(吉首大学张家界校区,湖南张家界 427000)
2011-11-28
严 斧(1938—),男,湖南邵东人,教授,长期从事水稻栽培及应用生态学研究与教学。
从国家品种区试和审定结果看我国水稻育种格局的变化与发展
严斧
(吉首大学张家界校区,湖南张家界 427000)
以国家品种(组合)区试和审定资料为依据,探讨了20世纪70年代初以来我国水稻育种格局的发展变化趋势。指出在区试和国审中:杂交稻育种迅速发展并超过常规稻育种;各类品种(组合)单产水平都有不同程度的提高;大多数两系杂交稻组合比三系杂交稻组合增产幅度未达预期目标;大多数超级杂交稻组合增产幅度也未达预期目标;常规稻育种有重大进展,粳稻常规育种尤其突出。预测我国水稻育种格局将长期呈现多种育种途径并存、竞争和互促的局面。
水稻;育种;区域试验;品种审定
国家级和省级水稻品种区域试验(以下简称区试)是在多种生态环境和同等生产条件下进行的同一组品种(组合)的对比试验和必要的生产试验,其结果是国家和各省(市、自治区)进行品种审定的主要依据,是国家和各省(市、自治区)谋划水稻品种合理布局的重要依据[1],也是评价水稻育种方法(常规育种、三系杂交稻育种、两系杂交稻育种、超级稻育种等)最客观、最实际、最权威的依据。本文以20世纪70年代至今水稻新品种(组合)区试和审定结果为依据,对我国水稻育种格局的变化发展进行分析评价和预测。
我国水稻育种格局随着1973年杂交水稻的迅速推广而发生了巨大变化。从1973直到80年代末,杂交水稻一直以籼型三系育种为主。据杨仕华等[2]的统计分析,1991年以后至2007年,随着籼型两系杂交稻的迅速推广,我国水稻育种形成了籼型三系杂交稻育种为主多种类型并存的格局,其中杂交籼稻新组合数量增加最多最快;杂交粳稻、常规籼稻和粳稻新品种数量也有所增加,而以常规粳稻品种数量增加最多;历年来,常规稻品种数占品种(组合)总数虽有所增加,但所占比重由75.4%下降到30.1%(表1,表2)。
2.1 单产水平均有提高
潘熙淦等[3]对我国杂交水稻自三系配套以来,1976~1997年共22年全国南方稻区14个省(区、市)的不同生态环境、不同纬度、不同海拔、不同气候条件的试点683个杂交水稻新组合1 135个点(次)籼型杂交水稻区试结果进行了系统、全面的分析。结果表明,在1976~1997期间,双季早杂组平均单产为6 828 kg/hm2,最好的组合是威优35;中稻早中熟组平均单产为7 426.5 kg/hm2,最好的组合是K优17;中稻迟熟组平均单产8 358 kg/hm2,最好的组合是特优559;双季晚稻早熟组平均单产6 406.5 kg/hm2,最好的组合是汕优64;双季晚稻中迟熟组平均单产6 649.5 kg/hm2,最好的组合是珍白A/IR26。
林海等对2009年通过国审与省审的475个水稻品种(组合)的产量水平和米质进行了分析(表3)[4,5]。
表1 1991~2007年我国审定的各类水稻品种(组合)年均种植面积(万公顷)及占水稻的百分比[2]
注:根据年推广面积在0.67万公顷以上的主要品种(组合)统计。
表2 1991~2007年我国审定的各类水稻品种(组合)数及占水稻的百分比[2]
表3 2009年通过国审与省审的水稻品种(组合)产量水平和米质
据笔者对国家农作物品种审定委员会审定并推荐的2009与2010年100个新品种(组合)的统计,平均单产为:籼型三系杂交早稻3个,7 651.5 kg/hm2;籼型两系杂交早稻5个,7 674 kg/hm2;籼型三系杂交中稻29个,8 802 kg/hm2;籼型两系杂交中稻6个,8 905.5 kg/hm2;籼型三系杂交晚稻27个,7 885.5 kg/hm2;籼型两系杂交晚稻9个,8152.5 kg/hm2;粳型杂交稻8个,9 685.5 kg/hm2;粳型常规稻13个,9 529.5 kg/hm2。
从1973~2010年国家区试与审定品种(组合)单产水平的变化可以看出:(1)各类品种(组合)单产水平都呈现不同程度上升趋势,2009和2010年两年平均与1976~1997年22年平均比较,籼型三系杂交早稻和杂交晚稻组合,分别上升了12.1%和20.8%;籼型三系杂交中稻组合上升了11.5%;(2)籼型两系杂交组合比三系杂交组合仅增产1.2%~3.4%(表3);(3)粳型杂交稻组合及常规稻品种比各类籼型杂交稻组合及其常规稻品种约增产10%(表3)。
2.2 两系杂交稻增产幅度未达预期目标
20世纪80年代末,国内有育种家预言两系杂交稻会很快取代三系杂交稻,很多育种家和育种单位也将主要精力投入到两系杂交稻育种,甚至停止三系杂交稻育种,但两系育种最终也没有获得预期的成功。而四川、云南等地很多育种家和育种单位依然以三系育种为主,近10年来育成了不少优良三系杂交稻组合,并应用于生产[4,5]。据程本义等对2005~2008年长江中下游稻区国家水稻品种区试结果统计表明:两系杂交水稻组合(共102个)的总体平均单产为7 620 kg/hm2,三系杂交水稻组合(共269个)的总体平均单产为7 459.5 kg/hm2,两系单产仅比三系高2.2%,未达到增产10%以上的预期目标。各类型两系杂交水稻组合的平均产量均不同程度高于三系:在早熟早籼(两系18个,三系7个)、迟熟早籼(两系13个,三系22个)和迟熟晚籼(两系16个,三系51个)中,两系比三系分别高4.6%,1.5%和2.7%,均达显著水平;迟熟中籼(两系48个,三系126个)和早熟晚籼(两系7个,三系63个),两系比三系分别高0.9%和1.5%,未达显著水平。此外,两系米质略优于三系,抗病虫性与三系相当[6]。
2.3 超级杂交稻增产幅度未达预期目标
据粟学俊等的统计[7],在国家区试中,大多数超级杂交稻组合比对照三系杂交稻组合增产幅度一般为3%~6%,与增产10%以上的目标有较大距离,有些组合甚至比对照减产,例如,最早推广的两系超级稻组合两优培九,就连续3年比汕优63减产。
事实上,现有较好的三系或两系杂交稻组合,在小面积上单产都有达到9.5 t/hm2以上甚至12 t/hm2以上、13.5 t/hm2以上的潜力。例如,1979年江苏徐州地区农科所小面积种植南优2号,单产达到了12.8 t/hm2,1978,1981,1986年小面积种植赣化2号,单产高达13.9 t/hm2[8]。李铮友1994年在云南宾川县小面积种植榆杂29号,单产为16.6 t/hm2。据报道,“超级稻”的一、二、三期目标,在良田、良法都十分到位的栽培条件下,经多点小区或大区测产验收,均已在示范方(每方6.67 hm2以上)范围内实现。但是这种测产验收方法误差往往不小,而且用小面积测产结果代表示范方的平均单产缺乏说服力。
据杨仕华等[2]统计分析,1991~2007 年,国家和省级审定各类型水稻品种共计 4 044 个,其中:籼型常规水稻品种 642 个,占 15.9%;粳型常规水稻品种 1 196 个,占29.6%;籼、粳型常规水稻品种合计 1 838 个,占总数的45.5%。近期(2006~2007 年)与“八五”时期(1991~1995年)相比,年均审定各类型水稻品种数量,籼型常规品种增加 5.8 个,增幅为15.6%;粳型常规品种增加 62.4 个,增幅为139.9 %;籼型杂交组合增加 304.4 个,增幅为1 289.8 %;粳型杂交组合增加 17.5 个,增幅为 583.3 %。可见,常规水稻(尤其是籼型)审定品种数虽然有一定程度的增加,但增幅远不及杂交水稻。目前常规水稻育种已明显地从20世纪70年代前期以前的主导地位下降为次要位置,籼型常规水稻育种尤其是中籼、晚籼育种逐步萎缩,但粳型常规水稻育种例外。目前中国长江中下游稻区杂交水稻生产仍以三系组合为主。2007年长江中下游稻区年推广面积在0.67万公顷以上的主要杂交水稻组合推广面积共计861.5万公顷,其中两系组合占22.9%,三系组合占77.1%。在今后一定时期内,长江中下游乃至整个南方稻区,仍将维持三系为主,三系与两系杂交稻选育、推广并存与竞争发展的格局,在一定时期内两系杂交水稻的发展速度可能会更快一些。
20 世纪70 年代中后期以来,我国籼型杂交水稻育种与推广得到快速发展,这既与其增产显著有关,也与各方面的重视以及种子企业垄断种业市场、追求利润的经营理念有关。同期常规水稻育种与推广尽管明显被削弱,但仍取得了一些重大进展。2006~2008 年国家水稻品种区试结果表明,不同熟期常规粳稻品种和早籼品种的平均产量为8 227.5 kg/hm2,同类型杂交水稻组合的平均产量为8 608.5 kg/hm2,常规水稻比杂交水稻低 4.43%;与20世纪70年代后期比较,常规水稻比杂交水稻低 15%~20%,两者单产的差距已大幅缩小。虽然目前常规水稻品种的产量水平总体上仍低于杂交水稻,但分类型看,华南早籼、早中熟早籼及中熟中粳常规品种的产量水平却与同类型杂交水稻组合相当甚至更高,如早中熟早籼,常规水稻产量水平比杂交水稻高 2.96%。其它类型常规水稻亦有一些产量水平与同类型杂交水稻相当甚至更高的品种,如迟熟中早粳锦稻201、早熟中粳津原 11、单季晚粳丙 03-123 等。常规品种“楚粳28号”具有高产、质优等特点,已成为近年云南省推广速度最快的品种,2011年该省种植面积接近12万公顷,四川等省也开始广泛种植。在2009、2010年两年农业部确认的22个超级稻品种(组合)中,常规品种有9个,占41%。
金红梅[9]以2005~2010 年国家农作物品种审定委员会审定的 7 个常规早籼品种和10个早籼杂交组合为材料,对两者进行了比较分析,结果表明:早籼杂交组合平均单产为7 486.5 kg/hm2,只比常规早籼品种平均单产7 224 kg/hm2高 3.5%。而在米质方面,常规水稻总体上优于杂交水稻,粳稻和中、晚籼的高档优质米品种,大多是常规水稻品种。我国长江三角洲地区、珠江三角洲地区以及东北等地区,至今优质常规稻品种仍然占绝对优势。
实践业已证明,水稻常规稻仍具有强大生命力。目前国内常规稻仍占水稻种植面积的37.5%(表1),其中常规粳稻新品种的单产居各类品种(组合)之首(表3)。常规稻品种还具有种子易繁殖,以及可降低用种生产成本、减轻农民和国家负担等好处。同时,常规水稻还是杂交水稻的重要亲本来源。在相当长的一个时期内,常规稻育种仍将与杂交稻育种共存、竞争和互促,对促进我国水稻生产稳定发展仍具有重要作用。
综上所述,从区试与国审结果可以看出,目前我国水稻育种呈现三系杂交稻育种、两系杂交稻育种和常规育种等多种育种途径并存、竞争和互促的格局,并可预期,在相当长的时期内将保持这种格局。育种途径虽然不同,但培育形态与生理特性良好、生态适应性广的高产、优质、多抗的育种目标是一致的,通过基因优化重组来达到这一目标的实质也是一致的。
由于三系育种不育系和恢复系资源越来越多样化,结合籼粳遗传物质的杂交亲本也越来越多,三系杂交稻配组的自由度也越来越大,产生强优组合的机率也越来越大。事实上,三系育种和两系育种都可以产生强优组合,三系育种与两系育种将共同发展。
在水稻杂种优势利用育种领域内,新思维、新方法不断出现,例如,重穗型杂交稻、e型杂交稻、高大韧型杂交稻、光身杂交稻、越冬再生杂交稻等等,这些新思维、新方法,将不断充实水稻杂种优势利用育种的内涵。
三系和两系杂交稻育种是利用杂种F1代的优势,水稻有性杂交常规育种是利用杂种非F1代的优势,两者同样采用有性杂交手段,同样利用亲本的杂种后代优势。虽然在实际工作中被划分为两个不同的育种领域,但从技术上和实质上看,都是很接近的,两者将并存、竞争和互促。
水稻转基因育种、远缘杂交育种、航天育种(辐射育种)、多倍体育种等是正在兴起的或再次兴起的水稻育种的新老领域,并已取得一些诱人的初步成果。水稻无融合生殖育种也正在探索之中。这些育种方式会各自独立发展,将使我国水稻育种格局更加多样化;同时,这些育种方式都可与水稻杂种优势利用育种相结合,进而开创水稻杂种优势利用育种的新局面[10]。目前,水稻杂种优势利用育种面临着在增产幅度上难以取得重大突破的局面,人们期望在这些新老领域里找到新的出路。
[1] 杨仕华,廖 琴,谷铁城,等.我国水稻品种审定回顾与分析[J].中国稻米,2010,16(2):1-4.
[2] 杨仕华,廖 琴,胡小军.我国常规水稻品种选育与推广分析[J].中国稻米,2009,(5):1-4.
[3] 潘熙淦,黄志强,王任初.中国籼型杂交稻地区适应性试验1976~1997年总结[J].江西农业学报,1998,10 (1):25-31.
[4] 林 海,庞乾林,阮刘青,等.2008年我国审定通过的水稻品种情况分析[J].中国稻米,2009,15(6):46-49.
[5] 林 海,庞乾林,阮刘青,等.2009年我国通过审定的水稻品种情况分析[J].中国稻米,2010,16(5): 28-31.
[6] 程本义,夏俊辉,沈伟峰.长江中下游稻区籼型两系与三系杂交水稻组合的比较分析[J].杂交水稻, 2009,24(5):61-65.
[7] 粟学俊,高国庆.当前水稻育种存在的几个疑惑问题[J].广西农业科学,2008,39(6):731-734.
[8] 颜振德.论杂交水稻超高产栽培[A].见:杂交水稻国际学术讨论会论文集[C].北京;学术期刊出版社,1988.201-207.
[9] 金红梅.长江中下游籼型常规稻与杂交稻主要性状的比较分析[J].中国稻米,2011,17(3):14-16.
[10]赵 宁.刘文炳的中国“稻”路[J].中国高新技术企业,2010,(4):70-71.
S322.1;S511.02
A
1001-5280(2012)02-0176-04
10.3969/j.issn.1001-5280.2012.02.17
责任编辑:黄燕妮