【正文】 用品質好。以稻米為例，決定食用品質的理化指標有粒長、長寬比、堊白率、堊白度、透明度、糊化溫度、膠稠度、直鏈淀粉及蛋白質含量等。一般認為，直鏈淀粉含量低、膠稠度長、糊化溫度較低是食味較佳的標志。外觀品質中的透明度與食味有極密切的關系。小麥、黑麥、大麥等麥類作物的食品品質主要是指烘烤品質，烘烤品質與面粉中面筋含量和質量有關。一般面筋含量越高，其品質越好，烘制的面包質量越好。面筋的質量是根據其延伸性、彈性、可塑性和教結性進行綜合評價的。 3．加工品質和商品品質。評價指標隨作物產品不同而不同。水稻的碾磨品質是指出米率，品質好的稻谷應是糙米率大于79％，精米率大于71％，整精米率大于58％。小麥的磨粉品質是指出粉率，一般籽粒近球形、腹溝淺、胚乳大、容重大，粒質較硬的白皮小麥出粉率高。我國河南地區(qū)小麥品種的出粉率在78％左右，而青海高原春小麥的出粉率僅在56％，磨粉品質較差(張懷剛，1997)。甘薯切絲曬干時，要求曬干率高，提取淀粉時，要求出粉率高、無異味等。稻米的外觀品質即是商品品質，優(yōu)質稻米要求無堊白、透明度高、粒形整齊；優(yōu)質玉米要求色澤鮮艷、粒形整齊、籽粒密度大、無破碎、含水量低等。 (二)經濟作物的品質 1．纖維作物的品質。棉花的主要產品為種子纖維。棉纖維品質由纖維長度、細度和強度決定。我國棉纖維平均長度在28mm左右，35mm以上的超級長絨棉也有生產。一般陸地棉的纖維長度在21—33mm之間，海島棉在33—45mm之間。纖維的外觀品質要求潔白、無僵黃花、成熟度好、干爽等。2．油料作物的品質。脂肪是油料作物種子的重要貯存物質。油料作物種子的脂肪含量及組分(表3—8)決定其營養(yǎng)品質、貯藏品質和加工品質。一般說來，種子中脂肪含量高，不飽和脂肪酸中人體必需脂肪酸——油酸和亞油酸含量較高，且兩者比值(O/L)適宜，亞麻酸或芥酸(油菜油)含量低，是提高出油率、延長貯存期、食用品質好的重要指標。 3．糖料作物的品質。甜菜和甘蔗是兩大糖料作物，其莖稈和塊根中含有大量的蔗糖(Cl2H22O11)，是提取蔗糖的主要原料。糖用甜菜塊根中含糖12％—25％，蔗糖占總糖的80％—90％。糖蔗蒸莖中含糖12％—19％，一般出糖率在9％左右。出糖率是糖料作物的加工品質評價指標。 4．嗜好作物主要有煙草、茶葉、薄荷、咖啡、啤酒花等。煙草煙葉品質由外觀品質、化學成分、香吃味和實用性決定。煙葉質量通常分為外觀質量和內在質量。外觀質量即是煙葉的商品等級質量，如成熟度、葉片結構、顏色、光澤等外表性狀；內在質量是指煙葉的化學成分、燃吸時的香氣吃味、勁頭、刺激性等煙氣質量以及作為卷煙原料的可用性。 (三)飼料作物的品質 常見的豆科飼料作物如苜蓿、草木犀，禾本科飼料作物如蘇丹草、黑麥草、雀麥草等，其飼用品質主要決定于莖葉中蛋白質含量、氨基酸組分、粗纖維含量等。一般豆科飼料作物在開花或現蕾前收割，禾本科飼料作物在抽穗期收割，莖葉鮮嫩，蛋白質含量最高，粗纖維含量最低，營養(yǎng)價值高，適口性好。 二、作物品質形成的生理生化基礎 作物產品的化學成分和品質是在干物質積累的總過程及產品器官或組織的生長、發(fā)育和成熟過程中形成的。禾谷類作物籽粒中的營養(yǎng)物質積累進行得并不平衡，籽粒灌漿初期，干物質增加較少，到乳熟期，干物質積累最快，蠟熟期，干物質增加速度又變慢。在此期間，可溶性碳水化合物和非蛋白氮化合物(主要是氨基酸)由植株的營養(yǎng)器官急劇地運向生殖器官，并合成籽粒中的淀粉和蛋白質。在正常成熟條件下，灌漿初期主要合成蛋白質，淀粉合成弱一點；乳熟至蠟熟始期，碳水化合物向種子運輸加強，淀粉合成強度大大超過蛋白質；籽粒發(fā)育后期，碳水化合物向籽粒運輸減弱或停止，而氮的輸入仍在繼續(xù)。籽粒灌漿時，大部分碳水化合物來自上層葉片，特別是旗葉，大部分蛋白質的積累是靠營養(yǎng)器官運來的含氮化合物，很少依靠開花后根系吸收的物質。籽粒成熟時，氮化合物的數量和質量都有變化。 籽粒形成初期，種子中含有很多非蛋白氮，主要是游離氨基酸和酰胺，并合成較易移動的易溶蛋白質，如白蛋白、球蛋白。隨著成熟，非蛋白氮、水溶及鹽溶蛋白質含量急劇降低，而醇溶谷蛋白和谷蛋白合成加強。麥類作物的面筋是由醇溶谷蛋白和谷蛋白兩種蛋白質組分形成的，乳熟期亦有面筋形成，但質量極低，蠟熟至完熟期，面筋含量明顯增加。維生素主要在葉片中合成，葉片衰老時轉運到籽粒中。 大豆籽粒中油分的快速積累時間早于蛋白質，油分一半以上是在籽粒形成的第二十至三十天積累的，而蛋白質的一半以上是在第三十至四十天積累的。大豆結莢鼓粒期間，籽粒中非蛋白氮逐漸減少，而蛋白氮的百分含量逐漸增加，直到葉片衰老后，蛋白氮的百分含量仍在增加。籽粒形成初期，油分只有5％，結莢中期迅速增長到最高限(25％)，葉片衰老后期，油分含量又有所下降(21％)。淀粉濃度隨籽粒體積增大而增高，葉片衰老期，糖的濃度升高，淀粉濃度下降。 豌豆其籽粒灌漿期是淀粉和蛋白質合成最強的時期，而多糖的合成在籽粒成熟末期最強。籽粒成熟期間，不溶解氮的數量增加，可溶解氮減少，成熟時，賴氨酸和組氨酸含量達最大值。 油料作物種子在成熟時期化學成分的變化，主要是由碳水化合物合成脂肪，由氨基酸合成蛋白質。種子中脂肪的生物合成和積累過程是從受精開始持續(xù)到種子完全成熟截止。一般在開花之后，脂肪合成數量較少，多聚糖、水溶性碳水化合物和蛋白質數量較多，待種子組織生長結束后，蛋白質合成略有減弱，碳水化合物轉化為脂肪的強度增大，種子成熟后期，脂肪合成強度顯著下降。種子中脂肪成分隨脂肪總量的變化而變化，未成熟種子的脂肪中含有許多游離脂肪酸，酸值較高，成熟時，脂肪中游離脂肪酸減少，飽和脂肪酸的含量下降。 棉花纖維發(fā)育成熟過程中，其形態(tài)結構和化學成分隨成熟度不同而發(fā)展變化。總的趨勢是，隨成熟度增加，纖維素含量直線上升，而果膠、含氮物、蠟質脂肪、糖類及灰分則相對減少。在開花后2周內，棉纖維幾乎不橫向生長，只縱向伸長，使纖維細胞伸長成薄壁管狀，中腔很大，內充滿原生質，這時纖維素含量極少，富含果膠與蠟質，纖維強力很弱，無實用價值。開花后20—40天，纖維次生壁加厚和纖維素淀積增重最快。纖維細胞伸長期積淀的纖維素僅占總量的30％左右，約70％的纖維素是在纖維加厚期積淀的。 糖料作物，如糖用甜菜，在同化器官充分發(fā)育之后，塊根開始膨大，進行營養(yǎng)物質的積累。塊根膨大初期，幼嫩塊根中水分、氮化合物，尤其是蛋白質比成熟塊根中多，糖的含量少。隨著塊根的膨大，蔗糖合成過程明顯加強，其絕對和相對含量提高。糖在塊根整個成熟過程中都在積累，其含量可增長2倍多。塊根在收獲后的貯藏過程中，水分含量減少，蔗糖部分分解為單糖，呼吸作用又消耗一些糖，因而使糖的含量減少，總損失量為1％—3％，同時，蛋白質部分水解成非蛋白氮化合物，使糖用甜菜品質變差。 煙草葉片在成熟過程中化學成分發(fā)生劇烈變化，這是葉片衰老的必然結果，也是煙葉吸食品質形成的基礎。淀粉和糖是煙葉的重要內容物，并與煙葉品質密切相關。一般認為，在淀粉和糖的含量達到最大值時采收，煙葉的成熟度最為合適，品質最好。煙葉成熟過程中黃色素(類胡蘿卜素)含量下降速度慢于綠色素(葉綠素)，這正是煙葉充分成熟，顏色好的重要原因。酚類物質與煙葉顏色和質量有關，上等煙葉含多酚物質多，次等煙葉含多酚化合物少。多酚含量隨株齡和煙葉成熟度增加而增加，煙葉達到生理成熟后多酚積累開始下降。因此，多酚積累達最大值時，表明煙葉已成熟，應及時采收。煙葉中石油醚提取物，如脂肪、脂肪酸、精油、樹脂、蠟、磷脂、固醇等，隨煙葉的成熟而增加，達最大值后又有所下降。質量愈高的煙葉，脂肪、揮發(fā)油、樹脂、低級脂肪酸含量愈高。 飼料作物生長前期蛋白質合成較強，隨著生長發(fā)育進程的推移，粗纖維合成加強，蛋白質含量下降。因而，于生育中期收割最為適宜，可兼顧營養(yǎng)、品質和產量。 三、影響作物品質的的因素 影響作物產品品質的因素是錯綜復雜，歸納起來主要受遺傳因素、氣候生態(tài)因素、栽培措施等三個方面的影響。 （一）遺傳因素（基因型）對作物品質的影響1．不同作物的品質不同。禾谷類作物以碳水化合物為主，油料作物以脂肪為主，豆類作物除大豆脂肪含量較高外，其他蛋白質含量較高與油料作物相近，但脂肪含量卻較少。這些都與它們的基因型不同有關。2．同一作物不同品種的品質不同。如高油玉米脂肪含量高而普通玉米則低。強筋小麥蛋白質和濕面筋含量比弱筋小麥高。大豆不同品種含油量和蛋白質量也不同。稻、麥、棉、油等作物的主要經濟性狀，包括蛋白質、淀粉、脂肪、維生素含量、味和蒸煮品質等，都受遺傳基因的控制。如近年來不少學者研究了稻米香味的遺傳，一般都認為香味受一個隱性基因控制。由于作物的性狀受基因控制并得以遺傳，使作物保持了其經濟性狀和產品質量的相對穩(wěn)定性，所以作物之間本身就存在著產品品質的差異。另一方面，作物的經濟性狀在遺傳上一般都是數量性狀，容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生變化，尤其在某些外界條件足以引起基因突變或染色體畸變時，作物性狀的遺傳組成便會發(fā)生變異，導致產量性狀和品質性狀的改變。 作物品質的形成是由遺傳因素和非遺傳因素兩個方面決定的。遺傳因素是指決定品種特性的遺傳方式和遺傳特征，非遺傳因素是指除了遺傳因素以外的一切因素，如生態(tài)環(huán)境條件、栽培措施、礦質養(yǎng)分等。所以，改良作物品質的改良必須從兩個方面入手，即通過育種手段改善品質形成的遺傳因素，培育高品質的新品種；同時，要根據環(huán)境因子對品質形成的影響，采取相應的調控措施，為優(yōu)質產品的形成創(chuàng)造有利條件。禾谷類作物品質改良的重點，長期以來是圍繞著提高蛋白質及其必需氨基酸組分含量進行的。通過遺傳改良，已選育出多種多樣的、品質各異的品種為生產所用。例如，小麥蛋白質含量，種間差異較大，野生一粒小麥和栽培一粒小麥含量最高，分別為18％—30％和16％—27％，含量最低的是圓錐小麥(9％—16％)和硬粒小麥(12％—16％)。據美國農業(yè)部對世界各地12613份普通小麥進行分析后發(fā)現，蛋白質含量變化在6．91％—22．0％之間，其中含量超過17％的有500個材料。中國農業(yè)科學院作物品種資源所(1984)對572個生產品種分析表明，蛋白質含量在8．07％—20．42％，春小麥高于冬小麥，地方品種高于育成品種；全國各地230多個推廣品種，蛋白質含量高于17％的有17個，60％樣本的蛋白質含量為10％—14％。對小麥蛋白質含量的遺傳研究表明，小麥品質蛋白質含量具有相對穩(wěn)定性，即高蛋白含量的品種在相同環(huán)境條件下，大都能保持比一般品種高的蛋白質含量。蛋白質中賴氨酸百分含量，一般隨蛋白質含量的提高而下降，但以種子重量為基礎計，它與蛋白質含量呈正相關關系，即提高籽粒蛋白質含量可以增加賴氨酸含量(李宗智，1986)。Vogel等(1973)發(fā)現，當籽粒中蛋白質含量超過15％時，蛋白質含量與其中賴氨酸百分含量的負相關關系消失。若以占粒重百分數表示時，野生一粒小麥賴氨酸含量最高，其次是提莫非小麥，最低的是瓦維洛夫小麥。中國農業(yè)科學院分析的572個生產品種的賴氨酸含量變化在0．28％—0．55％之間，春小麥高于冬小麥，地方品種高于育成品種。云南的春小麥品種福利麥(引自意大利)在籽粒含水量9．79％的情況下，賴氨酸含量為0．79％。小麥的烘烤品質很重要，與蛋白質和面筋含量及質量有關。在軟粒小麥中，強品質品種的蛋白質含量不應少于14％，1級濕面筋含量不應少28％，中等品質的品種，其蛋白質含量不少于11％，2級濕面筋含量不少于25％。 稻米的食用品質很注重米飯的色、香、昧，包括口感，如黏彈性、硬度、滋味等。一般認為，稻米中蛋白質含量對食味影響不明顯，但蛋白質含量超過9％的品種，其食味品質較差。向遠鴻(1990)經研究認為，蛋白質含量對食味有正向作用。稻米蛋白質主要組分為營養(yǎng)品質最好的谷蛋白，約占蛋白總量的80％，提高籽粒蛋白質含量對于提高營養(yǎng)品質十分重要。日本水稻品種農林8號的輻射突變系，含蛋白質高達16．3％。稻米中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量對食味有較大影響，凡直鏈淀粉含量低的品種，食味都較佳。一般黏米(非糯米)的直鏈淀粉含量為15％—25％，支鏈淀粉為75％—85％；糯米的直鏈 淀粉含量在2％以下，支鏈淀粉占98％—100％。據陳能等(1997)研究，粒 形細長、直鏈淀粉含量較低的釉稻品種和稻米透明度高、直鏈淀粉含量低的粳稻品種，均有較好的食味品質 玉米籽粒的生物價較低，主要是醇溶蛋白質中缺乏賴氨酸和色氨酸。自美國普杜大學Mertz等(1964)重新發(fā)現控制蛋白質組成的基因奧帕克—2(02)之后，玉米蛋白質育種和品質遺傳改良取得了顯著成果。攜帶02基因的突變體，蛋白質中醇溶谷蛋白的比例下降，賴氨酸和色氨酸含量明顯增加，相當于普通玉米的2倍。到1980年，美國、哥倫比亞、巴西等國已有一定數量的02雜交玉米在市場上出售。中國農業(yè)科學院作物所育成的02玉米單交種中單206，具有抗病、抗早衰、適應性廣等特點，籽粒產量與中單2號相近，賴氨酸含量提高1倍左右。近年來育成的高蛋白、高賴氨酸品種，如魯玉1新玉7號、中單940中單9410等，其產量潛力在13500kg/hm2左右。但是，一般說來，02玉米的產量仍比普通玉米同型種低，在生產上推廣有一定局限性。玉米脂肪酸組成中，亞油酸占50％，油酸占30％以上，易引起油變質的亞麻酸僅占1％，因此，玉米油營養(yǎng)價值高、食味好、耐貯藏。普通玉米籽粒含油3．6％—6．5％，高油基因型含油7％—10％，高者可達20％。美國目前推廣的高油雜交種R806B73含油6．7％，比主栽品種B73MO17含油量高50％以上，而籽粒產量相近。前蘇聯、前南斯拉夫、前民主德國分別育出了含油量7％—9．8％的品種，如K—1872K—1872地群436等。北京農業(yè)大學的研究確定了IH0C8O、UH023和依阿華為高油群體，其中IHO系含油最高者達8．4％，已育成的高油1—8號，平均含油量為8％—10％。高油115的籽粒產量可達12000kg/hm2以上。大豆蛋白質和油分含量，種間和品種間變化較大。我國栽培品種的蛋白質含量變化在34．70％—50．75％之間(徐豹等，1984)；籽粒含油量隨種皮顏色不同變化在17．83％—19．58％之間，種皮黃色，籽粒含油量最高，種皮黑色和綠色的次之，褐色大豆含油量最低(吉林市農業(yè)科學研究所，1982)。大豆生產上，同時兼顧高產、蛋白質和油分含量高、氨基酸