寒地早粳稻農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

李猛 郭曉紅 周健 胡月 姜紅芳 呂艷東 姜凱銘 解寧寧

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶163319）

寒地水稻在我國水稻生產(chǎn)中占有重要地位[1]。常規(guī)育種是寒地水稻品質(zhì)改良的重要手段[2]，但以往的研究多側(cè)重于農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的關(guān)系[3]。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對優(yōu)質(zhì)稻米的需求逐步增加，在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上提高和改善品質(zhì)已成為當(dāng)前水稻育種的主要目標(biāo)。在此背景下，對水稻農(nóng)藝性狀與品質(zhì)間關(guān)系的研究也相應(yīng)增多[4]。趙孝東等[5]研究認(rèn)為，株高與直鏈淀粉含量呈現(xiàn)正相關(guān)，穗長與糙米率呈極顯著負相關(guān)。張子軍等[6]認(rèn)為，整精米率與倒2節(jié)間長呈顯著正相關(guān)，堊白度與倒1節(jié)間粗呈顯著正相關(guān)。楊建華等[7]認(rèn)為，穗實粒數(shù)與整精米率、直鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)。本研究共選取205份寒地早粳稻種質(zhì)資源，對其主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進行相關(guān)分析，旨在為寒地優(yōu)質(zhì)早粳稻育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)水稻中心保存的205份粳稻品種（系）∶東農(nóng)420、東農(nóng)424、合粳1號、合江03號、合江04號、合江06號、合江08號、合江09號、合江10號、合江11號、合江12號、合江13號、合江14號、合江15號、合江16號、合江17號、合江18號、合江19號、合江20號、合江21號、黑粳2號、黑粳5號、黑粳7號、黑粳8號、墾鑒稻5、墾鑒稻6、墾鑒稻12、墾鑒稻13、墾稻08號、墾稻10號、墾稻11號、墾稻13號、墾稻14號、墾稻18號、墾稻20號、墾稻21號、墾稻22號、空育131、墾粳1、墾粳2、龍稻12號、龍盾103、龍盾106、龍粳03號、龍粳04號、龍粳06號、龍粳10號、龍粳11號、龍粳12號、龍粳13號、龍粳14號、龍粳18號、龍粳20號、龍粳21號、龍粳22號、龍粳23號、龍粳24號、龍粳25號、龍粳26號、龍粳27號、龍粳28號、龍粳29號、龍粳30號、龍粳32號、龍粳香1號、龍慶稻2號、牡丹江1號、牡丹江2號、牡丹江3號、牡丹江4號、牡丹江5號、牡丹江7號、牡丹江8號、牡丹江9號、牡丹江12號、牡丹江21號、牡丹江22號、牡丹江23號、牡丹江24號、牡丹江28號、牡丹江30號、牡丹江31號、牡丹江32、松粳08號、松粳11號、松粳03號、綏粳01號、綏粳12號、系選1號、蓮稻1號、蓮惠1號、龍粳34、普選10號、富士光、梧農(nóng)71、星火1號、禹申龍白毛、早熟青森、空育163、新月光、岳路早生、長白17、長白 19、長白 12、吉粳 94、松 17、長白17、吉玉粳、通223、沈稻6號、龍慶稻1號、龍稻13、龍稻14、中龍粳2號、龍粳21號、龍粳31、龍豐757、龍粳39、龍粳36、當(dāng)?shù)乇焙５?、金鉤、吉粳61、九稻六號、九稻八號、雙豐八號、遼鹽166、藤系144、黎昭、咸南23號、夢明、道北47、延106、華育1號、星選235、半截稻、小田代5號、光頭紫尖、光頭白尖、小紅芒、湯原6號、光頭紅、二白毛、無名稻、老頭稻、朝鮮稻、老頭稻1、改良國主、丁旭稻、小白毛、小白芒、京引56、東農(nóng)9316、北 949、南 56、延 8729、普優(yōu) 7 號、龍鑒 9918、南 23、龍盾98-594、龍鑒 9916、寧系65-702、普粘 12號、星之夢、穆棱陸稻、新月光、晉富粘、龍粳45、龍粳46、龍粳47、龍粳 48、墾稻 03 號、墾稻 12、龍稻 20、龍粳 41、三江 4號、建 A182、龍粳 35、墾稻 16、長白 21、上育 397、稼禾415、龍慶稻3號、龍粳27號、龍粳28號、龍盾102、三江1號、上育418、綏粳16號、袁粳131、墾豐稻12309、龍墾 27、花育 409、臺粳 6 號、中花、愛知旭、龍粳 43、龍粳 27、龍粳 40、龍粳 25、龍粳 21、龍粳 39、三江1號、龍交1356、龍粳42、龍稻6號。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2016年在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)校內(nèi)試驗田進行。試驗田地力均勻，土地平整，灌溉方便。采用隨機試驗設(shè)計，各小區(qū)種植5行，每行單本插，行株距30.0 cm×12.5 cm，3次重復(fù)。4月 15日大棚內(nèi)播種旱育苗，5月24日移栽。施肥與田間管理按照常規(guī)栽培方式進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀

在齊穗后15 d，選取有代表性的地段，每份材料連續(xù)取10叢進行莖數(shù)調(diào)查；根據(jù)調(diào)查結(jié)果選取有代表性的植株5叢，并從中選取5個優(yōu)勢單莖用于農(nóng)藝指標(biāo)的測定∶倒 1、倒 2、倒3節(jié)的節(jié)間長度、節(jié)間粗度和株高；倒 1、倒2、倒3葉的葉鞘長度、葉片長度、葉片寬度和葉基角（是指莖稈上方向與葉脈的夾角）。

成熟后根據(jù)田間的長勢長相選取有代表性的調(diào)查點，每調(diào)查點選取連續(xù)的10叢植株。風(fēng)干后調(diào)查每小區(qū)植株的穗數(shù)、穗質(zhì)量。根據(jù)穗質(zhì)量結(jié)果選取有代表性的稻穗10個，考查其穗長、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、一次枝梗實粒數(shù)、二次枝梗實粒數(shù)、一次枝梗實粒質(zhì)量、二次枝梗實粒質(zhì)量等性狀。

1.3.2 稻米品質(zhì)

碾磨品質(zhì)的測定∶用FC-2K型實驗礱谷機（YAMAMOTO，離心式）將測試稻谷加工成糙米，稱重，記為W1，并計算糙米率（糙米率=W1/W0×100%）；稱取一定量的糙米（其質(zhì)量記為W2），用日本公司生產(chǎn)的VP-32型實驗?zāi)朊讬C將糙米加工成精米，除去糠粉并稱重記為W3，整精米粒稱重記為W4。計算其精米率和整精米率，精米率=W3/W2×（W1/W0×100%），整精米率=W4/（W0×W2/W1×100%）。

外觀品質(zhì)的測定∶用日本靜岡機械株式會社生產(chǎn)的ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測定堊白粒率、堊白度等。

營養(yǎng)品質(zhì)的測定∶用德國BRUKER公司生產(chǎn)的VECTOR22/N型近紅外光譜儀測定該品種糙米的直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量。

食味品質(zhì)的測定∶用日本佐竹公司（SATAKE）生產(chǎn)的米飯食味計（STA1A）進行食味評分的測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)用Excel初步處理后，采用DPS7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖部性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

如表1所示，倒1節(jié)間粗與糙米率和精米率呈極顯著正相關(guān)，倒3節(jié)間粗與精米率呈顯著正相關(guān)，說明增加倒1、倒3節(jié)間粗可提高稻米碾磨品質(zhì)。倒1、倒3節(jié)間粗與粒寬呈顯著正相關(guān)，說明增加倒1、倒3節(jié)間粗可改善稻米粒型。倒1節(jié)間粗與堊白度和堊白粒率呈極顯著和顯著負相關(guān)，說明增加倒1節(jié)間粗可以減少堊白度及堊白粒率，改善稻米外觀品質(zhì)。倒3節(jié)間長與整精米率和蛋白質(zhì)含量呈顯著負相關(guān)，與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)。說明減少倒3節(jié)間長度可提高稻米整精米率和蛋白質(zhì)含量，增加倒3節(jié)間長度直鏈淀粉含量也會隨之增加。倒1、倒2節(jié)間長與蛋白質(zhì)含量呈顯著和極顯著正相關(guān)，與食味評分呈顯著和極顯著負相關(guān)。說明提高倒1、倒2節(jié)間長稻米蛋白質(zhì)含量會隨之增加，改善稻米營養(yǎng)品質(zhì)，但食味評分會隨之下降。株高與食味評分呈顯著負相關(guān)，可見株高較矮的品種稻米食味評分較好。

2.2 葉部性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

如表2所示，劍葉長與糙米率、整精米率呈顯著正相關(guān)，說明增加劍葉長度可改善稻米碾磨品質(zhì)。倒3葉寬與精米率呈顯著負相關(guān)；倒1葉基角與糙米率、整精米率呈極顯著負相關(guān)；倒2、倒3葉基角與整精米率呈顯著負相關(guān)。說明減少倒3葉寬度，倒1、倒2和倒3葉基角越小葉片越直立，稻米會有較好的碾磨品質(zhì)。倒1、倒3葉基角與粒寬呈顯著和極顯著負相關(guān)。說明改變倒1、倒3葉基角會對粒型有所影響。倒1葉基角與堊白度、堊白粒率呈極顯著正相關(guān)；倒2葉基角與堊白度、堊白粒率呈顯著正相關(guān)；倒3葉基角與堊白度呈顯著正相關(guān)。劍葉寬與堊白度、堊白粒率呈顯著負相關(guān)；劍葉面積與堊白度呈顯著負相關(guān)?？梢姡?、倒2和倒3葉基角越大，稻米外觀品質(zhì)越差；增加劍葉寬及劍葉面積會對稻米外觀品質(zhì)有所改善。劍葉長、劍葉寬及倒3葉寬與直鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)；倒2、倒3葉長及劍葉面積與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)。說明增加植株劍葉長寬、倒3葉長寬可提高稻米的直鏈淀粉含量。倒1、倒2和倒3葉基角與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)；倒2葉長與蛋白質(zhì)含量呈顯著負相關(guān)；倒3葉長寬及劍葉寬與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負相關(guān)。說明葉基角變大，減小倒3葉長寬及劍葉寬會改善稻米營養(yǎng)品質(zhì)。倒3葉長與食味評分呈顯著正相關(guān)；倒1、倒2葉基角與食味評分呈極顯著負相關(guān)。可見，增加倒3葉長，減小倒1、倒2葉基角可提高稻米食味評分。

表1 莖部性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

表2 葉部性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

表3 穗部性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

2.3 穗部性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

如表3所示，穗質(zhì)量、總粒數(shù)、總粒質(zhì)量、實粒數(shù)、實粒質(zhì)量、一次枝梗結(jié)實率、二次枝梗結(jié)實率與糙米率和精米率存在不同程度的正相關(guān)性，可見此類性狀對碾磨品質(zhì)有影響。穗長與粒長呈顯著負相關(guān)，說明長穗型稻米粒長相對較小?？偭Ｙ|(zhì)量、實粒數(shù)、實粒質(zhì)量與堊白度呈顯著負相關(guān)，一次枝梗結(jié)實率、二次枝梗結(jié)實率與堊白度及堊白粒率呈顯著和極顯著負相關(guān)。說明增加總粒質(zhì)量、實粒數(shù)、實粒質(zhì)量、一次枝梗結(jié)實率、二次枝梗結(jié)實率可減小稻米堊白度和堊白粒率，改善稻米外觀品質(zhì)。一次枝梗數(shù)和穗長與直鏈淀粉含量呈顯著和極顯著正相關(guān)，二次枝梗結(jié)實率與直鏈淀粉含量呈顯著負相關(guān)。說明增加一次枝梗數(shù)和穗長，減少二次枝梗結(jié)實率可提高稻米直鏈淀粉含量。一次枝梗數(shù)和一次枝梗結(jié)實率與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負相關(guān)，可見一次枝梗數(shù)少、一次枝梗結(jié)實率低的稻米蛋白質(zhì)含量高。穗長與食味評分呈顯著負相關(guān)，可見長穗型稻米食味評分較低。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，寒地早粳稻農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀間存在不同程度的相關(guān)性。增加倒1、倒3節(jié)間粗可提高稻米碾磨品質(zhì)，同時改善外觀品質(zhì)?？梢?，在優(yōu)質(zhì)育種選擇中應(yīng)著重選擇莖稈粗壯的品種，在抗倒伏的同時也能提高碾磨、外觀品質(zhì)。耿立清等[2]研究發(fā)現(xiàn)，稻米株高越高越不利于優(yōu)質(zhì)食味評分的選擇，與本研究結(jié)論一致。前人[8-9]研究認(rèn)為，水稻理想株型模式為葉基角小于15°，上3葉直立，有利于群體下部光能利用，從而提高稻米產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究表明，葉基角對品質(zhì)性狀影響較大，葉基角越小葉片越直立會提高稻米的碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)及食味評分，與前人研究成果基本一致。提高劍葉長寬和倒3葉長寬可提高稻米的直鏈淀粉含量，同時稻米蛋白質(zhì)含量會隨之減少。前人研究成果表明，直鏈淀粉含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負相關(guān)，兩者存在此消彼長的關(guān)系[10-11]。胡晉豪等[12]研究表明，食味與劍葉長和倒3葉長均呈負相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，倒3葉長與食味呈正相關(guān)，劍葉長與食味并未發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性。不同之處，有待考證。從本研究結(jié)果可以看出，稻米穗部性狀對碾磨品質(zhì)影響較大，呈顯著正相關(guān)。一次枝梗結(jié)實率、二次枝梗結(jié)實率對外觀品質(zhì)影響較大，呈顯著負相關(guān)?？赡茉蚴墙Y(jié)實率高的品種，籽粒成熟度、飽滿度較好，因此外觀品質(zhì)優(yōu)良。

水稻農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀之間存在著錯綜復(fù)雜的關(guān)系，同時還受環(huán)境條件和栽培條件的影響。在優(yōu)質(zhì)稻選育上應(yīng)兼顧農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀，通過多種方法改善稻米品質(zhì)，從而實現(xiàn)育種目標(biāo)。