董言笑 周繼華 曹黎明 孫濱*
(1上海市農(nóng)業(yè)科技服務(wù)中心,上海 200335;2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物育種栽培研究所,上海 201403;第一作者:dongyanxiao@126.com;*通訊作者:sxb0708@126.com)
水稻是我國最重要的口糧作物,對(duì)保障國家糧食安全具有重要作用[1]。上海地處長江下游,水資源豐富,水稻種植歷史悠久。稻田不僅是大城市口糧安全的保障,更是國際化大都市最重要的生態(tài)濕地之一,發(fā)揮著蓄洪蓄澇的應(yīng)急防災(zāi)功能,有效緩解了特大型城市的熱島效應(yīng)[2]。水稻是上海種植面積最大的糧食作物,占全市糧食作物種植面積的三分之二,稻谷產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)的80%以上[3]。全市優(yōu)質(zhì)稻品種覆蓋率高,規(guī)?;胶腿虣C(jī)械化水平穩(wěn)步提高,提倡實(shí)施水稻綠色防控技術(shù)應(yīng)用,有效降低了化學(xué)農(nóng)藥和化學(xué)肥料的投入量,為上海水稻綠色高質(zhì)量發(fā)展奠定了較好基礎(chǔ)[4]。上海市民素有喜食粳米的消費(fèi)習(xí)慣[5],市場上的粳米主要來自東北和江蘇。隨著人們消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,近年來上海軟米種植比例逐步提高。在市政府大力推動(dòng)下,水稻產(chǎn)業(yè)逐步從賣稻谷向賣大米轉(zhuǎn)變,已初步形成了“優(yōu)質(zhì)化、綠色化、品牌化、產(chǎn)業(yè)化”的上海地產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米全產(chǎn)業(yè)鏈模式。本文結(jié)合近年來上海水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè),闡述上海水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及未來發(fā)展方向。
上海地處亞熱帶北緣,屬北亞熱帶季風(fēng)氣候,四季分明,日照充分,雨量充沛,土壤肥沃,多為中偏堿性。水稻生產(chǎn)以單晚粳稻為主,少量為早熟中粳稻,常年種植面積約9萬hm2,單產(chǎn)在550~580 kg/667 m2之間。水稻生產(chǎn)已由高產(chǎn)型向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)兼顧型轉(zhuǎn)變。優(yōu)質(zhì)稻品種占比近100%,主推品種主要有松早香1號(hào)、滬早香軟1號(hào)等早熟常規(guī)粳稻和滬軟1212、松香粳1018、南粳46等常規(guī)軟米粳稻品種,以及申優(yōu)26、申優(yōu)28、花優(yōu)14、秋優(yōu)金豐等優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)雜交粳稻。其中,雜交粳稻種植比例約40%、常規(guī)粳稻約60%。
1.2.1 雜交粳稻研究和應(yīng)用最早,優(yōu)質(zhì)是育種的主要目標(biāo)
上海歷來重視粳型優(yōu)質(zhì)水稻育種科技創(chuàng)新,粳型水稻雜交優(yōu)勢利用研究較早且成效顯著。1983年成功育成的雜交粳稻品種寒優(yōu)湘晴,1992年獲農(nóng)業(yè)部“優(yōu)質(zhì)粳稻米”稱號(hào),自1989年起作為主栽品種大面積生產(chǎn),開啟雜交粳稻產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,替代了秈型雜交水稻種植。1990—2000年成功選育寶農(nóng)34等優(yōu)質(zhì)常規(guī)粳稻品種,秈稻種植基本退出上海,完成“秈改粳”的品種更替。2001—2010年選育和應(yīng)用申優(yōu)693、花優(yōu)14、秋優(yōu)金豐等優(yōu)質(zhì)雜交粳稻品種,集成良種良法,水稻單產(chǎn)水平連續(xù)7年突破550 kg/667 m2,現(xiàn)已高位徘徊。當(dāng)前,培育的雜交粳稻組合具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、綜合抗性強(qiáng)和生態(tài)適應(yīng)性廣的優(yōu)勢,花優(yōu)14、申優(yōu)26、申優(yōu)28、秋優(yōu)金豐等雜交組合不僅是上海地區(qū)的主推雜交粳稻組合,同時(shí)也在浙北、蘇南、皖南和江西等地大面積推廣,為長三角地區(qū)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和種子產(chǎn)業(yè)提供了重要支撐。
近10年來,優(yōu)質(zhì)是上海粳稻育種最重要的目標(biāo),2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部開始舉辦全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品鑒鑒評(píng)活動(dòng),上海選育的滬軟1212、松香粳1018、銀香38連續(xù)三屆獲得金獎(jiǎng)。
1.2.2 品種審定數(shù)量逐年遞增,優(yōu)質(zhì)米品種數(shù)量和質(zhì)量穩(wěn)步提高
1983年第一屆上海市農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定水稻品種僅2個(gè)(青農(nóng)早1號(hào)和寒豐)。1983—2000年上海共審定水稻品種42個(gè),2001—2010年審定水稻品種55個(gè);2011—2020年審定水稻品種94個(gè),審定數(shù)量呈遞增趨勢。
近年來,上海市水稻商業(yè)化育種成效明顯,光明種業(yè)有限公司、上海農(nóng)科種子種苗有限公司、上海天谷生物科技股份有限公司等企業(yè)獨(dú)立或與科研院所合作育成審定的水稻品種41個(gè),占比43.6%;優(yōu)質(zhì)米的審定導(dǎo)向效應(yīng)明顯,包括軟米在內(nèi)的優(yōu)質(zhì)米品種超過90.0%,其中以申恢26配組的申優(yōu)26、申優(yōu)27、申優(yōu)28等6個(gè)雜交粳稻品種品質(zhì)全部達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)2級(jí)米標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.3 推廣品種趨于集中,軟米品種比例大幅度提高
1984年,上海從浙江省嘉興市農(nóng)科所引進(jìn)優(yōu)質(zhì)單季晚粳稻秀水04,配合簡明扼要的高產(chǎn)栽培模式圖,粳稻種植比例從65.0%提高至91.0%。1990年從江蘇引進(jìn)早熟高產(chǎn)品種武運(yùn)粳7號(hào),1997年推廣8.34萬hm2,占當(dāng)年水稻種植面積的42.0%,有效解決了當(dāng)時(shí)水稻適期播種與茬口矛盾。2001—2010年,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的秀水系列成為主栽品種,年推廣7.34萬hm2左右,占水稻種植面積的2/3;隨著優(yōu)質(zhì)米品種普及率提高以及市民稻米消費(fèi)結(jié)構(gòu)多樣化的需求,食味更突出的品種逐漸成為市民的口糧。2020年上海雜交粳稻品種種植比例約37.8%,軟米品種占比約37.4%(表1),秀水系列為主的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)常規(guī)稻品種占比僅約19.4%。

表1 2016—2020年上海種植主要水稻品種個(gè)數(shù)、面積(不含光明集團(tuán)公司域外)
水旱輪作是耕地保育的最好方式,上海有效貫徹綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展理念,不斷優(yōu)化耕作制度,至2019年底冬季稻田以“綠肥-稻”和“休閑深翻-稻”為主的綠色茬口比例達(dá)到95.1%,較2017年提高21個(gè)百分點(diǎn),其中“綠肥-稻”3.80萬hm2,“休閑深翻-稻”4.79萬hm2,為上海發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)提供了良好的綠色生態(tài)保障。水稻生產(chǎn)布局實(shí)現(xiàn)從分散向個(gè)別集中,近郊水稻面積逐年減少,金山、崇明等遠(yuǎn)郊區(qū)成水稻種植主產(chǎn)區(qū)。
上海水稻種植方式主要有機(jī)械直(條、穴)播、機(jī)插秧、人工撒播和人工移栽等4種方式。近10年來,隨著水稻精量機(jī)械穴直播栽培技術(shù)的廣泛應(yīng)用,水稻機(jī)械化種植比例逐年提高,2020年上海市水稻機(jī)械化種植率達(dá)到92.4%,其中,水稻機(jī)械化穴直播技術(shù)在水稻機(jī)械化種植中的貢獻(xiàn)率達(dá)64.3%,成為上海市提高水稻機(jī)械化種植水平和推進(jìn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化的重要手段與途徑[6]。松江、嘉定、閔行和青浦4個(gè)區(qū)先后被評(píng)為“全國率先基本實(shí)現(xiàn)主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化示范縣(市、區(qū))”[7]。
農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)是指按照產(chǎn)品的質(zhì)量決定價(jià)格[8]。目前上海市場優(yōu)質(zhì)稻谷和普通稻谷的價(jià)格差距很小,市場供求對(duì)稻谷優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的影響力很弱。采用生態(tài)種養(yǎng)結(jié)合模式生產(chǎn)的稻米價(jià)格相對(duì)高,但規(guī)模小、產(chǎn)量低。全市大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻米綠色生產(chǎn),穩(wěn)步推進(jìn)減肥減藥,鼓勵(lì)冬季休耕和綠肥養(yǎng)地,實(shí)行有機(jī)和綠色食品認(rèn)證與監(jiān)管的舉措提高了優(yōu)質(zhì)水稻種植生產(chǎn)成本,但質(zhì)量和安全等方面的內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)越性難以在產(chǎn)品價(jià)格上直接體現(xiàn)。
當(dāng)前上海優(yōu)質(zhì)稻種植比例在99.0%以上,2020年市郊優(yōu)質(zhì)軟米品種應(yīng)用面積達(dá)到3.20萬hm2,占比達(dá)37.4%,為歷年最高。從品種品質(zhì)看,軟米品種食味品質(zhì)相對(duì)較好,廣受市場歡迎,但當(dāng)前軟米品種整體抗性不強(qiáng)、綜合表現(xiàn)不穩(wěn)定,特別是抗稻瘟病能力較弱,影響了進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用。
圍繞上海優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)“綠色、高效、生態(tài)”發(fā)展的需求,上海水稻生產(chǎn)開展基礎(chǔ)性預(yù)防技術(shù)、生態(tài)調(diào)控及生物防控技術(shù),以及科學(xué)用藥等關(guān)鍵綠色防控技術(shù)的研究與應(yīng)用。綠色防控技術(shù)示范應(yīng)用比例達(dá)55.6%,化學(xué)農(nóng)藥用量比常規(guī)生產(chǎn)減少5.0%,綠色栽培技術(shù)規(guī)程驗(yàn)證性示范點(diǎn)平均單產(chǎn)571.9 kg/667m2;平均氮化肥用量13.97 kg/667m2(折純N),較對(duì)照減少30.1%,平均農(nóng)藥用量123.4 g/667m2,較對(duì)照減少22.9%。鑒于優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)水稻生產(chǎn)目標(biāo)以及本市持續(xù)陰雨寡照頻發(fā)的氣候特點(diǎn),未來繼續(xù)減量施肥用藥空間較小,尤其是軟米品種種植比例不斷提高的條件下,如軟米品種的抗病性不提高,防控壓力難以降低。
當(dāng)前上海地產(chǎn)大米品牌培育有較大進(jìn)展,已形成“光明大米”“東灘綠港”“松江大米”“崇明大米”“青浦薄稻米”“儂家良匠”“金山島”等區(qū)域地產(chǎn)稻米品牌,實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色開發(fā),種植效益顯著提高,對(duì)接高端市場開始見成效。但由于合作社、家庭農(nóng)場規(guī)模相對(duì)小,品牌運(yùn)營成本較高,目前品牌眾多、小而散、弱而不強(qiáng),部分區(qū)域公共品牌存在資源整合不充分等問題,地產(chǎn)稻米品牌市場影響力較小,市民對(duì)地產(chǎn)稻米的知曉度不高。
圍繞水稻綠色生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),上海開展了綠色生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的優(yōu)質(zhì)稻品種引育、綠色生產(chǎn)模式應(yīng)用、種養(yǎng)結(jié)合、清潔化栽培技術(shù)集成、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和智能化管理、優(yōu)質(zhì)稻米綠色生產(chǎn)基地和產(chǎn)品認(rèn)證、稻米質(zhì)量安全追溯體系及品牌化建設(shè)等工作。在崇明、青浦、松江、奉賢建成一批訂單式、全產(chǎn)業(yè)鏈監(jiān)管的綠色生產(chǎn)示范基地,形成可復(fù)制、可推廣的優(yōu)質(zhì)稻米全產(chǎn)業(yè)鏈綠色生產(chǎn)模式。近年來布局提升了稻米加工裝備,但與之配套的設(shè)施依然滯后,具有大米生產(chǎn)許可證的加工企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模不大、社會(huì)化服務(wù)較少,部分加工企業(yè)設(shè)備還較為落后。由于軟米品種的特殊性,稻谷儲(chǔ)藏的含水量相較北方粳稻高1個(gè)百分點(diǎn),這對(duì)于南方稻區(qū)的黃梅天等濕熱氣候,儲(chǔ)藏問題尤為突出,需要為水稻生產(chǎn)季節(jié)期間的稻米銷售建立匹配低溫儲(chǔ)藏設(shè)施。
稻田基礎(chǔ)地力、環(huán)境質(zhì)量與農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)密切相關(guān)。上海市水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系連續(xù)4年跟蹤郊區(qū)不同茬口土壤養(yǎng)分變化,結(jié)果表明,水稻冬季綠肥養(yǎng)地茬口的土壤質(zhì)量最佳。未來,以水稻全程綠色生產(chǎn)為契機(jī),推進(jìn)郊區(qū)養(yǎng)地模式發(fā)展及耕地保育,大力提倡綠肥養(yǎng)地模式和生態(tài)循環(huán)模式,增加綠肥油菜等多種生態(tài)功能示范和應(yīng)用,多方位改良培肥土壤,優(yōu)化土壤理化性狀,通過冬季養(yǎng)地作物高產(chǎn)栽培,實(shí)現(xiàn)以“小肥”養(yǎng)“大肥”的目標(biāo),滿足水稻綠色生產(chǎn)有機(jī)養(yǎng)分的來源。
3.2.1 軟米品種稻瘟病抗性改良
當(dāng)前水稻生產(chǎn)中軟米品種的稻瘟病抗性普遍不佳,而綠色防控技術(shù)措施要求逐步減少化學(xué)農(nóng)藥的使用量,需在軟米品種稻瘟病抗性育種上進(jìn)行攻關(guān),才能根本上有效降低化學(xué)農(nóng)藥的用量。迫切需要加快鑒定長三角地區(qū)對(duì)稻瘟病表現(xiàn)廣譜高效的抗病基因,并利用分子聚合育種和花培育種等技術(shù),深度挖掘雜交粳稻稻瘟病抗性基因顯性互補(bǔ)聚合優(yōu)勢,培育稻瘟病抗性達(dá)到中抗以上、具有香軟特征、食味口感優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)粳稻新品種、新組合,為優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)業(yè)提供優(yōu)良種源支撐。
3.2.2 多元化用途的粳稻育種
新形勢下水稻產(chǎn)業(yè)從糧食生產(chǎn)到大米生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,但要真正改變“稻強(qiáng)米弱”的局面,需要在培育更多適宜品牌專用稻米品種的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步豐富水稻品種的多用途發(fā)展。在主導(dǎo)品種和專用品種上,育好品種,為地產(chǎn)稻米品牌專用品種提供種源,形成優(yōu)質(zhì)香軟型雜交粳稻育種、營養(yǎng)健康型種質(zhì)創(chuàng)新、釀酒用途、彩色觀賞用途等多元化的育種目標(biāo)格局,為鄉(xiāng)村振興、產(chǎn)業(yè)興旺提供強(qiáng)有力科技支撐。
3.2.3 耐低溫遲播綠肥作物品種選育及其高產(chǎn)栽培
上海地區(qū)秋播季節(jié)茬口矛盾突出,相當(dāng)一部分水稻收割期在11月,與冬季養(yǎng)地的紫云英、蠶豆、油菜等作物高產(chǎn)種植茬口矛盾較為突出,必須加快選育適宜水稻后茬耐低溫、耐遲播的養(yǎng)地作物新品種,同時(shí)集成品種配套高產(chǎn)栽培技術(shù),提高綠肥作物生物學(xué)產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)以“小肥”養(yǎng)“大肥”目標(biāo)。
3.2.4 主導(dǎo)品種和專用品種種源提純復(fù)壯
2020年上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會(huì)印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)本市水稻主導(dǎo)品種推廣應(yīng)用的通知》(滬農(nóng)委〔2020〕21號(hào)),旨在加快水稻優(yōu)良品種推廣應(yīng)用。針對(duì)主導(dǎo)品種和專用品種,應(yīng)建立起與推廣優(yōu)質(zhì)品種相匹配的良種選育和繁制技術(shù),形成相應(yīng)技術(shù)規(guī)范或規(guī)程,保持品牌大米的種源優(yōu)良特性,保障種源安全。
3.2.5 研究推廣水稻綠色生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)
在培育節(jié)肥抗病優(yōu)質(zhì)稻新品種的基礎(chǔ)上,研究集成綠色水稻生產(chǎn)信息化技術(shù)、稻田生態(tài)種養(yǎng)高效配套技術(shù),制定不同種養(yǎng)模式的稻田種養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)規(guī)程,重點(diǎn)研究高效的肥料運(yùn)籌、養(yǎng)草滅草、綠色防控、適時(shí)收割等綠色生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),建立高質(zhì)量發(fā)展的水稻綠色生產(chǎn)技術(shù)體系。
引入智慧農(nóng)業(yè)理念,依托互聯(lián)網(wǎng)高科技平臺(tái),大力發(fā)展智能化生產(chǎn)與全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)。開展不同植保機(jī)械的助劑和藥劑篩選及藥效評(píng)價(jià),加強(qiáng)無人農(nóng)場共性關(guān)鍵技術(shù)研究,為水稻智能化生產(chǎn)上海模式提供技術(shù)解決方案;針對(duì)水稻全程機(jī)械化生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié),進(jìn)一步優(yōu)化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝一體化技術(shù)與裝備改進(jìn),示范推廣高效施肥與高效植保新機(jī)械及其配套技術(shù),進(jìn)一步提升糧食機(jī)械化生產(chǎn)水平。
重視和加強(qiáng)區(qū)域公共品牌建設(shè),特別是加強(qiáng)生產(chǎn)鏈和供應(yīng)鏈建設(shè)。以地產(chǎn)優(yōu)質(zhì)米品牌精品化發(fā)展為目標(biāo),根據(jù)上海氣候特點(diǎn),開展水稻收獲時(shí)機(jī)、稻谷烘干、儲(chǔ)藏保鮮、稻米加工和追溯信息等技術(shù)研究與應(yīng)用。開展優(yōu)質(zhì)米品牌標(biāo)準(zhǔn)化、智能化生產(chǎn)管理模式,扶持地產(chǎn)化優(yōu)質(zhì)米供應(yīng)鏈建設(shè),引導(dǎo)品牌大米訂單生產(chǎn)規(guī)?;l(fā)展,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效,農(nóng)民增產(chǎn)增收,提高地產(chǎn)優(yōu)質(zhì)米產(chǎn)業(yè)化水平。以優(yōu)良品種為核心開展多渠道、多層次、多形式宣傳,深度挖掘優(yōu)質(zhì)稻米品牌特色和文化內(nèi)涵,講好上海稻米故事。加強(qiáng)上海稻米公益宣傳,使上海市民充分了解、信任、喜歡上海大米,理解優(yōu)良品種和綠色生態(tài)種植方式的重要意義,形成上海農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的全民共識(shí)。