黑龍江自然低溫下水稻苗期耐冷種質資源鑒定

丁國華 白良明 孫世臣 姜樹坤 王彤彤 曹良子夏天舒 楊光 趙宏亮湛立偉 張鳳鳴*

（1黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所/中國科學院北方粳稻分子育種聯合研究中心，哈爾濱150086；2遼寧省經濟作物研究所，遼寧 遼陽 111000；3浙江勿忘農種業股份有限公司，杭州 310020；第一作者∶hucheng229＠163．com；*通訊作者∶zhangfengming570＠163．com）

黑龍江是我國粳稻生產第一大省，2016年種植面積已達400多萬hm2，總產量達到275億kg，商品率70%，是我國稻谷總產量和商品率較高的?。ㄊ校┲?，為保障我國口糧安全做出了重要貢獻。但黑龍江地理緯度較高，水稻種植區域分布于北緯43°～50°之間，處于寒地，水稻插秧前后“倒春寒”現象時有發生，輕則推遲水稻生育進程，延遲返青，有的即使返青后5葉也不分蘗，重則造成插秧后本田秧苗不同程度枯死，不耐冷水稻品種甚至全田枯死，農民需要重新插秧，造成極大損失。2009、2012、2017年黑龍江均發生了較為嚴重的“倒春寒”。

前人對水稻苗期耐冷鑒定條件及評價標準已經做了廣泛研究，絕大多數都是在人工控制條件下進行[1-9]。徐云碧等[1]研究表明，在人工控制條件下秈稻苗期耐冷性鑒定的適宜條件為3葉期于10℃（晝）/6℃（夜）條件下連續處理7 d或6葉期連續處理5 d，以秧苗卷葉程度確定耐冷性。劉廣林等[5]在自然條件下利用早播早植鑒定了458份水稻品種苗期的耐冷性，以幼苗受冷后葉赤枯度作為耐冷性評價標準。夏秀忠等[6]利用人工氣候箱鑒定了415份廣西初級水稻核心種質，以活苗率作為耐冷性的評價指標。曾躍華等[10]在自然條件下，以結實率作為評價標準，鑒定了22個晚稻品種的耐冷性。水稻苗期受害的最終表現是秧苗能否成活，在確認大田秧苗確實遭受自然低溫冷害后，利用自然條件鑒定水稻苗期耐冷性可靠性高、實用性強。

本試驗利用2017年黑龍江發生的“倒春寒”為鑒定條件，對來自不同國家和地區，且能夠在黑龍江哈爾濱地區（東經 126°49'，北緯 45°50'）成熟的 888 份水稻材料進行苗期耐冷性鑒定，以期為水稻育種和水稻苗期耐冷基因挖掘提供材料參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所水稻研究室種質資源圃里的888份水稻材料，這些材料在哈爾濱均能結實。

1.2 試驗設計

試驗于黑龍江省農業科學院水稻創新基地進行。該基地地處東經 126°49'、北緯 45°50'，屬中溫帶大陸性季風氣候，作物生長季光照充足，雨熱同期，水稻灌漿期晝夜溫差大，無霜期140 d，年降雨量500 mm左右。4月15日采用旱育稀植方法育苗，每m2播種量為450 g，5月17日移栽，純N、P2O5、K2O施用量均為140 kg/hm2，氮肥作基肥和返青肥各施一半，磷鉀肥全部作基肥施入。試驗采用完全隨機設計，每個品種3行，3次重復，行株距 29.7 cm×13.2 cm，其他管理同大田生產。插秧7 d后連續3 d發生低溫冷害（5月24日、5月25日、5月26日），溫度變化情況利用LC-CQ1自動氣象站監測（見圖1），低溫冷害發生后本田秧苗有嚴重受害癥狀，調查于低溫冷害發生10 d后進行。水稻苗期耐冷等級參照中日合作項目組劃分標準[11]（表1）。

表1 死苗率等級標準

圖1 冷害發生溫度情況

2 結果與分析

2.1 氣象數據分析

由圖1可知，在插秧后7 d開始出現連續3 d的低溫天氣，5月24日最低溫度為9.4℃，且低于10℃時間持續1 h以上；5月25日最低溫度6.7℃，低于10℃時間持續6 h以上；5月26日最低溫度5.9℃，低于10℃時間持續4 h以上，其中低于8℃時間持續3 h以上，低于7℃時間持續2 h以上，低于6℃的時間持續了1 h。低溫冷害發生后，秧苗整株變黃，甚至枯死，嚴重影響正常生長發育。2017年黑龍江省春季在水稻插秧時候發生的低溫冷害是在極短時間內溫度大幅下降，沒有給稻苗適應低溫冷害的時間，且鑒定圃稻苗才插秧7 d，剛剛返青，植傷猶存，低溫冷害后出現了嚴重的受害癥狀（葉片變黃），嚴重抑制了水稻秧苗正常生長，能夠區分各材料耐冷能力強弱，鑒定結果可靠。

2.2 水稻苗期耐冷資源鑒定

苗期耐冷性1級的材料共有804份，占參試材料總數的90.5%。其中，黑龍江有參試材料335份、吉林225份、遼寧63份、日本114份、韓國19份。死苗率為0的材料共128份，其中，黑龍江54份、吉林40份、遼寧8份、寧夏4份、日本16份、韓國4份、印度1份（表2）。死苗率為0的黑龍江54份材料中已通過審定的品種有20個，其中，龍稻3號、龍稻9號、龍稻16號由黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所培育，龍稻3號是黑龍江省第1個品質達國標1級水稻品種龍稻18的母本，品質優良，可以作為品質改良的親本；龍稻16是香稻，食味和外觀品質好，被譽為“黑龍江省最好的大米”，可以作為優質稻品種選育親本。龍慶稻2號的母本為耐冷性較強的空育131。墾稻8號、墾稻12號、墾香糯均由黑龍江農墾科學院水稻研究所培育，墾稻8號為墾稻12號的父本，墾稻12號一度成為其適應區域的主推品種之一，其特點是穩產性好、適應性廣。東農426、東農428由東北農業大學培育，東農428產量高，外觀品質好，曾經是黑龍江省第一、第二積溫帶主推品種之一，可以作為水稻品質改良親本。死苗率為0的吉林40份材料中通過審定的品種有15個。其中，寒9對光反應遲鈍，適應性廣，分蘗能力強，抗倒伏能力強，適應旱作條件，可以作為直播稻育種的親本。死苗率為0的遼寧8份材料中通過審定的品種有3個，分別為鐵粳14、遼粳287、遼粳294。鐵粳14抗性強，產量高，但品質一般，可以作為高產育種的親本。遼粳294食味品質優良，曾是優質米主推品種之一，可以作為優質米育種親本。死苗率為0的寧夏4份材料中通過審定的品種有3個，分別為寧粳14號、寧粳28號、寧粳51號。其中，寧粳14號苗期長勢旺盛、分蘗能力較強；寧粳50苗期耐冷性強，長勢繁茂，以上2個品種均可以作為直播稻育種親本。寧粳28苗期耐冷性較強，返青快，耐肥抗倒，產量高，適應性廣，可以作為相似生態區高產育種的親本。日本品種北明千粒重在30 g以上，可以用作雜交親本，用于改良粒型[12]。

表2 死苗率為0的材料

耐冷性2級的材料共有40份，占參試材料總數的4.5%；耐冷性3級的材料共有23份，占參試材料總數的2.6%；耐冷性4級的材料共有11份；耐冷性5級的材料共有5份；耐冷性6級的材料3份；耐冷性7級材料2份，分別是92-83-3（黑龍江）、逆金光（日本），這2份材料可以作為水稻苗期耐冷基因挖掘構建群體的冷敏感材料

3 小結

鑒定與篩選耐冷的水稻種質資源是進行水稻耐冷育種的基礎。本研究利用2017年黑龍江省在水稻插秧返青期間發生的自然低溫冷害對資源圃888份水稻品種（系）資源的苗期耐冷性進行了鑒定與分析，篩選到一批苗期耐冷性不同的材料，為水稻耐冷育種和苗期耐冷基因挖掘提供了材料參考。

在本研究中，5月24-26日24∶00-5∶00氣溫連續3 d都大大低于粳稻最低生長溫度，造成了嚴重的低溫冷害，可以準確鑒定水稻苗期耐冷性強弱，篩選出的材料更能反映其在自然條件下適應低溫的能力，可以為水稻耐冷育種及科學研究提供參考。