(福建農(nóng)林大學農(nóng)學院/作物遺傳育種與綜合利用省部共建教育部重點實驗室/作物應用遺傳學福建省高校重點實驗,福建福州 350002)
【研究意義】糯米是人們喜愛的傳統(tǒng)食糧和一些民族的主食[1]。近年來,隨著社會的進步,人們的膳食結構發(fā)生重大改變,以糯米為主要原料的釀造、糕點以及保健食品等行業(yè)得以長足發(fā)展,市場對糯米尤其是優(yōu)質(zhì)糯米的需求量逐年增加[2]。選育和推廣優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)雜交糯稻新品種,以滿足市場需求意義重大?!厩叭搜芯窟M展】當前生產(chǎn)上推廣種植的糯稻品種仍以常規(guī)稻為主,產(chǎn)量低、抗性差的問題嚴重[3-5]。近年來也審定了一些雜交糯稻,一定程度上克服了產(chǎn)量低的缺陷,但品質(zhì)欠佳的問題凸顯。【本研究切入點】鑒于當前生產(chǎn)上推廣種植的糯稻品種已經(jīng)難以被市場所接受,選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)雜交糯稻,實現(xiàn)糯稻新品種品質(zhì)的遺傳改良,可能是今后解決市場對優(yōu)質(zhì)糯米需求的有效途徑。1997年,福建農(nóng)林大學楊仁崔教授研究團隊[6-17]踐行了利用特定劑量60Co-γ 射線輻照雜交稻親本種子,誘發(fā)糯質(zhì)基因突變,選育雜交糯稻新品種的育種技術,多年來的實踐證明可行、高效。糯兩優(yōu)7號也是該技術應用的成功范例。本研究就糯兩優(yōu)7號的選育經(jīng)過、特征特性、高產(chǎn)制種技術和高產(chǎn)栽培技術作一總結,供水稻育種同行參考。
2007 年11 月,用350Gy60Co-γ 射線輻照恢復系9311 干種子約1.0 kg,15 d 后,海南三亞藤橋福建南繁基地播種M1,30 d秧齡移栽,成熟期種子全部混收(M2)。2008年5月,將M2種子出糙,挑選胚乳呈乳白色、不透明、蠟質(zhì)狀糙米粒橫切,借助淀粉與碘粉碘化鉀溶液的顯色反應原理鑒別真?zhèn)危ń孛孀兯{黑者為假突變),獲16 粒9311 糯質(zhì)基因突變體,成苗9 株,編號為9311wxR-1~9311wxR-9。參照9311 主要農(nóng)藝性狀、開花習性、散粉特性、花粉量以及結實率,經(jīng)福建三明、泰寧和海南三亞3 個世代的種植鑒定,于2009年育成9311wxR系列糯稻恢復系,選留農(nóng)藝性狀整齊一致、遺傳性穩(wěn)定、恢復力強、綜合性狀最佳的第4號突變系9311wxR-4,定名為嘉糯恢7號。
2010年11月,按以上相同的方法處理廣占63-4S,2011年5月,獲11粒廣占63-4S糯質(zhì)基因突變體,記為廣占63-4wxS-1~廣占63-4wxS-11。參照廣占63-4S 主要農(nóng)藝性狀、花粉育性及育性轉換特性,淘汰第6、11 號突變單株,將入選單株割蔸再生,繼續(xù)觀察比較花粉育性及育性轉換特性,上選第1、2、7、8和10 號突變單株。11 月,將上選單株稻蔸帶海南三亞藤橋福建南繁育種基地分蔸擴繁,成熟期按株系收種。2012年6月,繼續(xù)參照廣占63-4S主要農(nóng)藝性狀、花粉育性及育性轉換特性,最終選留農(nóng)藝性狀整齊一致、遺傳性穩(wěn)定、不育臨界溫度低、綜合性狀最好的廣占63-4wxS-2 株系,定名為閩糯1S。11 月,海南三亞福建南繁基地播種廣占63-4wxS-2(閩糯1S),原種擴繁。
2014年6月,福建泰寧配制雜交糯稻糯兩優(yōu)7號(閩糯1S×嘉糯恢7號)。2015—2016年,糯兩優(yōu)7號在福建泰寧、海南三亞和湖北孝感等地試驗試種,表現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等特點。2017年,糯兩優(yōu)7號推薦參加湖北楚越企業(yè)聯(lián)合體長江中下游區(qū)試;2018年,進入復試和生產(chǎn)試驗;2019年10月,糯兩優(yōu)7號通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定(國審稻20190086)。
2017 年參加湖北楚越企業(yè)聯(lián)合體長江中下游區(qū)試,平均產(chǎn)量9.389 t/hm2,比對照豐兩優(yōu)四號增產(chǎn)3.9%;2018 年續(xù)試,平均產(chǎn)量9.576 t/hm2,比豐兩優(yōu)四號增產(chǎn)4.0%;2 年區(qū)試平均產(chǎn)量9.482 t/hm2,比豐兩優(yōu)四號增產(chǎn)3.95%,增產(chǎn)點比例68.4%;2018年生產(chǎn)試驗,平均產(chǎn)量9.481 t/hm2,比豐兩優(yōu)四號增產(chǎn)3.5%,增產(chǎn)點比例75%。區(qū)試和生產(chǎn)試驗結果表明,糯兩優(yōu)7號是一個豐產(chǎn)性較好的組合。
糯兩優(yōu)7號屬遲熟秈型兩系雜交糯稻,株型集散適中,莖稈較粗壯,劍葉稍長、挺直,熟期轉色好。葉片、葉鞘綠色,葉緣、穎尖、柱頭無色。2 年區(qū)試平均表現(xiàn):全生育期132.3 d,比對照豐兩優(yōu)四號長0.6 d,有效穗數(shù)253.5萬/hm2,株高129.4 cm,穗長25.5 cm,每穗總粒數(shù)171.5粒,結實率83.9%,千粒質(zhì)量28.4 g。
2年區(qū)試稻瘟病抗性平均表現(xiàn):綜合指數(shù)分別為4.3級和5.5級,穗瘟損失率最高級7級;白葉枯病平均4級,最高5級;褐飛虱平均8級,最高9級;耐熱性3級。
稻米品質(zhì)由農(nóng)業(yè)部食品監(jiān)督檢驗測試中心(武漢)檢測,2017 年稻米品質(zhì)主要指標:整精米率67.8%,長寬比3.1,堊白度8.0%,膠稠度100 mm,直鏈淀粉含量1.9%,堿消值5.0,透明度1級,達國標優(yōu)糯等級。2018年稻米品質(zhì)主要指標:整精米率67.8%,長寬比3.1,堊白度8.0%,膠稠度100 mm,直鏈淀粉含量1.9%,堿消值5.0,透明度1級,達部標優(yōu)質(zhì)3級。
選擇日照充足、排灌方便、土壤肥力較高的田塊作秧田,秧田要施足底肥,秧畦要平整,畦面不能有積水,以免高溫傷苗。作晚稻種植的華南稻區(qū),通常安排在6 月中、下旬播種。其它作單季稻栽培的區(qū)域,5 月中旬前播種。播種前先將種子翻曬1 d,促進種子萌動;再用強氯精浸種4~6 h,種子撈出后用大量清水沖洗,然后浸種催芽;種子稀播、勻播,播種量控制在150~180 kg/hm2,大田用種量15~22.5 kg/hm2,秧田面積與大田面積比例1∶10。秧苗見針期,用15%多效唑200 g/hm2均勻噴施,促進秧苗矮壯、多蘗;播種后10 d 左右,施45~60 kg/hm2尿素作斷奶肥,促進秧苗早生快發(fā);插秧前3 d 施60~75 kg/hm2尿素作送嫁肥,以利于秧苗返青。
糯兩優(yōu)7 號機插或拋秧,秧齡20~25 d 為宜;手工栽插,秧齡25~30 d 為宜,不超過35 d。糯兩優(yōu)7 號分蘗力一般,通過合理密植,可增加有效穗,在此基礎上再爭取大穗。插秧規(guī)格19.8 cm×19.8 cm,穴插1~2粒谷,插足27萬穴/hm2,確?;久邕_90~120萬/hm2,有效穗達247.5萬/hm2左右,為高產(chǎn)打基礎。
糯兩優(yōu)7號需肥量中等,不耐高肥。掌握“重施基肥,早施分蘗肥,巧施穗、粒肥”的施肥原則。產(chǎn)量8.25 t/hm2的中等肥力田塊需施純氮165~180 kg/hm2,氮肥的施用按6∶3∶1 的比例分別作基肥、分蘗肥和穗粒肥3次施用;磷肥作基肥1次性施用;鉀肥作基肥和穗、粒肥按6∶4的比例分2次施用。水分管理掌握“淺水插秧,薄水促蘗,寸水孕穗揚花,干濕交替促壯籽”的原則。最高分蘗達330 萬/hm2時,及時排水擱田,控制無效分蘗,提高成穗率。收割前7 d左右斷水,便于后期收割。
病蟲害防治,堅持預防為主、防治結合的原則,根據(jù)當?shù)刈钚掳l(fā)布的病蟲發(fā)生預測預報,結合田間病蟲害實際發(fā)生情況及時防治。幼苗期做好薊馬、二化螟的防治;成株期做好卷葉螟、稻飛虱和稻瘟病的防治。選用無毒(或者低毒)、低殘留農(nóng)藥,減輕對環(huán)境可能造成的污染,確保稻米食品安全。
水稻的糯性由隱性單基因wx控制,非糯Wx對糯wx表現(xiàn)顯性[18]。糯稻制種時,母本若接受了非糯花粉,F(xiàn)1(植株)可能正常結實,不影響產(chǎn)量,但F2(稻米)可能嚴重影響外觀品質(zhì)(出現(xiàn)非糯籽粒)和食味品質(zhì)(直鏈淀粉含量提高,糯性變差)。因此,糯兩優(yōu)7號制種要求的隔離條件比普通雜交稻制種更為嚴格,選擇除制種父本外無異源花粉的天然隔離區(qū)作制種基地是最佳選擇。若采用生育期隔離,要求早抽穗父本的終花與遲抽穗父本的始花相差30 d 以上,生產(chǎn)上不建議采用空間隔離。制種田的選擇同時兼顧土壤肥力較高、日照充足、易排易灌、交通便利的田塊。
根據(jù)多年來的氣象資料,在泰寧縣朱口鎮(zhèn)進行糯兩優(yōu)7 號單季制種,父母本抽穗揚花期安排在8 月上、中旬為宜,該時段氣溫較高且穩(wěn)定,日照充足,天氣多晴朗,早晚溫差大,田間有露水,有利于授粉結實。結合糯兩優(yōu)7號親本的特征特性,父本嘉糯恢7號分2期,分別在4月18日和4月25日播種,兩期父本播差期7 d;母本閩糯1S于5月3日播種,與第1期父本時差15 d,葉差(4.2±0.2)葉;生產(chǎn)上不同年份播種期的確定,掌握以葉差為主,時差為輔的原則,確保父母本花期相遇良好。
選擇土壤肥力較高、陽光充足、水利方便、前茬最好是菜地或閑置地作秧田,秧畦必須平整,不能出現(xiàn)中間積水。施150 kg/hm2復合肥作秧田基肥。父本播種量120 kg/hm2,制種田用種量4.0 kg/hm2,父本秧田面積與制種田面積比例為1∶30;母本播種量控制在150 kg/hm2左右,制種田用種量30 kg/hm2,母本秧田面積與制種田面積比例為1∶5;種子稀播、勻播。秧苗見針期,用5 kg/hm2尿素對水750 kg噴施;1葉1 心期用15%多效唑可濕性粉劑200 g/hm2對水100 kg 噴施,促進秧苗多蘗、矮壯,播種后7~10 d 施尿素45~60 kg/hm2,作斷奶肥,促進秧苗早生快發(fā);移栽前2~3 d 施尿素60~75 kg/hm2作送嫁肥,以利于縮短返青期。確保移栽時父本帶3~5個蘗,母本帶2~3個蘗。
父本嘉糯恢7 號25~30 d 秧齡移栽,不宜超過35 d,穴插2 粒谷,株行距26.4 cm×26.4 cm,第Ⅰ、Ⅱ期父本相間種植;母本閩糯1S秧齡20~25 d移栽,穴插2粒谷,株行距13.3 cm×13.3 cm。父、母本行比2∶10,父、母本間距:工作行35 cm,非工作行20 cm。
制種田肥料的施用掌握“施足基肥、早施追肥、后期看苗情補肥”的原則,氮、磷、鉀按一定比例配合施用。父本基肥采取條施方式,插秧前2 d,父本行挖30 cm寬、20 cm深溝,將氯化鉀60 kg/hm2、過磷酸鈣105kg/hm2、碳酸氫銨225 kg/hm2充分混勻后施入溝中,覆土耙平2 d 后插秧。母本插秧前,將過磷酸鈣360 kg/hm2、氯化鉀90 kg/hm2、碳酸氫銨675 kg/hm2充分混勻,撒施于母本行,畦面耙平后2 d 插秧。母本插后1周,父、母本全面施進口復合肥225 kg/hm2、氯化鉀25 kg/hm2,以促進分蘗。孕穗至抽穗期,用磷酸二氫鉀11.25 kg/hm2對水750 kg 作葉面肥噴施。水分管理上掌握淺水栽插,寸水活蔸、返青,薄水促蘗,幼穗分化保濕潤,揚花授粉需寸水,干濕交替促壯籽的原則。當最高分蘗數(shù)達到375萬/hm2左右時,及時烤田控分蘗,當田塊干裂、稻根翻白露面、葉色由深綠轉為淡綠時復水。
“九二0”起著解除不育系包穗,延長柱頭活力,提高異交結實率的作用。閩糯1S對“九二0”的反應較敏感,正常情況下,“九二0”施用量在240~300 g/hm2,分3 次噴施。第1 次噴施在母本見穗10%左右時進行,父母本同噴,施用量為60~75 g/hm2;第2次噴施在母本抽穗50%時進行,先父母本同噴,然后父本單獨補噴1次,施用量為120~150 g/hm2;2 d后進行第3次噴施,父母本同噴,用量為60~75 g/hm2。生產(chǎn)上還要根據(jù)噴施“九二0”時的天氣狀況確定是否需要補噴或單獨補噴某一親本,營造父母本高度差為25~30 cm,利于母本授粉結實。噴施“九二0”的最佳時間宜在早晨露水未干前,或者下午太陽落山后進行。
晴朗天氣,一般10:00 左右開始趕粉,陰雨天根據(jù)母本開花遲早確定具體趕粉時間。單人采用竹竿趕粉,掌握“輕靠、重搖、慢回手”的原則,即將竹竿輕輕依靠在父本莖稈中上部位置,接著前后來回重搖竹竿數(shù)次(竹竿與父本莖稈不分離,避免竹竿擊打莖稈或稻穗),然后將竹竿慢慢撤離,人前行后,重復以上操作。2 人采用拉繩趕粉,繩子粗細要適合,行走過程兩端盡量往下壓,要求繩子保持拉緊,行走速度快慢要協(xié)調(diào),保持均衡一致,盡量做到拉繩不傷及稻穗,每天趕粉3次左右。
密切關注當?shù)夭∠x害發(fā)生預測預報,掌握預防為主,防治結合的原則。蟲害前期主要做好稻薊馬、螟蟲的防治,后期做好稻飛虱的防治;病害主要做好稻瘟病和稻粒黑粉病的防治。
雜交糯稻制種,母本若接受了非糯花粉,F(xiàn)1可能仍然結實正常,對產(chǎn)量影響不大,但F2(稻米)對外觀品質(zhì)和食味品質(zhì)造成嚴重影響。因此,必須嚴格除雜。田間雜株主要有保持系、變異株和落粒谷等三大類。第1次噴施“九二0”前后3 d,雜株明顯,容易識別,是田間除雜的關鍵時期,應組織有經(jīng)驗的技術人員進行及時、全面、拉網(wǎng)式除雜,停粉后10 d,再全面清雜1次,把母本行中主穗和分蘗穗結實率異常高的單株去除。成熟期看天氣及時搶晴收割,種子從收獲到最后的分發(fā),各個環(huán)節(jié)防止機械混雜。