寒地耐鹽堿優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)水稻新品種龍稻124 的選育

丁國(guó)華 劉 凱 曹良子 白良明 王彤彤 周勁松 洛 育 夏天舒 楊 光 王雪揚(yáng) 姜 輝 陳 磊 李柱剛 孫世臣 來永才

（1 國(guó)家水稻耐鹽堿技術(shù)創(chuàng)新中心東北分中心，哈爾濱 150086；2 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150086；3 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所/農(nóng)業(yè)部種養(yǎng)結(jié)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院開放實(shí)驗(yàn)室/黑龍江省水稻品質(zhì)改良與遺傳育種工程技術(shù)研究 中心/黑龍江省作物分子設(shè)計(jì)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150086；4 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所，哈爾濱 150086）

我國(guó)人均耕地面積不足世界的一半，且中低產(chǎn)田比例高達(dá)70%以上，人多地少是我國(guó)的基本國(guó)情，18 億畝的耕地紅線只能達(dá)到糧食基本自給。如何提升我國(guó)糧食自給能力，確保我國(guó)糧食安全？我國(guó)鹽堿地面積達(dá)1 億hm2，是重要的土地后備資源，如果能夠得到有效利用，必將大大提升我國(guó)糧食安全，是一件功在當(dāng)代，利在千秋的舉措。眾多學(xué)者研究和實(shí)踐表明，水稻對(duì)鹽中度敏感[1-2]、相對(duì)耐堿[3]，種植水稻是改良鹽堿地的有效措施[4-6]，同時(shí)，水稻是我國(guó)最重要的口糧作物，全國(guó)60%以上的人口以稻米為主食，是保障我國(guó)糧食安全的基石。黑龍江省是我國(guó)水稻的最主要產(chǎn)區(qū)，且所產(chǎn)均為優(yōu)質(zhì)粳稻，產(chǎn)量和商品率均為全國(guó)第一，2018 年種植面積占全國(guó)水稻總面積的12.53%，產(chǎn)量占比達(dá)12.66%（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)），是我國(guó)名副其實(shí)的糧食安全“壓艙石”。在黑龍江省西部及吉林省分布著我國(guó)最大最集中的蘇打鹽堿地，面積超過 300 萬hm2。其中，分布在黑龍江省且有基本種稻條件的約有100 萬hm2[7]，生產(chǎn)潛力巨大。這一區(qū)域通過種植耐鹽堿水稻品種等綜合措施改良，鹽堿地利用取得了重要進(jìn)展，但耐鹽堿水稻品種少、更新速度慢的問題一直制約著該地區(qū)水稻生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。本團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問題，經(jīng)過多年攻關(guān)，育成了適合該區(qū)域種植的耐鹽堿、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)水稻新品種龍稻124，助力寒地蘇打鹽堿地改良與利用。

龍稻124 是在耐鹽堿較強(qiáng)的水稻品種龍稻5 號(hào)基礎(chǔ)上改良而來，是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所水稻研究室繼龍稻3 號(hào)、龍稻5 號(hào)、龍稻13號(hào)等29 個(gè)水稻品種后[8-9]最新選育的品種，于2020年6 月通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。

1 選育過程

黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所水稻研究室2010 年以龍稻5 號(hào)為母本、豐矮占1 號(hào)為父本雜交，獲得F0種子，同年在海南三亞加代獲得F1種子，并以龍稻5 號(hào)為輪回親本回交3 代（三 亞-哈爾濱-三亞），2011 年獲得BC3F0種子30 粒；2012 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻創(chuàng)新基地種植BC3F1并混收；2013 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻創(chuàng)新基地種植BC3F2分離世代，按目標(biāo)性狀選擇優(yōu)良單株，編號(hào)為10-17（第1 次選擇）；2014 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻創(chuàng)新基地種植BC3F3優(yōu)良單株繼續(xù)優(yōu)中選優(yōu)獲得單株，編號(hào)為10-17-36（第2次選擇）；2015 年繼續(xù)種植株行BC3F4，選擇優(yōu)良單株，田間編號(hào)為10-17-36-58（第3 次選擇）；2016年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻創(chuàng)新基地按株行單本栽插BC3F5，選擇優(yōu)良單株，田間編號(hào)為10-17-36-58-124，且已穩(wěn)定，品系命名為龍稻124，同年南繁加代獲得BC3F7；2017 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻創(chuàng)新基地和黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院種植BC3F7，進(jìn)行產(chǎn)量、品質(zhì)鑒定、抗逆性鑒定（耐鹽堿、耐冷、抗稻瘟?。?。2018 年參加黑龍江省第一積溫帶優(yōu)良食味組水稻區(qū)域試驗(yàn)，2019 年參加黑龍江省第一積溫帶優(yōu)良食味組水稻區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，2020 年6 月通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：黑審稻20200065。龍稻124 的系譜圖見圖1。

圖1 龍稻124 的系譜圖

2 特征特性

2.1 農(nóng)藝性狀龍稻124 株型緊湊，劍葉上舉，分蘗能力強(qiáng)，主莖14 片葉，株高99.3cm，穗長(zhǎng)18.5cm，平均穗粒數(shù)127 粒，稻谷千粒重26.4g。該品種為黑龍江省第一積溫帶品種，在適應(yīng)區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)143d 左右，適合在黑龍江省西部蘇打鹽堿地pH ≤8.5，≥10℃活動(dòng)積溫2700℃地區(qū)種植。米質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量穩(wěn)、抗倒伏、抗冷、抗病、耐鹽堿，具有較強(qiáng)的耐鹽堿性和較好的食味品質(zhì)。

2.2 稻米品質(zhì)2018-2019 年經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（哈爾濱）品質(zhì)分析結(jié)果：出糙率80.5%～80.6%，整精米率62.3%～64.3%，堊白粒率3.0%～6.0%，堊白度0.8%～1.3%，直鏈淀粉含量（干基）17.90%～18.97%，膠稠度81.0～82.0mm，食味品質(zhì)85～87 分，粗蛋白（干基）6.12%～7.08%，達(dá)到國(guó)家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)。

2.3 抗病、耐冷、耐鹽堿鑒定2018-2019 年在黑龍江省指定鑒定單位對(duì)龍稻124 抗病性和耐冷性進(jìn)行鑒定，稻瘟病抗性鑒定采用田間易感材料（蒙古稻）自然誘發(fā)感病方式進(jìn)行，耐冷性鑒定采用冷水灌溉模擬低溫冷害方式進(jìn)行。2 年抗病性接種鑒定結(jié)果：葉瘟3～4 級(jí)，穗頸瘟3～5 級(jí)。2 年耐冷性鑒定結(jié)果：處理空殼率11.26%～22.27%。

品種耐鹽堿鑒定于2017-2018 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院試驗(yàn)基地進(jìn)行，采用大田產(chǎn)量對(duì)比方法。鹽堿地pH 值8.5，對(duì)照田pH 值7.0，栽培技術(shù)及管理方式一致。龍稻5 號(hào)、龍稻124 在鹽堿處理下產(chǎn)量下降幅度分別為5.8%、4.2%，龍稻124產(chǎn)量下降幅度小于龍稻5號(hào)，鹽堿處理下每667m2產(chǎn)量比龍稻5 號(hào)高21.6kg，耐鹽堿能力強(qiáng)于龍稻5 號(hào)（表1）。

表1 龍稻124、龍稻5 號(hào)大田耐鹽堿鑒定產(chǎn)量結(jié)果

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

2018-2019 年參加黑龍江省第一積溫帶優(yōu)良食味組水稻區(qū)域試驗(yàn)，6 點(diǎn)次每hm2平均產(chǎn)量為8073.3kg，比對(duì)照龍稻18 增產(chǎn)7.2%；2019 年續(xù)試，6 點(diǎn)次平均產(chǎn)量為7943.5kg，比對(duì)照龍稻18 增產(chǎn)7.0%；2 年區(qū)域試驗(yàn)共12 點(diǎn)次，平均產(chǎn)量為8008.4kg，比對(duì)照增產(chǎn)7.1%。2019 年參加黑龍江省第一積溫帶優(yōu)良食味組水稻生產(chǎn)試驗(yàn)，每hm2平均產(chǎn)量為7914kg，比對(duì)照龍稻18 增產(chǎn)7.0%。2 年區(qū)域試驗(yàn)、1 年生產(chǎn)試驗(yàn)18 點(diǎn)次龍稻124 均增產(chǎn)，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)產(chǎn)性和廣適性。

4 栽培技術(shù)要點(diǎn)

龍稻124 在適應(yīng)區(qū)播種期為4 月8-15 日，插秧期為5 月13-20 日，秧齡30～35d，插秧規(guī)格為30cm×16.7cm，每穴3～5 株。一般每hm2施純氮120kg，氮∶磷∶鉀=2∶1∶1。磷肥全部作基肥，鉀肥分基肥、穗肥2 次施入，每次各施30kg。氮肥施用方法：基肥∶蘗肥∶穗肥∶粒肥=4∶3∶2∶1，每hm2基肥量：純氮48kg、純磷60kg、純鉀30kg；蘗肥量：純氮36kg；穗肥量：純氮24kg、純鉀30kg；粒肥量：純氮12kg。耕作方法：采取翻、旋、深松結(jié)合的輪耕制度。灌溉方法：節(jié)水灌溉。收獲期為9 月30 日至10 月10 日。

5 討論

鹽堿地包括堿土（以碳酸鈉Na2CO3和碳酸氫鈉NaHCO3為主）、鹽土（以氯化鈉NaCl 和硫酸鈉Na2SO4為主）以及鹽堿土。東北蘇打鹽堿地以Na2CO3和NaHCO3為主要鹽分，具有堿性強(qiáng)、物理性狀差的特點(diǎn)。眾多實(shí)踐證明，種植水稻是改良、利用蘇打鹽堿地的有效措施，其中耐鹽堿水稻品種的重要性不言而喻。水稻的耐鹽堿性是復(fù)雜的數(shù)量性狀，受不同染色體上的多基因調(diào)控，是多種生理生化反應(yīng)的綜合表現(xiàn)，且這種耐性又分為耐鹽性和耐堿性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)耐鹽堿水稻種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、篩選、鑒定，生理生化響應(yīng)機(jī)制，基因定位克隆，品種培育和配套栽培技術(shù)進(jìn)行了廣泛、深入的研究，取得了一系列重要研究成果[10-15]，但由于水稻耐鹽堿機(jī)制十分復(fù)雜，仍有許多問題亟待解決。

在耐鹽堿水稻品種培育方面以常規(guī)育種為主，分子育種為輔。遼寧鹽堿地利用研究所20 世紀(jì)80年代以來先后育成了鹽豐47、鹽豐188、鹽粳228 等抗鹽品種[16]。黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、海南大學(xué)、湖南省水稻研究所先后利用常規(guī)育種手段培育出龍稻5 號(hào)、長(zhǎng)白9 號(hào)、遼鹽9號(hào)、鹽稻10 號(hào)、廣鹽1 號(hào)、海湘030 等耐鹽堿水稻品種（品系）[9，17]。受到水稻品種自身光溫適應(yīng)性的限制，各個(gè)地方的耐鹽堿水稻品種一般不能直接在其他地方種植。特別是粳稻品種，由于具有特殊多樣化的生態(tài)條件，適應(yīng)性更為狹窄。東北蘇打鹽堿地種植早粳稻，長(zhǎng)期以來處于單一品種占主導(dǎo)地位的局面，缺少多品種的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，抗風(fēng)險(xiǎn)能力低[18]。

龍稻5 號(hào)在黑龍江省西部鹽堿地（肇源、大慶）廣泛種植，是黑龍江省公認(rèn)的耐鹽堿能力較強(qiáng)的水稻品種之一，具有抗倒伏、耐冷、不早衰、產(chǎn)量高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但食味品質(zhì)、粒型已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)發(fā)展需求。本團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一狀況，以龍稻5 號(hào)為輪回親本、以豐矮占1 號(hào)為供體親本，歷經(jīng)10 年培育成適合寒地蘇打鹽堿地種植的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、耐鹽堿水稻新品種龍稻124。其在正常田塊與龍稻5 號(hào)產(chǎn)量相當(dāng)，而在pH 值8.5 鹽堿地產(chǎn)量比龍稻5 號(hào)略高，食味品質(zhì)也優(yōu)于龍稻5 號(hào)，有望成為黑龍江省西部鹽堿稻區(qū)的主栽品種。龍稻124 的耐鹽堿機(jī)制與龍稻5 號(hào)有哪些異同，如何在鹽堿地配套龍稻124 高效栽培技術(shù)措施，諸多問題有待進(jìn)一步研究。