個(gè)雜交秈稻品種，包括川優(yōu)8377、川優(yōu)6203、德優(yōu)4727、吉優(yōu)9號(hào)、晶兩優(yōu)1377、晶兩優(yōu)534、旌優(yōu)127、隆兩優(yōu) 1206、內(nèi) 5優(yōu) 39、天優(yōu)華占、宜香優(yōu)1108、宜香優(yōu) 2115、宜香 3728、宜香 4245、宜香優(yōu)7633、C兩優(yōu)華占、德優(yōu)4923、F優(yōu)498、豐優(yōu)香占、繁優(yōu)609、晶兩優(yōu)華占、花香優(yōu)1618、兩優(yōu)2161、隆兩優(yōu)1146、綠優(yōu)4923、蓉18優(yōu)2348、Y兩優(yōu)1號(hào)、宜香優(yōu)2168、渝香203、渝優(yōu)7109、Y兩優(yōu)585、中優(yōu)295和中9優(yōu)2號(hào)，由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和貴州省水稻研究所供種，供試材料信息見前期研究[16]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積10.8 m2。塑料毯狀軟盤育秧，軟盤規(guī)格為58.0 cm×28.0 cm×2.5 cm），4月20日播種，播種量為70 g/盤。5月15日采用久保田2ZGQ-6D1乘坐式高速插秧機(jī)[SPV-6CMD，久保田農(nóng)業(yè)機(jī)械(蘇州)有限公司]進(jìn)行機(jī)插，機(jī)插株行距按照30 cm×16 cm。施肥管理氮肥按純N總用量180 kg/hm2，按基肥∶分蘗肥∶穗肥=2∶4∶4施用；磷肥按純 P2O5總用量112.5 kg/hm2，作基肥一次性施用；鉀肥按純K2O總用量180 kg/hm2，按基肥∶拔節(jié)肥=5∶5施用。于分蘗盛期和抽穗破口前重點(diǎn)防治稻縱卷葉螟和稻飛虱各1次，其他栽培措施均按本地大面積生產(chǎn)方式進(jìn)行管理。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量

于成熟期，分小區(qū)實(shí)收測定產(chǎn)量（按稻谷含水量13.5%進(jìn)行折算）。

1.3.2 米飯品質(zhì)

水稻收獲后，各小區(qū)取稻谷約2.0 kg，在室溫下放置3個(gè)月左右，待其理化性質(zhì)基本穩(wěn)定后，參照李博等[4]方法使用米飯食味計(jì)（STA-1A型，日本佐竹公司）測定米飯的外觀、口感和綜合評(píng)分。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析，利用IBM SPSS Statistics 25.0軟件進(jìn)行聚類分析作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及米飯蒸煮食味品質(zhì)

從表1可知，33個(gè)雜交秈稻品種的產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)存在較大的品種間差異。其中產(chǎn)量變幅為6.70～10.50 t/hm2，變異系數(shù)為10.10%；米飯外觀變幅為4.30～8.00，變異系數(shù)為12.07%；米飯口感介于4.80～7.50，變異系數(shù)為11.17%；米飯的綜合評(píng)分變幅為62.15～85.10，變異系數(shù)為7.94%。

表1 33個(gè)品種的產(chǎn)量及米飯蒸煮食味品質(zhì)Table 1 Grain yield and cooking and eating quality of 33 rice varieties

2.2 依產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行的品種類型劃分

以稻谷產(chǎn)量指標(biāo)為因變量，通過聚類分析，將33個(gè)雜交秈稻品種分為高產(chǎn)和低產(chǎn)兩種類型（圖1）。高產(chǎn)類型雜交秈稻包括F優(yōu)498、蓉18優(yōu)2348、川優(yōu) 8377、德優(yōu) 4727、晶兩優(yōu)534、Y兩優(yōu)1號(hào)、中優(yōu)295、繁優(yōu)609、宜香優(yōu)2115、晶兩優(yōu)1377、隆兩優(yōu)1146、旌優(yōu)127、晶兩優(yōu)華占、隆兩優(yōu)1206和宜香優(yōu)1108等15個(gè)品種，占比45.45%。進(jìn)一步比較兩種類型的產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)（表2），高產(chǎn)類型雜交秈稻品種的產(chǎn)量均超過8.45 t/hm2，平均產(chǎn)量較低產(chǎn)類型高17.78%。

表2 兩種類型雜交秈稻品種的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 2 Grain yield of two types of hybrid indica rice varieties

圖1 33個(gè)雜交秈稻品種的產(chǎn)量聚類圖Figure 1 Clustering diagram of grain yield of 33 hybrid indica rice varieties

2.3 依米飯外觀進(jìn)行的品種類型劃分

以米飯的外觀指標(biāo)為因變量，將33個(gè)雜交秈稻品種分為優(yōu)良外觀和普通外觀兩種類型（圖2）。優(yōu)良外觀雜交秈稻主要包括內(nèi)5優(yōu)39、宜香優(yōu)2168、兩優(yōu)2161、豐優(yōu)香占和Y兩優(yōu)585等25個(gè)品種，占比為75.76%，說明參試品種的米飯外觀整體較優(yōu)。普通外觀類型雜交秈稻主要包括晶兩優(yōu)1377等8個(gè)品種。進(jìn)一步比較兩種類型雜交秈稻的米飯外觀（表3），優(yōu)良外觀雜交秈稻品種均超過6.0，較普通外觀雜交秈稻類型平均高26.92%。

表3 兩種類型雜交秈稻品種的米飯外觀表現(xiàn)Table 3 Appearance of two types of hybrid indica rice varieties

圖2 33個(gè)雜交秈稻品種的米飯外觀聚類圖Figure 2 Clustering diagram of appearance of 33 hybrid indica rice varieties

2.4 依米飯口感進(jìn)行的品種類型劃分

以米飯口感指標(biāo)將供試品種劃分為優(yōu)良口感和普通口感兩種類型（圖3）。優(yōu)良口感雜交秈稻品種16個(gè)，占比為48.48%，包括兩優(yōu)2161、宜香優(yōu)2168、內(nèi)5優(yōu)39、宜香優(yōu)1108、渝香203、宜香3728、蓉18優(yōu)2348、晶兩優(yōu)華占、豐優(yōu)香占、Y兩優(yōu)585、晶兩優(yōu)534、宜香優(yōu)2115、宜香優(yōu)7633、C兩優(yōu)華占、川優(yōu)6203和德優(yōu)4923，普通口感雜交秈稻包括F優(yōu)498等17個(gè)品種。進(jìn)一步比較兩種類型秈稻米飯的口感差異發(fā)現(xiàn)（表4），優(yōu)良口感雜交秈稻品種變幅為6.70～7.50，較普通口感類型平均提高19.05%。

表4 兩種類型雜交秈稻品種的米飯口感表現(xiàn)Table 4 Taste of two types of hybrid indica rice varieties

圖3 33個(gè)雜交秈稻品種的米飯口感聚類圖Figure 3 Clustering diagram of taste of 33 hybrid indica rice varieties

2.5 依米飯綜合評(píng)分進(jìn)行的品種類型劃分

以米飯綜合評(píng)分將供試品種劃分為綜合評(píng)分高和綜合評(píng)分低兩種類型（圖4）。綜合評(píng)分高的雜交秈稻包括豐優(yōu)香占、宜香優(yōu)2168、Y兩優(yōu)585、兩優(yōu)2161和內(nèi)5優(yōu)39等21個(gè)品種，占比為63.64%，綜合評(píng)分低的雜交秈稻品種包括中優(yōu)295等12個(gè)品種。綜合評(píng)分高的雜交秈稻品種變化幅度在75.65～85.10，較綜合評(píng)分低的雜交秈稻品種平均提高15.14%（表5）。

表5 兩種類型雜交秈稻品種的米飯綜合評(píng)分表現(xiàn)Table 5 Overall score of two types of hybrid indica rice varieties

圖4 33個(gè)雜交秈稻品種的米飯綜合評(píng)分聚類圖Figure 4 Clustering diagram of overall score of 33 hybrid indica rice varieties

2.6 高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種篩選

結(jié)合上述33個(gè)雜交秈稻品種的產(chǎn)量及蒸煮食味品質(zhì)（米飯外觀、米飯口感和米飯綜合評(píng)分）聚類分析結(jié)果，將供試品種劃分為高產(chǎn)優(yōu)良食味、高產(chǎn)普通食味、低產(chǎn)優(yōu)良食味、低產(chǎn)普通食味4個(gè)品種類型（表6）。篩選出高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種5個(gè)，包括晶兩優(yōu)534、兩優(yōu)華占、蓉18優(yōu)2348、宜香優(yōu)1108和宜香優(yōu)2115，占供試品種的15.15%。此外，高產(chǎn)普通食味雜交秈稻品種10個(gè)，占供試品種的30.30%，包括F優(yōu)498、Y兩優(yōu)1號(hào)、德優(yōu)4727、隆兩優(yōu)1146、隆兩優(yōu)1206、中優(yōu)295、晶兩優(yōu)1377、繁優(yōu)609、川優(yōu)8377和旌優(yōu)127，低產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種有11個(gè)，占供試品種的33.33%，包括C兩優(yōu)華占、Y兩優(yōu)585、川優(yōu)6203、德優(yōu)4923、豐優(yōu)香占、兩優(yōu)2161、內(nèi)5優(yōu)39、宜香3728、宜香優(yōu)2168、宜香優(yōu)7633和渝香203。高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種的產(chǎn)量均＞8.45 t/hm2、米飯外觀均＞6.40、米飯口感均＞6.70以及綜合評(píng)分均＞75.00，但其米飯蒸煮食味品質(zhì)整體仍略差于低產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種，說明高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種的蒸煮食味品質(zhì)仍有一定改良空間。

表6 不同類型雜交秈稻產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)的差異Table 6 Grain yield and cooking and eating quality in different types of hybrid indica rice varieties

3 討論

高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)是水稻最重要的兩大生產(chǎn)目標(biāo)，隨著人民生活水平不斷提高，蒸煮食味品質(zhì)優(yōu)良的稻米更受消費(fèi)者青睞[17]，篩選應(yīng)用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種是實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提。前人關(guān)于不同生態(tài)區(qū)[18-20]、不同種植方式[21-22]條件下的品種比較進(jìn)行了大量研究，但大多是關(guān)于產(chǎn)量特性的比較，關(guān)于稻米蒸煮食味品質(zhì)差異的系統(tǒng)比較研究相對(duì)較少。本文選用西南稻區(qū)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用、稻米品質(zhì)達(dá)國標(biāo)三級(jí)以上的33個(gè)雜交秈稻品種，研究了品種間產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)差異，結(jié)果表明，雜交秈稻在產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)兩方面均具有較大的品種間差異，說明品種篩選具有重要意義。通過聚類分析，高產(chǎn)類型品種和低產(chǎn)類型品種數(shù)量基本相當(dāng)，但產(chǎn)量高于長江上游區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種F優(yōu)498的品種數(shù)量較少，說明單一注重高產(chǎn)已不再是西南地區(qū)水稻育種的主要方向。在蒸煮食味品質(zhì)方面，米飯外觀、香氣、口感以及冷飯質(zhì)地等都是重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[23]，本文研究結(jié)果表明，米飯外觀優(yōu)良的水稻品種占比為75.76%，米飯口感優(yōu)良的水稻品種占比為45.45%，米飯綜合評(píng)分高的水稻品種占比為63.64%，說明目前西南地區(qū)雜交秈稻品種的米飯外觀總體得到較大改善，顯著提升米飯口感是蒸煮食味品質(zhì)改良的重要方向。

在水稻生產(chǎn)中高產(chǎn)和優(yōu)良食味同時(shí)也是一對(duì)矛盾，其協(xié)同難度較大。大量的研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐表明，水稻高產(chǎn)品種往往食味品質(zhì)并不優(yōu)良，而蒸煮食味品質(zhì)較好的水稻品種往往難以高產(chǎn)[24-25]。本研究綜合考慮了各品種的產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)（米飯外觀、口感、綜合評(píng)分），將供試品種劃分為高產(chǎn)優(yōu)良食味、高產(chǎn)普通食味、低產(chǎn)優(yōu)良食味和低產(chǎn)普通食味共4種類型，其中高產(chǎn)普通食味類型和低產(chǎn)優(yōu)良食味類型的品種數(shù)量最多，分別占30.30%和33.33%，說明這兩種類型目前仍是我國西南地區(qū)雜交秈稻的主體品種，這與已有相關(guān)研究結(jié)果相符[25]。高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種占比僅為15.15%，且高產(chǎn)優(yōu)良食味類型較低產(chǎn)優(yōu)良食味類型在米飯外觀、口感和綜合評(píng)分等方面均略有降低，不僅說明目前西南地區(qū)高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種還很欠缺，一定程度上也證實(shí)了雜交秈稻高產(chǎn)與優(yōu)良食味的協(xié)同難度較大。相關(guān)研究認(rèn)為，碳氮代謝是植物最基本的兩大代謝過程，其協(xié)調(diào)性在很大程度上決定了水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)形成[26]。因此，圍繞高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種的生長發(fā)育特性，深入解析碳氮代謝與產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)形成的內(nèi)在關(guān)系，將有利于明確雜交秈稻高產(chǎn)與優(yōu)良食味品質(zhì)協(xié)同形成的碳氮代謝特征及其生理機(jī)制。

此外，圍繞高產(chǎn)普通食味和低產(chǎn)優(yōu)良食味兩種類型雜交秈稻，通過不同的遺傳改良和栽培調(diào)控措施途徑，也將一定程度上促進(jìn)高產(chǎn)和優(yōu)良食味協(xié)同[27-31]。對(duì)于高產(chǎn)普通食味類型品種，可通過遺傳改良，在保持水稻產(chǎn)量穩(wěn)定的前提下注重改善稻米食味品質(zhì)，在水稻生產(chǎn)中通過增施有機(jī)肥、適量減少穗肥等栽培措施提高稻米食味品質(zhì)[27-28]。對(duì)于低產(chǎn)優(yōu)良食味類型品種，可通過遺傳改良，在保持稻米優(yōu)良食味的前提下注重改善產(chǎn)量特性，水稻生產(chǎn)中應(yīng)注意合理增加移栽密度、加強(qiáng)肥水管理以提高產(chǎn)量[28,32]。

4 結(jié)論

我國西南地區(qū)雜交秈稻在產(chǎn)量和蒸煮食味品質(zhì)方面均存在較大品種間差異。高產(chǎn)普通食味類型和低產(chǎn)優(yōu)良食味類型品種分別占30.30%和33.33%，仍是西南雜交秈稻的主體品種。高產(chǎn)優(yōu)良食味雜交秈稻品種占比僅為15.15%，包括晶兩優(yōu)534、晶兩優(yōu)華占、蓉18優(yōu)2348、宜香優(yōu)1108和宜香優(yōu)2115，這類品種產(chǎn)量均＞8.45 t/hm2、米飯外觀均＞6.40、米飯口感均＞6.70以及米飯綜合評(píng)分均＞75.0。