辽宁省审定的水稻品种基本情况分析
2020-12-07姜秀英吕军王佳王之旭张悦韩
姜秀英吕 军王 佳王之旭张 悦韩 勇
(1.辽宁省水稻研究所,辽宁 沈阳 110101; 2.辽宁省种业发展中心,辽宁 沈阳 110000)
水稻是我国及辽宁省主要粮食作物之一,是国家实施粮食安全战略的基础。 辽宁省是我国北方粳稻的重要产区,2015 年辽宁省水稻播种面积54. 49 万hm2,产量467.7 万t,是全省第二大粮食作物。 20 世纪70 年代末期以来,辽宁省水稻育种工作同全国一样取得突破性进展,水稻单产显著提高,总产成倍增长[1]。 由于人口数量增长、环境恶化、耕地面积减少、耕地质量下降等因素[2],更需要育种家选育出高产、优质、多抗、广适的水稻品种。省内对审定品种整体情况分析较少,对单一品种或某几类品种的研究较多。
总结分析审定水稻品种基本情况,有助于育种家了解当前水稻育种工作取得的成绩、存在的不足,在明确育种目标,优化产业结构,促进可持续发展方面具有重要意义。
1 材料与方法
本文以2019 年辽宁省审定的19 个品种为材料(见表1),对其生育期、产量及产量性状、主要品质性状等进行统计分析。
数据来源于辽宁省农作物品种审定委员会审定材料,抗性分析进一步查阅年度区试抗性鉴定报告。 统计分析采用 Microsoft Excel(2007)和SPSS19. 0 软件。 稻米品质分级采用农业部行业标准NY/T593-2013《食用稻品种品质》。
表 1 2019 年辽宁省审定水稻品种
2 结果与分析
2. 1 参试水稻品种概况
辽宁省水稻品种区域试验按种植区域、生育期划分为4 个品种类型,包括中早熟、中熟、中晚熟、晚熟。 2019年审定品种共19 个,其中含中早熟、中熟、中晚熟、晚熟品种分别是4、4、5、6 个,分别占审定数量21. 1%、21. 1%、26.3%、31.6%。 中晚熟和晚熟品种审定数量略多。 审定品种类型有两种,即粳型常规稻(以下称常规稻)、三系粳型杂交稻(以下称杂交稻)。 年度审定常规稻17 个,占总量89.5%,其中含香稻1 个,糯稻1 个;杂交稻2 个,占总量10.5%。 与十一五期间辽宁省审定水稻品种年均16.8个、常规粳稻占89. 3%、杂交稻占比10. 7%相比,审定数量稳中有升,审定类型一致[3]。 数量小幅提升主要原因是联合体政策的实施,2019 年通过联合体试验审定3 个品种。 育种单位已经习惯采用多种渠道审定品种,已经有越来越多的企业采用联合体或自主试验的方式进行区域试验和生产试验。 辽宁省水稻品种选育仍然是常规稻为主,杂交稻选育多年来没有取得突破性进展,从事杂交稻研究的单位也寥寥无几,这可能与杂交稻选育技术难度大、制种成本高、市场风险大等因素有关。 特种稻育种进展缓慢,在向优质、香型、多用途方向发展上,仍有相当大的发挥空间。
在育种单位上,科研、教学单位审定品种11 个,占审定数量57. 9%;企业育成的品种8 个,占审定数量42.1%;推广单位没有审定品种。 品种选育目前科研、教学单位实力稍占优势,与十一五期间企业育成品种42.9%相比,企业参与选育呈平稳态势[1]。
2. 2 选育方法
对采用的育种方法进行统计分析可知,辽宁省审定的水稻新品种有15 个采用杂交方法育成,有2 个通过系选方法育成,有2 个杂交稻是组配而成。 15 个杂交方法育成的品种中,有11 个采用单交方法,有4 个采用复交方法。 常规杂交仍然是当前辽宁省水稻新品种选育主要手段。 在育种方法多样性上,仍处于探索过程中。
2. 3 生育期
中早熟品种生育期均值149 d,中熟品种154 d,中晚熟品种159 d,晚熟品种160 d。 从生育期均值看,品种基本上能在本生态区安全成熟。 晚熟品种生育期与十二五期间省内审定的24 个晚熟品种均值相比,减少3 d,与中晚熟品种接近,原因是晚熟稻区审定品种有从中、中晚熟稻区异地选择熟期较长的品种,而在晚熟稻区直接选育的,育种家处于机械安全收获且收到成熟度较好的优质稻谷的角度考虑也愿意选择成熟期不太晚的品种。
2. 4 产量及性状
从表 2 可见, 辽宁省审定水稻品种平均株高107.02 cm,穗长17.16 cm,穗粒数128.38 个,667m2有效穗数25.64 万,这几个产量参数在不同生态类型品种之间无显著差异。 而不同熟期品种间结实率、千粒重、产量存在一定程度的差异。 表现为结实率晚熟>中晚熟>中早熟>中熟,即晚熟品种结实率极显著高于中熟品种,但与中早熟、中晚熟品种间差异不显著;中早熟、中熟、中晚熟品种之间结实率差异也不显著。 千粒重表现为中晚熟>晚熟>中熟>中早熟,中晚熟品种显著高于早熟品种,与中熟、晚熟差异不显著;早熟、中熟、晚熟品种之间差异不显著。
不同熟期品种平均产量有较大差异。 区域试验、生产试验平均产量表现为中晚熟>中熟>中早>晚熟。 区域试验中晚熟品种平均产量极显著高于其它类型品种,中熟品种极显著高于中早、晚熟品种,中早熟、晚熟品种之间差异不显著。 生产试验中晚熟、中熟品种极显著高于中早熟、晚熟品种,中晚熟与中熟之间和中早熟与晚熟之间差异不显著。
由表3 可见,杂交稻单位面积有效穗数低于常规稻,穗粒数则明显高于常规稻,其它性状无明显差异。 杂交稻区域试验平均单产比常规稻高1.54%,优势不太明显,生产试验单产则略低于常规稻。 这可能因为在参试中同等施肥水平管理,导致普遍喜肥的杂交稻增产潜力未得到有效发挥有关。 19 个品种的株高与全国粳稻平均102.0 cm 相 比, 高 5. 02 cm[6]。 区 试 平 均 产 量616.14 kg/667m2,与1995 ~2000 年省审品种平均单产550 kg/667m2相比,提高12. 03%。 常规稻平均产量615.15 kg/667m2与2017 年我国通过省级以上审定的粳型常规稻平均单产647.77 kg/667m2相比,低5. 04%[4];粳型杂交稻同比低7. 98%。 辽宁省审定品种产量与20年前同比有较大提高[1],但仍低于全国平均水平,尤其是粳型杂交稻与全国平均水平相比低的更多,产量水平均有待进一步提高。
2. 5 主要品质性状
2. 5. 1 主要品质性状变异
有1 个糯稻品种因品质的特殊性,不列入品质性状指标统计。 从表4、表5 可见,糙米率、整精米率、垩白度、透明度、碱消值在不同类型品种中差异不显著。 胶稠度均值表现为中早熟>晚熟>中熟>中晚熟,中早熟品种显著高于中晚熟品种,中熟、中晚熟、晚熟品种之间差异不显著。 直链淀粉均值表现为中早熟>中熟>晚熟>中晚熟,变幅在15.58 ~16. 68 之间,中早熟品种显著高于中晚熟品种,中熟、中晚熟、晚熟品种之间差异不显著。 杂交稻与常规稻相比,表现出垩白度高,胶稠度低的特点。 中早熟品种直链淀粉和胶稠度高,中晚熟品种直链淀粉含量和胶稠度低。
部标7 项主要品质性状中,变异系数依次是垩白度>透明度>胶稠度>糙米率>整精米率>碱消值>直链淀粉。说明品种间外观品质差异大,蒸煮品质次之,加工品质差异较小。 从均值上看,整精米率、胶稠度、直链淀粉达到部标1 级,糙米率、垩白度、透明度、碱消值达到部标优质2 级水平。 对均值达到2 级的品质性状进一步分析表明,部标优质1 级达标率,糙米率为27. 78%,垩白度为38.89%,透明度为83.33%,碱消值为94.44%。 提高糙米率、降低垩白度,是省内育种提高优质等级的关键。
粒长变幅为4.70 ~5.80 mm,按照罗玉坤等粒型划分标准[5](中粒5.6 ~6.5 mm,短粒4.6 ~5.5 mm),属中、短粒,其中短粒占比83.33%。 省内选育的水稻品种粒型有两种,其中以短粒为主, 中粒占少量。 杂交稻粒长5.70 mm,长宽比2.10,均高于常规稻。
2. 5. 2 相关系数
由表6 可见,糙米率与碱消值呈极显著正相关(r=0.640∗),整精米率与碱消值呈显著正相关(r=0.588∗),垩白度与透明度呈极显著正相关(r=0.690∗∗),垩白度与胶稠度呈显著负相关(r=-0.590∗)。
品质性状间虽然存在复杂的相关性,但仅就部标7项等级判断标准看,提高碾磨品质有利于提高碱消值,而降低垩白有利于提高透明度,提高胶稠度,从而提高整体品质。
表 2 不同类型水稻品种主要性状及产量变异分析
表 3 不同类型水稻品种主要性状及产量
表 4 不同类型水稻品种主要品质性状变异分析
表 5 不同类型水稻品种主要品质性状
表 6 辽宁省审定水稻品种品质性状相关系数
2. 5. 3 优质达标率
糙米率、整精米率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度、直链淀粉7 项指标达部标优质1 级的有2 个品种,占比11.11%,8 个品种达到部标优质2 级,占比44. 44%,7 个品种达到部标优质3 级,占比38. 89%,1 个未达标,占比5.56%。 总体优质达标率94.44%。 部标优质2 级及以上水平占一半以上。 与十一五期间辽宁省审定水稻品种优质达标率(国标GB/T17891-1999)98.8%相比[1],情况基本稳定。 与2017 年全国粳型常规稻优质达标率76. 5%,粳型杂交稻53. 3%相比,高于全国平均水平。 辽宁省水稻优质育种在全国仍处于优势地位。
优质米育种一直是辽宁省水稻育种主要方向,成绩突出且稳定持续发展。 不同熟期品种品质优质达标率存在差异。 晚熟品种达部标优质1 级有2 个,分别是丹粳16、辽粳2501,组内占比40. 0%;早熟品种达部标优质2级有3 个,组内占比75. 0%。 晚熟品种主要分布在省内南部沿海的大连、丹东等地区,中早熟品种主要分布在省内东部及北部山区。 辽宁省中早、晚熟稻区可能有着十分有利于优质稻米生长发育的优越的气候条件和适宜的环境条件。 杂交稻品质在三级或以下,优质级别低主要原因是垩白度较大。
2. 6 抗性
辽宁省2019 年审定水稻品种,只有一个品种稻瘟病抗性是“中抗”,其余均为“抗”,占比94.74%;其它监测病害,除联合体审定的3 个品种(包括稻源8 号、稻源香久、方粳923)未做相应监测,其它品种纹枯病普遍发生,发病率100%,其中有3 个品种病情指数超过30%,有2 个品种病情指数超过20%;稻曲病、胡麻斑病、干尖线虫、白叶枯病、粒黑粉等仅个别品种有不同程度发生。
3 结论与讨论
常规杂交仍然是当前辽宁省水稻品种选育的主要手段。 近几年有通过花药组织培养、航空辐射变异手段选育新品种,但数量较少。 花药培养、幼胚培养、辐射诱变等育种方法能加速育种进程,分子标记辅助育种可以在生长发育任何时期进行选择,能提高选择的准确率和育种效率[7],因此在传统育种的基础上,加强多种辅助手段,可以提高育种效率和目标育种准确性。 从审定类型的数量上分析,特种稻育种仍未深入,需要育种家走在市场前面,多做资源、技术、材料等方面的准备。
水稻产量与1995 ~2000 年审定品种相比有较大进步,但仍低于全国平均水平,提高单位面积产量是辽宁水稻育种和生产急需要解决的课题。 张安存研究认为[8],绝大多数审定品种遗传背景较近,是水稻超高产育种难以突破的重要原因。 王卫研究认为,具有较高的光合速率、优良的冠层结构以及较高的收获指数是水稻高产的3个主要原因,具备其中任何一个品质即有可能成为高产品种[9]。 省内不同熟期水稻品种产量表现出较大差异,种植面积较大的中熟、中晚熟品种产量优势明显。 中晚熟品种千粒重极显著高于其它类型品种,其它产量性状没有表现出显著优势,而中熟品种并没有在单一产量性状上表现突出,可见产量性状的协调发展才是提高产量的有效途径,这与陈庭木等研究是一致的[10]。 水稻品质优质达标率94.44%,远高于2017 年全国审定粳稻平均水平。 辽宁省优质水稻育种在全国仍有较大优势,但达到优质一级的品种仅占11.11%,在优质等级上仍需要进一步提高育种水平。 本研究表明,提高糙米率、降低垩白度,是省内育种提高优质等级的关键。