水稻垩白对稻米品质的影响及其改良研究

李彬青

摘 要：垩白是稻米外观品质的重要组成部分，该文综述了稻米垩白与稻米的其他品质性状间的关系，对垩白的形成机理及影响因素进行了简要阐述，并提出了一些改良措施，以期对优质稻的育种与栽培提供参考。

关键词：水稻；垩白；品质性状；改良

中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）06-0056-03

Effects of the Chalkiness on Rice Quality Traits and its Improvement

Li Binqing

（Xinyang City Academy of Agricultural Sciences，Xinyang 464000，China）

Abstract：Chalkiness is an important part of rice appearance quality.This paper summarized the relationship between chalkiness and other quality traits of rice，discussed the formation mechanism and influencing factors of rice chalkiness and put forward some improvement measures in order to provide some references for high quality rice breeding and cultivation.

Key words：Rice；Chalkiness；Quality traits；Improvement

水稻是我国的主要粮食作物，近年来，随着人们生活水平的提高，对优质稻米的需求越来越多，但在我国大面积推广应用的杂交稻往往只注重产量的提高，在品质上与消费者的要求还有很大的差距。垩白是评价稻米外观品质的一个重要指标，垩白米透明度低，加工易断裂，直链淀粉含量低，食味营养品质差，直接影响着稻米的商品价格。因此，在生产上选育低垩白水稻品种进行种植，尽量减少垩白米的发生，对改善稻米品质意义重大。

1 垩白的概念

稻米垩白是指在水稻灌浆期水稻籽粒灌浆不充分导致稻米胚乳中的组织填充不紧实散光而呈现的白色不透明部分，水稻垩白包括腹白、心白、背白、侧白、基白等，其成因除了环境因素外，主要受遗传因子的制约[1-2]。在水稻的实际生产与研究应用中常常用垩白粒率、垩白大小和垩白度来表示水稻垩白的发生及其程度。稻米的垩白粒率是指供检测的稻米样品中的垩白米数目占全部供检测稻米样品数目的比率，常用百分比表示；水稻籽粒的垩白大小是一个相对值，通常用垩白粒中的垩白面积在整个籽粒面积中的占比来表示，是一个百分数；稻米的垩白度是一个百分数，通常用供试稻米样品中所有垩白米的垩白面积的总和与供试稻米样品中所有稻米面积总和的比率来表示。依据2013年开始实施的中华人民共和国农业部《食用稻品种品质》评判标准，优质稻米的垩白性状分为3个级别：一级，垩白度≤1%；二级，垩白度为≤3%；三级，垩白度为≤5%。可见，垩白的多少及发生程度对稻米品质的影响十分巨大，堊白越少，稻米品质越优。

2 垩白对稻米品质的影响

2.1 垩白与外观品质的关系 作为稻米外观品质的一项重要指标，垩白与水稻籽粒粒形和透明度等其他外观品质间的关系十分密切。赵镛洛等[3]的研究结果表明：垩白少透明度高的早粳稻米的籽粒粒形往往较长，随着早粳稻米的垩白度增大，其稻米的透明度下降，二者呈现负相关，因此开展优质稻育种，应筛选稻米籽粒粒形偏长，垩白度低，透明度高的亲本材料。况浩池等[4]的研究发现：稻米垩白粒率和垩白度是制约中籼杂交稻组合杂交稻米品质优质达标率的主要因素，且稻米的优质率与粒形关系密切，长粒型组合稻米优质率高于中粒形组合和短粒形组合；中籼杂交稻的垩白粒率和垩白度随水稻籽粒长宽比的变大而减小，呈负相关关系，是以选择水稻籽粒粒形偏长、长宽比偏大的水稻材料和组合可改良中籼杂交稻后代的垩白状况。张亚东等[5]研究了粳稻籽粒的粒形特性与粳稻稻米垩白品质间的关系，结果发现粳稻籽粒的粒宽与垩白性状间呈现负性相关关系，在今后的育种工作中，应选择水稻籽粒粒形属于长粒形的后代，并控制长宽比在一个恰当的范围，可减少垩白，改善稻米品质。

2.2 垩白与加工品质的关系 实际生产和研究中常常用糙米率、精米率和整精米率来衡量稻米的加工品质，它们分别指代的是用一定量的稻谷生产出的糙米、精米和整精米的重量占用来加工稻谷重量的百分比。研究表明，垩白与加工品质间存在一定的关系，与无垩白米相比，垩白米结构疏松、多孔，加工时易断裂，造成整精米率下降[2，6]。李成荃等[7]发现，水稻籽粒的垩白大小与出糙率呈正的相关关系，水稻籽粒的垩白大小和精米率呈负的相关关系，水稻籽粒的垩白率与出糙率及精米率均呈负的相关关系，认为提高稻米的糙米率、降低其垩白粒率是提高稻米精米率的有效途径。康海岐等[8]认为稻米的整精米率主要受水稻籽粒粒形特征和稻米垩白状况的影响，减少水稻籽粒的垩白能够提高整精米率，故而可通过培育籽粒无垩白的水稻品种或者籽粒含垩白少的水稻品种来提高稻米的整精米率。

2.3 垩白与蒸煮食味品质的关系 稻米的蒸煮食味品质主要指用稻米加工成米饭的适口性及其在蒸煮加工过程中呈现的理化特性。米饭的适口性主要是指用稻米加工成米饭后所呈现出来的香味、粘性、弹性、柔软性、硬度和综合口感等。稻米的蒸煮理化特性主要是指影响米饭烹饪特性的稻米品质特征值，包括稻米的直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、淀粉粘度谱特征以及米粒的延伸特性等。刘奇华等[9]发现随着籼稻稻米的垩白率与垩白度的提高其直链淀粉的含量也升高，而其胶稠度则变低；谷蛋白在垩白米中的含量显著低于非垩白米，粗蛋白含量在不同基因型稻米中与垩白的相关性程度不同。Singh等[10]研究发现，垩白米的直链淀粉含量、粘性、弹性、柔软性、硬度和综合口感均较低；糊化温度随垩白米率的提高而提高。冯银喜[11]研究发现随稻米中垩白粒率的增多，加工成的米饭的柔软性变强，蓬松性变差，食味口感变劣。施利利等[12]研究了垩白米含量与稻米品质的关系，结果表明：最高黏度、直链淀粉含量、崩解、碘蓝及食味值等随着垩白米含量的增加显著降低，米饭膨胀率与透光率随着垩白米含量的增加而增加。可见，垩白米对稻米加工品质有着极其重要的影响，直接关系着米饭的食味，生产上要尽可能降低垩白米含量，提高稻米品质。

3 垩白的形成机理

3.1 稻米垩白的遗传特性 稻米的垩白是一个十分复杂的品质性状，其遗传兼具母体效应、胚乳效应和细胞质效应的控制，并受环境因素影响[13-14]。雷东阳等[15]对杂交稻的品质遗传特性进行了研究，其结果发现：杂交稻稻米的垩白度的遗传以种子效应及母体核基因效应控制为主，细胞质效应在杂交稻稻米的垩白度遗传中也起到一定作用。刘小川等[16]分析了亲本与F1在米质性状上的相关性，结果发现在垩白度上，母本对F1的相关系数显著大于父本，表现出母性遗传特点。冷燕等[17]研究了用不同生境的粳稻品种作亲本杂交配成的杂交后代品质性状的遗传特性，结果表明：杂交后代稻米的垩白率的遗传以显性效应控制为主，符合加性-显性模型。李艳萍等[18]研究了杂交粳稻品种的稻米的垩白性状其结果表明：主效基因效应与微效基因效应是同时起作用于杂交粳稻稻米垩白性状的表达。

3.2 环境对垩白形成的影响 水稻稻米垩白的发生主要受制于遗传基因效应，同时环境条件在水稻稻米垩白的发生中也起着重要作用。李欣等[19]人的研究表明：水稻稻米的垩白面积与环境条件的关系表现为随着水稻籽粒灌浆期间的日均温、光照时数以及相对湿度的增大而增大。白成科等[20]发现施肥的多与少对水稻籽粒垩白的发生影响极大，水稻籽粒的垩白大小及垩白度均随着施肥量增大而增大，直接影响着水稻稻米的外观品质。通过叶面施肥可减少垩白的发生，例如叶面喷施磷肥、钾肥和硒肥等；提高水稻田土壤和水稻稻株中铁、钴、钒和镍等微量元素的含量，可减小水稻籽粒的垩白面积及垩白粒率[21]。水份与水稻垩白米的发生关系密切，稻米垩白粒率会因土壤含水量过低而增加；减少垩白增加籽粒透明度可通过加强水源管理而实现[22]。蔡一霞等[23]人的研究结果表明：在水稻籽粒灌浆结实期间，当水稻生长的土壤水势下降到-30KPa以下时，会导致稻米的垩白粒率及垩白度的大幅提高。郭咏梅等[24]比较了水、旱栽培条件下稻米的品质性状，结果发现，结实期适当的水层管理是降低垩白率及垩白度的有效措施，适当推迟断水时间可减小垩白度。吴春赞等[25]的试验结果表明，在一定的试验区间内，水稻籽粒的垩白率和垩白度随水稻栽培密度的变化而变化，并呈现线性的负相关关系。根据品种特性，适当稀植，使植株透光率好，有利于降低垩白，改善稻米品质。

4 垩白性状的改良措施

4.1 选育优良水稻品种 稻米的垩白特性是一种可遗传的性状，并且遗传力较高，并伴随着水稻育种进程中选择世代的增加而趋于稳定，因此，对水稻的垩白特性进行遗传改良需要从低世代开始选择垩白含量低的水稻单株和株系。育种实践中，选取垩白低的不育系和恢复系做亲本进行配组，并扩大后代的种植群体，从低世代开始选择低垩白单株，增强选择强度，培育垩白少且表现稳定的水稻新品种，从根本上改善水稻籽粒的垩白特性，提高稻米的外观品质和商品价格。

4.2 合理的田间管理 田间管理措施的得当与否对水稻籽粒垩白的产生及发生程度作用重大。依据水稻灌浆结实期的气象生态条件选用品种，调整播种期，以避开灌浆期高温，是降低垩白粒率的有效途径。不同类型的品种，应采用不同的栽培方式和肥水管理模式，全面实现“良种良法”配套。根据品种特性，适当稀植，采用合理的施肥技术和水浆管理办法，在生育前期建立合理的群体结构，协调个体与群体的关系，使植株透光率好，有利于降低垩白。在生育中后期，当灌浆物质不足（库大源小）时，通过限库增源措施如追施氮肥或化学调控物质来增加叶片的光合速率，促进水稻叶片制造的光合产物运往水稻籽粒部位从而减少垩白的发生。另外，病虫害等对水稻的正常生长发育影响显著，阻碍水稻茎、叶功能，影响光合产物在籽粒中的沉积，进而影响稻米的产量和品质，所以在水稻生长的各个阶段应注重病虫害的综合防治，确保水稻正常生长发育，减少水稻籽粒垩白的发生的条件，对改善稻米品质是十分有益的。

参考文献

[1]金田蕴，李辉.水稻稳定高垩白率突变体的获得与理化特性分析[J].作物学报，2010，6（1）：121-132.

[2]周立军，江玲，翟虎渠，等.水稻垩白的研究现状与改良策略[J].遗传，2009，31（6）：563-572.

[3]赵镛洛，张云江，王继馨，等.北方早粳稻米品质因子分析[J].作物学报，2001，27（4）：538-540.

[4]况浩池，罗俊涛，曾正明，等.不同粒型中籼杂交稻组合稻米品质及相关性分析[J].中国稻米，2016，22（2）：15-20.

[5]张亚东，汤述翥.粳稻粒形对稻米垩白性状的影响[J].江苏农业科学，2004（5）：15-16.

[6]黄清龙，马均，蔡光泽.籼、粳稻米垩白与品质的相关性研究进展[J].中国农学通报，2006，22（1）：81-84.

[7]李成荃，孙明，许克农，等.杂交粳稻品质性状的遗传研究[J].杂交水稻，1988（3）：32-35.

[8]康海歧，曾宪平.杂交稻米性状遗传研究与改良[J].西南农业大学学报，2001，14（2）：100-104.

[9]刘奇华，蔡建，刘敏，等.两个籼稻品種垩白对稻米蒸煮食味与营养品质的影响[J].中国水稻科学，2007，21：327-330.

[10]Singh N，Sodhi N S，Kaur M，et al.Physico-chemical，morphological，thermal，cooking and textural properties of chalky and translucent rice kernels[J].Food Chem，2003，82：433-439.

[11]冯银喜.优质籼稻品种资源的创新与研究[J].湖南农业科学，1998（5）：4-8.

[12]施利利，张欣，丁得亮，等.垩白米含量与稻米品质的关系研究[J].食品科技，2016，41（9）：177-180.

[13]Cheng FM，Zhong LJ，Wang F，Zhang GP.Differences in cooking and eating properties between chalky and translucent parts in rice grains.Food Chem，2005，90（1-2）：39-46.

[14]Yamakawa H，Hirose T，Kuroda M，Yamaguchi T.Comprehensive expression profiling of rice grain filling-related genes under high temperature using DNA microarray.Plant Physiol，2007，144（1）：258-277.

[15]雷东阳，谢放鸣，陈立云，等.杂交水稻稻米外观品质性状间相关性及遗传分析[J].农业现代化研究，2010，31（2）：212 -215.

[16]刘小川，王渭霞，陈深广，等.杂交稻米质性状的亲本配合力分子标记鉴定[J].中国水稻科学，2005，19（1）：25-28.

[17]冷燕，洪德林.不同生态类型间杂交粳稻品质性状及其遗传分析[J].中国水稻科学，2004，18（1）：29-33.

[18]李艳萍，孙海波，梁永书，等.粳稻品种三杂交后代垩白性状分析[J].西南农业学报，2007，20（3）：337 -340.

[19]李欣，顾铭洪，潘学彪.稻米品质研究Ⅱ.灌浆期间环境条件对稻米品质的影响[J].江苏农学院学报，1989，10（1）：7-12.

[20]白成科，段俊，李桂双.水稻各生育期追肥水平对稻米品质的影响[J].种子，2003（5）：68-69.

[21]孙龙泉.名特优稻米的生产[M].北京：中国水利水电出版社，2000

[22]赵式英.稻米的垩白[J].国外农学-水稻，1982（6）：43-46.

[23]蔡一霞，朱庆森，王志琴.等.结实期土壤水分对稻米品质的影响[J].2002，28（5）：601-608.

[24]郭詠梅，穆平，刘家富，等.水、旱栽培条件下稻米主要品质性状的比较研究[J].作物学报，2005，31（11）：1443-2005.

[25]吴春赞，叶定池，林华，等.栽插密度对水稻产量及品质的影响[J].中国农学通报，2005，21（9）：190-191.

（责编：吴祚云）