黑龍江粳稻品質(zhì)育種現(xiàn)狀及對策

劉立超 謝樹鵬 門龍楠 魏中華 孫中華 宗天鵬 符強 董曉慧 王翠玲

（1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院綏化分院，黑龍江 綏化 152500；2 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，哈爾濱 150086；第一作者：liulichao0310@163.com）

民以食為天，糧食安全事關(guān)國家安全。黑龍江省是我國水稻生產(chǎn)大省，歷年粳稻種植面積在400 萬hm2左右，約占全國粳稻種植面積的45.0%，稻米年產(chǎn)量占全國稻米產(chǎn)量的12.5%，為國家糧食安全做出重要貢獻。近年，隨著人民生活水平的提高，對糧食的消費需求由“要吃飽”向“要吃好”轉(zhuǎn)變，水稻生產(chǎn)消費已從重“量”轉(zhuǎn)向重“質(zhì)”。黑龍江屬于高寒地區(qū)，獨特的氣候條件與自然地理條件造就了黑龍江大米的優(yōu)秀品質(zhì)，在2018 年，五優(yōu)稻 4 號、龍稻 18、松粳 22、松粳 28 就被評為中國十個粳稻金獎品種。黑龍江省粳稻品種選育技術(shù)在全國處于前列，為我國粳稻育種作出了重大貢獻。我們對黑龍江省粳稻育種現(xiàn)狀特別是優(yōu)質(zhì)粳稻育種現(xiàn)狀進行了調(diào)研和總結(jié)，并分析了在育種中存在的問題，提出了相關(guān)對策。

1 黑龍江粳稻育種發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

1.1 黑龍江粳稻育種發(fā)展歷程

第一階段為20 世紀70 年代前。黑龍江較早通過審定的水稻品種是1964 年的新雪和1966 年的北斗，這2個品種其親本由日本引進，對黑龍江粳稻生產(chǎn)起到重要作用。這一時期的粳稻主要特點是：產(chǎn)量5 000 kg/hm2左右，熟期偏早。栽插方式主要是直播與插秧兼用。

第二階段是20 世紀80 年代。隨著水稻先進技術(shù)的應(yīng)用，水稻育種技術(shù)和產(chǎn)量有了大幅度提高。這一階段，品種產(chǎn)量水平在6 000 kg/hm2左右，熟期較上一時期品種延長5～10 d，同時，這階段采用了旱育稀植等先進技術(shù)，為黑龍江優(yōu)質(zhì)粳稻育種奠定了堅實的基礎(chǔ)。這一階段比較有代表性的品種主要有由黑龍江省五常水稻試驗站選育的松粳2 號，該品種生育期短，耐低溫，米質(zhì)好，適口性佳，豐產(chǎn)性突出，穩(wěn)產(chǎn)性好，適應(yīng)性廣，曾獲“黑龍江省優(yōu)質(zhì)水稻品種”稱號。

第三階段為20 世紀90 年代。這一時期黑龍江省粳稻育種進一步發(fā)展，通過省級審定的粳稻品種有44個，產(chǎn)量水平在7 000 kg/hm2左右，較第二階段育成的品種平均增產(chǎn)28.1%。具有代表性的品種是五優(yōu)稻1 號，該品種產(chǎn)量在8 895 kg/hm2左右，較對照品種松粳2號平均增產(chǎn)12.5%，且米質(zhì)符合部頒1 級優(yōu)質(zhì)米標準。

第四階段為2001—2014 年。這一時期黑龍江審定通過的粳稻品種有181個，主要代表品種有龍稻18 和龍粳31 號。其中，龍稻18 為黑龍江省首個達國標1 級優(yōu)質(zhì)稻，出米率高、堊白少、色澤均勻、味道清新、口感香甜、冷飯不生、韌糯適宜。龍稻18 抗冷性好，能更廣泛的在第一、二積溫帶推廣，推廣面積遠大于五優(yōu)稻4號（種植面積占黑龍江粳稻種植面積的4%～5%）。龍粳31 號是由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯水稻研究所選育的高寒早粳優(yōu)良品種，該品種很好的解決了寒地早粳稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)難題，平均產(chǎn)量達9 140 kg/hm2，是龍粳系列在黑龍江第三、四積溫區(qū)的主導品種之一，2013年在黑龍江種植面積高達107 萬hm2，2016 年種植面積高達113 萬hm2，創(chuàng)全國粳稻單一品種種植面積歷史記錄。這一時期黑龍江粳稻產(chǎn)量水平突破8 000 kg/hm2，較第三階段育成品種平均增產(chǎn)8.2%。

第五階段為2015 年至今。這一階段，黑龍江粳稻育種取得快速發(fā)展，至2021 年已通過審定453個品種，僅2021 年就審定通過171個。在品種類型上，大部分是常規(guī)粳稻品種，占比達77.66%；審定香稻品種68個，遠高于以往歷年總和（15個），占比達15.01%。其中，2020 年和2021 年審定的香稻品種分別為25個和26個。這一時期品種產(chǎn)量水平已穩(wěn)定在8 000 kg/hm2，并向10 000 kg/hm2的高產(chǎn)沖擊，同時更加注重優(yōu)質(zhì)水稻新品種的選育，在整精米率、香型、食味性方面取得了新的發(fā)展，同時品種抗病、耐冷、抗倒性明顯增強，黑龍江省粳稻育種水平進入全國一流水平。這一時期的代表性品種是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院五常水稻研究所選育的松粳28，其糙米率79.5%，整精米率66.0%，堊白粒率10.0%，堊白度1.9%，直鏈淀粉含量（干基）17.7%，膠稠度81.1 mm，粗蛋白（干基）6.7%，食味品質(zhì)高達90 分，達到國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標準1 級[1]。在2018年首屆全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評會中，松粳28 被評為全國十個粳稻金獎品種之一。

1.2 黑龍江粳稻品種推廣現(xiàn)狀

黑龍江省地跨高寒地帶與亞寒地帶，全省分為6個積溫帶，其中適合于粳稻生產(chǎn)的主要有4個積溫帶。第一積溫帶2 700℃以上，第二積溫帶2 500℃～2 700℃，第三積溫帶2 300 ℃～2 500 ℃，第四積溫帶 2 100 ℃～2 300 ℃，由于各積溫帶的差異大，對粳稻種植品種要求高，對粳稻育種提出了挑戰(zhàn)。同時，不同積溫帶水稻的生長過程及其產(chǎn)量、品質(zhì)的變化有許多差異，品種推廣不同，比如在第一積溫帶，主要推廣主莖13 片葉以上的長粒、香型、晚熟的粳稻品種，而在第四積溫帶，主要推廣主莖10 片葉以下的早熟、圓粒型品種（表1）。

2 黑龍江粳稻品種品質(zhì)現(xiàn)狀

2.1 粳稻品種品質(zhì)有新突破

從表1 和表2 可以看出，黑龍江省第一、二積溫帶主要推廣種植優(yōu)質(zhì)長粒粳品種，其品質(zhì)都達到國家優(yōu)質(zhì)稻2 級標準以上；第三、四積溫帶推廣早熟、橢圓粒粳稻品種為主，其特點是比較高產(chǎn)，而且稻米品質(zhì)達到國家優(yōu)質(zhì)稻3 級標準以上。

表1 2018—2021 年黑龍江省各積溫帶主導推廣優(yōu)質(zhì)稻品種

表2 2018—2021 年黑龍江不同積溫帶粳稻品種品質(zhì)表現(xiàn)

從表3 可以看出，黑龍江省粳稻品質(zhì)育種取得長足進步。1999—2001 年與2018—2021 年間，黑龍江省審定通過的粳稻品種糙米率為81.43%～82.86%、整精米率65.86%～70.59%、直鏈淀粉含量16.48%～17.68%、膠稠度68.96～77.69 mm，但堊白粒率由11.93%降至4.68%，堊白度由4.03%降至1.21%，粗蛋白含量由8.22%降至6.90%，食味品質(zhì)由1999 年的76.00 分提高至2021 年的83.82 分。20 年間，黑龍江粳稻生產(chǎn)基本實現(xiàn)了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的發(fā)展之路。2018 年，由全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心、國家水稻良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)組主辦的首屆全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評會中，黑龍江的龍稻 18、五優(yōu)稻 4 號、松粳 28、松粳 22 等 4個品種被評為全國十個粳稻金獎品種。

表3 黑龍江省1999—2001 與2018—2021 年粳稻品質(zhì)性狀變化

2.2 生育期、株高、葉片數(shù)呈下降趨勢

黑龍江省第一、第二積溫區(qū)由于積溫比較高，適宜株高90 cm 以上、主莖12 片葉及以上的晚熟粳稻品種種植，如松粳22 出苗至成熟生育日數(shù)140 d 左右，屬晚熟，需≥10 ℃活動積溫2 700 ℃左右，主莖14 片葉，長粒型，株高110 cm 左右。而第三、第四積溫區(qū)有效積溫少，只適合于株高低于90 cm、主莖11 片葉及以下的早熟粳稻品種種植，這些品種的特點是比較高產(chǎn)、耐寒、抗病性比較強，但稻米品質(zhì)適口感比較差，如龍粳47，在適應(yīng)區(qū)種植出苗至成熟生育日數(shù)123 d 左右，需≥10 ℃活動積溫2 150 ℃左右，主莖10 片葉，株高83 cm 左右，橢圓粒型，品質(zhì)達國家優(yōu)質(zhì)稻谷標準3級，產(chǎn)量達9 416.6 kg/hm2。通過國家水稻數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)計，2016—2021 年通過審定的品種平均生育日數(shù)、株高、葉片數(shù)、穗長均呈下降趨勢。

2.3 抗逆性與抗稻瘟病能力明顯提高

受地理條件影響，黑龍江平均3～5 年就會發(fā)生1次低溫冷害。冷害與稻瘟病是黑龍江省粳稻生產(chǎn)的兩大天敵。據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計，2016—2020 年黑龍江通過審定的282個品種中，葉瘟0～3 級的品種99個，占比 35.11%；穗頸瘟 0～3 級的品種 100個，占比35.46；處理空殼率1%～20%。其中，龍墾系列和墾稻系列品種在抗葉瘟病和穗頸瘟病上取得很好的成績，其葉瘟和穗頸瘟都在3 級以下。

2.4 抗倒伏性顯著提高

倒伏是影響粳稻產(chǎn)量的一個重要因素，尤其是在機械化生產(chǎn)條件下，抗倒伏對于保證粳稻產(chǎn)量至關(guān)重要。如三江6 號是黑龍江近年來培育出的優(yōu)質(zhì)香稻品種，具有米質(zhì)優(yōu)、抗病性和耐寒性強、適口性好等特點。但經(jīng)過幾年推廣發(fā)現(xiàn)，三江6 號抗倒伏能力較差、后熟速度慢，特別是在第三積溫帶下限地區(qū)種植，平均產(chǎn)量在6 750～7 500 kg/hm2之間，而且其中還夾雜大量青粒、秕粒。相比于三江6 號，綏粳18 雖然在品質(zhì)和適口性方面稍遜，但其抗倒伏性極強，被種植戶喻為“鐵稈”，平均產(chǎn)量達9 000 kg/hm2左右，2019 年推廣種植面積達到66.2 萬hm2，占黑龍江省水稻種植面積的16.0%，僅次于龍粳31，為黑龍江省水稻種植面積第二大品種，成為第二、三積溫帶主栽品種。

3 黑龍江粳稻品質(zhì)育種存在問題

3.1 高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)香稻品種不多

黑龍江屬于高寒地區(qū)，巨大的晝夜溫差造就了黑龍江大米的高品質(zhì)和香味，深受廣大種植戶及米企的青睞。2020 年，黑龍江主導推廣的優(yōu)質(zhì)粳稻品種中，屬于香稻品種的就有8個，即五優(yōu)稻4 號、松粳22、松粳19 號、三江 6 號、綏粳 18、綏粳 27、龍慶稻 3 號、龍慶稻5 號等，但這8個品種均未達到國家1 級優(yōu)質(zhì)稻標準。雖然五優(yōu)稻4 號舉世聞名，但產(chǎn)量比較低，平均產(chǎn)量僅7 723 kg/hm2。同時，在2016—2021 年審定的品種中，屬于香稻品種的僅占15.01%。由此可見，目前黑龍江雖開發(fā)出一些香稻品種，但高產(chǎn)高品質(zhì)的香稻品種卻不多，選育兼具高品質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的香稻品種難度大。如三江6 號，其獨特的香氣口感深受廣大消費者歡迎，但其抗倒伏能力差、后熟速度慢，不利于大面積推廣。

3.2 國標1 級優(yōu)質(zhì)稻品種匱乏

1964—2021 年，黑龍江通過省級審定的粳稻品種有739個，然而，直到2015 年才審定通過第1個國標1級優(yōu)質(zhì)稻品種龍稻18，2019 年審定通過第2個國標1級優(yōu)質(zhì)稻品種松粳28，這與黑龍江省作為全國水稻生產(chǎn)大省不符。江蘇省早在2010 年之前就有華粳2 號、華粳3 號等6個品種品質(zhì)達到國標1 級優(yōu)質(zhì)稻標準[2]。因此，培育更高品質(zhì)的粳稻品種對黑龍江省廣大育種工作者來說任重道遠。

3.3 高品質(zhì)營養(yǎng)功能型優(yōu)質(zhì)稻品種緊缺

我國已進入全面小康社會，人們的生活質(zhì)量大大提高，大米消費追求已不只限于色香味，已向著兼具富硒、富鋅、富鈣、富鐵等的營養(yǎng)功能方面追求，這種高品質(zhì)營養(yǎng)功能大米具有良好的市場發(fā)展?jié)摿εc前景。而黑龍江這方面的粳稻育種工作剛起步不久，如黑龍江方正縣雖然有中國富硒稻米之鄉(xiāng)稱號，但到目前為止尚未有通過省級審定的高品質(zhì)富硒優(yōu)質(zhì)粳稻品種。

3.4 高品質(zhì)長粒粳稻品種稀少

粳稻的整精米率、長寬比與食味呈正相關(guān)，粳稻糙米的粒長與食味評分呈顯著正相關(guān)[3]，如五優(yōu)稻4 號，其糙米粒長6.12 mm，粒寬2.45 mm，長寬比2.5，食味評分可達90 分以上。據(jù)2007 年相關(guān)統(tǒng)計資料，黑龍江糙米的粒長、粒寬、粒厚的平均值分別為5.24、2.64 和2.01 mm，長寬比2.00，整體食味平均分78.7 分。據(jù)國家水稻數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計，2016—2020 年黑龍江審定的282個水稻品種中，長粒品種139個，占比49.29%；橢圓型品種131個，占比46.45%；圓粒型品種12個，占比4.26%。在第三、四積溫帶，橢圓粒型品種占比達75.0%。2018—2021 年第一、二、三、四積溫帶主導推廣的粳稻品種中，平均食味分分別為86.22、83.85、80.98和79.12 分（表2）。可見，當前黑龍江高品質(zhì)長粒型粳稻品種并不多，第三、四積溫區(qū)種植的品種食味品質(zhì)還比較差。

4 粳稻品種育種相關(guān)建議

4.1 進一步加大育種科研投入，加強選育具有區(qū)域特色的高品質(zhì)品種

目前，黑龍江有粳稻育種中心50 多個，但各育種中心力量比較分散，主要培育區(qū)域內(nèi)的粳稻品種，未形成合力。加強統(tǒng)籌整合各育種中心力量，加強科研院所、大學、農(nóng)墾集團、企業(yè)的力量，進一步加大各類育種機構(gòu)對優(yōu)質(zhì)粳稻品種選育資金投入，根據(jù)稻米市場消費多元化的需求，充分利用現(xiàn)代分子生物學、基因工程技術(shù)和生物信息技術(shù)與傳統(tǒng)的旱育稀植技術(shù)相結(jié)合，按照“豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性、長粒、香味、美觀”的標準，加強高品質(zhì)品種的選育[4]，在龍稻18、松粳28 基礎(chǔ)上，選育出更多的國標1 級優(yōu)質(zhì)稻標準的品種，有利于持續(xù)提高黑龍江大米的知名度和美譽度。各積溫區(qū)要依據(jù)各自區(qū)域的條件，選育和推廣相適應(yīng)的優(yōu)質(zhì)品種，推動區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)粳稻品種的更新?lián)Q代。如在第一積溫區(qū)加快優(yōu)質(zhì)長粒香型品種、營養(yǎng)功能型優(yōu)質(zhì)品種等的選育與推廣；第四積溫區(qū)則是在確保產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，選育外觀品質(zhì)與食味品質(zhì)更好的品種。同時，充分利用基因技術(shù)，加強改良高寒地區(qū)常規(guī)粳稻品種的抗病性、抗寒性與抗倒伏性。長粒香型品種在生長過程中就會散發(fā)出獨特的香氣，更易吸引害蟲的危害，同時，其抗倒伏能力一般比圓粒型品種差，因此，要加強抗稻瘟病、抗倒伏、抗寒香稻品種的選育。

4.2 加大香稻品種研究力度，做好優(yōu)質(zhì)粳稻品種的培育

對高品質(zhì)香稻品種的培育，除了加大資金投入，還需要多方面的研究。一是要通過多渠道全方位的做好高品質(zhì)香稻品種資源的搜集工作，不僅搜集國內(nèi)高品質(zhì)香稻資源，還要收集國外優(yōu)質(zhì)香稻資源，只有掌握足夠多的香稻資源，才能選育更好的香稻品種。二是通過極端配組，擴大中間類型，增加選育的概率，還需要進行雜交配組，從后代分離出比較優(yōu)質(zhì)的雜交株系。三是利用現(xiàn)代分子生物技術(shù)、基因遺傳技術(shù)，注重新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的綜合運用，以提高品質(zhì)為目標，做好細致化的研究。

4.3 優(yōu)化優(yōu)質(zhì)稻品種生產(chǎn)布局，提高品種抗逆性

繼續(xù)改良各積溫帶粳稻品種的抗逆性和抗倒伏性，從而有利于品種跨積溫區(qū)推廣。第一積溫區(qū)的哈爾濱地區(qū)，要繼續(xù)以五常市細長粒型及香型高品質(zhì)品種稻花香為發(fā)展重點，繼續(xù)打造“五常大米”品牌的美譽度，不僅面向國內(nèi)，還要走向世界；繼續(xù)加強方正縣富硒粳稻品種的培育，把方正縣打造成新的營養(yǎng)功能型粳稻品種培育基地。在第二、三積溫帶，繼續(xù)加強培育如綏粳18 等優(yōu)質(zhì)長粒香型水稻品種，開發(fā)更高抗逆性和抗倒伏性新品種。在第四積溫區(qū)，在繼續(xù)保證產(chǎn)量的前提下，進一步提高品種品質(zhì)，大力推廣以龍粳31、龍粳39 等產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的龍粳系列品種，并做好品種的更新?lián)Q代。