2001-2015年浙江省常规早籼稻品种审定与推广现状
2018-08-21房玉伟李荣德陈孝赏胡继杰刘守坎
房玉伟 李荣德 陈孝赏 胡继杰 刘守坎*
(1台州市农业科学研究院,浙江临海317000;2全国农业技术推广服务中心,北京100125;#共同第一作者;*通讯作者:skliu001@163.com)
“七山一水二分田”的浙江省,早稻曾在粮食生产中占有重要位置,建国以来至上个世纪末,历年种植面积都在66.7万hm2以上,早稻产量约占全年粮食产量的1/3[1]。进入21世纪后,浙江省种植业结构调整步子加快,早稻面积逐年减少,2016年只有11.7万hm2,仅占长江流域早稻总面积的2%;但是浙江省选育的常规早籼稻品种在长江流域五省(包括浙江、江西、湖南、湖北、安徽等)一直具有巨大影响力,2001-2015年浙江省选育的常规早籼稻历年推广面积占长江流域常规早籼稻总面积30%以上[2]。本文通过对2001-2015年浙江省早稻区域试验结果统计,从生育期、株高、穗粒结构等方面,分析审定品种农艺性状的变化趋势,统计了15年内列入农业部统计常规早籼稻(年推广面积超过6.67×103hm2)推广应用情况以及品种间血缘关系等信息,制作主要品种系谱图,并阐述了当前早稻品种选育存在的主要问题,可为下一步早稻选育工作提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 数据来源
数据来源于国家水稻数据中心[3]、全国农作物主要品种推广情况统计结果(2001-2015)和浙江省农作物品种委员会审定公告。
1.2 数据统计方法
依照品种审定先后顺序,划分三个时间段:“十五”(2001-2005年)、“十一五”(2006-2010年)和“十二五”(2011-2015年),分别统计各阶段审定品种的平均生育期、株高、穗粒结构、抗性、产量、品质等。采用Excel和SPSS 13.0等软件进行统计分析。
1.3 优良品种评价标准
选择产量、稻瘟病抗性和米质3个性状对15年内审定的品种进行评价:高产品种,2年区域试验中,平均单产比对照增产5%以上的品种;抗性品种,以品种审定公告和区试汇编总结中,稻瘟病抗性为中感以上(含中感)的品种;优质品种:米质达国标或部标优质3级以上(含3级)的品种。
1.4 系谱图制作方法
根据国家水稻数据中心提供的品种审定信息,利用在线作图软件Process On,参照万建民等人的方法[4],制作品种系谱关系图。
2 结果与分析
2.1 审定情况
浙江省历来重视常规早籼稻新品种的选育,15年内共通过审定品种65个,占长江流域审定总数的45.8%,且全部为本省育种单位选育(表1)。选育的品种在江西、湖南、湖北、安徽4省也有通过审定,其中通过江西审定的品种有14个,通过湖南审定的品种有10个,分别占该省审定早稻品种总数的56.0%和40.0%。2001-2015年,通过国家审定的常规早籼稻品种有14个,其中,由浙江省选育的有10个,占总数的71.4%,特别是“十一五”和”十二五”期间,审定的早籼稻品种全部为浙江省选育。但通过审定的常规早籼稻品种个数呈逐年减少的趋势。“十二五”期间,江西、湖南、湖北3省均仅1个品种通过审定(表1)。中早35、中早39、中嘉早17被农业部冠以超级稻品种称号[5],这3个品种均由中国水稻研究所选育,并已通过国家审定。
表1 2001-2015年长江流域五省常规早籼品种审定情况和浙江省选育品种审定情况
表2 2001-2015年浙江省审定常规早籼稻优良品种数量
表3 2001-2015年浙江省审定的常规早籼稻生育期和主要农艺性状变化
2.2 产量和抗性
浙江省选育的常规早籼稻品种中,优良组合数量众多。从表2可见,“十五”期间审定的29个组合中,高产品种有23个,平均增幅比对照高出6.5%;“十一五”期间高产品种数量不多,仅有9个,但中嘉早17、中早39先后通过审定,并成为长江流域主推品种;“十二五”期间,选育品种产量水平整体有所提升,高产品种达到12个,平均增幅7.1%。浙江省选育的品种对稻瘟病抗性均有较佳表现,2001-2015年选育并通过审定的品种中,中抗以上品种有54个,占比83.0%。
2.3 生育期和穗粒结构
从表3可见,2001-2015年浙江省审定的常规早籼稻品种的生育期和农艺性状发生了很大变化。相比“十五”和“十一五”,“十二五”选育的品种株高增加,有效穗数显著减少,穗型变大、着粒密度提高,千粒重增加。但是,与“十一五”相比,“十二五”选育的品种结实率明显下降,且达到显著水平;生育期明显延迟,生育期延长了3.3 d。
2.4 稻米品质
早稻是重要的工业用粮和粮食储备的主要品种。“十五”至“十二五”期间,浙江省常规早籼稻品种选育经历了“食用优质育种”转向“高产优质专用育种”的过程[6-7];稻米品质特性发生较大变化,食用优质品种逐渐减少,整精米率高、高直链淀粉专用加工型品种增多。从表4可见,与“十五”相比,“十二五”选育的品种直链淀粉含量增加4.6个百分点,整精米率提高12.0个百分点,粒型由长粒型为主转变为以圆粒型为主。
2.5 推广情况
2001-2015年,62个浙江省选育常规早籼稻列入农业部统计,累计推广面积达到921.5万hm2,占长江流域常规早籼稻种植总面积的49.8%,比排在第2位的湖南省高出15.8%。从图1可见,2001-2015年中常规早籼稻推广面积除了2008-2012年湖南省排在第1位之外,其余10年都是浙江省排在第1位。
表4 2001-2015年浙江省审定常规早籼稻稻米品质变化
图1 2001-2015年长江流域五省选育的常规早籼稻推广面积对比
图2 嘉育253、浙辐802、舟903及其主要衍生品种系谱
2.5.1 推广面积分布
从推广面积分布来看,在浙江省本省选育品种覆盖率100%,受制于省内早稻播种面积较小,选育品种大部分在省外推广,省外推广面积占84.4%。在早稻种植面积最大的湖南省,浙江省选育的品种推广面积超过30%;江西省将近80%,而且呈现逐年扩大趋势(表5)。2015年浙江省选育的常规早籼稻品种在江西、湖南、湖北和安徽省的品种覆盖率分别达到94.3%、56.2%、43.6%和60.4%。
2.5.2 主要推广品种
从表6可见,2001-2015年长江流域共有28个品种推广面积超过13.3万hm2,累计推广面积1 454.9万hm2;其中浙江13个,占比46.4%,推广面积726.7万hm2,占比49.9%。从推广面积排名来看,浙江省选育的嘉育948、舟903、中鉴100、金早47、中早33等品种在“十五”和“十一五”期间发挥了巨大作用;”十二五”期间中嘉早17、中早39、中早35等也深受农户青睐,中嘉早17从2013年开始推广面积连续3年排在首位,2015年推广面积68.5万hm2,是继上个世纪80年代浙辐802后,近30年以来唯一年推广面积达到66.7万hm2级的早稻品种[2]。
2.5.3 品种间系谱关系
从图2可见,由嘉育253衍生的品种有16个,包括中嘉早17、中早39、中早35等多个当家品种;2001-2015年,嘉育253及其衍生品种累计推广面积309.5万hm2;2001-2015年期间,浙辐802及其衍生品种湘早籼24号、湘早籼32号、金早47、中早33等累计推广面积206.3万hm2。舟903衍生品种湘早籼45号连续3年(2010-2012年)推广面积排在长江流域首位;2001-2015年期间,舟903及其衍生品种湘早籼31号、湘早籼42号、湘早籼45号、中鉴100等累计推广面积410.7 万 hm2。
3 讨论与小结
近年来,浙江省常规早籼稻选育审定品种数量减少,有影响力品种不多。与“十一五”审定的中嘉早17、中早39等品种相比,“十二五”审定的品种仅有温814、中佳早66被列入全国农作物主要品种推广情况统计,推广应用价值有待挖掘。笔者认为,当前浙江省常规早籼稻的选育存在品种同质化严重、生育期偏长、推广面积较小等问题,应当创新种质资源、调整育种目标、加大推广力度,继续保持浙江省早稻选育在全国的领先水平。
表5 2001-2015年浙江省选育常规早籼稻在长江流域种植面积分布情况
表6 2001-2015年长江流域累计推广面积超过13.3万hm2常规早籼稻品种目录
3.1 创新种质资源
结合上述结果,2005-2015年,浙江省共有36个早籼品种通过审定,嘉育253直接衍生16个,衍生品种除了中嘉早17、中早39、中早35等之外,其他品种特别是2010-2015年选育的,目前大多没有得到大面积推广。戴冬青等[8]选用长江流域双季稻区通过省级审定的58份常规早籼稻品种及4份祖先品种为材料,利用SSR引物构建指纹图谱,结合系谱关系研究发现,嘉育253与其13个衍生品种相似系数达到0.72~1,且随着年份的推移,品种间的遗传相似系数越来越高,说明不同育种者选育过程中对少数骨干亲本重复利用,导致早稻品种遗传背景较为狭窄。
1950年至今,中国经历了矮化育种、三系法杂交育种和两系法杂交育种三次水稻育种革命,从种质资源创新角度来讲,每一次革命的实质就是新种质资源的发现和育种技术的进步。1994年10月,浙江省政府组织省级有关单位实施“食用优质早稻开发研究和利用”项目简称“9410”计划,20多年来浙江省的水稻育种家利用杂交、辐射、组培等技术,选育出了舟903、嘉育 948、嘉早 935、嘉育 293、金早 47、嘉育 253、中嘉早17、中早 39 等一大批优良品种[7,9-10];特别是创建的新基因型高产种质——嘉育293和嘉育253在浙江省早稻品种选育与应用中发挥了巨大作用[1,11]。未来产量上升的空间是存在的,但依然是在有利基因资源不断发现和开发的基础上得到实现。
3.2 调整育种目标
3.2.1 加强特早熟型品种的选育
“十二五”期间浙江省审定品种生育期较长,达到112.8 d,且大穗型品种居多。大穗的增产作用显著,但大穗品种生育期长,浙江省常规早籼稻因受生育期的条件限制,生育期以110.0 d以内为宜。特别是近些年,浙江省加大了规模种粮补贴力度,种粮大户种植面积不断扩大,为了提高连作晚稻单产和全年种粮效益,更倾向于熟期早、丰产性较好的早稻。比如宁波市农业科学研究院选育的甬籼15,全生育期107.9 d,面上生产成熟期比其他品种早3~5 d,可作早熟品种种植,有利于提早早稻收割期,缓和双夏季节紧张矛盾,深受广大种粮大户欢迎[12]。
3.2.2 注重后期功能型品种选育
周清明等[13]提出了超高产水稻品种理想性状的概念,认为谷草比、单株生物产量、成熟期绿叶剩存率是超高产早稻品种主要性状。“十二五”选育早稻品种生物产量比“十一五”显著提高,株高增高,穗型明显变大,但结实率下降。结实率是衡量“库”与“源”关系是否协调的重要指标。大穗只是解决了有机物的“库容量”,只有当“库”与”源”配置合理,有机物的同化和运输转化效率较高时,才能使“库容量”充分利用[14];在增加库的基础上扩大源,才能进一步增加水稻的产量[15-16]。
水稻的源是由绿色的茎、鞘、叶以及根系等组成,其中功能叶是最主要的源。光合作用是作物产量形成的根源,水稻要高产,就必须增强叶的光合速率,提高适宜的叶面积指数[17]。季芝娟等[18]对超级稻中早39高产机理研究发现,中早39较其系谱亲本而言,除了库容大之外,生育后期具有较高的净光合效率和叶面积指数,田间表现为理想的超级稻株叶形态和“后期功能型”光合特性。该项研究结果可为下一步常规早籼稻高产育种提供理论指导。
致谢:中国水稻研究所杨长登研究员对本文提出了修改意见,在此表示感谢。