北方粳稻新品種培育與發展

唐亮 陳溫福

（沈陽農業大學/北方超級粳稻育種教育部重點實驗室，沈陽110866；第一作者：tangliang@syau.edu.cn；*通訊作者：wfchen@syau.edu.cn）

1 北方粳稻生產發展趨勢

1.1 北方粳稻產業發展

口糧安全是糧食安全的關鍵，保障口糧絕對安全，就掌握了14億多人糧食安全的主動權。口糧供給的重點是稻米，稻米供給的關鍵是粳稻[1]。粳稻不是一個普通的糧食品種，粳稻生產關系到國家糧食安全的整體。北方粳稻種植面積占我國粳稻總面積的六成左右[2]，2020年北方粳稻生產總量和種植面積分別占全國水稻總產和面積的21.01%和19.25%。北方粳稻區主要包括東北早熟粳稻區、華北單季粳稻區和西北干燥粳稻區。近60年來北方粳稻生產呈快速發展趨勢，華北和西北粳稻區生產規模相對穩定，東北早熟粳稻區近20年種植面積分別是1981—2000年和1961—1980年種植面積的2.5倍和6.0倍，是北方粳稻生產增長最迅速的區域，2020年東北早熟稻區無論是總產還是面積都占北方粳稻的90.0%以上（圖1）。發展北方粳稻生產對于確保我國口糧絕對安全和社會穩定具有重要的戰略意義[3]。

圖1 近60年北方粳稻生產變化情況

1.2 東北粳稻產業成本收益分析

近期隨國際形勢突變和疫情激化了市場需求，稻米尤其是東北大米價格窄幅震蕩略有上漲，但流通環節運費成本上漲幅度更大。同時我國稻谷庫存充足，仍處于歷史較高水平，保持常規投放，各級儲備也陸續輪出，稻谷市場供應仍有壓力，米企建庫積極性不足，多按需采購。粳稻谷的行情并不樂觀，甚至部分北方粳稻谷價格小于南方粳稻（江蘇粳稻）價格。據統計，“十三五”期間，黑龍江墾區農民水稻種植平均效益比“十二五”時期減少了約2/3，物資投入特別是用工和土地租金上升過快、收購價格下降是效益下滑的主要原因。農業生產資料指數持續上升，與2004年相比，2020年東北農業生產資料價格指數將近翻了1番，粳稻谷最低收購價格卻下滑（圖2），導致北方粳稻區特別是東北稻區農戶均可支配收入無論增速還是絕對值都較低。

圖2 2004—2020年東北農業生產資料指數和稻谷收購價比較分析

1.3 北方粳稻發展面臨的問題和潛力

國家統計局公布的全國糧食生產數據顯示，2021年全國糧食總產量6 828.5億kg，比上年增長2.0%，連續7年保持在6 500億kg以上，再創歷史新高，實現“十八連豐”[4]。海關總署發布數據顯示，2021年我國累計進口糧食16 453.9萬t，較2020年增長18.1%。基于上述背景，部分分析認為近幾年來我國糧食相對過剩，進口糧食價格相對較低，我國北方溫光水自然資源相對不如南方，建議減少北方粳稻特別是東北粳稻生產。我國是糧食生產和進口大國，受國際形勢動蕩和疫情以及極端天氣影響，全球糧價持續上漲，2022年上半年我國糧食進口2 724.8億元，同比增長了16.6%；但糧食進口量為7 978萬t，較2021年同期減少5.4%。我國北方粳稻產量已超全國水稻總產的1/5，且為品質較優的粳米，北方粳稻生產是確保口糧絕對安全的重要基石，亟需進一步加強。

北方粳稻區特別是東北稻區地處三江、松嫩、遼河平原，地勢平坦、土壤肥沃、水質好，灌漿成熟期氣溫適宜，有利稻米品質形成，適宜發展優質食用粳稻。東北粳稻區水源豐富，但時空分布不均、開發利用不合理、井水種稻比例明顯偏大，立足于地表水資源的開發利用。通過調引水工程建設，實現東水中引、北水南調、河湖水系連通，可徹底解決井水種稻影響地下水問題，確保東北粳稻區667萬hm2水稻生產潛力。北方粳稻區地處中高緯地區且緯度跨度大，極端天氣和稻瘟病頻發，低溫、病蟲草害等生物非生物逆境脅迫也限制了本區稻作發展。通過豐產、優質、耐寒、抗病的粳稻品種培育以及配套生產技術將支撐北方粳稻進一步高質量發展。

2 北方粳稻品種培育

適宜北方粳稻生態環境和種植條件且滿足市場需求的品種培育是保障北方粳稻生產迅速發展的基礎。北方粳稻區緯度跨度大，南北跨近15個緯度，光溫環境差異顯著，北端的黑龍江省黑河市位于北緯50°左右，地處黑龍江省第四積溫區，活動積溫僅為2 100℃左右；不同稻區生態類型對品種特征特性有著不同的要求，提升了本區品種選育的難度。據統計，與稻區面積和緯度跨度匹配，東北早熟稻區審定品種占北方粳稻區的3/4左右，華北單季粳稻區占1/5左右。近20年審定的品種約占80.0%；常規粳稻占95.0%；選育單位屬性方面，高校科研院所等事業單位培育了近3/4的品種（圖3）。

圖3 北方粳稻品種審定情況

由北方粳稻主要稻區（東北早熟稻區）2022年主推品種情況分析可知，目前北方粳稻生產上主要應用的是常規稻，占比97.7%；80.7%的品種為高校及科研院所培育，19.3%為公司培育。

3 北方粳稻育種發展策略

北方粳稻產業發展基本思路是“逐步提高粳稻生產和消費比重，形成與東南亞秈稻生產的品質優勢和日韓粳稻生產的成本優勢”。總的原則是“保面積、穩單產、優質化、機械化，提質增效，促進粳稻產業的可持續發展”。穩步提升東北優勢稻區生產，穩定西北華北特色稻區生產。育種方面重點為高產與優質并重，常規技術與高新技術并重，商業化育種與公益性育種并重。

3.1 高產與優質相結合

稻米是我國乃至亞洲的主要口糧，持續增產關系到國家糧食安全。特別是粳稻生產，是事關我國14億人口糧安全的頭等大事。受諸多因素影響，北方粳稻谷價格在低位徘徊，提升稻米品質滿足市場多元化需求、促進農民增收，對保護稻農種糧積極性、穩定口糧安全有重要作用。因此，從市場需求和提高農民收益角度考慮，北方粳稻育種目標為高產與優質相結合。

3.2 輕簡高效廣適高抗相結合

隨著勞動力的持續轉移，輕簡化、機械化、自動化的稻作生產勢在必行。北方粳稻區地處高緯且跨度大，春季氣溫回升慢，秋季降溫快，無霜期相對較短，北方粳稻對光溫敏感品種適宜區域嚴重受限。因此，北方粳稻品種要注意熟期、耐寒和廣適性。培育的新品種必須適宜輕簡化機械化栽培和資源高效利用，并且有較好的抗倒、抗病、抗蟲性。特別是在“減肥、減藥”已成為發展主流的形勢下，選育肥水高效利用的新品種尤為重要。

3.3 常規育種和生物育種相結合

育種技術已陸續進入以大數據、生物技術、人工智能為代表的生物育種時代。北方粳稻育種也正由僅表型選擇向表型+全基因組選擇轉變。目前，北方粳稻生產上主栽的優異品種基本是常規育種培育而成，在適宜區域特色種質資源的精準鑒定、創新利用上仍有待加強。為實現高產優質的目標，我們提出“通過合理的肥水運籌條件下規模化鑒定種質、精準配組、高效聚合目標基因，剔除不利遺傳累贅的復合選擇壓下多性狀精準聚合”育種策略，實現在保證產量前提下提高稻米品質。

3.4 商業化育種與公益性育種并重

北方粳稻育種要與區域實際相結合，目前北方粳稻區絕對多數是常規品種，與雜交稻相比，常規稻品種種子價格低、保護和維權相對困難；同時按《中華人民共和國種子法》和《中華人民共和國植物新品種保護條例》的規定，農民有“自繁自留”的留種權，農民種植常規稻品種可留種種植，北方粳稻區尤其是東北稻區地廣人稀，戶均農田面積大，種植者通常選用常規粳稻品種。在北方粳稻區經營常規稻種子利潤顯著低于南方雜交稻，公司積極性不高、投入種質創新和品種培育的經歷和經費顯著不足。大部分品種由事業單位選育而得，公益特征突出，北方粳稻應注重公益性育種與商業化育種相結合。公益性育種也體現在基礎研究方面，需加大支持新基因、新種質鑒定與挖掘和新種源資源創制等“原創”基礎性工作，做好理論創新、資源創新和育種創新。商業化育種則要求更快速精準地選育穩產、廣適、高抗、優質的品種，以適應市場需要。