影響寧夏優(yōu)質(zhì)稻谷生產(chǎn)的關(guān)鍵品質(zhì)因子分析

馬 靜，陳 麗，楊生龍，張振海，安永平，張 嬌，劉 楨，孫建昌，劉 煒

（1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所，銀川 750002；2.銀川市興慶區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和水務(wù)局，銀川 750001；3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院，銀川 750002）

寧夏回族自治區(qū)（簡稱寧夏）屬典型的西北干旱早粳稻作區(qū)［1］，氣候干燥，光照充足，晝夜溫差大，病蟲草害輕，加之黃河水自流灌溉，水質(zhì)良好，得天獨(dú)厚的地理和氣候條件成就了寧夏稻區(qū)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻最佳生產(chǎn)區(qū)域［2，3］。生產(chǎn)的大米粒圓、色潔、油潤、味香，自古就有“塞外珍珠米”的美稱，元、明時(shí)期曾為貢米。20 世紀(jì)80 年代，寧夏引進(jìn)品種“秋光、秀優(yōu)57”在原農(nóng)業(yè)部舉辦的第一次優(yōu)質(zhì)米評選中入圍25個(gè)優(yōu)質(zhì)粳稻品種，而其他地區(qū)送的這2 個(gè)品種沒有入選［4］，說明寧夏具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大米的優(yōu)越資源條件。

經(jīng)過幾代育種家的努力，寧夏水稻已經(jīng)歷了7次品種更新?lián)Q代，選育的品種不但在產(chǎn)量上取得了較大的突破，在品質(zhì)上也有了較大的提升。近幾年選育品種的品質(zhì)絕大多數(shù)達(dá)到了優(yōu)質(zhì)稻谷3 級標(biāo)準(zhǔn)，其中部分品種達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻谷 1 級、2 級標(biāo)準(zhǔn)［5］。然而實(shí)際生產(chǎn)中，大米加工企業(yè)普遍反映收購的優(yōu)質(zhì)稻谷達(dá)標(biāo)率低，呈現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)品種不優(yōu)質(zhì)”的現(xiàn)象，影響了稻米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究通過在寧夏稻區(qū)多點(diǎn)取樣并進(jìn)行品質(zhì)測試，旨在掌握生產(chǎn)中水稻品種的品質(zhì)現(xiàn)狀，分析當(dāng)前影響稻谷品質(zhì)的關(guān)鍵因素，為寧夏水稻產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。

1 試驗(yàn)方法

1.1 樣品收集

2018 年9 月下旬，在寧夏稻區(qū) 7 個(gè)縣（區(qū)）共采集樣本199 份（表1），品種18 個(gè)。每個(gè)樣點(diǎn)收割1 m2，脫粒后陰干，待水分下降到15%左右后，集中貯存于10 ℃以下的庫房30 d 后進(jìn)行品質(zhì)測試。

表1 各試驗(yàn)點(diǎn)取樣情況

1.2 品質(zhì)測試

每份樣本重復(fù)取樣2 次等比例混合，進(jìn)行糙米率、精米率、整精米率、堊白度、堊白粒率、米粒長寬比的測定。米質(zhì)測定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17891—2017［6］，利用 JGMJ8098 型稻米精米檢測儀將稻谷加工成精米，并測定稻谷糙米率（BR，Brown rice rate）、精米率（MR，Milled rice rate）。利用 JMWT-12 型外觀檢測儀，測定整精米率（HR，Head milled rice rate）、長寬比（LWR，Length width ratio）、堊白粒率（CR，Chalky rice rate）、堊白度（CD，Chalkiness degree）。重點(diǎn)將富源 4 號、寧粳 28 號、寧粳 41 號、寧粳50 號、寧粳 57 號等 7 個(gè)主栽品種共計(jì) 51 個(gè)樣本，送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心（武漢），進(jìn)行了直鏈淀粉含量（AC，Amylose content）、膠稠度（GC，Gel consistency；mm）、堿消值（ADV，Alkali digestion value）和蛋白質(zhì)含量（PC，Protein content）的測定。

1.3 稻谷理論等級

查閱國家水稻數(shù)據(jù)中心寧夏品種信息［5］，以審定時(shí)品質(zhì)測試值判定的稻谷等級，定為稻谷理論等級。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用軟件SAS 8.1 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻品質(zhì)分析

199 份樣本的碾磨品質(zhì)和外觀品質(zhì)及51 份樣本的蒸煮品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)分析見表2。由表2 可知，碾磨品質(zhì)方面，整精米率的變異幅度最大，變幅為21.90%～71.60%，平均值為53.22%，變異系數(shù)為18.98%；出糙率的變異幅度最小，平均值為82.33%，變異系數(shù)為1.24%；精米率變異系數(shù)為7.06%，介于整精米率和出糙率之間。外觀品質(zhì)方面，堊白粒率、堊白度的變異系數(shù)均較大，分別為54.92%、64.49%，平均值分別為19.35%、7.07%。食味蒸煮品質(zhì)方面，膠稠度的變異系數(shù)最大，為13.75%，平均值為63.37 mm；其次是直鏈淀粉含量，變異系數(shù)為4.16%，變異幅度為13.50%～16.90%，平均值為15.90%；堿消值的變異幅度最小，平均值為6.94。營養(yǎng)品質(zhì)方面，參試材料的蛋白質(zhì)含量在5.60%～9.10%，變異系數(shù)為13.14%，平均值為7.08%。分析結(jié)果表明，參試樣本間外觀品質(zhì)中堊白度和堊白粒率差異最大，其次是碾磨品質(zhì)的整精米率；食味和營養(yǎng)品質(zhì)中膠稠度、蛋白質(zhì)含量差異較大。

表2 參試樣本品質(zhì)性狀

2.2 影響稻谷等級的品質(zhì)因子分析

參照優(yōu)質(zhì)稻谷國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 17891—2017［6］對參試樣本稻谷進(jìn)行分級。直鏈淀粉含量方面，在檢測的51 份樣本中只有1 份低于14%，其他均在14%～20%，符合優(yōu)質(zhì)稻谷標(biāo)準(zhǔn)，表明寧夏稻谷的直鏈淀粉含量基本不影響優(yōu)質(zhì)稻谷的生產(chǎn)。重點(diǎn)對整精米率和堊白度進(jìn)行分析（表3），由表3 可見，參試樣本中整精米率≥67%的樣本4 份，占2.01%；整精米率≥61%的樣本46 份，占23.12%；整精米率≥55%的樣本 94 份，占47.24%；整精米率＜55%的樣本105 份，占52.76%。堊白度≤2%的樣本8 份，占4.02%；堊白度≤4%的樣本50 份，占25.13%；堊白度≤6%的樣本100 份，占 50.25%；堊白度＞6% 的樣本 99 份，占49.75%。結(jié)合整精米率和堊白度標(biāo)準(zhǔn)，參試199 份樣本中，沒有達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻谷1 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本；達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻谷2 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本13 份，占比6.53%，比例較低；達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻谷3 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本53 份，占比26.63%。說明寧夏優(yōu)質(zhì)稻生產(chǎn)在碾磨和外觀品質(zhì)上還有較大發(fā)展空間。

表3 參試樣本優(yōu)質(zhì)稻谷級別分析

2.3 稻谷理論等級與實(shí)際等級的差異性

依據(jù)整精米率、堊白度、直鏈淀粉含量3 項(xiàng)指標(biāo)，對199 份樣本中18 個(gè)審定品種的檢測報(bào)告進(jìn)行稻谷等級劃分（表 4）［5］。其中達(dá)優(yōu)質(zhì) 1 級的品種 4個(gè)，樣本數(shù)為48 份，占24.12%；達(dá)優(yōu)質(zhì)2 級的品種12個(gè)，樣本數(shù)為108 份，占54.27%；達(dá)優(yōu)質(zhì)3 級的品種16 個(gè)，樣本數(shù)為170 份，占85.43%；普通稻谷品種2個(gè)，樣本數(shù)為29 份，占14.57%。

表4 依據(jù)18 個(gè)審定品種檢測報(bào)告的稻谷等級

而實(shí)際檢測優(yōu)質(zhì)稻谷樣本比率明顯低于理論值，參試199 份樣本稻谷理論等級與實(shí)際等級比較見圖1。由圖1 可知，優(yōu)質(zhì)稻谷1 級樣本減少48 份，所占比例為0.00%；優(yōu)質(zhì)稻谷2 級樣本減少95 份，占比降低47.74 個(gè)百分點(diǎn)；優(yōu)質(zhì)稻谷3 級樣本減少117份，占比降低58.80 個(gè)百分點(diǎn)；普通稻谷樣本增加133 份，占比增加58.80 個(gè)百分點(diǎn)。結(jié)果表明，參試樣本的理論稻谷等級與實(shí)際稻谷等級呈現(xiàn)巨大差異。

圖1 參試199 份樣本稻谷理論等級與實(shí)際等級比較

3 小結(jié)與討論

3.1 寧夏稻谷品質(zhì)現(xiàn)狀

寧夏水稻種植面積小，稻谷總量少，有效提高稻谷質(zhì)量，為生產(chǎn)綠色、優(yōu)質(zhì)、高端的寧夏大米提供優(yōu)質(zhì)原料，對寧夏水稻高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。本研究在寧夏稻區(qū)取樣18 個(gè)品種、共計(jì)199 份樣本進(jìn)行了品質(zhì)測試，涵蓋了寧夏稻區(qū)種植的品種，具有較強(qiáng)的代表性。從測試的10 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)來看，整精米率的值偏低，平均值為53.22%；堊白粒率和堊白度的值偏高，平均值分別為19.35%、7.07%。從變異系數(shù)來看，外觀品質(zhì)中的堊白度和堊白粒率的變異系數(shù)最大，分別為64.49%、54.92%；碾磨品質(zhì)中整精米率變異系數(shù)最大，為18.98%，這與前人的研究結(jié)果一致［7-10］。宋冬明等［8］以黑龍江省近年來主推品種和苗頭品系共69 份為試驗(yàn)材料，對其主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了分析，整精米率平均值為66.53%，堊白粒率平均值為12.93%，堊白度平均值為3.4%。邱翔等［9］以近年來遼寧省審定的61 個(gè)水稻品種為研究材料，發(fā)現(xiàn)整精米率平均值為68.8%，堊白粒率、堊白度平均值分別為12.0%、1.4%。由此可見，寧夏稻谷的整精米率偏低，堊白粒率、堊白度偏高，同時(shí)這3 個(gè)指標(biāo)也表現(xiàn)受遺傳和環(huán)境條件影響最大。

3.2 影響寧夏稻谷品質(zhì)的主要因素

整精米率、堊白度是影響寧夏稻谷品質(zhì)的關(guān)鍵因子。分析199 份樣本的整精米率和堊白度，達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻1 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本0 份，達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻2 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本占6.53%；達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻3 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本占26.63%。由此來看，現(xiàn)階段寧夏生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻谷比例偏低。分析了參試樣本中18 個(gè)品種審定時(shí)優(yōu)質(zhì)稻谷等級，達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻谷1 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本48 份，占24.12%，達(dá)優(yōu)質(zhì)稻谷2 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本108 份，占54.27%，達(dá)優(yōu)質(zhì)稻谷3 級標(biāo)準(zhǔn)的樣本170 份，占85.43%。與實(shí)際測試結(jié)果比較，優(yōu)質(zhì)稻谷1 級、優(yōu)質(zhì)稻谷2 級、優(yōu)質(zhì)稻谷3 級樣本的比率分別增加了24.12 個(gè)百分點(diǎn)、47.74 個(gè)百分點(diǎn)、58.80 個(gè)百分點(diǎn)。說明寧夏生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻谷比率偏低的主要原因是受栽培、管理等環(huán)境條件的影響大。前人研究表明，稻米品質(zhì)主要決定于其本身的遺傳因素，但環(huán)境條件對稻米品質(zhì)也有很大的影響［11-21］。楊春剛等［17］認(rèn)為肥料運(yùn)籌對稻米品質(zhì)影響較大，合理施肥是保證稻谷產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。吳春贊等［18］、陳新紅等［19］認(rèn)為栽插密度過高或過低均不利于稻米綜合品質(zhì)的提高，密度過高會使整精米率降低、堊白粒率增加；密度過低會使直鏈淀粉含量增加、米飯變硬。王興盛等［20］認(rèn)為實(shí)時(shí)收獲可有效降低稻米裂紋率，提高稻谷的整精米率。曾波等［21］認(rèn)為深化環(huán)境因子與稻米品質(zhì)相關(guān)性的探索，研究制定科學(xué)合理、輕簡省力、綠色安全的配套生產(chǎn)技術(shù)模式，加快品種技術(shù)集成與應(yīng)用，可有效促進(jìn)中國優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。由此可見，生態(tài)環(huán)境、栽培管理、實(shí)時(shí)收獲等對優(yōu)質(zhì)稻谷的生產(chǎn)具有重要意義。

3.3 提升寧夏稻谷品質(zhì)的建議

從寧夏水稻實(shí)際的生產(chǎn)情況來看，近年來結(jié)合大米加工企業(yè)訂單優(yōu)質(zhì)稻谷生產(chǎn)，雖然起到了一定的作用，但效果并不顯著。尤其是在優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)方面體現(xiàn)不足，多數(shù)種植戶在栽培管理中還是把產(chǎn)量放在第一位，以高產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)增收。這就導(dǎo)致肥料尤其是氮肥過量使用，同時(shí)增加了貪青晚熟、倒伏的風(fēng)險(xiǎn)，對稻谷的外觀品質(zhì)具有顯著的影響。加上寧夏水稻種植已由插秧變革為直播，生育期變短，種子播于地表，扎根淺，田間密度大，極易發(fā)生倒伏，稻谷品質(zhì)變差的風(fēng)險(xiǎn)加大。實(shí)時(shí)收獲對寧夏水稻整精米率的影響很大，研究表明稻谷水分在20%～25%時(shí)收獲效果最佳［22］。隨著土地流轉(zhuǎn)，水稻種植集中于合作社、流轉(zhuǎn)大戶、種植大戶，面積較大，收獲后的晾曬存在勞動力、場地、成本增加等諸多問題，如果遇上降雨，稻谷發(fā)熱霉變風(fēng)險(xiǎn)更高。種植戶們?yōu)榱斯?jié)約成本，減少環(huán)節(jié)，一般采取推遲收獲，待稻谷水分降低到20%以下收獲，結(jié)果導(dǎo)致稻谷的整精米率顯著降低，嚴(yán)重影響了稻谷品質(zhì)。

因此為提高寧夏稻谷質(zhì)量，提出如下建議：①提高栽培技術(shù)水平，尤其是要降低密度，合理施肥，減少倒伏，由產(chǎn)量效益型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變；②實(shí)時(shí)收獲，提高稻谷的整精米率；③加大投入，解決種植戶稻谷晾曬問題；④提高優(yōu)質(zhì)稻谷品種在市場的占有率，重點(diǎn)推廣優(yōu)質(zhì)稻米1 級品種；⑤加大對優(yōu)質(zhì)稻1級品種的培育，為優(yōu)質(zhì)稻谷的生產(chǎn)提供支撐；⑥與企業(yè)合作，建立良種、良法、優(yōu)良加工、優(yōu)良銷售的產(chǎn)業(yè)體系，提高優(yōu)質(zhì)稻谷、大米的質(zhì)量和效益，提升寧夏大米的品牌影響力和市場競爭力。