宁夏优质稻育种历程、问题及展望

王昕 刘炜 马洪文 贺奇 冯伟东 张益民 李虹 殷延勃

（宁夏农林科学院农作物研究所，银川750105；第一作者：nxnkywx@126.com；*通讯作者：nxnkyyb@163.com）

水稻是我国的重要粮食作物之一，全国约60%以上人口以稻米为主食。水稻亦是宁夏具有特色的区域性优势作物，目前，宁夏引黄灌区水稻种植面积在5.1万hm2左右，水稻单产稳定在8 400 kg/hm2，是全区粮食平均单产的2.53 倍，是引黄灌区粮食平均单产的1.16 倍，水稻最高单产可达12 538 kg/hm2，百亩连片种植实现了超高产。宁夏引黄灌区是全国最佳优质粳稻生态区之一[1-2]，水稻种植历史悠久，是宁夏“塞上江南”的标志，生产的大米品质好、食味佳，全国唯一以省区冠名的地理标志农产品。

品种是农业发展的源头，是农业科技的“芯片”。宁夏水稻育种从1950年开始，一直受到主管部门、科研机构高度重视。2012年宁夏设立了“自治区水稻育种专项”，重点支持水稻育种研究，多年来育成了一批具有自主知识产权的新品种，不仅满足了当地产业发展和市场多方位的需求，而且辐射到甘肃、陕西、内蒙等周边省区大面积种植。在优质稻选育方面，2009年优质稻宁粳43 号在全国优质粳稻良食味品评中一举夺冠；2016年优质香稻宁粳54 号（11HW-1388）在首届中国大米品牌大会上被评为“2016 中国十大好吃米饭”；在2019年中国·哈尔滨国际大米节，宁夏兴唐米业集团基地种植的宁粳43 号获得银奖，仅次于日本鱼沼“越光”和五常市安家乡“五优稻4 号”。

2020年6 月，习近平总书记在宁夏考察时指出，要努力建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区。宁夏水稻生产形成了以水定植、节约集约用水，以水稻种植补充生态用水的特点，宁夏水稻需要完成“稳粮保供”的粮食安全目标，更需要利用好宁夏的光、温、水、土等资源优势，与优质稻品种相结合，生产出优质的大米。我们总结了宁夏水稻育种历程和优质稻推广现状，对品质育种中存在的问题进行分析，以期为宁夏优质稻育种及产业化发展提供依据。

1 宁夏水稻育种回顾及优质稻推广现状

1.1 水稻品种演变历程

第一阶段（1950—1980年）：地方稻资源提纯复壮和外引品种的直接利用。宁夏的水稻育种是从1950年2 月组建的王太农业试验场开始的[3]。当时水稻生产主要推广地方稻品种，如养和稻和叶升白皮大稻等；20世纪60年代开始进行水稻遗传资源的引进、鉴定、筛选和直接利用，主栽品种是引自吉林的公交10 号、公交11 号、公交12 号等，搭配品种有宁系62-3、宁系1号、宁系2 号等；20 世纪70年代京引39 号代替公交系列成为主栽品种，之后种植时间长达14年。这一阶段，产量从1950年的2 250 kg/hm2提升至7 100 kg/hm2左右，品种的主要特点是以早熟为主，品质较好。栽培方式是直播与插秧兼有。

第二阶段（1981—2000年）：自育品种逐渐取代引进品种，产量逐渐提高，优质和高产初步协调。从“六五”时期开始，宁夏水稻育种技术有了大幅度提高，自育品种逐渐在宁夏水稻生产中占主导地位，优质稻育种也逐步开展。这一阶段通过省级审定的水稻品种有20 个，以宁粳7 号、宁粳9 号和宁粳16 号为主，搭配秋光、秀优57 等。代表品种为宁粳9 号。1992—1993年宁夏低温，宁粳14 号因其早熟耐寒特性成为了替代品种。1995年以后，宁粳16 号成为当时主栽品种，也是宁夏高产代表性品种之一。其品种特性是：适应性好，耐低温和盐碱能力强，穗数和穗粒数较宁粳9 号并没有明显增加，但结实率和成熟度较高。宁粳16 号推广种植面积一度占当时全区水稻种植面积的40%以上。这一时期的高产晚熟品种，结合小拱棚育秧、塑料大棚育秧、旱育稀植等先进栽培技术，使宁夏水稻单产及总产均上了一个台阶。这一阶段主栽品种特点是：熟期较上一时期品种延长6～8 d，穗数略有下降，穗粒数增加，水稻平均产量达到8 100 kg/hm2左右，较上一阶段约提高14.8%，但水稻品质没有太大改善。

第三阶段（2001—2010年）：优质品种育种取得突破，是高产和优质协调统一的过程。在“东北大米”占领全国粳稻市场，逐渐影响“宁夏大米”在西北区域市场优势的背景下，1998年宁夏启动了第一期优质米工程，宁夏水稻育种目标的重心放在了稻米品质改良上，历经“十五”和“十一五”时期，宁夏优质稻育种创新能力全面提高。代表品种有宁粳24 号、宁粳28 号和宁粳43 号等。以宁粳28 号为代表的高产品种，2002年生产试验平均产量10 978 kg/hm2，较对照宁粳16 号增产10.6%。以宁粳24 号为代表的优质、高产品种，其糙米率82.3%，精米率75.1%，整精米率70.5%，长宽比2.1，透明度1 级，糊化温度7 级，胶稠度74 mm，直链淀粉含量18.7%，蛋白质含量7.3%，各项测定指标达到国标1 级优质米标准，产量也能达到宁粳16 号的水平。2009年宁粳43 号的育成，成为宁夏优质稻突破性的代表品种之一，其糙米率81.2%，精米率80.6%，整精米率78.8%，垩白粒率10%，垩白度0.5%，粒长5.6 mm，长宽比2.1，透明度1 级，碱消值7.0 级，胶稠度82 mm，直链淀粉含量16.8%，米质达到国标优质1 级，而且食味品质优。2009年获全国优质粳稻优良食味品评一等奖，至今还是宁夏农业农村厅水稻主导品种之一。

第四阶段（2011年至今）：适合直播栽培的品质、产量、抗性的协调统一过程。进入“十二五”以后，宁夏水稻的栽培方式逐渐向机械直播栽培转变，“十三五”宁夏直播稻种植面积达到全区水稻总面积的95%以上。水稻育种也取得了快速发展，选育品种的品质、产量、抗性性状进一步协调统一，至2022年已审定30 个品种，仅2022年就审定10 个品种。其中，适合机械保墒旱直播栽培的高产品种宁粳48 号，连续3年在宁夏平罗县采用保墒旱直播栽培百亩连片示范，平均产量达到12 300 kg/hm2。2017年9 月27 日农业农村部专家组对平罗县姚伏镇小店子村种植的宁粳48 号百亩连片示范方进行现场测产，平均产量达到12 538.5 kg/hm2，再次刷新宁夏银北盐碱地区直播水稻单产记录[4]。以优质、稳产、早熟适合机械旱直播栽培的代表品种宁粳57 号，糙米率82.6%，精米率74.6%，整精米率72.5%，长宽比2.2，垩白粒率5%，碱消值7.0，胶稠度78 mm，直链淀粉含量16.3%，粗蛋白（干基）6.7%，达到国标优质米2 级，是目前宁夏农业农村厅水稻种植主导品种之一。宁粳54 号（11HW-1388）为香稻品种，食味优，口感好，2016年在首届中国大米品牌大会上被评为“2016 中国十大好吃米饭”。

1.2 优质稻育种方法和途径

宁夏优质稻育种，采取了常规、花培、杂种优势利用以及分子辅助育种等手段。水稻品质改良的途径主要是通过加强优质、高产资源的引进、鉴定、筛选和利用，确立优质育种目标，有针对性的配制杂交组合。在组合配制方面，重点利用优质、丰产、多抗亲本，以籼/粳交的后代为桥梁亲本和优质资源材料为轮回亲本，以优质/优质、优质/丰产、优质/抗病性状基因的聚合杂交，通过田间农艺性状和品质相关性状的室内测评，实现品质改良和产量提升。利用海南或温室加代等方法，缩短育种进程。在注重选育优质的基础上，侧重抗病、早熟、耐盐碱、抗倒伏品种的选育。意大利4 号是宁夏优质稻品种改良的重要亲本，以其作为直接或间接亲本，与宁夏粳稻品种杂交，先后选育了宁粳24 号、宁粳43 号等品质达到国标优质1 级的品种。

宁夏地处西北，昼夜温差大，特别是水稻灌浆期间温度不稳定，造成稻米外观品质和加工品质不高，提高整精米率、降低垩白米率是宁夏优质稻育种的首要目标。通过对宁夏不同阶段品种的主要品质性状检测分析发现，宁夏育成的品种整精米率不断提高，垩白度不断降低（表1）。宁夏在实际育种中，主要是选择外观、加工品质好的材料为骨干亲本，在F4代开始选择，对高整精米率和低垩白米率后代持续选择，达到改善稻米加工、外观品质，提高水稻经济效益的目的。进入21世纪食味品质改良成为品质改良的重要目标之一，通过不断改良，宁夏稻米食味值在不断提高。随着生物技术的发展，直链淀粉含量、蛋白质的主效基因不断探明[5]，借助分子辅助育种手段对稻米品质改良，我们也在不断的探索实践中。

表1 宁夏不同阶段主要品种及品质指标情况

1.3 优质稻推广现状

近3年来随着科技发展水平和种植户认知度的提高，宁夏优质稻品种推广面积不断扩大，2019—2021年间，全区累计水稻种植面积16.6 万hm2，优质稻种植面积达到14.9 万hm2，优质稻种植比率达到89.7%。其中，推广种植面积较大品种是宁粳50 号、宁粳57 号，累计推广种植3.94 万hm2（表2）。但是，同时也存在新审定品种推广面积较小、品种多乱杂等问题。优质稻品种的推广应用，加速了宁夏水稻产业的发展。无论从优质稻谷企业收购价的增幅，还是优质稻品种增产效果，均取得了显著的经济效益。优质稻品种，特别是优质食味稻的推广应用，大大提升了宁夏大米品牌影响力和市场竞争力。

表2 宁夏2019—2021年水稻品种推广情况

2 宁夏水稻育种存在的问题及对策

2.1 具有宁夏区域特色的高品质品种短缺，须加强选育

宁夏近几年育成了一批品质达国标优质稻标准3 级以上的新品种（表2），但这些品种的推广应用面积并不大。2019—2021年宁夏优质稻种植面积在1.5万hm2以上的品种只有富源4 号、宁粳50 号和宁粳57 号。宁粳28 号、宁粳48 号等一些品质未达到国标2级米标准的高产品种种植面积仍然很大。究其原因，市场不能很好的体现“优质优价”是一方面，主要还是多数品种适应性不强，食味品质不高，不能满足宁夏大米产业的需求。育成的优质稻品种在国内市场的竞争力总体不够，这已成为制约宁夏优质稻产业发展的主要因素之一。

随着农业生产资料成本不断提高，水稻种植的比较收益有所降低，要想让农民增收，企业增效，品种的“优质”和“特色”更为重要。如何发挥体现宁夏大米“少而优、少而特”的地域优势，一方面要加强优质特色食味水稻品种的选育。在稻米的食味品质中，一个重要的指标是香气，宁夏自育品种宁粳43 号米饭带有自然的清香，拥有一定消费人群，但是更多消费者对稻花香、泰国香米等带有香气品种更加青睐。因此，要加大稻米香味品种等的育种，培育适合不同人群的优质特色食味香稻品种。另一方面，加强营养功能型品种的选育。目前，宁夏审定的特种稻宁糯6 号和品系毛毛糯，以及引进利用的黑香糯品系，在宁夏有一定种植面积，但是功能营养品种还很缺乏。挖掘、利用和创新糯稻、黑稻、胭脂稻、降糖稻等特种稻资源，丰富人们的饮食文化和膳食结构，满足多元化和个性化需求[6]，也尤为重要。将营养功能品质作为优质稻米的标准之一，加强功能稻米产学研一体化、上中下游的有机衔接，加强多学科、多部门的分工协作等，必将大力促进功能稻米产业化的健康发展，也必将促进稻米生产加工由“满足消费者需求”向“引领消费者需求”的转换升级[7]。

2.2 水资源缺乏，选育节水抗旱优质稻品种

宁夏地处黄河上游，为了实现黄河流域生态保护和高质量发展先行区的战略目标，农业生产要求的节约集约用水。宁夏水分蒸发量大、工业过度用水造成的地下水位明显下降、水资源短缺矛盾已经成为宁夏高质量发展的阶段性矛盾。因此要选育优质、抗旱节水品种。研究表明，抗旱节水品种是一种新的栽培稻类型，可实现旱种旱管的稻作生产模式，使水稻生产摆脱对水资源的过度依赖，大幅减少稻田温室气体排放，促进水稻生产向“资源节约、环境友好”的绿色可持续方式转型[8]。目前，宁夏抗旱节水品种主要是从现有品种中筛选出来的，今后应该以节水抗旱为目标，系统开展优质、丰产、节水抗旱品种的选育。其次是从水稻栽培入手。相关研究结果表明，采用“湿润灌溉”和“间歇灌溉”，水稻耗水量比传统淹水灌溉可减少32%，但产量几乎相同，说明在水分非亏缺条件下合理灌溉水稻可获得稳产高产，达到水分高效利用的效果[9-10]。用耕作制度来实现水稻节约用水也是有效途径之一。

2.3 旱直播栽培，要求选育适应轻简化的优质稻品种

近几年来，随着农业劳动力的流失，水稻种植成本不断上升，以旱直播为代表的轻简栽培技术快速发展[11-12]。目前，宁夏旱直播种植面积达到水稻种植总面积的95%以上，直播技术的快速应用和推广，对适应直播的品种需求更为迫切。宁夏2015年开始开展直播品种（系）的鉴定和品比试验。但是，专用直播水稻品种的选育研究仍然是短板，现有的直播用品种还是从插秧稻品种中筛选出来的。适宜旱直播的品种，要注重选择低温发芽性好、发芽势强、幼苗长势旺，品种安全生育期所需活动积温比当地插秧品种所需活动积温少200 ℃左右，生育期135 d 左右，早熟、抗病、抗倒、耐盐碱能力强的品种，在选育方法上，要注重在直播条件下，对早世代分离材料进行选择，对稳定品系进行鉴定试验。选育品种的配套、农技农艺的结合、技术落实的到位，将促进宁夏优质稻机械旱直播栽培技术快速发展。

2.4 盐碱地资源多，要求选育耐盐碱优质稻

随着宁夏种植业结构调整，宁夏水稻种植逐渐向银川北部盐碱地转移，银川北部平罗县水稻种植面积约2 万hm2，占到宁夏水稻种植面积的35%（2021年）。而且，银北地区尚有可利用的盐碱荒地超过2.67 万hm2。研究表明，种植水稻是目前改良和利用盐碱地的一种有效方法，兼顾了经济效益和生态效益[13-14]。选育和利用耐盐碱水稻品种可有效提高盐碱中低产田的综合效益。开展优质耐盐碱种质资源筛选、鉴定和品种创制工作，是宁夏优质稻育种又一新的内容。

2.5 稻瘟病抗性品种缺乏，要选育稻瘟病抗性强、适应性广、丰产性好的优质稻品种

宁夏育成的优质稻中还缺乏抗稻瘟病品种，生产上种植的优质稻中，抗性较强、适应性较好的品种只有宁粳50 号、富源4 号等，但是，其米饭食味品质不高。宁粳43 号是唯一达到国标优质稻1 级、且食味品质高的品种，但是，其稻瘟病抗性较低，尤其是穗颈瘟损失率非常大，特殊年份特殊地块减产幅度达到40%以上。审定的优质稻品种虽多，能够大面积推广应用的却不多，主要问题还是优质稻品种的适应性、丰产性不高，优质稻生产中，产量一般在9 200 kg/hm2左右，相比宁夏高产品种13 200 kg/hm2的产量，其丰产性还有待提高。因此，提高优质品种的抗病性、适应性及丰产性也是宁夏优质水稻育种发展的关键之一。

3 宁夏优质稻育种和产业发展前景

3.1 以人才培养、平台建立、体系建设为核心的优质稻育种和产业的发展

宁夏优质稻的遗传改良，经过多年的资源积累、利用和创新，不论是水稻品质和单产都具有一定的代表性，客观上已经具备了西北水稻遗传改良研究中心的基础，将这种有利的资源优势充分发挥，开拓新途径，利用新方法，可以更好的服务宁夏及周边引黄灌区的水稻产业发展。目前，育种技术已经进入分子育种、基因编辑的育种阶段，相对应的科研经费支持力度以及平台建设和人才培养更需要持续推进。宁夏需加大财政支持力度，重点支持水稻品质主效基因的挖掘利用，优质稻品种选育，加快优质稻直播栽培技术体系建设等。形成一套完整的优质稻机理研究、品质育种和优质稻生产加工的高质量发展体系，同时，制定宁夏大米的品质指标，提高生产加工标准，推进宁夏优质稻产业发展和扩大“宁夏大米”品牌影响力。

3.2 以优质特色水稻品种为科技支撑，推进宁夏优质稻产业提档升级

作为科技核心“芯片”的水稻育种，应适应市场和消费者的需求，更应该满足作为水稻新品种推广主力军的种子繁育销售企业，以及大米品牌建设最前沿的大米加工销售企业的需求，育成的品种能不能转化，转化品种的企业能不能赚到钱，是衡量育种成绩的一个标准。鼓励建立以优质品种为技术支撑，大米加工销售企业为引领，种子繁育销售企业为保障，科研力量为技术服务，形成“种植大户+育种单位+种业+米业”模式。加强与粮食加工企业合作，推动优质、高端、绿色大米的开发加工销售，形成品牌效益。加快优质、特色水稻品种的选育和成果转化，让“宁夏大米”品牌从“满足消费”向“引领消费”方向高质量发展。