作物杂志, 2024, 40(6): 71-77 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.009

遗传育种·种质资源·生物技术

辽宁中部平原稻区香型粳稻品种产量及品质评价

杨铁鑫,1, 董立强1, 马亮1, 冯莹莹1, 李志强,2

1辽宁省水稻研究所,110101,辽宁沈阳

2辽宁省农业科学院,110161,辽宁沈阳

Evaluation on Yield and Quality of Fragrant Japonica Rice in Plain Rice Production Region in Central Liaoning

Yang Tiexin,1, Dong Liqiang1, Ma Liang1, Feng Yingying1, Li Zhiqiang,2

1Liaoning Rice Research Institute, Shenyang 110101, Liaoning, China

2Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161, Liaoning, China

通讯作者: 李志强,主要从事水稻病虫害防治方面研究,E-mail:lnsylzq@136.com

收稿日期: 2024-01-21   修回日期: 2024-03-22   网络出版日期: 2024-06-11

基金资助: 辽宁省农业科学院院长基金博士启动项目(2023BS0806)
辽宁省应用基础研究计划项目(2022JH2/101300283)
辽宁省应用基础研究计划项目(2022JH2/101300161)

Received: 2024-01-21   Revised: 2024-03-22   Online: 2024-06-11

作者简介 About authors

杨铁鑫,主要从事水稻优质栽培及中低产田土壤改良方面研究,E-mail:lnasytx@126.com

摘要

为提高辽宁中部平原稻区在高端稻米市场竞争力和满足市场对优质香稻的日益需求,对13个香型粳稻品种在本地区同一管理模式下的产量、品质及2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)含量进行分析,并对各指标进行综合评价。结果表明,辽粳香1号等8个品种产量超过9000 kg/hm2,不同品种取得高产的因素有差异;直链淀粉含量、整精米率、垩白度和食味值是限制各品种优质米等级的主要因素;香气主要活性物质2AP在辽粳香1号、盐粳476、盐粳935、盐粳939和华香粳1号中有较高水平,且显著高于其他品种;主成分分析表明,前4个主成分的累计方差贡献率在80%以上,综合排名前5的品种依次为铁粳香1号、隆粳香6号、盐粳476、辽粳香1号和吉源香1号。综合产量、品质及2AP含量,本研究中辽粳香1号可作为辽宁中部平原稻区优质香型粳稻生产供选品种。

关键词: 香稻; 粳稻; 香气; 产量; 品质

Abstract

In order to improve the competitiveness in the high-end rice market and meet the increasing demand for high-quality fragrant rice, the yield, rice quality and 2-acetyl-1-pyrroline (2AP) content of 13 fragrant japonica rice cultivars were studied under the same management mode in plain rice production area in central Liaoning, the indexes were comprehensively evaluated. The results showed that the yields of Liaogengxiang 1 and the other eight cultivars could exceed 9000 kg/ha, and factors for high yields varied with different cultivars; amylose content, head rice rate, chalkiness and taste value were the main factors limiting the grade of high-quality rice; the 2AP content of Liaojingxiang 1, Yanjing 476, Yanjing 935, Yanjing 939 and Huaxiangjing 1 were significantly higher than that of other cultivars. Principal component analysis showed that the cumulative variance contribution rate of the first four principal components were above 80%, and the top five cultivars were Tiejingxiang 1, Longjingxiang 6, Yanjing 476, Liaojingxiang 1 and Jiyuanxiang 1. Considering yield, quality and 2AP content, Liaojingxiang 1 could be selected as a high-quality fragrance japonica rice cultivar in plain rice production region in central Liaoning.

Keywords: Fragrant rice; Japonica rice; Fragrance; Yield; Quality

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本文引用格式

杨铁鑫, 董立强, 马亮, 冯莹莹, 李志强. 辽宁中部平原稻区香型粳稻品种产量及品质评价. 作物杂志, 2024, 40(6): 71-77 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.009

Yang Tiexin, Dong Liqiang, Ma Liang, Feng Yingying, Li Zhiqiang. Evaluation on Yield and Quality of Fragrant Japonica Rice in Plain Rice Production Region in Central Liaoning. Crops, 2024, 40(6): 71-77 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.009

辽宁是我国重要粳稻生产区之一,年均水稻种植面积约60万hm2,分为辽河平原稻区、东南部沿黄海平原稻区、辽东山地丘陵稻区和辽西山地丘陵稻区[1]。其中,辽河平原稻区又划分为辽河三角洲盐碱地稻区、辽宁中部平原稻区和辽北平原丘陵稻区,辽河水系贯穿其中,水资源丰富、土壤肥沃、生长季温光充足,为生产优质稻米提供优越条件[2]。辽宁中部平原稻区主要包含沈阳、辽阳和鞍山等地,稻谷生产量和稻米需求量处于省内较高水平,该地区长期以生产高产型粳稻为主,存在稻米价格低、市场竞争力弱等限制该地区水稻产业高质量发展的短板。因此,优化品种结构和适当发展优质型水稻生产可成为破解上述问题的关键。

香稻是具有特殊香气的水稻类型,价格明显高出普通稻米[3],在国内外市场深受消费者青睐,且需求量逐年上升[4-6]。目前,我国南方地区香稻生产主要集中在云南省、贵州省、太湖流域和苏北地区[7]。东北单季稻生产区有稻花香系列、龙稻系列、松粳系列等一大批香型粳稻,供给高端稻米市场。然而,香稻产量、品质和香气受生育期、抗性和地域性等因素的影响,表现出同一品种在非产地种植后产量降低、品质下降和香气不浓郁等现象[4,8-10]。因此,探究同一地区非源地香稻品种的产量和品质对该生态区品种引进、种植生产和市场经营具有重要意义。

研究选取东北地区13个不同生育期优质香型粳稻品种,通过分析和比较各品种在辽宁中部平原稻区的产量、品质和香气浓度差异,初步筛选出适合当地种植的优质香型粳稻品种,为打破辽宁中部平原稻区水稻生产困境、助力优质水稻生产和打造区域性香型粳稻产业提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

于2022年4-10月在辽宁中部平原稻区沈阳市苏家屯区八一红菱街道宛庄子村(123°16′12″ E,41°33′36″ N)进行大田试验,无霜期160 d,>10 ℃积温3300~3400 ℃,年降水量650~700 mm。土壤养分含量为全氮0.71 g/kg、全磷0.43 g/kg、全钾14.83 g/kg、有机质11.4 g/kg。

1.2 供试品种

选取13个不同生育期优质香型粳稻品种,生育期介于143~161 d,具体信息见表1

表1   供试香型粳稻品种信息

Table 1  The basical information of fragrant japonica rice

序号
Number
品种
Cultivar
类型
Type
生育期
Growth period (d)
选育单位
Breeding organization
品质等级
Quality grade
适种地区
Suitable region
1辽粳香1号粳型常规水稻160辽宁省水稻研究所2辽宁省中熟、晚熟稻区
2辽粳香2号粳型常规水稻151辽宁省水稻研究所2辽宁省早熟、中熟稻区
3盐粳476粳型常规水稻161辽宁省盐碱地利用研究所2辽宁省中熟、晚熟稻区
4盐粳935粳型常规水稻160辽宁省盐碱地利用研究所2辽宁省中熟、晚熟稻区
5盐粳939粳型常规水稻160辽宁省盐碱地利用研究所3沈阳以南中熟、晚熟稻区
6铁粳香3号粳型常规水稻148铁岭市农业科学院2辽宁省早熟、中熟稻区
7隆粳香6号粳型常规水稻143天津天隆种业科技有限公司2辽宁省东北部
8天隆优619粳型三系杂交水稻151天津天隆种业科技有限公司2辽宁东部及北部中熟、早熟稻区
9天隆优717粳型三系杂交水稻158天津天隆种业科技有限公司1辽宁省中熟、晚熟稻区
10浑粳香2号粳型常规水稻152沈阳博科种业有限公司2辽宁省早熟、中熟稻区
11华香粳1号粳型常规水稻159辽宁丰民农业高新技术有限公司2沈阳以南中熟、晚熟稻区
12勇稻香粳型常规水稻160沈阳领先种业有限公司3辽宁省中熟、晚熟稻区
13
吉源香1号
粳型常规水稻
146
肇源县庄稼人生产资料连锁有限公司
2
黑龙江省≥10 ℃活动
积温2750 ℃区域

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1.3 试验设计

试验于2022年4月8日播种,5月13日移栽,采用机插秧方式,配施底肥600 kg/hm2(N: P2O5:K2O=25:17:10),移栽行株距为30 cm×18 cm,共移栽30行,每行20 m,3次重复。日常管理方式与当地水稻生产相同[11],并结合各水稻品种生育期差异,施分蘖肥75 kg/hm2(N:P2O5: K2O=30:0:8),施穗肥尿素56.25 kg/hm2和氯化钾112.5 kg/hm2

1.4 测定项目与方法

于水稻成熟期选取长势一致的水稻植株5穴,用于室内考种;同时采集长势一致稻穗10株,用于检测稻米香气浓度相关物质2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)含量;对各品种小区进行实收,测定实际产量。

稻谷放通风处,水分含量下降至14.5%左右时对稻米品质进行分析[1,12]。使用SY99-TH型砻机和VP-32型立式精米机测定稻米加工品质,使用ES-1000便携式米质分析仪测定稻米外观品质,使用FOSS 1241近红外光谱谷物分析仪测定稻米营养品质,使用米饭食味计(STA1B型)测定米饭蒸煮食味品质。

1.5 优质香型粳稻品种间综合评价

使用主成分分析(principal component analysis,PCA)将多项测试指标转换为一组线性不相关的主成分,对各香型粳稻品种进行综合评价。所选指标包括产量、有效穗数、结实率、穗粒数、千粒重、糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、食味值、外观、硬度、黏度、平衡度、蒸煮食味值和2AP含量。其中,垩白粒率和垩白度使用y= (100-xi)×100进行转换。

1.6 数据处理

使用Office 2019、SPSS 22.0和Origin 2021进行数据输入、分析及作图。

2 结果与分析

2.1 水稻产量及其构成因素分析

13个品种产量间存在差异(图1),表现为盐粳935>盐粳939>辽粳香1号>天隆优717>辽粳香2号>华香粳1号>盐粳476>天隆优619>浑粳香2号>铁粳香3号>隆粳香6号>勇稻香>吉源香1号。盐粳935产量最高,为10 550.78 kg/hm2,且显著高于其他品种;吉源香1号产量最低,为7750.43 kg/hm2,与隆粳香6号和勇稻香差异不显著。其中,盐粳935、盐粳939、辽粳香1号、天隆优717、辽粳香2号、华粳香1号、盐粳476和天隆优619产量均超过9000 kg/hm2

图1

图1   不同香型粳稻品种实际产量

不同小写字母表示不同品种间差异显著(P < 0.05),下同。

Fig.1   The actual yield of different fragrant japonica rice varieties

Different lowercase letters indicate significant differences among different varieties (P < 0.05), the same below.


受品种间特性影响,有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重存在差异(表2)。盐粳935的有效穗数最高,为407.53 /m2,且显著高于其他品种;盐粳935穗粒数最高,为141.47,与辽粳香1号和盐粳935间无显著性差异;天隆优619结实率最高,为90.80%,与盐粳476、铁粳香3号和吉源香1号间无显著性差异;天隆优717千粒重最高,为27.24 g,与天隆优619、华香粳1号和勇稻香间无显著性差异。

表2   不同香型粳稻品种产量构成因素

Table 2  The yield components of fragrant japonica rice varieties

序号
Number
品种
Cultivar
有效穗数
Effective panicle number (/m2)
穗粒数
Spike numbers per panicle
结实率
Seed-setting rate (%)
千粒重
1000-grain weight (g)
1辽粳香1号354.50±5.31bc133.57±2.71ab83.37±1.24g25.13±0.03cd
2辽粳香2号337.53±4.59de123.78±2.80cd87.43±0.45cde25.93±0.17bc
3盐粳476359.07±3.71b114.60±1.77e88.88±0.59abcd26.04±0.05bc
4盐粳935407.53±7.74a141.47±1.39a80.43±0.34h23.30±0.21e
5盐粳939350.87±6.23bcd137.32±1.25ab82.56±1.16gh25.29±0.45cd
6铁粳香3号306.53±4.38g124.77±5.93cd90.43±0.59ab24.90±0.15d
7隆粳香6号328.46±5.75ef125.35±2.11cd87.76±1.25bcd23.76±0.45e
8天隆优619327.50±4.95ef120.57±3.93de90.80±0.82a26.57±0.07ab
9天隆优717317.61±3.87fg131.73±1.03bc84.33±0.55fg27.24±0.37a
10浑粳香2号340.71±3.66cde123.94±1.48cd87.15±0.45cde25.33±0.22cd
11华香粳1号333.89±4.40e124.65±1.14cd84.65±1.09efg26.96±0.45a
12勇稻香304.41±4.25g118.90±1.45de86.22±1.24def27.14±0.47a
13吉源香1号307.57±2.43g119.43±2.74de89.53±0.98abc24.00±0.12e

同列不同小写字母表示不同品种间差异显著(P < 0.05),下同。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among different varieties (P < 0.05), the same below.

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2.2 稻米品质分析

13个水稻品种糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、粒长、粒宽和长宽比间存在差异(表3),天隆优717糙米率最高,为81.63%,且显著高于铁粳香3号、辽粳香1号、浑粳香2号、隆粳香6号和盐粳476;天隆优619精米率最高,为71.20%,显著高于隆粳香6号、铁粳香3号、盐粳476、盐粳935和辽粳香1号;吉源香1号整精米率最高,为61.94%,显著高于浑粳香2号、盐粳935、华粳香1号、勇稻香、铁粳香3号和天隆优717;隆粳香6号垩白粒率最低,为1.17%,显著低于盐粳939、天隆优717、辽粳香2号、勇稻香、华香粳1号、吉源香1号和盐粳935;盐粳476垩白度最低,为0.23%,显著低于盐粳939、辽粳香2号、华香粳1号、勇稻香、辽粳香1号、吉源香1号和盐粳935。铁粳香3号粒长宽比最大,为2.53,与勇稻香、天隆优619、天隆优717和浑粳香2号的粒长宽比均超过2.00。

表3   不同香型粳稻品种稻米加工品质

Table 3  The milling quality of different fragrant japonica rice varieties

序号
Number
品种
Cultivar
糙米率
Brown rice
rate (%)
精米率
Milled rice
rate (%)
整精米率
Head rice
rate (%)
垩白粒率
Chalky grain
rate (%)
垩白度
Chalkiness
degree (%)
粒长
Grain length
(mm)
粒宽
Grain width
(mm)
粒长宽比
Grain length-
width ratio (%)
1辽粳香1号77.31±1.72cd62.43±2.45d61.48±1.00a4.33±2.25cde3.23±0.98b5.00±0.06ef2.63±0.15b1.90±0.06e
2辽粳香2号80.20±2.01abc67.15±2.25abcd61.26±1.76a6.87±0.96c1.90±0.25c5.10±0.00e2.63±0.03b1.93±0.03e
3盐粳47674.82±0.64d63.93±0.44cd58.24±1.08ab1.37±0.20e0.23±0.03e4.90±0.00f2.80±0.00a1.80±0.00f
4盐粳93578.59±0.12abc63.54±1.47cd54.18±1.40bc16.53±1.19a4.97±0.63a5.10±0.06e2.73±0.03ab1.90±0.00e
5盐粳93981.38±0.59a69.97±0.41ab59.53±1.23a5.60±0.53cd1.63±0.12cd4.90±0.00f2.80±0.00a1.80±0.00f
6铁粳香3号77.62±1.93bcd64.52±2.76cd52.52±2.26c1.97±0.47e0.46±0.16de5.83±0.07c2.33±0.03b2.53±0.03a
7隆粳香6号76.55±1.29cd65.62±1.80bcd61.72±2.19a1.17±0.41e0.36±0.15de4.40±0.00g2.60±0.00b1.70±0.00g
8天隆优61980.26±0.58abc71.20±0.71a60.18±0.67a3.20±0.52de0.73±0.20cde5.97±0.03b2.60±0.00b2.30±0.00b
9天隆优71781.63±0.84a68.57±0.78abc52.45±0.35c6.03±0.30cd1.27±0.09cde5.93±0.03bc2.70±0.00ab2.27±0.03bc
10浑粳香2号77.05±0.76cd70.78±0.98a54.19±1.50bc3.50±0.25de0.83±0.03cde5.30±0.00d2.40±0.00b2.20±0.00c
11华香粳1号81.10±0.02ab68.22±1.18abc54.03±0.68bc7.60±1.21c1.93±0.27c5.37±0.03d2.60±0.00b2.07±0.03d
12勇稻香80.20±1.03abc68.13±1.52abc53.59±0.72c7.10±0.70c2.00±0.31c6.37±0.03a2.60±0.00b2.47±0.06a
13吉源香1号78.12±0.52abcd68.12±0.30abc61.94±0.92a12.30±1.63b3.73±0.73b4.23±0.03h2.60±0.00b1.60±0.00h

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对稻米蛋白质含量、直链淀粉含量、酸度值和食味值测定(表4)可知,蛋白质含量介于5.23%~ 7.10%,浑粳香2号最大,为7.10%,且显著高于其他品种,辽粳香2号和盐粳935较小,分别为5.93%和5.23%,其余品种均在6.00%~7.00%;直链淀粉含量介于17.10%~20.33%,盐粳939、天隆优717、华香粳1号和盐粳476直链淀粉含量超过20%;酸度值介于13.23~16.50,辽粳香1号最大,为16.50,且显著高于其他品种;食味值介于78.33~ 90.33,辽粳香1号食味值最大,为90.33,显著高于其他品种,天隆优717食味值最小,为78.33,与盐粳476和盐粳939差异不显著。

表4   不同香型粳稻品种稻米营养品质

Table 4  The nutrient quality of different fragrant japonica rice varieties

序号Number品种Cultivar蛋白质含量Protein content (%)直链淀粉含量Amylose content (%)酸度值Acidity value食味值Taste value
1辽粳香1号6.67±0.12bc17.10±0.67g16.50±0.57a90.33±1.20a
2辽粳香2号5.93±0.09g19.27±0.12de13.60±0.06de83.00±0.58cde
3盐粳4766.83±0.03ab20.03±0.07ab13.47±0.07e78.67±0.33gh
4盐粳9355.23±0.07h18.83±0.07e14.50±0.10bc84.33±0.67c
5盐粳9396.10±0.06fg20.33±0.09a13.67±0.03de79.33±0.33gh
6铁粳香3号6.43±0.03cde19.37±0.09cde13.23±0.03e82.00±0.58def
7隆粳香6号6.17±0.30efg19.93±0.34abc13.33±0.03e80.33±0.33fg
8天隆优6196.53±0.03bcd19.13±0.93e13.40±0.10e81.67±0.67ef
9天隆优7176.57±0.09bcd20.17±0.03a13.47±0.03e78.33±0.33h
10浑粳香2号7.10±0.00a19.47±0.07bcde13.57±0.03e86.33±0.88b
11华香粳1号6.33±0.03def20.03±0.03ab13.63±0.07de83.67±0.33cd
12勇稻香6.43±0.07cde19.83±0.07abcd14.07±0.03cd84.33±0.33c
13吉源香1号6.67±0.07bc17.83±0.27f14.73±0.12b83.00±0.58cde

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不同品种稻米的外观、硬度、黏度、平衡度和食味值间存在差异(表5),铁粳香3号外观值最大,为6.97,较最低的浑粳香2号高4.94,但与辽粳香1号、隆粳香6号、吉源香1号和盐粳935间差异不显著;浑粳香2号硬度值最大,为8.27,较最低的隆粳香6号高1.27,且显著大于吉源香1号、盐粳935、辽粳香1号和隆粳香6号;铁粳香3号黏度值最大,为7.77,较最低的浑粳香2号高5.37,且显著大于其他品种;铁粳香3号平衡度值最大,为7.00,较最低的浑粳香2号高4.60,但与隆粳香6号、辽粳香1号、吉源香1号和盐粳935差异不显著,但显著大于其他品种;隆粳香6号食味值最大,为74.23,但与铁粳香3号差异不显著。

表5   不同香型粳稻品种蒸煮食味品质

Table 5  The cooking and eating quality of different fragrant japonica rice varieties

序号Number品种Cultivar外观Appearance硬度Hardness黏度Viscosity平衡度Balance食味值Taste value
1辽粳香1号6.30±0.90ab6.67±0.58b6.30±0.68bc6.20±0.85ab67.50±2.83bc
2辽粳香2号4.10±0.25de7.47±0.15ab4.27±0.18de4.27±0.17de64.53±0.77cde
3盐粳4764.57±0.12cde7.40±0.10ab5.13±0.24cd4.37±0.09cd61.60±0.45cdefg
4盐粳9355.90±0.53abc6.70±0.15b5.80±0.31bc5.83±0.32b65.27±1.16cde
5盐粳9393.33±0.43ef7.20±0.70ab3.67±0.26e3.43±0.09def59.23±2.03efg
6铁粳香3号6.97±0.62a6.97±0.09b7.77±0.69a7.00±0.64a72.67±2.65ab
7隆粳香6号6.20±0.81ab6.60±0.35b6.53±0.43b6.60±0.44ab74.23±2.86a
8天隆优6193.87±0.38e7.77±0.23ab4.23±0.35de3.90±0.42de63.43±2.22cdef
9天隆优7174.23±0.41de7.27±0.79ab4.20±0.21de4.47±0.44cd60.20±2.31defg
10浑粳香2号2.03±0.12f8.27±0.41a2.40±0.38f2.40±0.15f56.90±1.36g
11华香粳1号3.23±0.15ef7.80±0.56ab3.10±0.35ef3.13±0.30ef57.77±1.39fg
12勇稻香5.30±0.44bcd6.93±0.15b6.20±0.53bc5.50±0.55bc66.57±2.07bc
13吉源香1号6.00±0.35ab6.70±0.31b6.03±0.27bc6.00±0.26ab66.37±3.30cd

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2.3 稻米中2-乙酰-1-吡咯啉含量分析

13个品种稻米2AP含量表现为辽粳香1号>盐粳939和盐粳476>华香粳1号>盐粳935>隆粳香6号>天隆优619>铁粳香3号>勇稻香>辽粳香2号>浑粳香2号>吉源香1号(图2)。其中,辽粳香1号稻米中2AP含量最高,为0.80 ng/mg,显著高于其他品种;盐粳939、盐粳476、华香粳1号和盐粳935稻米中2AP含量分别为0.61、0.61、0.58和0.53 ng/mg,盐粳939和盐粳476显著大于盐粳935;其余供试品种稻米2AP含量较低,均介于0.14~0.48 ng/mg。

图2

图2   不同香型粳稻品种稻米中2-乙酰-1-吡咯啉含量

Fig.2   The 2AP contents of rice grain of different aromatic fragrant japonica rice varieties


2.4 不同香型粳稻品种综合评价

综合评价结果分析(表6)显示,综合得分排名依次为铁粳香3号>隆粳香6号>盐粳476>辽粳香1号>吉源香1号>勇稻香>天隆优619>辽粳香2号>天隆优717>盐粳935>盐粳939>华香粳1号>浑粳香2号;在主成分4时累计方差贡献率为82.123%,其中主成分1、主成分2、主成分3和主成分4权重分别为43.171%、33.335%、13.455%和10.038%。各主成分变量分析(图3)显示,食味值、平衡度、黏度和外观是影响主成分1的主要因子;垩白度、垩白粒率和结实率是影响主成分2的主要因子;2AP含量和垩白粒率是影响主成分3的主要因子;各因子在主成分4中的载荷系数均小于0.500。

表6   不同香型粳稻品种综合评比

Table 6  Comprehensive score of different fragrant japonica rice varieties

综合排名
Comprehensive ranking
品种
Cultivar
综合得分
Comprehensive score
主成分1
PC1
主成分2
PC2
主成分3
PC3
主成分4
PC4
1铁粳香3号0.9821.0621.264-0.0311.062
2隆粳香6号0.9571.1880.9360.8980.106
3盐粳4760.424-0.0920.5542.170-0.129
4辽粳香1号0.3671.299-0.8350.900-0.367
5吉源香1号0.1990.7880.735-1.734-1.525
6勇稻香0.1600.0800.688-1.3490.772
7天隆优619-0.195-0.9260.6990.006-0.291
8辽粳香2号-0.255-0.3810.063-0.339-0.656
9天隆优717-0.287-0.758-0.238-0.5521.929
10盐粳935-0.3761.158-2.355-0.456-0.296
11盐粳939-0.556-0.736-1.0540.3230.695
12华香粳1号-0.654-1.143-0.540-0.1420.384
13浑粳香2号-0.765-1.5390.0820.305-1.683
因子权重分析Factor weight analysis
方差贡献率Variance contribution rate (%)0.3350.2740.1100.082
累计方差贡献率Cumulative variance contribution rate (%)35.45362.82973.87982.123
权重Weight (%)43.17133.33513.45510.038

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图3

图3   主成分因子载荷矩阵热力图

Fig.3   The principal component factor load matrix heat map


3 讨论

水稻产量和稻米品质是衡量和评价水稻生产的重要指标[13-14],除受自身遗传特性影响外,还受温度、光照、水分、肥料及大气环境等外在环境因素调控[15-16]。本试验13个香型粳稻品种在相同管理水平下,受品种特性影响生育期内对环境资源的有效获取存在差异,使得产量和品质发生了变化。

3.1 香型粳稻品种产量的评价

稳定的水稻产量对保障粮食安全具有重要意义,而有效积温和关键生育期温度又是限制水稻产量地域适应性的最主要因素[17-19]。环境温度与水稻生长适宜温度差别越小,水稻生长发育受到影响越小,反之影响越大[20-21]。本研究中13个供试品种中辽粳香1号、辽粳香2号、盐粳476、盐粳935、盐粳939、天隆优619、天隆优717和华粳香1号产量均超过9000 kg/hm2。这表明生育期大于153 d的香型粳稻品种,可在本试验管理水平下充分利用环境资源,进而取得产量优势。辽宁中部平原稻区无霜期为147~164 d,时间跨度较大,年际间略有差异,本研究中生育期最短的吉源香1号产量表现较差,生产上可通过优化播种、移栽、施肥等栽培措施提升产量。气温的改变通过影响水稻有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率进而影响水稻产量[22-23]。本研究中的8个产量优势品种具有较高的有效穗数并伴随较低的结实率和千粒重,辽粳香1号、盐粳935和盐粳935通过较大有效穗数和穗粒数获得高产;辽粳香2号和天隆优619通过较高结实率和千粒重获得高产;盐粳476通过较大有效穗数和结实率获得高产;天隆优717和华香粳1号通过较大千粒重获得高产。

3.2 香型粳稻品种品质的评价

稻米品质是决定其市场价格的重要指标,我国将优质稻米品质分为3个等级[24-25]。本研究中,天隆优619达到三级优质米标准,辽粳香1号、辽粳香2号、隆粳香6号和吉源香1号达到二级优质米标准。盐粳935、铁粳香3号、天隆优717、浑粳香2号、华粳香1号和勇稻香整精米率低于55%,盐粳476和盐粳939直链淀粉含量高于20%,均未达到优质米标准。

水稻结实期高温能影响稻米品质,增加垩白度和蛋白质含量[26],而夜间高温也能引起整精米率下降和垩白度增加[27]。同时,稻米粒型、含水量和加工工艺也是影响整精米率的重要因素,粒长和长宽比较大的品种整精米率较低[28]。本研究中,铁粳香3号和勇稻香稻米粒型细长,长宽比较大,显著高于其他品种,这可能由生育期内最适温度的差异导致其整粳米率较低。杜雪树等[29]研究认为,调整加工工艺、选择合适糙米含水率及优化抛光方式可提高稻米整精米率。因此,本地区盐粳935、铁粳香3号、天隆优717、浑粳香2号、华香粳1号和勇稻香可通过改善贮藏及加工工艺,提升稻米品质。香稻的香气浓郁程度是影响其市场竞争力的重要因素,除受水稻遗传特性影响外,还与温度、光照、土壤微量元素等环境因素有关[30]。本研究中,辽粳香1号稻米中2AP含量显著高于其他品种,盐粳476、盐粳935、盐粳939和华香粳1号在本研究条件下稻米中2AP含量也相对较高,发挥了其芳香属性,可作为本地区香型粳稻的选择。

4 结论

香型粳稻品种辽粳香1号、辽粳香2号和天隆优619在辽宁中部平原稻区优质香型粳稻种植生产中有明显产量优势,产量均超过9000 kg/hm2。其中,辽粳香1号稻米品质为优质米二级、综合评比排名第4,且香气活性物质含量高,兼顾水稻产量与稻米品质,在优质稻生产和高端稻米市场更具竞争潜力,可作为本地区优质香型粳稻供选品种。

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【目的】明确不同类型粳稻在长江下游作双季晚稻种植的产量和生育特性,为筛选适宜长江下游双季晚粳品种提供理论依据。【方法】2017—2018年在浙江省杭州市中国水稻研究所实验农场,以高产晚籼稻品种(IR)为对照,并选择大面积应用的常规粳稻(IJR)、杂交粳稻(HJR)和籼粳杂交稻(IJHR)品种,研究比较晚季温光条件下常规粳稻、杂交粳稻、籼粳杂交稻和晚籼稻在产量、生育期以及温光资源配置上的差异。【结果】(1)籼粳杂交稻产量(8.3—10.0 t·hm <sup>-2</sup>)显著高于其他晚稻类型,分别增产2.9%—29.3%(晚籼稻),30.9%—35.3%(常规粳稻)和13.4%—14.0%(杂交粳稻);常规粳稻产量最低,较晚籼稻分别减产24.0%(2017年)和1.2%(2018年);而杂交粳稻与晚籼稻产量差异随年份不同而不同。与晚籼稻相比,籼粳杂交稻有效穗少、穗型大、库容高、千粒重和结实率相似;而常规/杂交粳稻则表现为有效穗近似,千粒重大,穗型小。全生育期总体上表现为籼粳杂交稻>杂交粳稻>常规粳稻>籼稻。与籼稻相比,粳型(籼粳杂、常规和杂交粳稻)水稻营养生长期变化较小;穗发育期略有缩短(1—6 d),而灌浆期显著延长(12—22 d);全生育期温光资源积累量显著提高,其中主要贡献来自灌浆期的延长。(2)利用主成分分析(PCA),将供试双季晚稻产量构成与生育特性降维为主成分一(穗粒型因子,37.7%)和主成分二(生育期因子,24.7%)。结果表明籼粳杂交稻为少穗多粒、长灌浆期;晚籼稻为穗粒兼顾、短灌浆期;常规和杂交粳稻的品种特征无显著差异,均为多穗少粒、长灌浆期。(3)相关分析表明,双季晚粳稻产量与每穗粒数(R <sup>2</sup>=0.607,PR <sup>2</sup>=0.779,PR <sup>2</sup>=0.505,P

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增香栽培对香稻香气和产量的影响及其相关生理机制

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【目的】探明增香栽培技术对香稻香气含量和产量形成的影响及其机理。【方法】以常规香稻品种桂香占、美香占2号、中香1号、饶平香为材料进行大田对比试验,设置香稻增香栽培技术与香稻常规栽培技术(对照)2个处理,测定水稻分蘖期、孕穗期、抽穗期和灌浆成熟期的生物学指标、糙米香气2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)含量、产量及其构成因素。【结果】与常规栽培技术比较,增香栽培技术显著提高了香稻糙米和精米的香气含量,齐穗后剑叶和籽粒的游离脯氨酸含量和脯氨酸氧化酶活性;分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期的叶片(剑叶)叶绿素含量(SPAD)、叶面积指数(LAI)和地上部分干物质积累量,抽穗至成熟期的茎鞘物质输出率和群体光合势;有效穗数、群体总颖花量、结实率和收获产量,但对千粒重均无显著影响。【结论】增香栽培技术能显著提高香稻叶片和籽粒的游离脯氨酸含量和脯氨酸氧化酶活性,从而显著增加其糙米2-AP的含量;同时增香栽培技术显著提高了香稻生育前中期的地上部分干物质积累和生育后期的茎鞘物质转运率和群体光合能力,从而促进了香稻有效穗数、群体总颖花量、结实率和收获产量的增加,最终表现为增香栽培技术能协同提高香稻糙米和精米的2-AP含量与籽粒产量。

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水稻是我国最重要口粮作物,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的作用。当前,我国水稻生产正面临由传统小规模生产向机械化、智能化、标准化和集约化的现代规模化生产方式转变,在此重要历史节点,回顾总结70年中国特色水稻栽培学发展历程与科技成就,对探索未来水稻栽培科技发展方向具有重要意义。70年来,我国水稻栽培科技界抓住水稻不同主产区大面积生产问题与关键技术瓶颈,深入开展水稻生长发育和产量、品质形成规律及其与环境条件、栽培措施等方面关系的研究,探索水稻生育调控、栽培优化决策和栽培管理等新途径与新方法,取得了一大批在生产上大面积应用的重要栽培技术和理论,形成了一批重大栽培科技成果。笔者着重从叶龄模式栽培理论及技术、群体质量及其调控、精确定量栽培、轻简化栽培、机械化栽培、超高产栽培、优质栽培、绿色栽培、逆境栽培和区域化栽培等十个方面阐述了改革开放以来中国水稻栽培取得的主要科技成就,并指出了未来中国水稻栽培创新发展的重要方向:一是加强水稻绿色优质丰产协调规律与广适性栽培技术研究;二是加强多元专用稻优质栽培研究;三是加强水稻超高产提质协同规律及实用栽培研究;四是加强直播稻、再生稻稳定丰产优质机械化栽培研究;五是加强水稻智能化、无人化栽培研究。

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水稻高产与优质栽培之间存在着冲突与矛盾,实现产量和品质的协同提高是水稻生产发展的目标。本文论述了我国水稻优质生产的起伏,高产与优质之间的发展关系;在简要比较优质稻品种、优质稻谷和优质大米国家标准和行业标准的基础上,提出了水稻优质栽培的主攻目标;在探讨遗传、环境和栽培因素对稻米品质影响的基础上,指出高产与优质栽培的矛盾在于产量和食味品质提升对幼穗分化期N养分需求的不一致;提出了以前期促长精准控施穗肥N为核心的水稻高产与优质相协调的栽培策略。

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