浙江省粳稻品種的演替研究綜述

郭瑩，李志瑛，翟榮榮，葉靖，王文頗，葉勝海*，王健*

(1.河北科技師范學(xué)院 農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，河北 秦皇島 066000；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻是世界三大糧食作物之一，在總收獲面積和單產(chǎn)上排名第二，在全球總產(chǎn)量中僅次于玉米和小麥[1]。水稻也是我國(guó)最重要的糧食作物之一，我國(guó)有超過(guò)一半的人以米飯為主食[2]，其中，粳米是人們最喜食的口糧。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國(guó)粳米的消費(fèi)需求日益增長(zhǎng)，在人均稻米年消費(fèi)量不斷下降的情況下，粳米年消費(fèi)量反而增加，2015年全國(guó)粳米需求量達(dá)到500 億kg以上。全國(guó)粳米需求和粳稻種植面積逐年上升，南方稻區(qū)的“秈改粳”發(fā)展迅速，浙江、江蘇、安徽、湖北等秈粳混栽稻區(qū)，粳稻種植比例大幅提升；江西、湖南等秈稻區(qū)，粳稻種植面積也迅速擴(kuò)大。

浙江省水稻種植面積約占糧食作物總面積的65%，其中晚粳稻約占水稻總面積的75%，是浙江省種植面積最大的水稻類型[3]，在滿足主糧自給方面起著重要作用。浙江省晚稻品種一般劃分為常規(guī)晚粳稻(包含常規(guī)晚糯稻)、常規(guī)晚秈稻、雜交晚粳稻(包含雜交晚糯稻)、雜交晚秈稻以及秈粳雜交等5個(gè)類型。其中，晚粳稻品種包括常規(guī)晚粳稻、雜交晚粳稻和秈粳雜交稻。而在種植類型上，浙北以單季粳稻為主，浙中、浙南則單季粳稻、雙季粳稻并存。針對(duì)晚粳稻在浙江省的重要地位，本文對(duì)浙江省近20 a審定通過(guò)的晚粳稻品種產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等性狀進(jìn)行分析，以期為浙江晚粳稻育種提供參考。

1 浙江省晚粳稻品種演替基本情況

我國(guó)水稻育種經(jīng)歷了3個(gè)階段：20世紀(jì)50-70年代初的矮化育種[4]，20世紀(jì)70年代的抗性育種[5]，20世紀(jì)70年代后期至今的雜交育種[6]。而在浙江，根據(jù)不同階段水稻品種的類型，經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：20世紀(jì)50年代時(shí)浙江省主要種植的是高稈、需肥量小的農(nóng)家品種；60年代中期主要種植的是千粒重較高，穗型較小的京引15和農(nóng)墾58等外來(lái)品種；60年代后期主要種植浙江自主選育的雙糯4號(hào)、嘉湖4號(hào)等，表現(xiàn)為穗長(zhǎng)中等，莖稈較粗，著粒密度較稀，產(chǎn)量較外來(lái)品種有了一定的提高，但品質(zhì)一般；80年代主要種植的是植株較矮、耐肥抗倒、千粒重略低的矮粳23；80-90年代時(shí)主要推廣秀水11、秀水27、秀水63等雙季晚粳，表現(xiàn)為千粒重高、植株較矮、根系發(fā)達(dá)、葉鞘包節(jié)、灌漿快、株型緊湊、產(chǎn)量較高、品質(zhì)較好；90年代主要種植的是浙農(nóng)8010、浙9248，表現(xiàn)為莖稈較粗，分蘗較強(qiáng)，穗大粒多等特點(diǎn)；21世紀(jì)初主要種植的是株型緊湊、莖稈較粗、抗倒好、分蘗強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好的嘉花1號(hào)、秀水09、浙粳22等[7-8]。

晚粳稻品種在浙江水稻生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中起到了重要作用。因?yàn)檎憬砭居N一直備受重視，其育種水平也一直走在全國(guó)前列。我們分析了2006-2020年浙江省發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種類型的變化，探索浙江省晚粳稻品種演替的基本情況，為后續(xù)更好地培育晚粳稻品種提供參考。

由圖1可知，2006-2020年，大多年份粳型常規(guī)稻品種的數(shù)量都是最多的，秈型常規(guī)稻品種數(shù)量的趨勢(shì)總體相對(duì)平穩(wěn)，而秈粳雜交稻主導(dǎo)品種的數(shù)量則總體上有著明顯的上升，尤其是2015年后開(kāi)始明顯增多，粳型雜交稻品種的數(shù)量則變化不大。

圖1 2006-2020年浙江省水稻主導(dǎo)品種類型數(shù)量Fig.1 The number of dominant rice varieties in Zhejiang Province from 2006 to 2020

浙江粳型常規(guī)稻主導(dǎo)品種的數(shù)量一直比較多的原因是常規(guī)粳稻口感軟糯，富有彈性，人們比較愛(ài)吃，粳型常規(guī)稻里還包括常規(guī)晚糯稻，糯稻是很多食物的原材料，也是很多酒類的原材料，所以浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種中粳型常規(guī)稻占較大的比例。

表1為2006-2022年浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種中的粳稻部分(浙江省2005年才開(kāi)始確定發(fā)布主導(dǎo)品種)，包括常規(guī)晚粳稻、常規(guī)晚糯稻、雜交晚粳稻、秈粳雜交稻等4個(gè)品種類型。主導(dǎo)品種中大多都出現(xiàn)了不止1次，有12 a的主導(dǎo)品種中都有紹糯9714，有10 a的主導(dǎo)品種中都有秀水134，有9 a的主導(dǎo)品種中有寧88等。其中，紹糯9714是常規(guī)晚糯稻，秀水134和寧88都是常規(guī)晚粳稻。大多數(shù)主導(dǎo)品種都是該類型品種中表現(xiàn)好的品種，但是也不斷地有新品種躋身在浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的主導(dǎo)品種列表中。

表1 2006-2022年浙江省粳稻主導(dǎo)品種Table 1 The dominant japonica rice variety in Zhejiang Province from 2006 to 2022

浙江省近20 a審定了一大批優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的水稻新品種，并在全國(guó)大面積推廣應(yīng)用。從國(guó)家水稻數(shù)據(jù)中心查詢可知，2001-2020年浙江省通過(guò)省級(jí)審定的品種共有412個(gè)，有79個(gè)秈型常規(guī)稻、102個(gè)粳型常規(guī)稻、151個(gè)秈型雜交稻、55個(gè)粳型雜交稻、25個(gè)秈粳雜交稻。其中，秈型雜交稻品種數(shù)最多，粳型常規(guī)稻次之，近幾年才有較多的秈粳雜交稻品種通過(guò)審定。

從圖2來(lái)看，審定的品種中，秈型雜交稻所占比例較大，秈型常規(guī)稻所占比例較小，有些年份甚至沒(méi)有；粳型雜交稻所占比例也很小，2015年開(kāi)始甚至沒(méi)有審定的品種，粳型常規(guī)稻所占比例較為穩(wěn)定，大多數(shù)是和秈型常規(guī)稻相同數(shù)量，有時(shí)數(shù)量會(huì)多一些；秈粳雜交稻近幾年才多起來(lái)，可能是因?yàn)榻鼛啄甑恼憬居N更傾向于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)秈粳雜交稻。

圖2 2001-2020年浙江省水稻審定品種類型數(shù)量Fig.2 The number of approved rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2020

1.1 浙江省晚粳稻品種生育期分析

晚粳稻感光性較強(qiáng)，其生育期決定了水稻的種植區(qū)域，而且生育期直接影響著水稻光合產(chǎn)物積累時(shí)間的長(zhǎng)短，從而影響水稻籽粒的灌漿進(jìn)程，間接影響水稻的產(chǎn)量[9]。適合連作和單季種植的水稻生育期差異較大，從圖3中可知，2016年沒(méi)有適合連作的粳稻品種。2001-2021年適合連作種植的粳稻品種的生育期基本上在128～145 d，生育期最短在2005年，為128.98 d，生育期最長(zhǎng)在2014年，為145 d；而適合單季種植的粳稻品種基本上在147～159 d，生育期最短的在2020年，為147.44 d，最長(zhǎng)的在2019年，為158.85 d。這個(gè)差異與種植的區(qū)域、當(dāng)年的氣候狀況以及水稻品種有很大的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)生育期越長(zhǎng)產(chǎn)量就會(huì)越高，但是生育期不是越長(zhǎng)越好，影響水稻產(chǎn)量最關(guān)鍵的因素是光照和溫度[10]。

圖3 2001-2020年浙江省粳稻審定品種生育期Fig.3 The growth period of approved japonica rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2020

1.2 浙江省晚粳稻品種產(chǎn)量分析

高產(chǎn)一直是育種的主要方向，浙江省水稻種植面積在“十二五”之后呈下降趨勢(shì)，2020年的種植面積比2011年減少19%[11]，但是浙江省水稻單產(chǎn)在不斷提高[12]。由圖4可以看到，單產(chǎn)總體上是呈上升趨勢(shì)的，其中，2003-2005年、2012-2015年分別出現(xiàn)2次單產(chǎn)穩(wěn)定提升的趨勢(shì)。2002年的單產(chǎn)最低，2015年單產(chǎn)最高，在2019年有略微的下降，可能是因?yàn)?015年審定的品種中秈粳雜交品種的占比較高，而秈粳雜交稻的單產(chǎn)一般要高于常規(guī)晚粳稻，所以2015年的平均產(chǎn)量最高。2001年的平均產(chǎn)量是8.12 t·hm-2，2020年的平均產(chǎn)量是9.81 t·hm-2，與2001年相比，2020年產(chǎn)量提升了將近20%左右，近20 a浙江省粳稻審定品種的產(chǎn)量提高幅度很大。

圖4 2001-2021年浙江省粳稻審定品種產(chǎn)量Fig.4 Yield of approved japonica rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2021

1.3 浙江省晚粳稻品種抗性分析

水稻生產(chǎn)受到多種病蟲害的制約，特別是稻瘟病、白葉枯病和稻飛虱[13]。浙江地處我國(guó)東南沿海地區(qū)，夏季多臺(tái)風(fēng)暴雨、秋季多陰雨，氣候多變，稻瘟病、白葉枯病、倒伏、穗發(fā)芽等現(xiàn)象頻發(fā)。通過(guò)查詢，統(tǒng)計(jì)了近20 a浙江省通過(guò)審定的水稻品種對(duì)這3種病蟲害的抗性。2001-2020年共412個(gè)浙江省粳稻審定品種(包括粳稻雜交稻，秈粳雜交稻)中，由表2可知，在稻瘟病抗性方面，有43個(gè)中感品種、85個(gè)中抗品種、52個(gè)抗性品種、2個(gè)高抗品種；在白葉枯病方面，有2個(gè)高感品種、27個(gè)感病品種、67個(gè)中感品種、84個(gè)中抗品種；有14個(gè)高感稻飛虱品種、124個(gè)感稻飛虱品種、21個(gè)中感稻飛虱品種、4個(gè)中抗稻飛虱品種、1個(gè)抗稻飛虱品種。2個(gè)高抗稻瘟病的品種分別在2002年和2005年通過(guò)審定，近幾年則沒(méi)有高抗的品種出現(xiàn)，但是審定的品種總體抗病性有了提高，在抗稻瘟病的同時(shí)也對(duì)白葉枯病有一定的抗性。

表2 2001-2020年浙江省水稻審定品種抗病品種Table 2 Approved disease-resistant rice varieties in Zhejiang Province from 2001 to 2020

1.4 浙江省晚粳稻品種品質(zhì)分析

隨著科技的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提升，對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。近年來(lái)，審定品種的標(biāo)準(zhǔn)也不再局限于高產(chǎn)，稻米品質(zhì)的問(wèn)題在水稻評(píng)價(jià)中的占比逐漸增大。

稻米品質(zhì)包括外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食味蒸煮品質(zhì)[14]。外觀品質(zhì)主要是堊白率、透明度、堊白度、粒型等；加工品質(zhì)包括整精米率、精米率和糙米率；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要是人體所需的各種微量元素和飲食蛋白等；食味蒸煮品質(zhì)包含直鏈淀粉含量、膠稠度、糊化溫度等[15]。糙米率和堊白度較低，精米率和透明度較高的稻米通常會(huì)被鑒定為外觀品質(zhì)高的稻米，也往往銷售情況較好。除了外觀，稻米的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也成為了人們選擇的依據(jù)，由于現(xiàn)代社會(huì)的高產(chǎn)多是由施用肥料和農(nóng)藥換來(lái)的，所以出現(xiàn)了新的稻米品質(zhì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)-水稻安全食用品質(zhì)[16]。

我國(guó)于20世紀(jì)80年代開(kāi)展稻米品質(zhì)育種研究，晚于很多發(fā)達(dá)國(guó)家[17]。中國(guó)的稻米品質(zhì)較國(guó)際優(yōu)質(zhì)稻米標(biāo)準(zhǔn)還有較大的差距，因此，我國(guó)水稻育種家們意識(shí)到了水稻品質(zhì)育種研究的重要性，開(kāi)始將品質(zhì)育種作為水稻的重要育種目標(biāo)之一[18]。

表3是2007-2020年浙江省水稻審定品種米質(zhì)評(píng)級(jí)情況，審定通過(guò)的優(yōu)質(zhì)晚粳稻品種數(shù)呈明顯的上升趨勢(shì)，根據(jù)食用稻品種品質(zhì)部頒的米質(zhì)指標(biāo)，三等米在2010年只占所有審定通過(guò)品種數(shù)的20%～25%，在2015年占所有審定品種數(shù)的40%，在2020年占所有審定品種數(shù)的33%。

表3 2007-2020年浙江省水稻審定品種米質(zhì)評(píng)級(jí)情況Table 3 Rice quality rating of approved rice varieties in Zhejiang Province from 2007 to 2020

我國(guó)對(duì)稻米品質(zhì)的研究確實(shí)開(kāi)始得較晚，但是進(jìn)展很快，21世紀(jì)初時(shí)，就已經(jīng)有多個(gè)品種的多項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)了。雖然當(dāng)時(shí)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)較國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還有一定差距，之后國(guó)家進(jìn)行了多次修改，浙江省通過(guò)審定的品種中也有很多品種的多項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)在二等以上的優(yōu)質(zhì)品種近年不斷涌現(xiàn)。

2 發(fā)展趨勢(shì)和展望

如何提高產(chǎn)量一直是育種家們育種的目標(biāo)以及所面臨的問(wèn)題，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率是對(duì)水稻產(chǎn)量影響最大的4個(gè)因素[19]，還有一種說(shuō)法是水稻產(chǎn)量通常通過(guò)分蘗數(shù)、每穗粒數(shù)和有效穗數(shù)來(lái)估計(jì)[20]。李炳福[21]的研究表明，穗粒數(shù)是對(duì)水稻產(chǎn)量影響最大的因素，其次是結(jié)實(shí)率和千粒重。王朋等[22]研究表明，江蘇省粳稻產(chǎn)量提高的主要原因是每穗粒數(shù)的顯著增多。張志才等[23]的研究表明，秈稻產(chǎn)量提高的原因主要是穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的增加。隨著品種的改良，產(chǎn)量的提高更多表現(xiàn)在穗粒數(shù)的增多，所以之后的育種可以在其他幾個(gè)方面進(jìn)行改良。從對(duì)水稻產(chǎn)量影響較大的4個(gè)因素分析水稻增產(chǎn)的可能途徑，即增加有效穗數(shù)和穗粒數(shù)以及千粒重，穗粒數(shù)一直是水稻產(chǎn)量提高的最主要原因，有效穗數(shù)和千粒重是影響水稻產(chǎn)量的主要因素，可以通過(guò)適當(dāng)密植和選育大穗品種來(lái)提高水稻產(chǎn)量[24]。

常規(guī)晚粳稻育種目前所面臨的挑戰(zhàn)是，在保持現(xiàn)有產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，對(duì)品質(zhì)抗性要求的不斷提高，對(duì)培育出具有良好株葉形態(tài)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病粳稻新品種的要求也越來(lái)越高。常規(guī)稻育種是其他水稻品種選育的基礎(chǔ)，常規(guī)晚粳稻中的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、開(kāi)花習(xí)性好和柱頭外露高的種質(zhì)資源可轉(zhuǎn)為不育系為秈粳雜交稻配組提供優(yōu)異母本。未來(lái)可以利用常規(guī)育種結(jié)合分子育種選育出更多具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的晚粳新品種，滿足消費(fèi)者對(duì)米質(zhì)的要求，以及大眾對(duì)新的水稻品種的期待，也為秈粳雜交稻品種選育提供種質(zhì)資源。

隨著雜交水稻的出現(xiàn)，常規(guī)水稻所育成的品種逐漸減少，但是常規(guī)水稻也是雜交水稻親本的來(lái)源，所以仍具有很大的研究?jī)r(jià)值。浙江省審定的品種中秈型常規(guī)稻和粳型常規(guī)稻發(fā)展均衡，近20 a呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的趨勢(shì)。

3 結(jié)論

浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的水稻主導(dǎo)品種粳稻大多都是常規(guī)晚粳稻，雜交粳稻數(shù)量很少，秈粳雜交稻數(shù)量近幾年呈明顯的上升趨勢(shì)。近20 a浙江省通過(guò)審定的粳稻品種的產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，多抗性品種數(shù)量增多，高品質(zhì)品種的比例也在逐年增加。在產(chǎn)量、抗病性、品質(zhì)等方面都有表現(xiàn)很好的品種，但各方面都表現(xiàn)很好的品種還較少，所以未來(lái)的育種目標(biāo)應(yīng)該是在保持高產(chǎn)的基礎(chǔ)上，同步提高水稻品種的品質(zhì)和抗性。