楊文博 白濤 王亞 付景 鄭玉珍 王越濤
(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所,鄭州450002;第一作者:bbg.123@163.com;*通訊作者:wangyuetao2012@163.com)
水稻是我國的重要糧食作物,2018年全國水稻種植面積占糧食作物總播種面積的26.06%,產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的32.15%,其中河南省水稻播種面積6 150 km2,總產(chǎn)量485.20 萬t,單位面積產(chǎn)量525.96 kg/667 m2,分別列全國第16、14 和12 位。河南省地處暖溫帶,南部跨亞熱帶,屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的大陸性季風(fēng)氣候,適宜多種農(nóng)作物生長,具備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米的氣候條件。河南省水稻主要分布在沿黃稻區(qū)和豫南稻區(qū),由于特殊的過渡型地理位置使河南水稻呈現(xiàn)“南秈北粳”的分布特點,秈型和粳型常規(guī)稻、兩系雜交稻、三系雜交稻,以及秈粳雜交稻在省內(nèi)均有種植[1]。隨著人們對稻米需求的變化及河南水稻產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,更適宜河南的水稻新品種選育工作正在逐步發(fā)展。本文對2001—2018年通過河南省審定的水稻品種進(jìn)行分析和小結(jié),以為河南今后水稻育種及品種推廣提供參考。
水稻品種的特征特性、品質(zhì)和產(chǎn)量等數(shù)據(jù)來源于河南省品種審定委員會的審定公告和國家水稻數(shù)據(jù)庫(http://www.ricedata.cn/index.htm)。將2001—2018年通過河南省審定的各水稻品種按照審定年份和類型,對品種特征特性、產(chǎn)量和品質(zhì)等表現(xiàn)進(jìn)行分析小結(jié),并比較不同年度間和類型間的差異。品質(zhì)分級參照參試當(dāng)年國家標(biāo)準(zhǔn)《優(yōu)質(zhì)稻谷》(GB/T 17891-1999)[2]。2001—2003年通過河南省審定的品種較少,本文將這3年數(shù)據(jù)合并計算;粳型兩系雜交稻、粳型三系雜交稻和秈粳雜交稻品種較少,因此按粳型雜交稻進(jìn)行統(tǒng)計,不再細(xì)分。本文數(shù)據(jù)用SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。
2.1.1 年度間基本情況
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種共132個(表1),平均每年審定7.33 個,審定品種數(shù)量呈上升趨勢,其間2010、2012、2014 和2016年通過審定的品種均達(dá)到10 個以上。
表1 2001—2018年通過河南省審定的水稻品種類型和名稱
水稻育種的主體一般為科研教學(xué)及推廣單位(下面簡稱“科研院所”)、種業(yè)企業(yè)、科企聯(lián)合育種和個人選育等。2001—2018年通過河南省審定的品種中,單由科研院所選育的有53 個,占比40.15%;單由種業(yè)企業(yè)選育的有66 個,占比50.00%;由科企聯(lián)合選育的有12 個,占比9.09%;由個人選育的有1 個,占比0.76%(圖1)。2001—2018年,科研院所選育的水稻品種比例呈下降趨勢,由2001—2003年的100%降至2018年的33.33%,其中2010年最低(占比10.00%);2004年后,種業(yè)企業(yè)選育的水稻品種比例呈上升趨勢,由2004年的28.57%升至2018年的55.56%,2010年種業(yè)企業(yè)選育的品種比例高達(dá)70.00%;科企聯(lián)合選育的品種自2006年出現(xiàn),占比在11.11% ~28.57%之間,且并非每年出現(xiàn);個人選育品種僅在2009年出現(xiàn)了1 次(岡優(yōu)689)。18年間,通過河南省審定的水稻品種主要由科研院所和種業(yè)企業(yè)選育,從整體趨勢來看,種業(yè)企業(yè)選育品種比例逐漸增加,已占據(jù)優(yōu)勢,這與我國商業(yè)化育種體系的推廣有關(guān)。
圖1 2001—2018年通過河南省審定的水稻品種數(shù)量和育種單位情況
圖2 2001—2018年通過河南審定的水稻品種年度間產(chǎn)量變化
在通過審定的132 個水稻品種中,河南省內(nèi)單位選育或參與選育的有71 個,占比53.79%,其中信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育或參與選育的有22 個,占比16.67%;外省單位選育的有61 個,占比46.21%,其中四川省育種單位參與選育的品種最多,達(dá)到25 個,占18.94%;選育單位來自2 個或2 個以上省份的品種有7 個,占5.30%。2014年是河南省育種單位通過審定品種最多的1年,占當(dāng)年通過審定品種的75.00%。2004年后,通過河南省審定的水稻品種中,其他省份育種單位選育的品種越來越多,這對本省的育種單位提出了更為緊迫的要求。
2.1.2 品種類型間基本情況分析
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種中,秈型水稻品種有77 個,占58.33%,以秈型雜交稻為主,其中秈型三系雜交稻和兩系雜交稻品種分別有45 個和27 個,分別占34.09%和20.45%;粳型水稻品種有55 個,占41.67%,以粳型常規(guī)稻為主,該類型有43 個,占32.58%(見表1)。
各育種主體中科研院所和種業(yè)企業(yè)選育的品種涉及全部類型。其中,科研院所在秈型常規(guī)稻和粳型常規(guī)稻品種選育中占比較大,分別占80.00%和55.81%;種業(yè)企業(yè)在秈型三系雜交稻和秈型兩系雜交稻品種選育中占比較大,分別占53.33%和77.78%;在選育粳型雜交稻方面,科研院所和種業(yè)企業(yè)平分秋色,各占50.00%;科企聯(lián)合選育品種主要集中在秈型三系雜交稻、秈型兩系雜交稻和粳型常規(guī)稻,分別占13.33%、3.70%和11.63%;此外,僅有1 個品種(岡優(yōu)689,秈型三系雜交稻)為個人選育??蒲性核x育品種以常規(guī)稻為主,種業(yè)企業(yè)選育品種以雜交稻為主,應(yīng)與育種主體的育種目標(biāo)、種質(zhì)資源情況、人才結(jié)構(gòu)、技術(shù)體系等有關(guān)。
河南省育種單位在秈型常規(guī)稻和粳型常規(guī)稻品種選育中占據(jù)優(yōu)勢,所占比例分別為80.00%和95.35%;外省育種單位在秈型三系雜交稻、兩系雜交稻和粳型雜交稻品種選育中占據(jù)優(yōu)勢,所占比例分別為71.11%、70.37%和58.33%。這與河南省的生態(tài)環(huán)境有關(guān),以雜交稻為主的豫南稻區(qū)除種植本省育種單位選育品種外,也引種同一緯度和積溫帶的外省品種,該區(qū)域本省育種力量有限,因此雜交稻多來自于外省育種單位;而適于種植粳型水稻的沿黃稻區(qū),對水稻品種的生育期等有特殊要求,且本省育種單位(尤其是科研院所)多集中在該區(qū)域,所以審定品種主要來自于本省育種單位。
2.2.1 年度間產(chǎn)量比較
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種區(qū)域試驗產(chǎn)量情況如圖2 所示,平均產(chǎn)量介于511.64~651.60 kg/667 m2之間,增幅在2.24%~11.30%之間。在2005年前平均產(chǎn)量呈下降趨勢,且變幅較為劇烈,這可能與河南省審定初期審定品種數(shù)量較少且品種間差異較大有關(guān),也可能受到2003年河南省極端高溫氣候的影響;2005年之后平均產(chǎn)量呈逐漸上升趨勢,并分別在2013年和2016年后出現(xiàn)較快增長,說明通過河南省審定的水稻品種產(chǎn)量情況已逐漸穩(wěn)定。
表2 2001—2018年通過河南省審定的各類型水稻品種產(chǎn)量居前列的品種名稱及產(chǎn)量 (kg/667 m2)
通過審定的品種生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量在445.11~654.77 kg/667 m2之間(圖2),增幅在-0.40%~9.34%之間。除2004年審定品種的生產(chǎn)試驗(2003年進(jìn)行)可能受高溫脅迫影響產(chǎn)量較低外,其余各年份審定品種的生產(chǎn)試驗產(chǎn)量均在500 kg/667 m2以上,在2013年后達(dá)到了600 kg/667 m2以上,整體呈上升趨勢。
2.2.2 品種類型間產(chǎn)量比較
通過審定的秈型水稻和粳型水稻區(qū)域試驗平均產(chǎn)量分別為574.92 kg/667 m2和578.22 kg/667 m2,兩者差距并不顯著;秈型水稻之間比較,秈型常規(guī)稻(569.19 kg/667 m2)與秈型雜交稻(575.32 kg/667 m2)的平均產(chǎn)量差異不大;粳型水稻之間比較,粳型常規(guī)稻的平均產(chǎn)量(569.87 kg/667 m2)比粳型雜交稻(608.13 kg/667 m2)低6.29%。常規(guī)稻的平均產(chǎn)量(569.79 kg/667 m2)與雜交稻(580.00 kg/667 m2)無顯著差異;常規(guī)稻之間比較,秈型常規(guī)稻和粳型常規(guī)稻平均產(chǎn)量很接近,分別為569.19 kg/667 m2和569.87 kg/667 m2;雜交稻之間比較,秈型三系雜交稻的平均產(chǎn)量為563.23 kg/667 m2,較秈型兩系雜交稻(595.31 kg/667 m2)和粳型雜交稻(608.13 kg/667 m2)分別低5.39%和7.38%。
通過審定的各類型水稻生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量顯示,秈型水稻平均產(chǎn)量(588.44 kg/667 m2)比粳型水稻(571.24 kg/667 m2)高3.01%;秈型水稻之間比較,秈型常規(guī)稻平均產(chǎn)量為579.42 kg/667 m2,秈型雜交稻平均產(chǎn)量為589.07 kg/667 m2,兩者差異不大;粳型水稻之間比較,粳型雜交稻平均產(chǎn)量(586.93 kg/667 m2)比粳型常規(guī)稻(566.86 kg/667 m2)高3.54%。雜交稻平均產(chǎn)量(588.76 kg/667 m2)比常規(guī)稻(568.16 kg/667 m2)高3.63%;雜交稻之間比較,秈型兩系雜交稻平均產(chǎn)量達(dá)到608.74 kg/667 m2,比秈型三系雜交稻(577.27 kg/667 m2)和粳型雜交稻(586.93 kg/667 m2)分別低5.17%和3.58%;常規(guī)稻之間比較,秈型常規(guī)稻平均產(chǎn)量579.42 kg/667 m2,比粳型常規(guī)稻(566.86 kg/667 m2)略高。
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種在區(qū)域試驗中,單位面積平均產(chǎn)量表現(xiàn)為:粳型雜交稻>秈型兩系雜交稻>粳型常規(guī)稻>秈型常規(guī)稻>秈型三系雜交稻;生產(chǎn)試驗中,單位面積平均產(chǎn)量表現(xiàn)為:秈型兩系雜交稻>粳型雜交稻>秈型常規(guī)稻>秈型三系雜交稻>粳型常規(guī)稻。2001—2018年間,秈型常規(guī)稻、秈型三系雜交稻、秈型兩系雜交稻、粳型常規(guī)稻和粳型雜交稻區(qū)試平均產(chǎn)量分別增加3.30%、24.50%、12.11%、32.14%和4.87%。
2001—2018 年通過河南省審定的不同類型水稻品種產(chǎn)量居前列的品種名稱及產(chǎn)量見表2。
2.3.1 秈型水稻米質(zhì)
2001—2018 年,每年通過河南省審定的秈型水稻品種至少有1 個達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)秈型水稻標(biāo)準(zhǔn)。77 個秈型水稻品種中有6 個是糯稻,按照國家《優(yōu)質(zhì)稻谷》標(biāo)準(zhǔn),有5 個糯稻品質(zhì)達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)級別,1 個等外(表3);71 個非糯稻中,有2 個品種達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)2 級,23個品種達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)3 級(表3),分別占秈型非糯稻的2.82%和32.39%。
從表4 可見,糙米率和整精米率平均值分別為79.47%和59.32%,達(dá)標(biāo)率較高,變異系數(shù)較??;71 個非糯稻中,有67 個品種糙米率達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)級別,占比94.37%,(其中Y 兩優(yōu)551 糙米率達(dá)到82.25%);90.14%的品種(64 個)整精米率達(dá)國標(biāo)優(yōu)質(zhì)級別,青二秈和揚兩優(yōu)6 號的整精米率大于70%;膠稠度和直鏈淀粉含量平均值分別為64.80 mm 和18.23%,達(dá)標(biāo)率高,變異系數(shù)大;60 個品種的膠稠度達(dá)國標(biāo)優(yōu)質(zhì)級別,占比84.51%,青二秈和皖稻87 分別達(dá)到了90 mm 和98 mm;有81.69%的品種(58 個)直鏈淀粉含量達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級;堊白粒率和堊白度2 個性狀的平均值分別為38.99%和6.52%,是限制河南省秈型水稻品種達(dá)標(biāo)率的主要因素,達(dá)標(biāo)率較低(分別為46.48%和49.30%),且變異系數(shù)較大(分別為59.65%和72.39%)。說明這2 個性狀仍有較大的選擇空間,應(yīng)作為今后育種的主攻方向。
表3 2001—2018年通過河南省審定的各類型水稻品種的米質(zhì)等級
表4 2001—2018年通過河南省審定水稻品種的優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率
2.3.2 粳型水稻米質(zhì)
18年間,在2001—2003、2005、2013、2014 和2015年通過審定的粳型水稻品種全部都達(dá)到了國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級。55 個粳型水稻中,僅有的1 個糯稻(信粳糯631),由于整精米率低于國家標(biāo)準(zhǔn),未達(dá)國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級。粳型非糯稻品種達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的共31 個,占粳型非糯稻的57.41%。其中,達(dá)到1 級、2 級和3 級的分別有4個、13 個和14 個,分別占7.41%、24.07%和25.93%(表3)。整體來看,粳型水稻的優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率比秈型水稻高17.40%,米質(zhì)更好。
從表4 可見,粳型非糯稻糙米率平均值達(dá)83.63%,且全部達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級,其中達(dá)到1 級的有51 個;整精米率平均值為67.18%,達(dá)到國標(biāo)的僅為81.48%,等外有10 個品種,該性狀表現(xiàn)低于秈型非糯稻;膠稠度平均值為76.59 mm,達(dá)國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級品種52 個,占96.30%,以信雜粳1 號表現(xiàn)最好(88 mm);直鏈淀粉含量平均為16.16%,有48 個(88.89%)品種達(dá)到了國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級,其中達(dá)到1 級的有45 個品種;堊白粒率、堊白度分別有5 個(9.26%)、8 個(14.81%)品種達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)1 級標(biāo)準(zhǔn),分別有42 個(77.78%)、44個(81.48%)達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),和秈型非糯稻相似,堊白粒率和堊白度的變異系數(shù)較大,分別達(dá)到了61.96%和163.38%??傮w來說,堊白度、堊白粒率、整精米率是河南省粳型水稻品質(zhì)的主要制約因素,也是后續(xù)育種工作應(yīng)予以重視的方面。
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種共132個,其中秈型水稻77 個(秈型常規(guī)稻5 個,秈型三系雜交稻45 個,秈型兩系雜交稻27 個),粳型水稻55 個(粳型常規(guī)稻43 個,粳型雜交稻11 個,秈粳雜交稻1個)。在通過審定的品種中,育種以科研院所和種業(yè)企業(yè)為主,且種業(yè)企業(yè)所占比例正在逐步擴(kuò)大。18年間,通過審定的品種單位面積平均產(chǎn)量增加了15.86%,達(dá)651.60 kg/667 m2,其中粳型雜交稻和秈型兩系雜交稻提高幅度更大。通過審定的所有品種中,達(dá)到國標(biāo)優(yōu)質(zhì)等級的有61 個(46.21%),秈型水稻和粳型水稻各有30 個和31 個品種達(dá)標(biāo),堊白度、堊白粒率是制約河南省水稻品種品質(zhì)達(dá)標(biāo)的2 個主要性狀。
自2011年國務(wù)院頒布《國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》(國發(fā)〔2011〕8 號),明確提出推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展,建立分工合理、運行高效的商業(yè)化育種機(jī)制后,我國育種行業(yè)處于政府主導(dǎo)的半公益性、半商業(yè)化育種階段[3]。近年來,國家和各水稻主產(chǎn)?。ㄖ陛犑?、自治區(qū))通過審定的水稻品種中,企業(yè)選育或企業(yè)參與選育的比例不斷提高[4],如前所述,在通過河南省審定的水稻品種中,該來源品種已達(dá)59.09%。企業(yè)將成為河南省水稻育種尤其是商業(yè)化育種的主要選育單位。
與全國的趨勢相比,通過河南省審定的粳型雜交稻和秈型兩系雜交稻產(chǎn)量最高,而粳型常規(guī)稻產(chǎn)量略低;同時,河南省審定的各類型高產(chǎn)品種產(chǎn)量遠(yuǎn)低于全國同類型品種[5-15]。因此,產(chǎn)量的提高仍將是河南水稻育種的重點之一,尤其是粳型雜交稻、秈型兩系雜交稻和粳型常規(guī)稻。河南省審定的水稻品種品質(zhì)情況與全國相似,也表現(xiàn)出粳型水稻優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)率高于秈型水稻,而且無論是粳型水稻還是秈型水稻,堊白粒率和堊白度都是稻米品質(zhì)提升的關(guān)鍵制約因素[5-15]。