釧興寬 楊釧杰 李國生 康洪燦 王錦艷 周興王 李全衡
(1 保山市農業科學研究所,云南保山678000;2 保山市農業農村投資項目管理中心,云南保山678000;3 云南省種子管理站,昆明 650031;第一作者:bscxk@163.com;*通訊作者:ynlqhzz@126.com)
云南高原稻作區以低緯度高海拔立體著稱,從海拔76 m 的紅河州河口縣到海拔2 670 m 的麗江市寧蒗縣永寧鄉均有水稻分布,海拔跨度2 600 m[1]。特殊的自然氣候條件造就了云南稻作的特殊性和多樣性。程侃聲[2]首次把云南省稻作劃分為6 個稻作區;李錚友[3]將云南水稻劃分為8 個稻作區。蔣志農[4]鑒于秈粳交錯區多數為粳稻所代替的實情,將云南稻作區劃調整為高寒粳稻區、溫涼粳稻區、溫暖粳稻區、單、雙季秈稻區和水、陸兼作區等5 個稻作區域。但云南稻作區劃無論如何劃分都離不開海拔這條主線,特別是高原粳稻稻作區。云南高原粳稻品種改良始于20 世紀50 年代,以常規粳稻品種選育為主。滇型三系雜交粳稻于1973 年實現三系配套,但應用面積有限。本世紀初,由于廣譜抗病恢復系南34 以及榆密15A、黎榆A、合系42A、H479A 等優良不育系的育成,開創了滇型雜交粳稻育種應用的新局面[5]。云南省通過引進不育種質資源,自主開展品種選育,育成了具有高原特色的兩系雜交粳稻系列組合并應用于生產[6-10]。本文對2011—2020 年通過云南省審定的98 個高原粳稻品種的產量、主要經濟性狀、抗性、米質等進行分析,以期找出云南高原粳稻育種存在問題和今后的努力方向。
以2011—2020 年云南省審定的98 個高原粳稻品種為研究對象。數據來源于云南省種子管理站品種區域試驗結果。云南高原粳稻依據海拔和品種類型設置了中海拔常規粳稻(海拔1 450~1 800 m)、高海拔常規粳稻(1 850~2 200 m)、雜交粳稻(1 450~2 000 m)等 3個區域試驗組別。按區域試驗組別和品種類型將98 個品種歸類為中海拔常規粳稻、高海拔常規粳稻、三系雜交粳稻、兩系雜交粳稻4 個品種類型進行分析比較。稻米品質按NY/T593-2002《食用稻品種品質》標準進行優質等級評價,全部米質指標達到3 級以上的為優質稻,統計比較各類型品種的優質達標情況。其中,3 個糯稻品種和3 個低直鏈淀粉含量的特色軟米品種未納入堊白粒率、堊白度、膠稠度、直鏈淀粉含量統計。數據采用Excel 軟件處理。
云南省近10 年共育成高原粳稻品種98 個,其中,常規粳稻品種72 個、占比73.47%(中海拔常規粳稻品種47 個、占比65.28%;高海拔常規粳稻品種25 個、占比34.72%),雜交粳稻品種26 個、占比26.53%(三系雜交粳稻品種14 個、占比53.85%;兩系雜交粳稻品種12個、占比46.15%)。育成的常規粳稻品種中,特色軟米品種3 個、糯稻品種3 個。從育種主體來看,科研院所育成的品種89 個、占比90.82%,種子企業育成的品種9 個、占比 9.18%。
從表1 看出,98 個高原粳稻品種的平均產量為10.40 t/hm2。其中,雜交粳稻較常規粳稻增產6.16%;中海拔常規粳稻比高海拔常規粳稻增產6.42%,三系雜交粳稻產量比兩系雜交粳稻增產1.11%??梢?,雜交粳稻較常規粳稻具有一定的產量優勢;隨著海拔的升高,水稻生產的環境條件變劣,產量下降。進一步細分比較發現,2016—2020 年育成的9 個雜交粳稻品種的平均產量為10.78 t/hm2,比2011—2015 年育成的17 個雜交粳稻品種減產1.37%;2016—2020 年育成的26 個中海拔常規粳稻品種平均產量10.51 t/hm2,比2011—2015 年育成的21 個中海拔常規粳稻增產1.32%;2016—2020 年育成的10 個高海拔常規粳稻平均產量10.55 t/hm2,比 2011—2015 年育成的 15 個高海拔常規粳稻品種增產13.16%。結果表明,云南近年在高海拔常規粳稻育種方面取得了較大進步。從表1 看出,雜交粳稻較常規粳稻在每穗粒數、每穗實粒數上表現明顯優勢,而在有效穗數方面略顯劣勢。

表1 近10 年云南省育成的粳稻品種產量及主要經濟性狀
從表1 可見,云南省近10 年育成的高原粳稻品種對稻瘟病的抗性總體表現不足,且品種間差異較大。中海拔常規粳稻稻瘟病平均級數5.5 級,達到抗病水平的品種(病級≤5,下同)比例38.3%,略高于其他類型;高海拔常規粳稻稻瘟病平均級數6.4 級,達到抗病水平品種比例28.0%;雜交粳稻稻瘟病平均級數6.5 級,達到抗病水平品種比例26.9%。云南省育成粳稻品種對白葉枯病表現較強抗性。中海拔常規粳稻白葉枯病平均級數3.0 級,抗和高抗品種比例89.4%;高海拔常規粳稻品種白葉枯病平均級數3.5 級,抗和高抗品種比例76.0%;三系雜交粳稻白葉枯病平均級數4.6 級,抗和高抗的品種比例50.0%;兩系雜交粳稻白葉枯病平均級數3.1 級,抗和高抗品種比例91.7%。
云南省近10 年育成的98 個高原粳稻品種達到優質標準(3 級以上)的品種有32 個,占比32.7%。其中,中海拔常規粳稻品種20 個,優質達標率45.5%;兩系雜交粳稻品種3 個,優質達標率25.0%;三系雜交粳稻品種3 個,優質達標率21.4%;高海拔常規粳稻品種5個,優質達標率20.0%。品質達優1 級的品種為0,達優2 級的品種15 個、占比15.3%,達優3 級的品種19 個、占比17.4%??傮w看,云南省近10 年育成的高原粳稻品種米質狀況總體不佳,中海拔常規粳稻米質優于其他類型,限制品質提高的關鍵指標是整精米率、堊白粒率、精米率、堊白度,主要限制指標品種間差異較大(表2)。

表2 高原粳稻主要品質性狀比較
相關分析結果表明,中海拔常規粳稻產量與其他經濟性狀呈正相關。其中,產量與株高、穗長的相關性達到極顯著水平;株高與每穗粒數呈顯著正相關;穗長與每穗粒數、每穗實粒數呈極顯著正相關;有效穗數與每穗粒數、每穗實粒數呈極顯著負相關;每穗粒數與每穗實粒數呈極顯著正相關(表3)。說明近年育成的中海拔常規粳稻品種產量增加更多依賴于個體的增大,及株高、穗長的適當增加。中海拔常規粳稻個體與群體之間存在矛盾,需要進一步協調。
從表3 可見,高海拔粳稻產量與其他經濟性狀呈正相關。其中,產量與有效穗數、每穗實粒數、結實率的相關性達極顯著水平,與株高、穗總粒數的相關性達顯著水平;穗長與每穗粒數、每穗實粒數呈極顯著正相關;每穗粒數與每穗實粒數,每穗實粒數與結實率呈極顯著正相關。2 000 m 以上的高海拔粳稻區是云南高原粳稻最特殊的一個區域,隨著海拔的升高,品種株高下降、穗變小,對抗寒性的要求增強。分析結果說明,提高該區域育成品種產量的主要措施是保證足量有效穗數的基礎上,適當增加株高、穗長,增加每穗粒數。

表3 高原粳稻產量與主要經濟性狀相關性分析
從表3 可見,三系雜交粳稻產量與其他經濟性狀呈正相關。其中,株高與每穗粒數呈極顯著正相關,與穗長、每穗實粒數呈顯著正相關;每穗粒數與每穗實粒數呈極顯著正相關。說明三系雜交粳稻雜種優勢主要來源于個體的優勢,注重庫源協調,提高結實率,盡可能的把個體優勢轉化為產量優勢是三系雜交粳稻育種優化的措施之一。
從表3 可見,兩系雜交粳稻產量與其他經濟性狀呈正相關。其中,產量與有效穗數的相關達極顯著水平;株高與穗長呈極顯著正相關,與每穗粒數呈顯著正相關;穗長與每穗粒數呈顯著正相關;每穗實粒數與每穗粒數、結實率呈顯著正相關;有效穗數與千粒重呈極顯著負相關;結實率與穗長、每穗粒數呈顯著負相關。當前育成的兩系雜交粳稻主要是穗數與穗大結合的品種,為進一步提高產量,在增強個體優勢的同時,更需要個體與群體的協調。
歷經半個多世紀的努力,云南高原粳稻品種改良取得了顯著成效,特別是上世紀80 年代“中日合系”育種項目的開展,促進云南高原粳稻育種登上了新的臺階[1]。但云南高原粳稻品種改良應用仍面臨諸多問題。主要表現在:育種后勁不足,新的種質資源發掘應用乏力,育種處于徘徊局面;高產優質的矛盾突出,稻米品質改良成效不佳。 本文分析結果表明,4 個類型高原粳稻品種的產量與株高、穗長、每穗粒數、每穗實粒數均呈正相關,株高、穗長與每穗粒數、每穗實粒數呈顯著或極顯著正相關。說明隨著育種水平的提高,適當增加株高,擴大庫容,增強個體是提高高原粳稻產量重要方向。在云南高原粳稻育種中,長期存在“穗數型”和“大穗型”之爭,鑒于兩種類型水稻品種的優劣,上世紀90 年代,蔣志農提出了“中間型”高產育種模式,即株高100 cm 左右,每穗實粒數100 粒,千粒重25~26 g,目標產量9.75~11.25 t/hm2[9]。產量是個體和群體有機協調的結果,隨著產量水平的提高,建立更高水平的個體群體協調關系更有意義。釧興寬等[12]對高原粳稻收獲指數的研究發現,多數品種的收獲指數保持在0.50~0.55 的正常水平,進一步提高產量需要適當增加株高,重塑良好株型,擴大單位面積的生物產量來實現。
云南高原粳稻對白葉枯病表現較強抗性,而對稻瘟病抗性總體表現不足,因此,加強抗稻瘟病品種選育是云南稻作實現綠色發展的重要基礎。
研究結果認為,限制云南高原粳稻米質的關鍵因素是整精米率、堊白粒率、精米率和堊白度。云南高原粳稻抽穗灌漿期間的平均氣溫很難達到21℃~23℃的良好條件,總體不利于稻米優質外觀的形成[11]。隨著海拔的升高,平均氣溫降低,稻米優質育種、生產更加困難。趙國珍等[13]研究不同海拔對高原粳稻品種滇粳優1號稻米品質的影響結果認為,隨著海拔的升高其稻米品質顯著變劣。蘇振喜[14]對云南特色軟米食味品質的研究也認為,影響食味品質的主要因子是海拔和日平均氣溫。蔣志農[11]認為,通過增強品種的抗寒性,可以彌補氣溫不足,是云南高原粳稻優質育種的一條思路。限制云南高原粳稻米質提高的幾個關鍵因素的變幅、變異系數均很大,也就是說上述關鍵因素的品種間存在較大差異,在品種選育中,注重親本選擇,定向加以改良是可以實現高原粳稻米質改善的。