吉林省不同區(qū)域水稻品質(zhì)特性比較及影響因素分析

赫 兵 ，崔懷鶯 ，李 超 ，田誼靜 ，王 帥 ，姜 龍 ，黨 姝 ，嚴(yán)光彬 ，陳殿元*

（1 吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，吉林 吉林 132101；2 通化市農(nóng)科院 水稻所，吉林 通化 135007）

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速增長，人民生活水平的不斷提高，人們對稻米的要求逐漸由“吃飽”向“吃好”開始轉(zhuǎn)變，對優(yōu)質(zhì)粳稻的需求也在逐漸增加[1，2]。而吉林省正處在優(yōu)質(zhì)粳米產(chǎn)地集中的北緯40～45 度的黃金水稻帶，自古以來就是我國主要的優(yōu)質(zhì)粳稻生產(chǎn)基地，吉林大米更是在國內(nèi)外糧食市場上享有一定的知名度，具有“安全、營養(yǎng)、好吃”整體形象。相比同在東北粳稻種植區(qū)的黑龍江和遼寧有著得天獨(dú)厚的氣候條件優(yōu)勢[3，4]。但由于吉林省內(nèi)不同區(qū)域氣候條件差別很大，中、東、西部從降水、溫度、土壤等條件上都存在著不同的特點(diǎn)。所以針對不同區(qū)域的地方特點(diǎn)，所選用的種植品種和栽培技術(shù)都有很大不同，所產(chǎn)稻米品質(zhì)都有很大差異。同處于東北粳稻產(chǎn)區(qū)的黑龍江省和遼寧省都已經(jīng)開展了不同區(qū)域稻米品質(zhì)的比較試驗(yàn)，分析了影響稻米品質(zhì)的區(qū)域因素[5，6]。但目前吉林省的相關(guān)研究卻依然很少[7]。因此，本試驗(yàn)以吉林省不同區(qū)域種植的水稻品種為供試材料，研究吉林省不同區(qū)域稻米品質(zhì)特點(diǎn)，旨在了解吉林省水稻品質(zhì)區(qū)域特性與分布規(guī)律，為促進(jìn)吉林省水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展，構(gòu)建區(qū)域性種植技術(shù)及品牌建設(shè)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)樣本取自于包括長春市南關(guān)區(qū)、吉林市永吉縣、雙遼市東明鎮(zhèn)、通化市輝南縣等23 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)縣村的長春市、吉林市、四平市、通化市、松原市、白城市、延邊州7 個地區(qū)。各取樣區(qū)域選用的供試品種包括白粳1 號、稻花香、慶源2 號、長白9、吉宏6、吉粳81 等35 個水稻品種。試驗(yàn)所取樣本皆為2021 年秋季收獲，總數(shù)為159 個。

1.2 方法

將各區(qū)域取樣所得的稻谷樣品5～10 kg 帶回吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院谷物分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。樣品用日本產(chǎn)實(shí)驗(yàn)礱谷機(jī)（FC-2K）脫殼后稱重，然后再用日本產(chǎn)實(shí)驗(yàn)精米機(jī)（VP-32）去糙研磨成精米并稱重，計算各樣品的糙米率和精米率。糙米率、精米率均按照中華人民共和國農(nóng)業(yè)部《米質(zhì)測定方法》標(biāo)準(zhǔn)(NY/T83-2017)計算。外觀品質(zhì)采用國產(chǎn)大米外觀品質(zhì)檢測儀（JMWT12）測定精米的整精米率、堊白度和碎米率。食味品質(zhì)采用丹麥產(chǎn)近紅外稻米品質(zhì)分析儀（Infratec）測定精米水分、直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量、精米食味值；采用日本產(chǎn)硬度黏度儀（RHS1A）測定米飯的硬度、黏度、平衡度和彈性；采用日本產(chǎn)米飯食味計（STA1B）測定米飯外觀、口感和米飯食味值。在取樣的同時調(diào)查收集了各區(qū)域的施肥情況并換算出施氮量，同時通過中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)查詢整理了各取樣區(qū)域的積算溫度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)結(jié)果采用Excel 2019 軟件進(jìn)行整理后，采用JMP 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工品質(zhì)及外觀品質(zhì)

表1 是不同區(qū)域稻谷樣品的加工及外觀品質(zhì)。不同區(qū)域稻谷樣品的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)之間都在0.1%水平上存在著有意的區(qū)域間差異。不同區(qū)域的糙米率都在83.1%到79.1%間變動，平均數(shù)為81.3%。精米率最高的是白城市的74.0%，最低的是通化市的62.4%，平均精米率為70.1%。整精米率、堊白粒率為單獨(dú)取樣樣本。其中整精米率最高的是白城市的65.8%，最低的是通化市的49.2%，平均整精米率為58.6%。堊白粒率最高的是四平市的7.728%，最低的是延邊州的0.228%，平均堊白粒率為2.514%。

表1 不同區(qū)域稻谷樣品的加工及外觀品質(zhì)

2.2 理化學(xué)特性及黏彈物性

不同區(qū)域稻米樣品的理化學(xué)特性及黏彈物性如表2 所示。除彈性外，不同區(qū)域理化學(xué)特性及黏彈物性之間都存在有意的區(qū)域間差異。不同區(qū)域的精米水分含量在11.99%到8.70%之間變化，平均值為10.04%。不同區(qū)域的精米蛋白質(zhì)含量間雖然存在著區(qū)域間差異，但數(shù)值間的相差并不大，平均蛋白質(zhì)含量為8.680%。不同區(qū)域直鏈淀粉含量最高的是吉林市的17.54%，最低的是白城市的12.25%，平均直鏈淀粉含量為15.471%。不同區(qū)域的硬度從通化市的2.569 到吉林市的4.780 之間變動，差異較大。黏度從延邊州的0.359 到吉林市的0.512 之間變動，和硬度相同區(qū)域間差異也相對較大。平衡度最高的是通化市的0.168，最低的是白城市的0.087。各區(qū)域彈性之間并不存在有意的區(qū)域間差異。硬度、黏度、平衡度和彈性的平均值分別為3.756、0.429、0.122 和0.909。

表2 不同區(qū)域稻米樣品的理化學(xué)特性及黏彈物性

2.3 食味特性

表3 是不同區(qū)域稻米的食味特性。不同區(qū)域稻米的食味相關(guān)特性之間都存在著有意的區(qū)域間差異。其中外觀品質(zhì)最高的是延邊州的7.674，最低的是白城市的6.492，平均值為7.112?？诟凶罡叩氖茄舆呏莸?.136，最低的是白城市的6.017，平均值是6.588。精米食味值由高到低的分別是延邊州的80.39、通化市的80.35、吉林市的80.22、四平市的79.47、長春市的79.45、松原市的78.68 和白城市的77.47。平均精米食味值是79.433。米飯食味值由高到低的分別是延邊州的75.92、通化市的75.87、松原市的75.32、吉林市的74.02、四平市的72.41、長春市的71.02 和白城市的65.15。平均米飯食味值是72.816。

表3 不同區(qū)域稻米的食味特性

2.4 不同區(qū)域施氮量和積算溫度的影響

分別調(diào)查了各取樣區(qū)域的施氮量和積算溫度，并分析其與試驗(yàn)調(diào)查科目間的相關(guān)關(guān)系。其中施氮量與各調(diào)查項目間并不存在有意的相關(guān)關(guān)系。積算溫度和精米率、水分含量、硬度及平衡度間的相關(guān)關(guān)系如圖1 所示。積算溫度和精米率、水分含量和硬度間存在著在5%水平上的有意的相關(guān)關(guān)系。其中積算溫度和精米率、硬度間存在正的相關(guān)關(guān)系，和水分含量間存在負(fù)的相關(guān)關(guān)系。積算溫度和平衡度間存在著1%水平上負(fù)的相關(guān)關(guān)系。

圖2 是積算溫度和精米食味值、米飯食味值的相關(guān)關(guān)系。積算溫度和精米食味值之間存在著1%水平上有意的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.419，和米飯食味值之間存在著5%水平上有意的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.346。精米食味值、米飯食味值和積算溫度表現(xiàn)出了相同的趨勢，即積算溫度越高食味值越低。

在供試品種中，稻花香（五優(yōu)稻4 號）在白城市、四平市、松原市、通化市、延邊州、長春市均有種植。因此以其為典型品種分析了積算溫度、施氮量和各調(diào)查科目間的關(guān)系，并篩選出其中有意的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果如表4 所示。其中積算溫度與蛋白質(zhì)含量之間存在著有意的正相關(guān)關(guān)系，和直鏈淀粉含量、黏度、平衡度、外觀、口感、精米食味值、米飯食味值都存在有意的負(fù)相關(guān)關(guān)系。施氮量和堊白粒率、蛋白質(zhì)含量間存在著有意的正相關(guān)關(guān)系。

表4 稻花香種植各區(qū)域積算溫度、施氮量與各調(diào)查科目間的相關(guān)關(guān)系

3 討論

不同區(qū)域的糙米率和精米率相差不大，整體數(shù)值變化也不大。各區(qū)域平均糙米率、精米率穩(wěn)定在80%和70%左右。和張麗娜等的研究相同，加工品質(zhì)中的整精米率、外觀品質(zhì)中的堊白粒率區(qū)域間差異則較明顯，數(shù)值變動也較大[6]。其原因推測是由于供試品種數(shù)量較多，并且包含了多種粒型，導(dǎo)致各外觀品質(zhì)特性數(shù)值變化幅度很大（表1）。不同區(qū)域稻米精米水分含量的極差為3.29%，各區(qū)域數(shù)值整體上差異不大。不同區(qū)域間蛋白質(zhì)含量數(shù)值間相差不大，而直鏈淀粉含量除了白城市之外，都在15%左右，可見區(qū)域差異對蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量數(shù)值影響不大[6-8]。不同區(qū)域的硬度、黏度、平衡度和彈性的平均值分別為3.756、0.429、0.122 和0.909。其中除了彈性之外，都表現(xiàn)出了明顯的區(qū)域間差異（表2）。與食味值密切相關(guān)的外觀和口感均呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域間差異，平均值分別為7.112 和6.588。精米食味值由高到低的分別是延邊州、通化市、吉林市、四平市、長春市、松原市和白城市。米飯食味值由高到低的分別是延邊州、通化市、松原市、吉林市、四平市、長春市和白城市。精米食味值和米飯食味值表現(xiàn)出來的區(qū)域變化趨勢基本相同，呈現(xiàn)出由東到西逐漸下降的趨勢。平均精米食味值和米飯食味值分別是79.433 和72.816（表3）。積算溫度和精米率、硬度之間存在著有意的正相關(guān)關(guān)系，即隨著生育期間積算溫度的升高，加工品質(zhì)中的精米率和食味特性中的硬度也會隨著升高[9-11]。積算溫度和精米水分含量、黏彈物性的平衡度之間存在著有意的負(fù)相關(guān)關(guān)系[12，13]。即隨著積算溫度的升高，水分含量和黏彈物性各數(shù)值間的平衡性也會隨之降低（圖1）。積算溫度和精米食味值、米飯食味值之間都存在著有意的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在生育期內(nèi)積算溫度較高的區(qū)域可能所產(chǎn)稻米食味品質(zhì)更低（圖2）。而施氮量和供試品種各區(qū)域調(diào)查科目間并不存在有意的相關(guān)關(guān)系。

圖1 積算溫度和精米率、水分含量、硬度及平衡度間的相關(guān)關(guān)系

圖2 積算溫度和精米食味值、米飯食味值的相關(guān)關(guān)系

供試品種中，稻花香在除吉林市外的試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)都有種植。以稻花香為典型品種進(jìn)行分析的結(jié)果表明，施氮量與堊白粒率、蛋白質(zhì)含量呈有意的正相關(guān)，即隨著肥料中氮含量的增加，會降低稻米的外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)，從而影響稻米的商品特性（表4）[14]。而相比不同區(qū)域的施氮量，生育期間的積算溫度對稻米品質(zhì)的影響要更大。并且積算溫度的升高，對稻米品質(zhì)的形成起到了劣化的作用?；诒驹囼?yàn)的供試品種和種植區(qū)域、種植管理方式，積算溫度較高的區(qū)域稻米品質(zhì)相對較低。