我国优质杂交稻主要品种推广情况与展望
2022-09-15曾波龚俊义张芳
曾波 龚俊义 张芳
我国优质杂交稻主要品种推广情况与展望
曾波1,*龚俊义2,*张芳1
(1全国农业技术推广服务中心,北京 100125;2中国水稻研究所 水稻生物学国家重点实验室,杭州 310006;*通信联系人,email: junyigong8107@163.com, zengbo8209@163.com)
【目的】最近十余年,是我国杂交稻优质化从修订审定指标引导到全面推进的重要时期,回顾这一时期我国优质杂交稻的选育与推广进程,对于完善和指导未来的水稻育种具有重要的意义。【方法】试验材料与数据来自2009-2020年我国杂交水稻主要品种的推广面积统计汇总、品种审定试验结果及品种系谱资料。分析了各主要稻区优质杂交稻品种的推广应用总体情况,梳理了主要优质杂交稻品种利用的不育系、恢复系及各系列品种推广面积,还回顾了各稻区主栽品种更替历程。【结果】这一时期,我国优质杂交稻品种推广面积持续快速增长,各主要稻区品种优质率显著提升,但高档优质稻品种仍然缺乏。优质杂交稻品种的亲本来源比较单一,集中于15个骨干不育系和9个恢复系。此外,分析结果还显示我国各主要稻区主栽优质杂交稻品种总体上进行了1~2次大规模更替。【结论】过去12年来,得益于水稻科研育种技术创新驱动,我国杂交稻优质化育种进程明显加快,各稻区优质杂交水稻品种不断涌现,推广面积快速增加,生产主推优质品种比重显著提升。
杂交稻;优质化;主要品种;推广面积;亲本
杂交水稻作为我国领先世界的科技成果,为保障国家粮食安全作出了重大贡献[1]。但长期以来,杂交水稻存在着产量与品质即高产与优质难以兼顾的矛盾。为此,我国科学家将水稻育种目标由仅注重产量转为产量品质并重,育成品种结构也逐渐从单一高产型向高产、优质、专用型转变。近年来,我国稻米优质率快速提升[2],不断满足人民“吃好”的需求,其中优质杂交稻品种的大面积推广种植发挥了重要作用[3]。2007年,第二届国家农作物品种审定委员会对米质达国标优质3级及以上等级的品种,提高了产量指标要求。2014年,第三届国家农作物品种审定委员会又进一步提高优质品种审定的产量要求。这两次审定标准的调整,着力引导品种选育向高产优质的方向前进。2017年,第四届国家农作物品种审定委员会再次修订标准,明确提出以提高品质为方向,把绿色优质、专用特用指标放在突出位置。最近10多年来水稻品种审定标准的三次调整,进一步强化优质品种选育的方向引领,加快了优质杂交水稻品种推广应用的步伐。2017年,中央一号文件明确提出“重点发展优质稻米产业”,着力推进农业提质增效。2018年,农业农村部组织了首届国家优质稻品种食味品质现场鉴评会,以引导水稻育种优质化、品种品牌化发展,至今已连续成功举办三届,共评选出70个金奖稻米品种。各省也纷纷举办了各种形式的稻米品尝鉴定活动,促进了优质稻尤其是优质食味品种的推广。
本文以2009-2020年我国杂交水稻主要品种[4](指年推广面积0.67万hm2以上品种)为研究对象,统计分析其中优质品种(优质品种定义:国家级或品种主要推广区域省级品种审定中,米质达到国标或部标优质三级及以上级别的品种)[5]推广应用数据,分稻区总结了优质杂交稻主要品种推广应用概况,并梳理这一时期应用较多的不育系和恢复系[6]系列品种的推广情况,回顾了主要稻区不同时期优质杂交稻主栽品种(指年推广面积在6.7万hm2以上的品种)更替历程,简要分析了目前优质杂交稻品种选育推广等存在的问题,提出了下一步发展优质杂交稻的建议,供业内育种科研和品种推广应用参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料与数据来源
品种推广面积数据来源于全国农业技术推广服务中心汇编的2009―2020年《全国农作物主要品种的推广情况统计》,其中,水稻部分收录了年度推广面积0.67万hm2以上的品种数据。稻米品质数据来源于中国种业大数据平台品种审定数据库(http:// 202.127.42.47:6010/SDSite/ Home/Index),品种系谱资料来源于国家水稻数据中心下的中国水稻品种及其系谱数据库(http://www.ricedata.cn/)。
1.2 数据分析
品种面积数据分类汇总与分析、年际间变化趋势和主栽品种更替分析等采用Excel 2007进行。
表1 杂交水稻主要品种推广应用情况(2009―2020)
表中数据均为单年推广面积0.67万hm2以上的品种。
Values were derived from varieties with a planting area of more than 6,700 hm2in a single year.
2 结果与分析
2.1 优质杂交稻品种推广应用总体情况
2.1.1 优质杂交稻品种推广面积持续快速增长
随着农业供给侧结构调整不断深入,通过区试筛选并审定的优质水稻品种不断推向生产,优质杂交稻种植面积逐年扩大。2009-2020年(表1),单个品种推广面积0.67万hm2以上的杂交稻品种的总面积逐年下降,但单个品种推广面积0.67万hm2以上的优质杂交稻品种的总面积快速增加。2020年优质品种数量252个,优质品种面积720.47万hm2,与2009年相比分别增加了96.88%和89.10%,其中,杂交稻主栽品种中优质品种的个数、面积增长更快,2020年相比2009年分别增长162.50%和109.91%。
2.1.2 杂交水稻品种优质化率显著提升
2008年以后,杂交水稻主要品种推广面积、主栽品种数量及主要品种集中度,总体上均呈现明显的下降趋势[7],主要表现为0.67万hm2以上主要品种推广总面积、6.7万hm2以上主栽品种数量及其推广面积均大幅度减少。与此同时,优质杂交稻品种的数量、面积及占比则快速提升,尤其是杂交稻主栽品种中优质稻比重显著提升,从2009年的26.23%大幅提高至2020年的91.00%(图1)。其中,2020年杂交稻推广面积排名前10的品种全部是优质稻品种,如晶两优华占、宜香优2115、野香优莉丝等。最近10多年来,我国杂交水稻品种优质化水平明显提升。
2.2 主要稻区优质杂交稻品种推广应用情况
2009―2020年推广应用的杂交水稻主要品种,除个别是杂交粳稻外,基本都是杂交籼稻。杂交籼稻主要在我国南方长江流域和华南地区推广种植,本文参照中国水稻种植区划[8]和现行国家级水稻品种同一适宜生态区划分标准[9],分长江上游(西南)、长江中下游和华南三个稻区,对优质杂交稻品种推广情况进行总结分析(表2、3)。
2.2.1 长江上游稻区优质杂交稻品种推广
长江上游稻区主要包括四川、重庆、贵州及云南和陕西部分地区,传统上种植三系杂交稻品种为主,近年来也逐步推广种植了一批两系杂交稻新品种[10]。该区域杂交稻主要品种种植面积从2009年的270万hm2下降至2020年的169万hm2,而同期优质杂交稻种植面积从68万hm2上升至137万hm2,品种优质率从25.33%大幅提升至80.92%。生产上主要推广的优质杂交稻品种从早期完全以Q优5号、宜香725等三系品种为主,逐渐过渡到宜香优2115、川优6203、神农优228等三系杂交稻品种(以下简称三系品种),以及Y两优1号、C两优华占、晶两优华占等两系杂交稻品种(以下简称两系品种)。
2.2.2 长江中下游稻区优质杂交稻品种推广
长江中下游稻区主要包括安徽、湖北、湖南、江西和江苏、浙江、上海及河南的部分地区。随着近20年来两系杂交稻在生产上大面积成功应用[10],该地区种植的优质杂交稻品种也以两系品种为主,主要杂交稻品种种植面积从2009年的879万hm2下降至2020年的672万hm2,而同期优质杂交稻种植面积从237万hm2上升至442万hm2,品种优质率从26.93%提高至65.78%。主要推广的优质稻品种从早期的扬两优6号、丰两优1号,逐渐过渡到Y两优1号、C两优华占,以及近年来推广的隆两优华占、晶两优华占、晶两优534等,也推广种植了天优华占、五优308及近年新育成的泰优390、荃优丝苗、荃优822等三系品种。
2.2.3 华南稻区优质稻品种推广情况
华南稻区包括广东、广西、海南和福建部分地区,主要种植杂交稻三系品种,该区域近年来两系品种发展也较快[10],主要杂交稻品种种植面积从2009年的287万hm2下降至2020年的209万hm2,而同期优质杂交稻种植面积从75万hm2上升至141万hm2,品种优质率从26.02%提高至67.36%。主要推广的优质杂交稻品种从早期的天优998,逐渐过渡到深优9516、五优308和深两优5814,以及近年来大面积推广的中浙优8号和野香优莉丝等。
蓝色柱子表示优质杂交稻品种面积占杂交稻总面积的比率,红褐色柱子表示杂交稻主栽品种中优质杂交稻品种的面积比率。
Fig. 1. Ratio of main hybrid rice varieties and major hybrid rice varieties with high quality (2009―2020).
2.2.4 各稻区优质杂交稻品种推广
近年来,南方稻区长江上游、长江中下游及华南稻区杂交稻优质化育种成效明显。2020年三个稻区主要优质杂交稻品种的数目、面积和杂交稻总面积占比分别是2009年的2.55倍、1.89倍和2.59倍。各主要稻区推广的优质杂交稻面积在杂交稻总面积的占比稳步提升,其中长江上游稻区优质化率提升幅度最大,2020年长江上游稻区生产上推广的优质杂交稻品种面积占比达到80.92%,高于2009年25.33%。统计分析2019-2020年各稻区推广的主要优质杂交稻品种的稻米标准等级的结果显示,最近2年长江上游稻区推广的二级优质稻品种分别为28、44个,一级优质稻品种分别为8、11个;长江中下游稻区二级优质稻品种分别为48、50个,一级优质稻品种分别为11、12个;华南稻区二级优质稻品种分别为24、29个,一级优质稻品种分别为11、20个;三个稻区二级及以上的优质稻品种数占比除2020年长江上游稻区超过50%外,其他年份各区的占比均不足一半,二级及以上优质稻的推广面积占比除长江上游稻区略超过50%,其他区域均不足40%,生产上推广应用较多仍是达稻米标准三级的优质杂交稻品种。
表2 主要稻区杂交水稻主要品种推广应用情况(2009-2020)
表3 2009―2020年主要推广的优质杂交水稻品种情况
2.3 优质杂交稻品种利用的主要不育系
根据不育系鉴定和大面积应用时期、配组品种主栽阶段等特点,对2009―2020年配组优质杂交稻品种较多的三系和两系不育系及其配组成的优质稻的品种面积进行了初步汇总分析(表4),结果表明,期间共有15个骨干不育系,其中,配成优质杂交稻品种推广总面积最大的不育系是两系不育系Y58S(育成品种如Y两优1号、深两优5814等),总面积超过670万hm2,其次是两系不育系广占63S及其系选的广占63-4S(育成扬两优6号、丰两优1号等);配成优质稻品种推广总面积最大的三系不育系是天丰A(育成天优998、天优华占等),其次是宜香1A(育成宜香优2115、宜香725等);配成优质稻品种单年推广面积最大的不育系是两系不育系晶4155S(育成晶两优534、晶两优华占等),其次是两系不育系Y58S;配成优质稻品种单年面积最大的三系不育系是野香A(育成野香优9号、野香优莉丝等),其次是五丰A(育成五优308、五丰优T025等)。
长江上游主要应用的不育系包括宜香1A、Q2A、内香5A,不同时期应用面积较大的还包括中9A、Y58S、旌1A等,以及近年来应用的隆科638S、晶4155S等。其中,宜香1A配成的优质稻品种最多,推广面积最大,主栽时间跨度也最长;长江中下游主要应用的不育系包括广占63S、Y58S、五丰A、天丰A以及泰丰A、C815S等,近年来利用隆科638S、晶4155S、荃9311A、野香A等不育系配成的优质品种,也开始在生产上大面积推广;华南稻区应用的不育系主要包括天丰A、Y58S、五丰A、深95A等,近年来利用野香A、中浙A及广8A配成的优质稻品种面积也出现了明显增长。
2009-2020年,利用上述不育系配成的优质杂交稻品种推广面积均占到了当年推广种植优质杂交稻品种总面积的60%左右。其中,2014年主要利用广占63S、Y58S、天丰A、五丰A、宜香1A、Q2A、内香5A、中9A 、C815S、泰丰A和野香A这12个不育系配成的优质稻品种,占当年推广应用优质杂交稻总面积的68.11%,超过总面积的2/3,并从2013年开始一直维持在65%左右。这表明,近年育成的优质杂交稻品种主要来源于表4中列出的骨干不育系。
2.4 优质杂交稻品种利用的主要恢复系
同时,本文还对这一时期配组优质杂交稻品种利用的恢复系及其育成品种面积进行了初步分析(表5),利用较多的主要有扬稻6号、广恢998、华占、五山丝苗、蜀恢527等9个常规籼稻。其中,直接利用作为恢复系或利用其衍生恢复系配组优质杂交稻组合推广面积最大的是扬稻6号,育成品种累计推广种植超过1340万hm2,育成的品种包括扬两优6号、丰两优1号、Y两优1号,以及利用其衍生系配成的深两优5814、广两优香66等;直接利用作为恢复系配组优质杂交稻组合推广面积最大的是华占,配成杂交优质稻品种推广总面积近670万hm2,代表品种有天优华占、C两优华占、隆两优华占、晶两优华占等;其次是五山丝苗以及较早的广恢998,代表品种分别包括近年来大面积推广的晶两优534、隆两优534、荃优丝苗等,以及早期推广面积较大的品种天优998、美优998等。
间接利用其衍生恢复系配成品种推广面积较大的有明恢63和蜀恢527,明恢63衍生恢复系配成的品种主要在2016年之前大面积应用,包括Q优6号、宜香725及近年开始在华南大面积推广的中浙优8号等,蜀恢527衍生恢复系配成的品种主栽时间跨度较长,包括C两优396、Y两优2号、川优6203等各稻区不同时期的优质杂交稻品种;近年来,分别利用黄华占和广恢998的衍生恢复系也配成了不少大面积推广的优质稻品种,如用黄华占衍生系选育的荃优822、隆两优1377、晶两优1212等,以及广恢998衍生系育成的泰优398、野香优航1573等;此外,早期还使用先恢207、辐恢838的衍生恢复系育成了五丰优T025、中优838等品种,近期利用五山丝苗衍生恢复系配成了大面积推广品种野香优莉丝等。
2009―2010年,利用上述恢复系及其衍生系配成的优质稻品种推广总面积累计约为0.5亿hm2,占同期优质杂交稻品种推广总面积的74.50%,说明这一时期生产上推广的大多数优质杂交稻品种均来源于表5中列出的骨干恢复系。
2.5 优质杂交稻主栽品种及更替情况
对不同年份各稻区年推广面积(区域内相关省份该品种年推广面积之和)6.67万hm2以上的品种进行初步梳理,并将各稻区不同年份的主栽品种数据分别涂色和归集(表6)。结果表明,2009―2020年期间,长江上游、长江中下游和华南稻区优质杂交稻主栽品种总体上经历了1~2次明显的更替。
长江上游稻区早期代表性主栽品种包括Q优6号、宜香725等三系品种,这批主栽品种推广面积在2010年达到最高峰、此后逐年下降,2013年后逐渐退出主栽品种行列。从2014年开始,外观品质和食味表现更好的宜香优2115、川优6203等三系品种逐步成为本稻区主栽品种,两系品种C两优华占及三系品种F优498也在2015―2017年短期跨入主栽优质品种行列,这批主栽品种面积在2017年达到最高峰,至今仍保持着较大的推广面积。
长江中下游稻区早期代表性主栽品种包括两系品种扬两优6号、丰两优1号、Y两优1号、深两优5814、丰两优4号,以及三系品种天优华占、五优308、甬优9号等。其中,扬两优6号、丰两优1号从2005年开始大面积推广,在2009年前后达到最高峰、此后逐年下降,2015年后逐渐退出主栽品种行列;Y两优1号、天优华占、五优308、丰两优4号、深两优5814及甬优9号等一批品种从2010年开始大面积推广,在2013年前后达到最高峰、此后面积逐年下降,2017年后纷纷退出主栽品种行列。从2016年开始,又出现一批利用新鉴定不育系和恢复系材料育成的综合性状表现更好的品种,如晶两优534、隆两优华占、泰优390、晶两优华占、荃优丝苗、荃优822等推广面积快速增长,正逐步成为本稻新一代优质杂交稻主栽品种。
表6 各稻区优质杂交水稻主栽品种更替情况(2009―2020)分区域划分
Table 6. The renovation of major high-quality hybrid rice varieties(2009―2020). ×104hm2
华南稻区2012年之前主要推广种植天优998、Y两优1号等主栽品种,其中天优998从2005年开始大面积推广,2009年前后达到最高峰,此后逐年下降,2012年后退出主栽品种行列。从2012开始,深优9516成为华南稻区的主栽品种,同期大面积推广的还有五优308、Y两优1号及深两优5814等,这批品种从2015年开始逐渐退出主栽品种行列。2017年开始,随着中浙优8号、野香优莉丝等品种先后在生产上大面积推广应用,华南稻区优质杂交稻主栽品种正经历着一次大的更替过程。
3 讨论
我国各稻区优质杂交水稻品种不断涌现,推广面积快速增加,杂交稻优质化进程明显加快。杂交稻品种优质化进程主要由水稻科研育种技术创新驱动,特别是一些新的不育系和恢复系不断育成并在育种中应用。随着杂交水稻品种优质率提升,杂交水稻生产逐渐由优质品种主导,并持续更替,优质主栽品种的更替过程,也反映了不同时期生产上杂交水稻主要品种的更替趋势。目前生产上推广应用的优质杂交稻品种数量众多,面积也占较高比率,但总体上看,稻米标准二级及以上高档优质稻品种无论是数量还是面积比重仍然较小,生产上推广应用较多仍是优质三级杂交稻品种。进一步分析表明,最近12年推广种植的优质杂交稻品种,所利用的不育系近2/3来源于15个骨干不育系,利用的恢复系近3/4来源于9个骨干恢复系;这说明,一方面这些种质材料或其衍生系相对于其他可利用亲本的优质化配组能力占优势,更适应于种植环境及生产需要,另一方面也反映出近年推广的主要杂交稻品种的亲本来源比较集中,这也是出现生产应用品种同质化现象的根源之一。因此,杂交水稻特别是优质品种选育,需要在应用现有育种材料的基础上,不断加大新基因、新种质发掘鉴定力度,积极拓展亲本遗传基础,根据各地自然环境和水稻生产需要选育和利用一批新的优良不育系和恢复系,重点培育商品性好、食味优良的高档优质杂交稻品种。同时,要努力突破水稻育种优质与高产矛盾的瓶颈,在高产的基础上实现优质,在全面优质的新台阶上进一步提升产量,并兼顾改良品种的病虫害和非生物逆境抗性,选育和推广产量、品质、抗性更加协调的优质杂交稻品种,并根据各地气候、土壤等自然条件、市场需求和消费习惯等,推动实现优质稻生产种植、稻米加工良种良法配套,大力打造优质稻品种品牌,不断提升优质稻品种种植效益,推动实现农业高质量发展,从根本上保障国家粮食安全。
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Analysis and Prospects of Extension of Main Varieties of Hybrid Rice with High Quality in China
ZENG Bo1,*, GONG Junyi2,*, ZHANG Fang1
(1National Agricultural Technology Extension and Service Center, Beijing 100125, China;2State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 311400, China;*Corresponding authors, email: junyigong8107@163.com, zengbo@agri.gov.cn)
【Objective】The recent ten-odd years have marked an important transition when the quality of hybrid rice has been promoted under the guidance of revised and approved standards. Reviewing the breeding and extension process of high-quality hybrid rice in this period is of great significance for guiding rice breeding in the future. 【Method】Based on rice materials and data including the extension area of main hybrid rice varieties in China from 2009 to 2020, we analyzed the extension area of male sterile lines, restorer lines and series of varieties, and reviewed the replacement process of major varieties in each rice cropping region. 【Result】 During this period, the extension area of hybrid rice varieties with high quality in China kept growing rapidly, and the high-quality-rice rate in term of planting area in main rice cropping regions increased significantly, but there was still a lack of high-grade rice varieties with high quality. The results also showed that the existing main hybrid rice varieties with high quality were derived from 15 male sterile lines and 9 restorer lines. In addition, the analysis results showed that the major hybrid rice varieties with high quality in different rice cropping regions in China had been replaced on a large scale for 1-2 times. 【Conclusion】 Over the past 12 years, driven by the innovation of rice breeding technology, the process of high-qualityhybrid rice breeding in China has been significantly accelerated, a large number of high-qualityhybrid rice varieties have emerged in various rice cropping regions, the planting area has increased rapidly, and the proportion of high-quality varieties applied in production has increased significantly.
hybrid rice; high quality; main variety; extension area; parent
10.16819/j.1001-7216.2022.220408
2022-04-14;
2022-05-18。
国家自然科学基金资助项目(32072049)。