浙江省粳稻品種的演替研究綜述

郭瑩，李志瑛，翟榮榮，葉靖，王文頗，葉勝海*，王健*

(1.河北科技師范學(xué)院 農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，河北 秦皇島 066000；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻是世界三大糧食作物之一，在總收獲面積和單產(chǎn)上排名第二，在全球總產(chǎn)量中僅次于玉米和小麥[1]。水稻也是我國最重要的糧食作物之一，我國有超過一半的人以米飯為主食[2]，其中，粳米是人們最喜食的口糧。近年來，隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國粳米的消費需求日益增長，在人均稻米年消費量不斷下降的情況下，粳米年消費量反而增加，2015年全國粳米需求量達到500 億kg以上。全國粳米需求和粳稻種植面積逐年上升，南方稻區(qū)的“秈改粳”發(fā)展迅速，浙江、江蘇、安徽、湖北等秈粳混栽稻區(qū)，粳稻種植比例大幅提升；江西、湖南等秈稻區(qū)，粳稻種植面積也迅速擴大。

浙江省水稻種植面積約占糧食作物總面積的65%，其中晚粳稻約占水稻總面積的75%，是浙江省種植面積最大的水稻類型[3]，在滿足主糧自給方面起著重要作用。浙江省晚稻品種一般劃分為常規(guī)晚粳稻(包含常規(guī)晚糯稻)、常規(guī)晚秈稻、雜交晚粳稻(包含雜交晚糯稻)、雜交晚秈稻以及秈粳雜交等5個類型。其中，晚粳稻品種包括常規(guī)晚粳稻、雜交晚粳稻和秈粳雜交稻。而在種植類型上，浙北以單季粳稻為主，浙中、浙南則單季粳稻、雙季粳稻并存。針對晚粳稻在浙江省的重要地位，本文對浙江省近20 a審定通過的晚粳稻品種產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等性狀進行分析，以期為浙江晚粳稻育種提供參考。

1 浙江省晚粳稻品種演替基本情況

我國水稻育種經(jīng)歷了3個階段：20世紀50-70年代初的矮化育種[4]，20世紀70年代的抗性育種[5]，20世紀70年代后期至今的雜交育種[6]。而在浙江，根據(jù)不同階段水稻品種的類型，經(jīng)歷了以下幾個階段：20世紀50年代時浙江省主要種植的是高稈、需肥量小的農(nóng)家品種；60年代中期主要種植的是千粒重較高，穗型較小的京引15和農(nóng)墾58等外來品種；60年代后期主要種植浙江自主選育的雙糯4號、嘉湖4號等，表現(xiàn)為穗長中等，莖稈較粗，著粒密度較稀，產(chǎn)量較外來品種有了一定的提高，但品質(zhì)一般；80年代主要種植的是植株較矮、耐肥抗倒、千粒重略低的矮粳23；80-90年代時主要推廣秀水11、秀水27、秀水63等雙季晚粳，表現(xiàn)為千粒重高、植株較矮、根系發(fā)達、葉鞘包節(jié)、灌漿快、株型緊湊、產(chǎn)量較高、品質(zhì)較好；90年代主要種植的是浙農(nóng)8010、浙9248，表現(xiàn)為莖稈較粗，分蘗較強，穗大粒多等特點；21世紀初主要種植的是株型緊湊、莖稈較粗、抗倒好、分蘗強、產(chǎn)量高、品質(zhì)好的嘉花1號、秀水09、浙粳22等[7-8]。

晚粳稻品種在浙江水稻生產(chǎn)發(fā)展過程中起到了重要作用。因為浙江晚粳稻育種一直備受重視，其育種水平也一直走在全國前列。我們分析了2006-2020年浙江省發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種類型的變化，探索浙江省晚粳稻品種演替的基本情況，為后續(xù)更好地培育晚粳稻品種提供參考。

由圖1可知，2006-2020年，大多年份粳型常規(guī)稻品種的數(shù)量都是最多的，秈型常規(guī)稻品種數(shù)量的趨勢總體相對平穩(wěn)，而秈粳雜交稻主導(dǎo)品種的數(shù)量則總體上有著明顯的上升，尤其是2015年后開始明顯增多，粳型雜交稻品種的數(shù)量則變化不大。

圖1 2006-2020年浙江省水稻主導(dǎo)品種類型數(shù)量Fig.1 The number of dominant rice varieties in Zhejiang Province from 2006 to 2020

浙江粳型常規(guī)稻主導(dǎo)品種的數(shù)量一直比較多的原因是常規(guī)粳稻口感軟糯，富有彈性，人們比較愛吃，粳型常規(guī)稻里還包括常規(guī)晚糯稻，糯稻是很多食物的原材料，也是很多酒類的原材料，所以浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種中粳型常規(guī)稻占較大的比例。

表1為2006-2022年浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種中的粳稻部分(浙江省2005年才開始確定發(fā)布主導(dǎo)品種)，包括常規(guī)晚粳稻、常規(guī)晚糯稻、雜交晚粳稻、秈粳雜交稻等4個品種類型。主導(dǎo)品種中大多都出現(xiàn)了不止1次，有12 a的主導(dǎo)品種中都有紹糯9714，有10 a的主導(dǎo)品種中都有秀水134，有9 a的主導(dǎo)品種中有寧88等。其中，紹糯9714是常規(guī)晚糯稻，秀水134和寧88都是常規(guī)晚粳稻。大多數(shù)主導(dǎo)品種都是該類型品種中表現(xiàn)好的品種，但是也不斷地有新品種躋身在浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的主導(dǎo)品種列表中。

表1 2006-2022年浙江省粳稻主導(dǎo)品種Table 1 The dominant japonica rice variety in Zhejiang Province from 2006 to 2022

浙江省近20 a審定了一大批優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的水稻新品種，并在全國大面積推廣應(yīng)用。從國家水稻數(shù)據(jù)中心查詢可知，2001-2020年浙江省通過省級審定的品種共有412個，有79個秈型常規(guī)稻、102個粳型常規(guī)稻、151個秈型雜交稻、55個粳型雜交稻、25個秈粳雜交稻。其中，秈型雜交稻品種數(shù)最多，粳型常規(guī)稻次之，近幾年才有較多的秈粳雜交稻品種通過審定。

從圖2來看，審定的品種中，秈型雜交稻所占比例較大，秈型常規(guī)稻所占比例較小，有些年份甚至沒有；粳型雜交稻所占比例也很小，2015年開始甚至沒有審定的品種，粳型常規(guī)稻所占比例較為穩(wěn)定，大多數(shù)是和秈型常規(guī)稻相同數(shù)量，有時數(shù)量會多一些；秈粳雜交稻近幾年才多起來，可能是因為近幾年的浙江水稻育種更傾向于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)秈粳雜交稻。

圖2 2001-2020年浙江省水稻審定品種類型數(shù)量Fig.2 The number of approved rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2020

1.1 浙江省晚粳稻品種生育期分析

晚粳稻感光性較強，其生育期決定了水稻的種植區(qū)域，而且生育期直接影響著水稻光合產(chǎn)物積累時間的長短，從而影響水稻籽粒的灌漿進程，間接影響水稻的產(chǎn)量[9]。適合連作和單季種植的水稻生育期差異較大，從圖3中可知，2016年沒有適合連作的粳稻品種。2001-2021年適合連作種植的粳稻品種的生育期基本上在128～145 d，生育期最短在2005年，為128.98 d，生育期最長在2014年，為145 d；而適合單季種植的粳稻品種基本上在147～159 d，生育期最短的在2020年，為147.44 d，最長的在2019年，為158.85 d。這個差異與種植的區(qū)域、當年的氣候狀況以及水稻品種有很大的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)生育期越長產(chǎn)量就會越高，但是生育期不是越長越好，影響水稻產(chǎn)量最關(guān)鍵的因素是光照和溫度[10]。

圖3 2001-2020年浙江省粳稻審定品種生育期Fig.3 The growth period of approved japonica rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2020

1.2 浙江省晚粳稻品種產(chǎn)量分析

高產(chǎn)一直是育種的主要方向，浙江省水稻種植面積在“十二五”之后呈下降趨勢，2020年的種植面積比2011年減少19%[11]，但是浙江省水稻單產(chǎn)在不斷提高[12]。由圖4可以看到，單產(chǎn)總體上是呈上升趨勢的，其中，2003-2005年、2012-2015年分別出現(xiàn)2次單產(chǎn)穩(wěn)定提升的趨勢。2002年的單產(chǎn)最低，2015年單產(chǎn)最高，在2019年有略微的下降，可能是因為2015年審定的品種中秈粳雜交品種的占比較高，而秈粳雜交稻的單產(chǎn)一般要高于常規(guī)晚粳稻，所以2015年的平均產(chǎn)量最高。2001年的平均產(chǎn)量是8.12 t·hm-2，2020年的平均產(chǎn)量是9.81 t·hm-2，與2001年相比，2020年產(chǎn)量提升了將近20%左右，近20 a浙江省粳稻審定品種的產(chǎn)量提高幅度很大。

圖4 2001-2021年浙江省粳稻審定品種產(chǎn)量Fig.4 Yield of approved japonica rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2021

1.3 浙江省晚粳稻品種抗性分析

水稻生產(chǎn)受到多種病蟲害的制約，特別是稻瘟病、白葉枯病和稻飛虱[13]。浙江地處我國東南沿海地區(qū)，夏季多臺風暴雨、秋季多陰雨，氣候多變，稻瘟病、白葉枯病、倒伏、穗發(fā)芽等現(xiàn)象頻發(fā)。通過查詢，統(tǒng)計了近20 a浙江省通過審定的水稻品種對這3種病蟲害的抗性。2001-2020年共412個浙江省粳稻審定品種(包括粳稻雜交稻，秈粳雜交稻)中，由表2可知，在稻瘟病抗性方面，有43個中感品種、85個中抗品種、52個抗性品種、2個高抗品種；在白葉枯病方面，有2個高感品種、27個感病品種、67個中感品種、84個中抗品種；有14個高感稻飛虱品種、124個感稻飛虱品種、21個中感稻飛虱品種、4個中抗稻飛虱品種、1個抗稻飛虱品種。2個高抗稻瘟病的品種分別在2002年和2005年通過審定，近幾年則沒有高抗的品種出現(xiàn)，但是審定的品種總體抗病性有了提高，在抗稻瘟病的同時也對白葉枯病有一定的抗性。

表2 2001-2020年浙江省水稻審定品種抗病品種Table 2 Approved disease-resistant rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2020

1.4 浙江省晚粳稻品種品質(zhì)分析

隨著科技的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提升，對稻米品質(zhì)的要求也越來越高。近年來，審定品種的標準也不再局限于高產(chǎn)，稻米品質(zhì)的問題在水稻評價中的占比逐漸增大。

稻米品質(zhì)包括外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和食味蒸煮品質(zhì)[14]。外觀品質(zhì)主要是堊白率、透明度、堊白度、粒型等；加工品質(zhì)包括整精米率、精米率和糙米率；營養(yǎng)品質(zhì)主要是人體所需的各種微量元素和飲食蛋白等；食味蒸煮品質(zhì)包含直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度等[15]。糙米率和堊白度較低，精米率和透明度較高的稻米通常會被鑒定為外觀品質(zhì)高的稻米，也往往銷售情況較好。除了外觀，稻米的口感和營養(yǎng)價值也成為了人們選擇的依據(jù)，由于現(xiàn)代社會的高產(chǎn)多是由施用肥料和農(nóng)藥換來的，所以出現(xiàn)了新的稻米品質(zhì)鑒定標準-水稻安全食用品質(zhì)[16]。

我國于20世紀80年代開展稻米品質(zhì)育種研究，晚于很多發(fā)達國家[17]。中國的稻米品質(zhì)較國際優(yōu)質(zhì)稻米標準還有較大的差距，因此，我國水稻育種家們意識到了水稻品質(zhì)育種研究的重要性，開始將品質(zhì)育種作為水稻的重要育種目標之一[18]。

表3是2007-2020年浙江省水稻審定品種米質(zhì)評級情況，審定通過的優(yōu)質(zhì)晚粳稻品種數(shù)呈明顯的上升趨勢，根據(jù)食用稻品種品質(zhì)部頒的米質(zhì)指標，三等米在2010年只占所有審定通過品種數(shù)的20%～25%，在2015年占所有審定品種數(shù)的40%，在2020年占所有審定品種數(shù)的33%。

表3 2007-2020年浙江省水稻審定品種米質(zhì)評級情況Table 3 Rice quality rating of approved rice varieties in Zhejiang Province from 2007 to 2020

我國對稻米品質(zhì)的研究確實開始得較晚，但是進展很快，21世紀初時，就已經(jīng)有多個品種的多項指標都達到國家標準的一級標準了。雖然當時的國家標準較國際標準還有一定差距，之后國家進行了多次修改，浙江省通過審定的品種中也有很多品種的多項指標都達到了國家標準的一級、二級標準，品質(zhì)綜合評價在二等以上的優(yōu)質(zhì)品種近年不斷涌現(xiàn)。

2 發(fā)展趨勢和展望

如何提高產(chǎn)量一直是育種家們育種的目標以及所面臨的問題，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率是對水稻產(chǎn)量影響最大的4個因素[19]，還有一種說法是水稻產(chǎn)量通常通過分蘗數(shù)、每穗粒數(shù)和有效穗數(shù)來估計[20]。李炳福[21]的研究表明，穗粒數(shù)是對水稻產(chǎn)量影響最大的因素，其次是結(jié)實率和千粒重。王朋等[22]研究表明，江蘇省粳稻產(chǎn)量提高的主要原因是每穗粒數(shù)的顯著增多。張志才等[23]的研究表明，秈稻產(chǎn)量提高的原因主要是穗粒數(shù)和結(jié)實率的增加。隨著品種的改良，產(chǎn)量的提高更多表現(xiàn)在穗粒數(shù)的增多，所以之后的育種可以在其他幾個方面進行改良。從對水稻產(chǎn)量影響較大的4個因素分析水稻增產(chǎn)的可能途徑，即增加有效穗數(shù)和穗粒數(shù)以及千粒重，穗粒數(shù)一直是水稻產(chǎn)量提高的最主要原因，有效穗數(shù)和千粒重是影響水稻產(chǎn)量的主要因素，可以通過適當密植和選育大穗品種來提高水稻產(chǎn)量[24]。

常規(guī)晚粳稻育種目前所面臨的挑戰(zhàn)是，在保持現(xiàn)有產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，對品質(zhì)抗性要求的不斷提高，對培育出具有良好株葉形態(tài)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病粳稻新品種的要求也越來越高。常規(guī)稻育種是其他水稻品種選育的基礎(chǔ)，常規(guī)晚粳稻中的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、開花習(xí)性好和柱頭外露高的種質(zhì)資源可轉(zhuǎn)為不育系為秈粳雜交稻配組提供優(yōu)異母本。未來可以利用常規(guī)育種結(jié)合分子育種選育出更多具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的晚粳新品種，滿足消費者對米質(zhì)的要求，以及大眾對新的水稻品種的期待，也為秈粳雜交稻品種選育提供種質(zhì)資源。

隨著雜交水稻的出現(xiàn)，常規(guī)水稻所育成的品種逐漸減少，但是常規(guī)水稻也是雜交水稻親本的來源，所以仍具有很大的研究價值。浙江省審定的品種中秈型常規(guī)稻和粳型常規(guī)稻發(fā)展均衡，近20 a呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的趨勢。

3 結(jié)論

浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種粳稻大多都是常規(guī)晚粳稻，雜交粳稻數(shù)量很少，秈粳雜交稻數(shù)量近幾年呈明顯的上升趨勢。近20 a浙江省通過審定的粳稻品種的產(chǎn)量呈上升趨勢，多抗性品種數(shù)量增多，高品質(zhì)品種的比例也在逐年增加。在產(chǎn)量、抗病性、品質(zhì)等方面都有表現(xiàn)很好的品種，但各方面都表現(xiàn)很好的品種還較少，所以未來的育種目標應(yīng)該是在保持高產(chǎn)的基礎(chǔ)上，同步提高水稻品種的品質(zhì)和抗性。