摘要:為促進(jìn)高光效粳稻新品種的推廣,本文簡要介紹高光效粳稻新品種龍稻207的選育過程、品種特性、產(chǎn)量及其栽培技術(shù)要點(diǎn)。龍稻207是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所選育,以母本哈1031、父本東農(nóng)428采用系譜法選育而成的高光效粳稻新品種。2021-2022年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量8 534.7 kg·hm-2,比對照品種龍稻18增產(chǎn)8.3%;2022年生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量為8 364.5 kg·hm-2,比對照品種龍稻18增產(chǎn)8.7%。2023年,龍稻207獲得植物品種權(quán)申請?zhí)枺?0231003593);2023年通過黑龍江省審定(審定編號為黑審稻20230013)。該品種生育日數(shù)142 d左右,需≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右。通過Fv/Fm值檢測龍稻207在大田高光脅迫下能夠快速實(shí)現(xiàn)光恢復(fù),可以從光抑制值0.283恢復(fù)到0.740,該品種能夠維持大田下的高光合作用能力。
關(guān)鍵詞:高光效;粳稻;龍稻207;品種特性
收稿日期:2024-05-24
基金項(xiàng)目:黑龍江省省屬科研院所科研業(yè)務(wù)費(fèi)(CZKYF2022-1-B003)。
第一作者:王麒(1980-),男,博士,副研究員,從事水稻遺傳育種研究。E-mail:neauwq@163.com。
水稻是重要的糧食作物之一,為世界上超過一半的人口提供主食[1]。水稻為人們提供營養(yǎng)需求,人體生命活動提供能量保障。由于水稻在糧食供應(yīng)中的核心地位,其穩(wěn)定生產(chǎn)對于保障糧食安全和維護(hù)社會穩(wěn)定具有重要意義。高光效育種是一種通過對農(nóng)作物的光能利用效率進(jìn)行測定和選擇,進(jìn)而培育出具有較高光能利用效率作物品種的育種方法[2]。光能是維持生命活動的最重要物質(zhì)之一,即植物生長和發(fā)育的能量來源[3]。光能利用效率的提高可以顯著增加作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[4-5]。因此,高光效育種的應(yīng)用具有重要意義。
提高水稻產(chǎn)量是解決糧食安全問題的關(guān)鍵[6]。高光效育種能夠培育出光合效率更高的水稻品種[7],這些品種可以更有效地利用光能進(jìn)行光合作用,從而增加稻谷的產(chǎn)量。這對于滿足全球不斷增長的人口對糧食的需求具有重要意義。高光效育種通過優(yōu)化光合作用過程影響稻谷中營養(yǎng)物質(zhì)的積累和分配,使稻谷的營養(yǎng)價(jià)值更高、口感更好,從而改善水稻的品質(zhì)。具有高光效的水稻品種在遭受逆境時(shí),能夠更有效地利用光能進(jìn)行生長和發(fā)育,從而增強(qiáng)其對逆境的抵抗力。通過提高水稻的光能利用效率,可以減少對化肥、農(nóng)藥等外部資源的依賴,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的壓力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
高光效品種選育成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。我國在糜子[8]、馬鈴薯[9]、小麥[10]、大豆[11]等作物的種質(zhì)篩選、品種選育中均有研究。本文介紹了高光效粳稻新品種龍稻207的品種來源、品種特性、產(chǎn)量及其栽培技術(shù)要點(diǎn),以期為黑龍江省第一積溫帶高光效粳稻新品種的選育及推廣提供參考依據(jù)。
1 龍稻207的品種來源和選育過程
1.1 母本
哈1031是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所,于2005年以哈1742-3為母本,哈99-1為父本雜交育成,代號哈1031。生育日數(shù)為142 d左右(出苗至成熟的天數(shù)),需≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右。該品種為13片葉,株高約94.8 cm,穗長約22.1 cm,每穗粒數(shù)138粒左右,千粒重約26.1 g。
1.2 父本
東農(nóng)428由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)于1999年用五優(yōu)稻1號和東農(nóng)423品種進(jìn)行雜交,后代采用系譜法選育而成,2009年審定推廣,審定編號為黑審稻2009007。生育日數(shù)為138 d左右(出苗至成熟的天數(shù)),需≥10 ℃活動積溫2 520 ℃左右。該品種為12片葉,株高約95.2 cm,穗長約19.8 cm,每穗粒數(shù)115粒左右,千粒重約26.5 g。
1.3 選育過程
龍稻207由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所于2011年以哈1031為母本,以東農(nóng)428為父本雜交,通過系譜法選育而成。2023年4月12日,龍稻207獲得植物品種權(quán)申請?zhí)枺?0231003593); 2023年6月13日通過黑龍江省審定(黑審稻20230013)。2018-2019年在阿城、雙城、五常、大慶、賓縣等地進(jìn)行多年多點(diǎn)異地鑒定試驗(yàn),平均產(chǎn)量8 764.0kg·hm-2,較對照品種龍稻18增產(chǎn)6.4%。在異地鑒定過程中,該品種在各試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、耐冷、抗倒伏等特點(diǎn),綜合性狀均優(yōu)于對照品種。2020年參加黑龍江省第一積溫帶早熟期組水稻品比試驗(yàn),2021-2022年參加黑龍江省第一積溫帶早熟期組區(qū)域試驗(yàn),平均產(chǎn)量8 540.1 kg·hm-2,較對照品種龍稻18增產(chǎn)8.3%;2022年參加省第一積溫帶早熟期組生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量8 364.5 kg·hm-2,較對照品種龍稻18增產(chǎn)8.7%。
2 龍稻207品種特性
2.1 品種特性
龍稻207生育日數(shù)為142 d左右(出苗至成熟的天數(shù)),需≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右。該品種為13片葉,株高約95.1 cm,穗長約21.5 cm,每穗粒數(shù)145粒左右,千粒重約26.9 g。
2.2 品質(zhì)及抗病性
2022年該品種米質(zhì)分析結(jié)果如下,出糙率為81.2%,整精米率為70.7%,堊白粒率為2%,堊白度為0.2%,直鏈淀粉含量(干基)16.20%,膠稠度76 mm,粗蛋白(干基)7.05%,食味品質(zhì)達(dá)到82分,說明該品種達(dá)到國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn)二級。
由表1可知,龍稻207于2021-2022年進(jìn)行抗病性鑒定,結(jié)果顯示,葉瘟為1級~3級,穗頸瘟為3級;兩年的耐冷性(空殼率)結(jié)果為16.2%~18.6%。
3 產(chǎn)量表現(xiàn)
3.1 區(qū)域試驗(yàn)
龍稻207參加2021-2022年區(qū)域試驗(yàn),2021年區(qū)域試驗(yàn)地點(diǎn)為哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、哈爾濱市益農(nóng)種業(yè)、 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院栽培所、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所、哈爾濱市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站五常試驗(yàn)站、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院和大慶市慶江種業(yè)7個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)。2022年為8個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn),較2021年增加了方圓農(nóng)業(yè)肇東試驗(yàn)站。2021年和2022年的區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量為8 534.7 kg·hm-2,較對照品種龍稻18增產(chǎn)8.3%(表2)。
3.2 生產(chǎn)試驗(yàn)
2022年龍稻207生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。龍稻207生產(chǎn)試驗(yàn)共8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),均較對照品種增產(chǎn)。平均產(chǎn)量為8 364.5 kghm-2,與對照品種龍稻18相比增產(chǎn)8.7%。
4 龍稻207的高光效測定
4.1 材料種植
龍稻207在室溫下萌發(fā)后移植到穴盤中,每穴種植4~8棵,7 d后進(jìn)行間苗,保證每穴4棵,在150 μmol·m-2·s-1的光照條件下,白天26 ℃,夜晚20 ℃,12 h光照/12 h黑暗的光周期,繼續(xù)生長到3葉期-4葉期。
4.2 測定方法
選 擇第3片水稻葉片,剪取距離葉尖2/3部分,進(jìn)行測定。在10倍生長光強(qiáng)的高光(HL1 200 μmol·m-2·s-1)下處理4 h,轉(zhuǎn)20 μmol·m-2·s-1恢復(fù)5 h,用Dual-PAM-100 system (Walz)檢測Fv/Fm值。
4.3 測定結(jié)果
通過Dual-PAM-100 system (Walz)檢測Fv/Fm值得到測定結(jié)果:初始值為0.834,光抑制值為0.283,光修復(fù)值為0.740。通過檢測結(jié)果可知,龍稻207在大田高光脅迫下能夠快速實(shí)現(xiàn)光恢復(fù),可以從光抑制值0.283恢復(fù)到0.740,說明龍稻207能夠維持大田下的高光合能力(圖1)。
5 栽培技術(shù)要點(diǎn)
5.1 播種、插秧管理
水稻的播種和插秧管理需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、水稻品種和土壤狀況來確定相應(yīng)管理方案。科學(xué)的管理措施,可以提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì),為農(nóng)民帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。
播種管理:適時(shí)播種,避免低溫和多雨時(shí)期播種,以免影響幼苗的生長發(fā)育。水稻具體播種時(shí)間還需根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和水稻品種來確定。龍稻207在適應(yīng)區(qū)播種期為4月10日-4月15日。在水稻播種前,需要進(jìn)行曬種、選種、浸種、催芽等處理。種子在陽光下晾曬可以殺死部分種子攜帶的病菌。浸種和催芽則可以提高種子的發(fā)芽率和成活率。播種時(shí)要控制好密度,確保秧苗有足夠的生長空間。
插秧管理:插秧時(shí)間因地區(qū)和品種而異。龍稻207插秧期5月10日-5月15日,秧齡30~35 d,插秧規(guī)格為30.0 cm×16.7 cm,每穴3~5株。需要確保插秧的深度適中,以便水稻幼苗能夠在泥水中扎根。同時(shí),要保持秧苗分布均勻、深度一致,以利于水稻生長。插秧后需要進(jìn)行施肥管理,根據(jù)水稻的生長情況適時(shí)追肥。此外,還需要進(jìn)行除草和病蟲害防治等管理工作,以確保水稻的健康生長。
5.2 科學(xué)施肥
水稻施肥是水稻生產(chǎn)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過科學(xué)施肥,可以保障水稻的健康生長、使水稻植株生長健壯,穗大粒多,增加千粒重,進(jìn)而提高單位面積的產(chǎn)量。施肥能夠直接為水稻提供這些養(yǎng)分,滿足其生長發(fā)育的需要。改善品質(zhì),增強(qiáng)抗逆性。
龍稻207的適宜施肥量為施純氮120 kg·hm-2,氮∶磷∶鉀=2∶1∶1。磷肥全部作基肥,鉀肥基肥30 kg·hm-2、穗肥30 kg·hm-2,分兩次施入。氮肥為基肥∶蘗肥∶穗肥∶粒肥=4∶3∶2∶1;基肥:純氮48 kg·hm-2,純磷60 kg·hm-2,純鉀30 kg·hm-2;分蘗肥:純氮36 kg·hm-2;穗肥:純氮24 kg·hm-2,純鉀30 kg·hm-2;粒肥:純氮12 kg·hm-2。
5.3 合理灌溉、病蟲害防治
水稻的合理灌溉是確保水稻健康生長和高產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水稻的灌溉時(shí)機(jī)非常重要,主要包括灌漿期、孕穗期和抽穗期等關(guān)鍵生長階段。在這些階段,水稻對水分的需求較大,應(yīng)確保土壤保持一定的濕度。灌漿期是水稻生長的關(guān)鍵時(shí)期,合理灌溉以滿足籽粒生長的需要。淺濕灌溉等方法有利于保持土壤濕潤和水稻的健康生長。在灌溉過程中,應(yīng)注意避免大水漫灌和長時(shí)間積水,以免造成土壤板結(jié)和根系缺氧。同時(shí),也要避免在低溫條件下灌溉,以免影響水稻的生長和產(chǎn)量。
病蟲害防治原則,預(yù)防為主。通過加強(qiáng)田間管理,改善水稻的生長環(huán)境,提高水稻的自身抵抗力,從而預(yù)防病蟲害的發(fā)生。水稻病蟲害防治需要綜合考慮多種因素,采取多種手段進(jìn)行綜合防控。通過加強(qiáng)田間管理、合理施肥、選擇適當(dāng)?shù)乃巹┖蜁r(shí)機(jī)進(jìn)行噴霧防治、保護(hù)天敵和利用生物防治等方法,可以有效降低病蟲害對水稻的危害,確保水稻的健康生長和高產(chǎn)。龍稻207需要注意預(yù)防冷害、稻瘟病。
5.4 適時(shí)收獲
水稻的收獲時(shí)機(jī)非常重要,一般在水稻穎殼變黃、谷粒變硬、米粒呈透明狀時(shí)收獲。過早收獲會導(dǎo)致產(chǎn)量降低,過晚收獲則可能影響米質(zhì)。龍稻207的適合收獲時(shí)間在9月20日之后,但不要超過9月30日。選擇晴好天氣進(jìn)行收獲,避免在雨天或露水未干時(shí)收獲,以免影響稻谷質(zhì)量。如遇連續(xù)陰雨天氣,應(yīng)及時(shí)搶收,防止稻谷在田中發(fā)芽或霉變。機(jī)械收割時(shí),要注意調(diào)整收割機(jī)的高度和速度,確保收割干凈且減少損失。
收獲后的稻谷應(yīng)及時(shí)晾曬,以降低稻谷中的水分含量,防止霉變。晾曬時(shí)要選擇干燥、通風(fēng)的場地,并經(jīng)常翻動稻谷,確保晾曬均勻。稻谷晾曬至水分含量降至14%左右時(shí),可進(jìn)行入倉儲存。儲存時(shí)要選擇干燥、通風(fēng)、防蟲的倉庫,并采取適當(dāng)?shù)姆老x措施。
6 推廣前景
水稻品種龍稻207適宜在≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右,黑龍江省第一積溫帶區(qū)域種植。隨著人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變,消費(fèi)者對高品質(zhì)大米的需求不斷增加。龍稻207的高品質(zhì)和適應(yīng)性也為其在市場上提供了廣闊的空間,其大米產(chǎn)品具有較高的市場競爭力。高光效水稻品種龍稻207具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn),深受農(nóng)戶歡迎。該品種對建立高光效水稻品種發(fā)展與推廣具有重要意義,生產(chǎn)潛力大,具有較好的發(fā)展前景。
7 結(jié)語
水稻是重要的糧食作物之一,提高水稻產(chǎn)量對于保障全球糧食安全至關(guān)重要[12-13]。高光效品種具有較高光合作用能力,通過改善水稻的光合作用效率,使其能夠更有效地利用光能轉(zhuǎn)化為生物量,從而顯著提高水稻的產(chǎn)量[14-15]。提高作物的光合作用效率既能滿足人類糧食產(chǎn)量需求,又能節(jié)約耕地面積。近年來,隨著水稻高光效育種的研究與實(shí)踐探索,科研人員不僅揭示了水稻光合作用效率提升的關(guān)鍵遺傳機(jī)制,還成功培育出一系列具有高光效特性的水稻新品種[16-17]。
高光效育種不僅關(guān)注作物的產(chǎn)量,更注重其抗逆性的增強(qiáng),通過選育具有高光效特性的品種,改善水稻的生理生化特性,使其能夠更好地適應(yīng)各種逆境環(huán)境[18-22]??鼓嫘缘奶嵘兄跍p少農(nóng)藥和化肥的使用量,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,同時(shí)也有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性[23]。隨著研究與實(shí)踐的不斷深化,未來將會選育出更多的高光效、抗逆、優(yōu)質(zhì)水稻品種,推動水稻高光效育種事業(yè)發(fā)展,為糧食安全提供更加堅(jiān)實(shí)的保障。
參考文獻(xiàn):
[1] 王曉飛,陸展華,劉維,等.高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種粵禾絲苗抗倒伏性狀及遺傳分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2023,50(12):140-149.
[2] 田梅,于蓉,董瑞,等.壓砂地不同西瓜品種光合作用日變化研究[J].北方園藝,2013(23):27-30.
[3] 丁永剛,陳歡,曹承富,等.高光效小麥群體提高氮素吸收利用和產(chǎn)量的機(jī)理[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2024,30(1):27-35.
[4] 李玲依,焦穎瑞,胡健,等.嘌呤合成途徑基因VAL1超表達(dá)水稻光合調(diào)控生理機(jī)制研究[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2023,45(1):12-19.
[5] 閆鋒,董揚(yáng),趙富陽,等.黑龍江地區(qū)谷子高光效栽培模式研究[J].天津農(nóng)林科技,2023(4):31-34.
[6] 路龍祥,冀占東,劉志堅(jiān),等.高光效水稻鑒定篩選方法[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2022,28(2):358-372.
[7] 杜維廣,張桂茹,滿為群,等.大豆高光效品種(種質(zhì))選育及高光效育種再探討[J].大豆科學(xué),2001,20(2):110-115.
[8] 閆鋒.高光效糜子品種鑒定篩選[J].天津農(nóng)林科技,2023(2):10-14.
[9] 閆雷,鄒瑩,張等宏,等.馬鈴薯葉片光合效率遺傳變異分析及高光效種質(zhì)篩選[J].種子,2022,41(11):25-30.
[10] 齊羚羽,李豪杰,歐行奇,等.基于主成分分析的高光效小麥品種篩選[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2022,50(11):18-21,26.
[11] 牛寧,李振俠,金素娟,等.黃淮海地區(qū)大豆光合特性及高光效種質(zhì)篩選[J].中國油料作物學(xué)報(bào),2018,40(4):524-532.
[12] 張智勝,朱國輝,彭新湘.優(yōu)化碳同化實(shí)現(xiàn)作物高光效研究進(jìn)展[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2022,43(6):69-77.
[13] 李立江,蔣明金,何星雷,等.施氮量對優(yōu)質(zhì)稻G優(yōu)325氮肥利用率和產(chǎn)量的影響[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2024,42(3):515-522.
[14] 張小紅.高光效、耐弱光甘薯研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2023,39(8):1-6.
[15] 楊文強(qiáng),林榮呈,端木德強(qiáng),等.近10年光合作用領(lǐng)域若干重要研究進(jìn)展[J].植物生理學(xué)報(bào),2024,60(2):211-247.
[16] 李霞,周文彬,錢前.作物高光效育種研究進(jìn)展和展望[J].中國基礎(chǔ)科學(xué),2022,24(5):1-6,14.
[17] 崔元江,郭龍彪.我國水稻分子生物學(xué)發(fā)展及展望[J].中國稻米,2022,28(1):7-12.
[18] 楊雨,胡欣欣,丁世濤,等.21個(gè)品系橡膠樹的葉片解剖特征研究[J].熱帶生物學(xué)報(bào),2024,15(4):373-381.
[19] 丁美順.高光效和氣候模擬試驗(yàn)平臺建設(shè)及其在水稻廣適性資源篩選上的應(yīng)用[J].中南農(nóng)業(yè)科技,2022(6):71-74.
[20] 劉春玲,李海悅.淺談水稻高光效栽培技術(shù)與病蟲害防治[J].種子科技,2019,37(11):17,19.
[21] 王浩,吳忠相,謝付來,等.國審玉米新品種豫豐98的選育及栽培和制種技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2020(4):261-262.
[22] 湯杰,張巖,張敏,等.干旱及病原菌脅迫對興安落葉松菌根苗光合生理的影響[J].森林工程,2023,39(6):26-35,45.
[23] 項(xiàng)彬彬.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的綠色農(nóng)業(yè)種植技術(shù)推廣路徑[J].河北農(nóng)機(jī),2024(5):40-42.
Characteristics and Cultivation Technology of High Light Efficiency Rice (Oryza sativa Geng Group) New Variety Longdao 207
WANG Qi, ZENG Xiannan, SUN Yu, SONG Qiulai, LIANG Quanxi
(Institute of Corp Cultivation and Tillage, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150023, China)
Abstract:In order to promote the promotion of new high-yield rice (Oryza sativa Geng Group) varieties, this article briefly introduced the source, variety characteristics, yield, and cultivation technology of the new high-yield rice (Oryza sativa Geng Group) variety Longdao 207. Longdao 207 is a new high-yield rice (Oryza sativa Geng Group) variety developed by the Institute of Grop Cultivation and Tillage of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, using the pedigree method of the female parent Ha 1031 and the male parent Dongnong 428. The average yield of regional trials in 2021-2022 was 8 534.7 kg·ha-1, an increase of 8.3% compared to the control variety Longdao 18; The average yield of production trials in 2022 was 8 364.5 kg·ha-1, an increase of 8.7% compared to the control variety Longdao 18. In 2023, Longdao 207 obtained the application number for plant variety rights (20231003593); Approved by Heilongjiang Province in 2023 (Heishendao 20230013). This variety has a growth period of about 142 days and requires an accumulated temperature of at least 10 ℃, which is around 2 700 ℃. Through the detection of Fv/Fm values, Longdao 207 can quickly achieve light recovery under high light stress in the field, and can recover from a light inhibition value of 0.283 to 0.740. This variety can maintain high photosynthetic capacity in the field.
Keywords:high luminous efficiency; Oryza sativa Geng Group; Longdao 207; variety characteristics