陳 春,賴上坤,王 磊,陳衛(wèi)軍
(宿遷市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,江蘇 泗陽(yáng) 223700)
水稻是全世界重要的糧食作物,占全球谷類種植面積的1/3,為人類提供了40%的熱能。據(jù)估計(jì),截至2025年,由于人口增長(zhǎng)將導(dǎo)致稻米需求量的增加至少達(dá)3億t,全球水稻產(chǎn)量必須達(dá)到8億t才能滿足人口增長(zhǎng)對(duì)稻米的需求[1]。伴隨我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),水資源和耕地面積日趨減少,加上農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,傳統(tǒng)的依靠增加種植面積來(lái)提高產(chǎn)量的方法已不可取[2]。因此為確保國(guó)家糧食安全,實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)長(zhǎng)期有效增產(chǎn),必須依靠品種創(chuàng)興[3],實(shí)現(xiàn)藏糧于技。黃淮稻區(qū)位于我國(guó)南北氣候交界地帶,主要包括河南沿黃、山東南部、安徽中北部、江蘇北部等地區(qū),是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地[4]。目前該地區(qū)水稻生產(chǎn)主要面臨以下幾個(gè)問(wèn)題:一是極端氣候環(huán)境的頻繁出現(xiàn),2017年持續(xù)高溫,造成一些品種籽粒灌漿結(jié)實(shí)困難,空秕粒增多,造成產(chǎn)量降低;二是水稻田間病蟲害在年度間、地域間發(fā)生變化,水稻品種抵御病蟲害的能力面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn);三是農(nóng)村勞動(dòng)力人口的急劇減少,傳統(tǒng)的人工移栽種植轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器直播、機(jī)插秧種植等方式。針對(duì)以上新情況,該地區(qū)主推的徐稻4號(hào)、連粳7號(hào)、武運(yùn)粳27等品種已日趨老化,不能滿足該地區(qū)水稻生產(chǎn)的新需求。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所利用早熟、高抗性水稻品種蘇秀867為母本材料,以大穗、大粒、優(yōu)質(zhì)型自育品系泗稻09-5966為父本,經(jīng)配組雜交、系統(tǒng)選育、米質(zhì)鑒定和抗性選擇,選育出水稻新品種泗稻16號(hào),該品種于2016年推薦參加國(guó)家黃淮粳稻組試驗(yàn),參試名為SH1427,2018年通過(guò)國(guó)家品種委員會(huì)審定后定名為泗稻16號(hào)。
以高產(chǎn)核心、兼具穩(wěn)產(chǎn)性,以品質(zhì)優(yōu)良、綜合抗性良好為基礎(chǔ),選育適應(yīng)黃淮地區(qū)氣候特征和種植制度的水稻新品種。
根據(jù)育種目標(biāo),篩選親本材料。蘇秀867是由浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院和江蘇省連云港市蘇樂(lè)種業(yè)科技有限公司聯(lián)合選育的水稻品種,2011年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(審定編號(hào):國(guó)審稻2011029),該品種主要特性:早熟(全生育期154.5 d,較徐稻3號(hào)短1.4 d)、植株健壯、抗倒伏能力強(qiáng)(株高為90.8 cm)、對(duì)主要病害抗性好(稻瘟病綜合抗性指數(shù)3.8,條紋葉枯病的最高發(fā)病率為10.7%)、米質(zhì)外觀較好(國(guó)標(biāo)優(yōu)Ⅱ級(jí))。同時(shí)該品種存在產(chǎn)量水平一般(2年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量為9150 kg/hm2)、稻米食味性一般等缺點(diǎn)。泗稻09-5955為自育新品系,主要特征:產(chǎn)量水平較高,千粒重28.2 g,穗長(zhǎng)19.8 cm,每穗總粒數(shù)170粒左右,結(jié)實(shí)率85.2%。2年品比試驗(yàn)小區(qū)(13.3 m2)產(chǎn)量可達(dá)14.0 kg(折合產(chǎn)量10532 kg/hm2),米質(zhì)食味較為優(yōu)良(日本佐竹大米食味儀檢測(cè)82分,對(duì)照品種武運(yùn)粳3號(hào)78分)。根據(jù)親本材料的特征,篩選蘇秀867為母本材料,泗稻09-5966定為父本材料,開展定向育種,實(shí)現(xiàn)優(yōu)良性狀有效聚合,以期選育出“豐、抗、優(yōu)”協(xié)調(diào)的粳稻新品種。
2009年正季在泗陽(yáng)開展雜交配組(圖1)。同年冬天F1代種子種植在海南南繁基地,編號(hào)繁186,并混收F2代種子;2010年種植在泗陽(yáng)試驗(yàn)基地,田間編號(hào)為5400,篩選長(zhǎng)勢(shì)良好單株8株,單收F3代種子;2011年種植于泗陽(yáng)試驗(yàn)基地,田間編號(hào)3776,根據(jù)田間長(zhǎng)勢(shì)情況,篩選6株單株,單收F4代種子,室內(nèi)考種后,篩選米質(zhì)優(yōu)良的2個(gè)單株南繁加代;2011年冬至2012年冬分別在泗陽(yáng)和海南試驗(yàn)田種植F4~F6代種子,并根據(jù)農(nóng)藝性狀和室內(nèi)米質(zhì)考種結(jié)果,逐代淘汰劣勢(shì)品系。2013年在泗陽(yáng)正季種植F7代種子,田間編號(hào)857,收獲F8代種子50 kg,進(jìn)行下一年品比試驗(yàn)和布點(diǎn)示范種植。2014年在泗陽(yáng)正季種植F8代種子,進(jìn)行小區(qū)品比試驗(yàn),并進(jìn)行稻瘟病抗性接種鑒定和抗倒伏能力篩選試驗(yàn),根據(jù)抗性表現(xiàn)和抗倒伏能力,綜合布點(diǎn)示范各試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù),推薦參加國(guó)家黃淮粳稻區(qū)域試驗(yàn),在2016年試驗(yàn)過(guò)程中,表現(xiàn)良好,進(jìn)入?yún)^(qū)域試驗(yàn)第2年,并且同步進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。在2年的試驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)該品種的農(nóng)藝性狀、主要病害的抗性水平、稻米品質(zhì)特征進(jìn)行考察、分析,順利通過(guò)試驗(yàn)考察,并于2018年6月獲得國(guó)家品種審定委員會(huì)審定,定名為泗稻16號(hào)。
在2年黃淮粳稻組區(qū)域試驗(yàn)中,多年多點(diǎn)鑒定泗稻16號(hào)的主要農(nóng)藝性狀,該品種表現(xiàn)良好(表1):全生育期156.2 d,與對(duì)照品種徐稻3號(hào)相當(dāng),有效穗為292.5萬(wàn)/hm2、株高98.2 cm、穗長(zhǎng)17.1 cm、每穗總粒數(shù)167.3粒、結(jié)實(shí)率84.2%、千粒重27.3 g。根據(jù)多年的試驗(yàn)結(jié)果,泗稻16號(hào)表現(xiàn)為莖稈健壯、株高適宜、抗倒伏能力強(qiáng)、葉片挺舉、受光姿態(tài)好、穗型較大、粒重中等偏上,群體整齊度較好,長(zhǎng)勢(shì)繁茂,符合目前機(jī)插秧種植模式對(duì)大穗型品種的要求。
表1 泗稻16號(hào)的主要農(nóng)藝性狀
由表2可知,抗病性鑒定主要考察品種對(duì)稻瘟病和條紋葉枯病2種主要病害的抗性反應(yīng),稻瘟病抗性鑒定由天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所共同完成。2017年在天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所鑒定點(diǎn),泗稻16號(hào)的穗頸瘟發(fā)病率和損失率分別為3.9%和2.7%,遠(yuǎn)低于對(duì)照品種徐稻3號(hào)(穗頸瘟發(fā)病率和損失率分別為8.1%和12.9%);在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所鑒定點(diǎn),泗稻16號(hào)的稻瘟病抗性表現(xiàn)與對(duì)照品種相當(dāng)。在2年區(qū)域試驗(yàn)中泗稻16號(hào)的稻瘟病抗性綜合指數(shù)為3.9,優(yōu)于對(duì)照品種徐稻3號(hào)(2年綜合指數(shù)為4.7),達(dá)到中抗以上水平。
江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所對(duì)泗稻16號(hào)進(jìn)行了條紋葉枯病抗性鑒定試驗(yàn),2016年條紋葉枯病抗性指數(shù)為5級(jí),2017年條紋葉枯病抗性指數(shù)為3級(jí),2年試驗(yàn)綜合抗性指數(shù)為5級(jí),與對(duì)照品種徐稻3號(hào)相當(dāng),符合水稻新品種試驗(yàn)對(duì)條紋葉枯病的抗性要求。
品種2017年天津穗頸瘟發(fā)病率/%級(jí)別/級(jí)2017年天津穗頸瘟損失率/%級(jí)別/級(jí)2017年江蘇穗頸瘟發(fā)病率/%級(jí)別/級(jí)2017年江蘇穗頸瘟損失率/%級(jí)別/級(jí)2年稻瘟病抗性平均綜合指數(shù)損失率最高級(jí)條紋葉枯病抗性指數(shù)/級(jí)2017年2016年泗稻16號(hào)3.972.7135.0724.873.9535徐稻3號(hào)8.1912.9335.3722.254.7553
泗稻16號(hào)的稻米籽粒細(xì)長(zhǎng)、透明度好、有光澤、谷粒飽滿、外觀品質(zhì)良好。農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(武漢)鑒定的泗稻16號(hào)稻米品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)如下:整精米率70.7%,優(yōu)于對(duì)照徐稻3號(hào)(整精米率68.4%),堊白粒率25.7%,堊白度4.0%,直鏈淀粉含量16.4%,膠稠度65 mm,堿消值7.0級(jí),達(dá)到部頒優(yōu)Ⅲ級(jí)米標(biāo)準(zhǔn)(表3)。此外,泗稻16號(hào)的蒸煮食味品質(zhì)亦較為優(yōu)良,米飯軟硬適中,晶瑩剔透,優(yōu)于一般的稻米品種。
表3 泗稻16號(hào)的稻米品質(zhì)性狀
產(chǎn)量性狀主要考察品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。以目標(biāo)品種比對(duì)照品種增產(chǎn)幅度來(lái)評(píng)價(jià)高產(chǎn)特性[5-6]。由表4可知,2016年初試的泗稻16號(hào)平均產(chǎn)量為9770 kg/hm2,較對(duì)照品種徐稻3號(hào)增產(chǎn)4.9%,差異達(dá)極顯著水平。2017年的續(xù)試平均產(chǎn)量達(dá)9672 kg/hm2,較對(duì)照徐稻3號(hào)增產(chǎn)5.9%,達(dá)極顯著水平,其中山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所試驗(yàn)點(diǎn)(濟(jì)寧)和郯城試驗(yàn)點(diǎn)增產(chǎn)幅度較大,分別達(dá)12.56%和12.25%,其余各試驗(yàn)點(diǎn)亦有不同程度的增產(chǎn)。在2017年的同步生產(chǎn)試驗(yàn)中,泗稻16號(hào)平均產(chǎn)量為9860 kg/hm2,較對(duì)照品種增產(chǎn)7.1%,除新鄉(xiāng)試驗(yàn)點(diǎn)外,其余試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量增幅均在5%以上。根據(jù)2年區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)表現(xiàn),泗稻16號(hào)的平均產(chǎn)量為9720 kg/hm2,較對(duì)照品種增產(chǎn)5.37%,增產(chǎn)幅度明顯,品種的豐產(chǎn)性較好。
在2年的區(qū)域試驗(yàn)中,泗稻16號(hào)的穩(wěn)產(chǎn)性狀表現(xiàn)良好,2016年初試的增產(chǎn)點(diǎn)比例達(dá)90.9%;在2017年的續(xù)試和生產(chǎn)試驗(yàn)中,11個(gè)區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)和7個(gè)生產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)全部增產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)比例達(dá)100.0%。多年鑒定結(jié)果表明,泗稻16號(hào)具有較為穩(wěn)定的產(chǎn)量表現(xiàn)和突出的高產(chǎn)潛力。
表4 泗稻16號(hào)在試驗(yàn)中產(chǎn)量表現(xiàn)
注:2016年區(qū)域試驗(yàn)各試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)未公布,僅公布全部試驗(yàn)點(diǎn)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)。
綜合分析泗稻16號(hào)的2年試驗(yàn)和田間品比試驗(yàn)數(shù)據(jù),泗稻16號(hào)一般產(chǎn)量為9750 kg/hm2左右,每穗總粒數(shù)167.3粒,結(jié)實(shí)率84.2%,千粒重27.3 g,有效穗292.5萬(wàn)/hm2,是典型的大穗、大粒型粳稻品種。高產(chǎn)栽培技術(shù)應(yīng)采取主攻大穗和促進(jìn)分蘗相結(jié)合,提高結(jié)實(shí)率和千粒重并舉的方法。通過(guò)合理的栽培技術(shù),促進(jìn)有效分蘗,避免無(wú)效分蘗,保障合理的有效穗數(shù);在適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上,促進(jìn)大穗灌漿結(jié)實(shí),充分發(fā)揮品種穗大、千粒重較高的特性,從而奪取高產(chǎn),主要做好以下幾點(diǎn)。
培育健壯秧苗是高產(chǎn)的基礎(chǔ),5月中上旬落谷,秧齡30~35 d,旱育秧播量450 kg/hm2,濕潤(rùn)育秧播種量300 kg/hm2。播種前的種子處理:一是精選種子,選用成熟飽滿的種子;二是曬種,播前曬種1~2 d,打破種子休眠;三是藥劑浸種,選用惡線靈或施百克和浸種靈,以及10%吡蟲啉,浸種2~3 d。施足基肥,1葉1心期施用多效唑控高促蘗,苗期注意對(duì)稻薊馬、灰飛虱等病蟲害的防治。6月15日前后,秧齡在30 d左右移栽最為合適,移栽行距一般為26.7~30.0 cm,株距控制在10.0~13.3 cm為宜,穴數(shù)30萬(wàn)/hm2左右,每穴3~4苗,基本苗為90萬(wàn)~120萬(wàn)/hm2。
合理調(diào)節(jié)水分和肥料的運(yùn)籌是奪取高產(chǎn)的關(guān)鍵措施。根據(jù)泗稻16號(hào)的品種特性,要求施用純氮300~380 kg/hm2,早施分蘗肥,適當(dāng)施用穗肥,兩者比例一般以6∶4為宜。水漿管理采取“淺水栽秧、存水活棵、薄水分蘗、保水抽穗揚(yáng)花、干濕交替”的灌溉方式,注重采取“擱田”的方式控制群體的生長(zhǎng),當(dāng)莖蘗數(shù)達(dá)到420萬(wàn)/hm2時(shí),適度擱田,減少無(wú)效分蘗。后期干濕交替,間歇灌溉,防止斷水過(guò)早。養(yǎng)根保葉,收前7~10 d斷水,保證高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。
播前施用浸種藥劑防治線蟲病和土傳病害。秧田期施用銳勁特等防治稻飛虱和稻薊馬等蟲害。本田使用井岡霉素、稻瘟靈、三環(huán)唑、多菌靈等防治紋枯病、稻瘟病和稻曲病等病害,同時(shí)注重對(duì)螟蟲、葉蟬等蟲害的防治。
水稻育種通過(guò)親本的合理選配,經(jīng)系統(tǒng)選育,實(shí)現(xiàn)優(yōu)良性狀的有效互補(bǔ),選育出符合氣候條件和耕作制度的優(yōu)良品種。以經(jīng)驗(yàn)育種技術(shù)為主的傳統(tǒng)育種技術(shù)是水稻育種常用方法,也是較為有效的方法,但是其存在育種周期長(zhǎng)、各種主要性狀篩選不明確、打破不良連鎖難度大等缺點(diǎn)。以分子標(biāo)記和轉(zhuǎn)基因技術(shù)為代表的現(xiàn)代育種技術(shù)可使育種家減少重復(fù)無(wú)效的育種工作,快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)優(yōu)良基因的有效聚合,從而提高育種效率,因此可采用傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的育種方法[7]。泗稻16號(hào)的選育主要依靠傳統(tǒng)育種方法:雜交配組,系統(tǒng)選育,輔以稻瘟病抗性鑒定、米質(zhì)外觀鑒定等方法。經(jīng)多年試驗(yàn),該品種表現(xiàn)突出:平均產(chǎn)量9720 kg/hm2,較對(duì)照品種增產(chǎn)5.37%,2017年區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)所有試驗(yàn)點(diǎn)全部增產(chǎn),全生育期156.2 d,與對(duì)照相當(dāng),有效穗292.5萬(wàn)/hm2,株高98 cm,每穗總粒數(shù)167.3粒,結(jié)實(shí)率84.2%,千粒重27.3 g,稻瘟病綜合抗性指數(shù)分別為4.3級(jí)和3.9級(jí),穗頸瘟損失率5級(jí),達(dá)中抗以上水平;整精米率70.7%,堊白度4%,透明度1級(jí),直鏈淀粉含量16.4%,膠稠度65 mm,堿消值7.0級(jí),達(dá)部頒優(yōu)質(zhì)3級(jí)。因此泗稻16號(hào)綜合性狀優(yōu)良,能夠滿足目前黃淮稻區(qū)水稻種植需求。
一般認(rèn)為水稻產(chǎn)量的形成是源庫(kù)流互作的結(jié)果[10-11],要獲得高產(chǎn)必須使得源、庫(kù)、流三者相互協(xié)調(diào),即源要足、庫(kù)要大和運(yùn)轉(zhuǎn)通暢[10]。泗稻16號(hào)的穗型較大,平均每穗粒數(shù)可達(dá)160粒左右,是一個(gè)典型的大穗型品種。結(jié)實(shí)率是水稻產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素[11],泗稻16號(hào)存在庫(kù)容較大、結(jié)實(shí)率一般的缺點(diǎn),為充分發(fā)揮其高產(chǎn)潛力,提高結(jié)實(shí)率和籽粒充實(shí)度,下一步擬從細(xì)胞生物學(xué)角度出發(fā),研究泗稻16號(hào)源、庫(kù)、流三者之間的相互關(guān)系,明確泗稻16號(hào)結(jié)實(shí)率一般的限制因素,同時(shí)借助分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù),開展定向改良,實(shí)現(xiàn)優(yōu)良基因的有效聚合,從而提高品種結(jié)實(shí)率和籽粒充實(shí)度,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高產(chǎn)量和提升品質(zhì)的目的。
泗稻16號(hào)是一個(gè)豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性兼具、米質(zhì)外觀優(yōu)良、品質(zhì)食味性較好、抗性水平較高的水稻新品種,并且熟期適宜,易于種植管理,符合目前以及今后一段時(shí)間黃淮稻區(qū)耕作制度下機(jī)械化種植對(duì)品種的需求,極具推廣價(jià)值。