融水香粳糯提純復(fù)壯及品種改良研究

廖春良， 曾華忠， 楊光照， 吳庚勇， 莫榮清

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所/廣西水稻遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南寧 530007； 2.融水苗族自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 廣西 柳州 545300)

香粳糯是廣西壯族自治區(qū)融水苗族自治縣的一個(gè)特色水稻品種，適宜當(dāng)?shù)匾患局械痉N植，栽培歷史悠久，有 “一家蒸煮萬家飄香”的美譽(yù)，其食味品質(zhì)、糯性、商品性深受廣大消費(fèi)者青睞，市場售價(jià)高于普通水稻品種，是山區(qū)農(nóng)戶種植收入的重要經(jīng)濟(jì)來源[1,3]。由于原品種種子混雜、退化和變異問題突出，大田群體植株間性狀表現(xiàn)參差不齊、差異顯著，極大程度影響了香粳糯單產(chǎn)和品質(zhì)。為了擴(kuò)大特色香粳糯種植面積，推動(dòng)特色產(chǎn)業(yè)脫貧致富，解決香粳糯良種供給與利用問題顯得十分緊迫。本研究借鑒前人的研究經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用常規(guī)水稻屬自花授粉作物，種子內(nèi)部基因型一致，一個(gè)純系就是一個(gè)品種的研究結(jié)果[4-6]；在不改變原品種遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)上，采取優(yōu)中選優(yōu)的比較選擇法，完成香粳糯提純復(fù)壯及品種改良工作，為地方特色水稻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)田位于融水苗族自治縣三防鎮(zhèn)本洞村，海拔431.2 m，東經(jīng)108°98′，北緯25°22′。該地屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫19.6 ℃，最高氣溫 36.9 ℃，最低氣溫-4.12 ℃，年降水量1 284.3 mm，年蒸發(fā)量1 478.2 mm。土壤母質(zhì)為花崗巖，坡下山地，上松下緊中壤質(zhì)地，有效土層厚度100 cm，耕層厚度18 cm，耕層土壤容重1.181 g/cm3，有機(jī)質(zhì)45.8 g/kg，全氮1.88 g/kg，有效磷33.0 mg/kg，速效鉀30.0 mg/kg，緩效鉀1 160 mg/kg，pH 5.14。常年耕作水稻-蔬菜，一年兩熟制，灌排方便[6]。實(shí)施過程在同一試驗(yàn)田完成，各階段試驗(yàn)管理方法要求一致，秧田不作為試驗(yàn)田[7-9]。試驗(yàn)始于2016年5月稻季，終于2018年11月；供試的香粳糯原種子作為株行、株系選種試驗(yàn)的對照種。

1.2 單株(穗)選種試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

選取當(dāng)?shù)叵憔捶N源5 kg，精選種子2 kg，用85%強(qiáng)氯精500倍液消毒，浸種、催芽，于2016年5月9日播種，稀播勻播，培育壯秧。秧田整地施45%三元復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)225 kg/hm2作基肥，移栽前3～5 d追施尿素、氯化鉀各60 kg/hm2，6月9日移栽。試驗(yàn)小區(qū)為長方形，長∶寬≈3∶1，行向與走道垂直，走道寬0.50 m，小區(qū)間距離0.33 m，小區(qū)面積13.86 m2，種植密度16.50萬穴/hm2，單本種植[10]。秧苗選擇株葉形態(tài)基本一致的單株3 000株，按照試驗(yàn)小區(qū)種植，完全隨機(jī)區(qū)組排列，邊行作為保護(hù)行。從3 000株中隨機(jī)選擇20株，設(shè)為特選單株，編號為a 1至a 20，觀測葉片生長動(dòng)態(tài)變化，記錄主莖總?cè)~片數(shù)。選擇葉片生長動(dòng)態(tài)具有一致性的植株作為選育目標(biāo)，觀測株型、葉型、葉色、葉鞘色、全生育期、株高、穗型、粒型、芒長等，記錄主要生育特性和農(nóng)藝性狀，確定香粳糯品種的典型性。結(jié)合穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、谷粒重等綜合性狀，反復(fù)觀測比較3 000個(gè)試驗(yàn)材料(含特選單株)，以具備典型性、生長一致性、穗粒結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)為擇優(yōu)對象，篩選出單株種(穗)50個(gè)[2,4,9]，種子編號A 1至A 50，記錄來源。

1.3 株行選種試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

入選單株種(穗)50個(gè)種子重新編號B 1至B 50，記錄來源，經(jīng)過消毒、浸種、催芽后于2017年5月14日分區(qū)播種，嚴(yán)防區(qū)間種子混雜。6月7日按照小區(qū)試驗(yàn)移栽，每個(gè)單株種(穗)為一個(gè)小區(qū)，面積13.86 m2，長∶寬≈3∶1，行向與走道垂直，走道寬0.50 m，區(qū)間距0.33 m，種植密度16.5萬穴/hm2，單本種植。完全隨機(jī)區(qū)組排列，每10個(gè)小區(qū)設(shè)置一對照，不設(shè)重復(fù)。與相鄰對照反復(fù)比較，選擇全生育期一致、葉瘟較少(或無)、豐產(chǎn)性好的試驗(yàn)小區(qū)[11-12]。去雜去劣，除去小區(qū)走道邊行測產(chǎn)，實(shí)測面積13.33 m2。進(jìn)行食味品質(zhì)比較鑒定與綜合評價(jià)，選定5個(gè)最具優(yōu)勢株行。

1.4 株系選種試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

入選株行5個(gè)種子重新編號C 1至C 5，記錄來源，經(jīng)過消毒、浸種、催芽后于2018年5月18日分區(qū)播種，嚴(yán)防區(qū)間種子混雜。6月9日按照小區(qū)試驗(yàn)移栽，每6個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)對照，3次重復(fù)，其它設(shè)計(jì)與株行選種試驗(yàn)設(shè)計(jì)相同。與相鄰對照作比較，篩選生育特性一致、穗頸瘟較少(或無)、豐產(chǎn)性好的試驗(yàn)小區(qū)，選擇其中兩個(gè)差異不大的重復(fù)(用Ⅰ、Ⅱ表示)比較鑒定[13]。去雜去劣，除去小區(qū)走道邊行測產(chǎn)，實(shí)測面積13.33 m2。進(jìn)行比較鑒定稻米品質(zhì)的差異，選擇綜合性狀評價(jià)最優(yōu)良的品系。

1.5 大田施肥與管理方法

施肥方法：移栽前施腐熟農(nóng)家肥7 500 kg/hm2、15%鈣鎂磷肥375 kg/hm2作基肥；移栽后5～7 d追施45%三元復(fù)合肥(N∶P∶K =15∶15∶15)225 kg/hm2作分蘗肥；移栽后60 d，追施45% 三元復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)75 kg/hm2作接力肥。水分管理方法：淺水移栽，栽后保持2～3 cm水層管理15～20 d；孕穗期至揚(yáng)花期保持6～7 cm水層，灌漿期排水保持濕潤，黃熟期曬田。藥劑防治病蟲害方法：分蘗盛期，1 hm2用75%三環(huán)唑可濕性粉劑450 g、20%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑225 mL和50%吡蚜酮可濕粉劑240 g，兌水750 kg噴霧防治稻瘟病、稻縱卷葉螟、三化螟、稻飛虱等病蟲害。破口期，1 hm2用2%春蕾霉素水劑1 000 mL、30%苯甲·丙環(huán)唑乳油300 mL、20%氯蟲苯甲酰胺懸浮劑225 mL和50%吡蚜酮可濕粉劑240 g，兌水750 kg噴霧防治穗頸病、紋枯病、稻曲病、三化螟、稻飛虱。各試驗(yàn)階段嚴(yán)禁噴施除草劑及生長激素之類的藥物，避免人為因素影響試驗(yàn)結(jié)果[4-9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株的選擇

由表1可知，20個(gè)特選單株中主莖葉片數(shù)為20片有13株，占比65.0%，全生育期150 d；主莖葉片數(shù)為19片有6株，占比30.0%，全生育期147 d；主莖葉片數(shù)21片僅有1株，占比5.0%，全生育期153 d；由圖1可知，除了a 8外，其他a 1、a 3、a 6、a 7、a 11、a 12、a 14、a 15、a 16、a 18、a 19、a 20(12株)葉片生長動(dòng)態(tài)基本一致，主要生育特性、葉色、葉鞘色完全一致。以植株特征眾數(shù)占比最高為選擇對象[2,4-5]，推斷出主莖葉片總數(shù)20片、全生育期為150 d、葉色綠、葉鞘淡綠色為香粳糯典型性。單株典型性狀為株型松散、穗型松散、粒型橢圓、穎色淺黃、稃尖色淺黃、芒色淺黃、芒長1.1～1.2 cm均為香粳糯典型性。由表3可知，篩選出A 1、A 2、A 3……A 50優(yōu)良單株共50株，株高約為164.0 cm，主穗長≥ 22.0 cm、主穗實(shí)粒數(shù)≥160粒、主穗總粒數(shù)≥ 200粒、主穗結(jié)實(shí)率≥ 80.0%。

圖1 單株葉片生長動(dòng)態(tài)

表1 特選20個(gè)單株主要生育特性與葉片特性

2.2 株行的選擇

由圖2可知，參試株行56個(gè)(含對照)全生育期相差1～2 d，以相差1 d 為間隔分為3種不同類型全生育期，其中全生育期147 d 的株行有11個(gè)，占比19.6%，葉瘟感染率45.3%；全生育期148 d的株行有9個(gè)，占比16.1%，葉瘟感染率37.6%；全生育期149 d 的株行有36個(gè)，占比64.3%，葉瘟感染率20.9%。根據(jù)葉瘟感染率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全部淘汰較高感染率的株行類型(全生育期為147 d 和148 d )，從較低感染率、全生育期149 d 的株行中篩選葉瘟感染為0(或輕)的株行。由表3可知，決選出每穗實(shí)粒數(shù)、每穗總粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量明顯優(yōu)于對照的5個(gè)株行，分別是B 17、B 18、B 20、B 39、B 50，增產(chǎn)幅度13.3%～35.0%，其中B 17產(chǎn)量最高，達(dá)5 812.95 kg/hm2；食味品質(zhì)均優(yōu)于ck。

表3 入選株行的經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量與食味品質(zhì)比較

圖2 株行生育特性與葉瘟抗性比較

2.3 株系的選擇

由表4可知，參試5個(gè)株系與對照生育特性均表現(xiàn)一致性，C 1穗頸瘟病穗率平均值為3.6%，對照穗頸瘟病穗率平均值為10.0%，減少了6.4%，明顯優(yōu)于對照，而C 2、C 3、C 4、C 5表現(xiàn)均不理想。由表5可知，C 1產(chǎn)量為5 149.20 kg/hm2，增產(chǎn)率20.4%，增產(chǎn)效果顯著；其稻米直鏈淀粉含量為1.6%，降低了0.4%，說明C 1米飯糯性比對照好，并且粗纖維、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)指標(biāo)均高于ck。

表4 株系生育特性、穗頸瘟病穗率比較

表5 入選株系與ck產(chǎn)量、米質(zhì)鑒定比較

3 結(jié)論與討論

經(jīng)過提純復(fù)壯及改良選育后，香粳糯新品種群體植株表現(xiàn)生長整齊、成熟一致，原種純度達(dá)到99.9%，符合國家優(yōu)質(zhì)良種標(biāo)準(zhǔn)[14-15]。既保留著原品種典型性，又提升了豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性、稻米品質(zhì)以及米飯的獨(dú)特香味。經(jīng)過連續(xù)兩年示范推廣應(yīng)用，特別在豐產(chǎn)性方面有了大幅提高，平均產(chǎn)量5 250 kg/hm2，增產(chǎn)率20.4%，種植利潤提高2.09萬元/hm2；產(chǎn)業(yè)扶貧帶動(dòng)貧困戶343戶種植香粳糯新品種，累計(jì)帶動(dòng)60戶貧困戶脫貧摘帽，取得了較好的扶貧效果。

本品種主要分布于融水苗族自治縣海拔高度400～900 m的谷地、丘陵低洼處的冷浸梯田種植，環(huán)境條件相對惡劣，存在著光照短、土溫低、肥力差、土爛泥深、還原性物質(zhì)多、稻瘟病危害嚴(yán)重等問題[16]。研究中根據(jù)種植環(huán)境與品種的特點(diǎn)，在原生環(huán)境中采取時(shí)間隔離種植，對各試驗(yàn)稻瘟病防治進(jìn)行相同處理，不會影響試驗(yàn)選擇結(jié)果的準(zhǔn)確性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),單株間主莖葉片數(shù)相同的植株葉片生長動(dòng)態(tài)變化存在著差異顯著性，但品種典型性具有一致性和穩(wěn)定性，是正確選擇參試材料的重要參考指標(biāo)；株行間全生育期、稻瘟病抗性、豐產(chǎn)性存在著差異顯著性，部分株行還存在群體植株生長不整齊、雜株率超標(biāo)等問題，這與原香粳糯品種混雜和變異有關(guān)，不影響對參試材料的正確判斷與選擇；具有本品種相同典型性的株系，其豐產(chǎn)性、穗莖瘟抗性和稻米品質(zhì)也存在著差異，綜合性狀表現(xiàn)不一致性，決定了優(yōu)良性狀最突出的品系作為提純復(fù)壯后香粳糯新品種。

因此，在今后的良種繁育工作中，為了保持改良后的香粳糯新品種典型性、一致性和穩(wěn)定性，確保提純復(fù)壯后的種子質(zhì)量，應(yīng)特別注意隔離繁育、去雜去劣問題，嚴(yán)防機(jī)械混雜和生物混雜；及時(shí)防治稻瘟瘟病，綜合做好品種改良后的保護(hù)工作。