李莉 孫輝 姜兆遠 朱峰 王繼春 任金平 劉曉梅* 劉振蛟
(1吉林省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所,長春 130024;2 吉林省種子管理總站,長春 130031;第一作者:lililanjun@126.com;*通訊作者:liuzhenjiao@163.com;xmsuliu@163.com)
吉林省是我國重要的商品糧基地和優(yōu)質(zhì)粳稻主產(chǎn)區(qū),其水稻產(chǎn)量占東北“三省一區(qū)”水稻總產(chǎn)量的四分之一,在東北乃至全國水稻生產(chǎn)中都具有重要地位。筆者對2010—2020年吉林省國審水稻品種的特征特性進行了比較,以期為水稻育種專家和生產(chǎn)經(jīng)營者提供一個了解吉林水稻良種的信息窗口。
數(shù)據(jù)主要來源于“國家水稻數(shù)據(jù)中心”(http://www.ricedata.cn)[1]和“全國農(nóng)技推廣網(wǎng)”(https://www.natesc.org.cn/)[2],以及2018—2020年北方稻區(qū)國家水稻品種試驗匯報(總結(jié))。
對每個品種的生育期、株高、結(jié)實率、穗粒數(shù)、穗長、產(chǎn)量、整精米率、堊白度、直鏈淀粉含量、膠稠度、米質(zhì)等級以及稻瘟病抗性等性狀指標進行測定及統(tǒng)計分析。
稻瘟病抗性鑒定系吉林省農(nóng)業(yè)科學院植保所、通化市農(nóng)業(yè)科學院和遼寧省農(nóng)業(yè)科學院植保所負責,采用人工接菌與病區(qū)自然誘發(fā)相結(jié)合,鑒定用種由中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所統(tǒng)一提供。稻瘟病評價參照NY/T 2646-2014《水稻品種試驗稻瘟病抗性鑒定與評價技術(shù)規(guī)程》[3]。米質(zhì)指標由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(武漢)檢測,并按照NY/T593-2013《食用稻品種品質(zhì)》[4]分析。
用Microsoft Excel 2019 軟件處理數(shù)據(jù)及繪制圖表,用DPS7.05 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。所有試驗數(shù)據(jù)均為2年區(qū)試和1年生產(chǎn)試驗的平均值;穗頸瘟損失率最高級指的是2年鑒定結(jié)果的最高級別。
2010—2020年吉林省通過國審的水稻品種共有29 個,均為粳型常規(guī)稻(具體見表1)。從表1可見,2017年以前吉林省通過國審的品種較少,8年僅審定了5 個,2018、2019 和2020年通過國審的品種分別為8 個、2 個和14 個。從品種選育主體來看,由科研或者教學單位育成的品種19 個,占比65.52%??梢?,吉林省近年通過國審的水稻品種大部分還是由科研或教學單位育成。
表1 2010—2020年吉林省通過國審水稻品種基本情況
由圖1可見,參試品種穗粒數(shù)分布較分散,而生育期、株高、穗長、結(jié)實率和產(chǎn)量水平較集中。68.97%的品種生育期介于150~155 d 之間,58.63%的品種株高介于100~110 cm 之間,86.20%的品種穗長介于16~20 cm 之間,75.86%的品種穗粒數(shù)介于110~140 粒之間,89.66%的品種結(jié)實率介于83%~92%之間,65.87%的品種區(qū)試產(chǎn)量介于9 000~10 500 kg/hm2之間,86.20%的品種生試產(chǎn)量介于8 500~10 000 kg/hm2之間。從產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異系數(shù)來看,多數(shù)性狀的變異系數(shù)在6%以上,其中穗粒數(shù)變異最大為9.66%(表2)。
表2 2010—2020年吉林省國審水稻品種特征特性
圖1 吉林省2010—2020年國審水稻品種產(chǎn)量性狀分布
由圖2可知,2010—2020年吉林省國審水稻品種株高、結(jié)實率和產(chǎn)量等性狀呈平穩(wěn)上升趨勢,其中,區(qū)試產(chǎn)量和生試產(chǎn)量分別以每年0.42%和0.56%的速率遞增,株高平均每年提高0.62 cm,結(jié)實率平均每年提高0.46%;穗粒數(shù)和穗長基本保持不變,而生育期有縮短趨勢。
圖2 2010—2020年吉林省國審水稻品種產(chǎn)量性狀年際間變化趨勢
由圖3可知,75.87%的品種整精米率介于68%~74%之間,75.87%的品種堊白度介于1%~4%之間,96.55%的品種直鏈淀粉含量介于14%~17%之間,75.86%的品種膠稠度介于59~75 mm 之間。米質(zhì)等級基本集中于2~3 級,占比86.21%,達1 級優(yōu)質(zhì)米的品種只有4 個,米質(zhì)有下降趨勢。由表2可知,2010—2020年吉林省國審品種中,多數(shù)品質(zhì)性狀指標變異較大,其中堊白度的變異系數(shù)最高達47.77%,米質(zhì)等級變異系數(shù)也高達30.83%。
圖3 吉林省國審水稻品種品質(zhì)特性分布
由圖4可知,參試品種整精米率和堊白度呈平穩(wěn)上升趨勢,平均以每年0.39%和0.15%的速率遞增;而直鏈淀粉含量和膠稠度則分別以每年0.02%和2.83 mm的速率遞減。
圖4 2010—2020年吉林省國審水稻品種質(zhì)量性狀年際間變化趨勢
圖5 2010—2020年吉林省國審水稻品種抗病性情況
據(jù)統(tǒng)計分析,2010—2020年吉林省國審水稻品種的稻瘟病抗性總體表現(xiàn)較好,高抗、抗和中抗的品種占比分別為6.90%、55.17%和34.48%,即96.55%的品種抗性表現(xiàn)為中抗以上。參試品種的穗頸瘟損失率主要集中在3 級和5 級,占比分別為37.93%和51.72%,即89.65%的品種集中在中抗和中感之間。由表2可知,國審水稻品種的稻瘟病抗性差異很大,變異系數(shù)均在35%以上。
由圖6可知,國審水稻品種稻瘟病病級呈逐年加重的趨勢,穗頸瘟損失率最高級和稻瘟病綜合指數(shù)均呈逐年提高的趨勢,分別以每年0.36 和0.07 的速率遞增,稻瘟病綜合指數(shù)變化相對來說平緩一些。
圖6 2010—2020年吉林省國審水稻品種抗病性年際間變化趨勢
由表3可見,稻瘟病綜合指數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著負相關(guān),與穗頸瘟損失率呈顯著正相關(guān);產(chǎn)量與生育期、結(jié)實率呈極顯著正相關(guān),與穗粒數(shù)呈顯著正相關(guān)。產(chǎn)量性狀之間,株高與穗長呈極顯著正相關(guān),結(jié)實率與生育期、穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)。稻瘟病綜合指數(shù)與粒型成顯著正相關(guān),而粒型與直鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān),與整精米率呈極顯著負相關(guān)。說明稻瘟病抗性直接影響稻米的產(chǎn)量和品質(zhì)。
表3 品質(zhì)性狀、產(chǎn)量性狀與稻瘟病抗性之間的相關(guān)性
米質(zhì)等級與堊白度呈極顯著正相關(guān),與膠稠度呈極顯著負相關(guān),而膠稠度和堊白度又呈極顯著負相關(guān),說明堊白度和膠稠度直接影響米質(zhì)等級。
2010—2020年吉林省通過國家審定的29 個水稻品種株高、結(jié)實率和產(chǎn)量呈平穩(wěn)上升趨勢,千粒重、穗粒數(shù)和穗長基本保持不變,而生育期隨年份略有縮短,但各性狀間差異系數(shù)變化不大。這些品種區(qū)試產(chǎn)量主要集中在9 000~10 500 kg/hm2之間,其中超過10 000 kg/hm2品種有9 個,分別為吉農(nóng)大571、吉農(nóng)大538、吉洋46,長選808、吉大398,吉洋100,吉農(nóng)大521、吉粳509 和吉農(nóng)大1041;生試產(chǎn)量集中在8 500~10 000 kg/hm2之間,其中超過10 000 kg/hm2品種有3 個,分別是白粳2 號、吉大398 和吉農(nóng)大1041。吉農(nóng)大1041 的產(chǎn)量表現(xiàn)最好。
2010—2020年吉林省通過國家審定的品種整精米率和堊白度呈平穩(wěn)上升趨勢,而直鏈淀粉含量、膠稠度和米質(zhì)等級呈平穩(wěn)下降趨勢。米質(zhì)等級主要集中于2~3 級,1 級和2 級品種占比分別為13.79%和41.38%,對比新的國家標準,優(yōu)質(zhì)米達標率為55.17%。達1 級優(yōu)質(zhì)米的品種僅4 個,分別是吉粳823、吉農(nóng)大1041、吉農(nóng)大521 和通禾899。其中,2020年吉林省國審品種的優(yōu)質(zhì)達標率為64.29%(3 級以上),略低于當年國審品種的優(yōu)質(zhì)達標率(78.57%)[5],說明吉林省水稻育種應進一步注重提升稻米品質(zhì)。
2010—2020年吉林省國審水稻品種的稻瘟病抗性以中抗和中感為主,高抗和高感的品種很少。從綜合指數(shù)來看,96.55%的品種表現(xiàn)中抗以上,僅吉大718 和松遼838 表現(xiàn)為高抗;從穗頸瘟損失率最高級來看,10.35%的品種表現(xiàn)為高抗,分別是吉洋46、吉大718和松遼7 號。綜上,吉大718 抗性表現(xiàn)最好。吉林省國審水稻品種稻瘟病抗性有隨年份呈逐年下降的趨勢,說明抗病育種仍然是吉林省水稻育種的重中之重。
從本研究結(jié)果看,生育期、穗粒數(shù)、結(jié)實率和稻瘟病綜合指數(shù)都不同程度影響著產(chǎn)量,其中,結(jié)實率是影響吉林水稻產(chǎn)量最重要因素之一;就品質(zhì)而言,堊白度和膠稠度是影響吉林省稻米品質(zhì)提升的主要因素。
《“十四五”全國種植業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確指出:在東北地區(qū),穩(wěn)定水稻面積,發(fā)展優(yōu)質(zhì)粳稻,選育推廣耐寒、抗稻瘟病的高產(chǎn)品種。對比《國家級稻品種審定標準(2021年修訂)》,吉林省2010—2020年通過國審的29 個品種中,達到綠色優(yōu)質(zhì)標準僅6 個,分別是北作190、吉粳811、吉粳821、吉農(nóng)大104、吉農(nóng)大521 和松遼838,只占審定品種的20.69%,加上稻瘟病抗性有下降趨勢,今后吉林省應進一步加強水稻的抗病育種和優(yōu)質(zhì)育種工作。