近年来中国水稻品种审定和推广应用的几个特点

2017-11-30 16:37曾波李爱宏吕海霞
湖北农业科学 2017年21期
关键词:两系比率抗性

曾波+李爱宏+吕海霞

摘要:综合分析了近10年国家审定水稻(Oryza sativa L.)品种主要性状指标,结果表明,品种的综合性状得到较大程度提升,其中稻米品质优质化率不断提高,但对稻瘟病等病(虫)害的抗性水平未有明显提升;结合近年的水稻主要品种推广情况进行分析表明,两系杂交水稻品种综合性状表现优良,相比其他类型水稻品种具有一定优势,在近20年中取得了跨越式发展,已成为生产上应用的最主要品种类型,籼粳中间型杂交水稻也在近10年中取得了长足发展。并对下一步水稻品种选育、试验审定和推广等问题进行了讨论。

关键词:水稻(Oryza sativa L.);品种审定;品质;抗病性;两系;籼粳中间型;推广

中图分类号:S511 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)21-4035-05

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.21.010

Several Features of Approval and Promotion of Rice Varieties

in Recent Years in China

ZENG Bo1, LI Ai-hong2, LYU Hai-xia3

(1.National Agricultural Technology Extension and Service Center, Beijing 100125, China;

2.Lixiahe Distract Institute of Agricultural Science, Yangzhou 225007, Jiangsu, China;

3.Institute of Agricultural Economy and Technology, Hubei Academy of Agricultural Science, Wuhan 430064, China)

Abstract: A comprehensive analysis of main characteristics of national approval rice(Oryza sativa L.) varieties in resent 10 years was conducted. The results showed that, the comprehensive characters of rice varieties were obviously improved,and the number of rice varieties with high quality increased. But the level of rice blast resistance has not obviously improved. The analysis of promotion status of rice varieties showed that, the comprehensive characters of two-line hybrid rice were good and better than other type rice,achieved leapfrog development in recent 20 years,and became main cultivar in production. Indica-japonica intermediate hybrid rice got rapidly development in recent 10 years. The problem affecting the breeding,approval and promotion of rice varieties were also discussed.

Key words: rice(Oryza sativa L.); cultivar approval; quality; disease resistance; two-line hybrid rice; Indica-japonica intermediate hybrid rice; promotion

水稻(Oryza sativa L.)是中國主要的粮食作物之一,是中国一半以上人口的主粮。2016年,中国水稻种植面积3 017.8万hm2,总产量2 071亿kg,分别占全国粮食作物种植面积和总产量的26.7%和33.6%[数据来源于中国农村经济主要数据(1978-2016)]。中国稻作历史悠久,水稻产区遍布全国,品种类型和种植制度丰富多样。中国的水稻科研和品种选育工作经过几代人的努力,目前在世界处于领先地位,特别是以袁隆平院士为首开展杂交水稻研究以来,取得了一系列突破性的重大成果[1]。从1981年开始,农业部率先启动了全国层面的农作物品种审定工作,20世纪90年代中期又由全国农业技术推广中心统一组织开展了国家级水稻品种试验,各省也相继开展了相关工作,此后每年有数量众多的水稻品种通过审定并在生产上大面积推广,加快了水稻新品种的审定和推广应用步伐,推动中国水稻产量持续提升、生产不断发展,为保障国家粮食安全做出了重要贡献。据统计,中国水稻种植面积从1980年的3 392.7万hm2、占粮食作物面积的28.9%,下降到2016年的3 017.8万hm2、占粮食作物面积的26.7%;水稻单产从1980年的4 125 kg/hm2提高到2016年的6 855 kg/hm2,增加了66.2%;水稻总产量从1 399亿kg提高到2 071亿kg,增加了48.0%[数据来源于中国农村经济主要数据(1978-2016)]。近年来,随着水稻科研育种的不断创新,更多的水稻品种通过审定并在生产上推广应用,品种类型更加丰富,主要性状优势也更加明显。本研究主要对近10年国家和省级水稻品种试验和审定相关资料汇总[2-8],综合相应年度全国水稻主要品种推广情况[数据来源于全国农作物主要品种推广情况统计表(1993-2015年),内部资料]进行分析,为新时期水稻育种、试验审定和推广提供参考。endprint

1 品种的优质率提升迅速,抗病性改良有待加强

近年来,在水稻品种产量水平稳步提升的同时,其他性状如稻米品质也经历了持续改善,生产上推广品种的主要指标不断优化,综合性状更加协调。

1.1 品种主攻目标从单一高产向优质多抗发展

以国家审定的水稻品种(简称国审品种,下同)为例,在《种子法》颁布初期(2001-2005年),国审品种中高产类型品种占75.8%,优质类型品种占34.8%,抗性品种占32.7%;而近5年(2013-2017年)这一比率分别达到84.2%、52.5%、27.5%,高产类型品种的比重虽然在中期有所回落,但总体上其比率稳步增长,优质类型的品种比率逐年大幅度提升(表1)。但此期间,抗性品种的比重呈现下降趋势,其中对稻瘟病中抗以上的品种数在审定品种总数增长的同时反而出现回落趋势,数量从2001-2005年的61个减少为2013-2017年的50个,所占同期國审水稻品种的比率由25.0%降至17.6%。得益于优质类型品种数量的快速增长,同时具备优质和抗病特点的品种不论从数量上、还是比重上都有不同程度的增长,说明在过去十多年中水稻品种正从高产向优质高产进而向高产、优质、抗病相协调的方向转变。

1.2 优质品种的比重明显提高

近10年来,国审水稻品种的优质化率明显提升,总体优质化比率为49.9%,年度间变幅为30.4%~70.5%,最高年份为2017年,比2008年提高17.2个百分点,最近5年(2013-2017年)比上一个5年(2008-2012年)提高5.8个百分点(表2)。从不同水稻类型上看,常规水稻优质品种比率为55.6%,比杂交水稻(45.7%)高9.9个百分点,粳型常规水稻优质品种比率为67.4%,比两系杂交水稻的49.2%、三系杂交水稻的39.4%分别高18.2、28.0个百分点;3种主要类型水稻品种的优质率年际间波动较大,最高是粳型常规水稻2011年的100.0%,最低是三系杂交水稻2014年的15.0%,说明除品种因素外,也受不同年际间环境等的因素影响,但粳型常规水稻品种的表现较稳定,两系杂交水稻品种仍有提升空间,三系杂交水稻的品质改良更需要引起重视,稻米品质有待进一步提升。

1.3 品种的抗病性改良进展较慢

稻瘟病是中国水稻生产上的最主要病害,也是水稻品种审定中所有区组都采用的一票否决指标,但近10年间国审水稻稻瘟病中抗以上品种(简称抗病品种,下同)的比率没有明显提高,一直在20%左右(平均为18.7%)波动,2017年为22.7%,比2008年略有下降,最近5年(2013-2017年)比上一个5年(2008-2012年)降低了2.4个百分点(表3)。从不同类型上看,粳型水稻抗病品种比率(44.1%)比籼型水稻(10.2%)高33.9个百分点;主要类型中,粳型常规水稻抗病品种比率为46.7%,比籼型三系杂交水稻(12.3%)和两系杂交水稻(6.8%)分别高34.4、39.9个百分点;不同类型水稻品种的抗病品种比率年际间波动较大,最高是2011年的粳型水稻66.7%,最低是2010年的籼型水稻、籼型杂交水稻、三系杂交水稻和2008-2015年的两系杂交水稻,均为0.0%。总体上粳型水稻略有上升,三系杂交水稻基本持平,两系杂交水稻总体上升,特别是近两年上升较快。

近年来,国家水稻区试抗性鉴定体系不断完善,抗性审定标准不断提高,对于参试和审定品种的抗性筛选更加精准和严格,尤其是在以杂交籼稻为主的南方稻区,杂交籼稻中抗性品种的比率在经历了一个明显下降过程后已逐渐上升,如2016年和2017年共审定了以隆科638S和620S两个新不育系配组的两系杂交水稻抗病品种7个,占两系抗性品种的53.8%;审定了以华占为恢复系配组的杂交籼稻抗病品种5个,占杂交籼稻抗性品种的22.7%;以上两种类型亲本配成的抗性品种占杂交籼稻抗性品种的40.9%,说明新的抗病不育系或恢复系的利用促进了杂交籼稻尤其是两系杂交水稻品种抗性水平的较快提升。

2 两系杂交水稻已成为中国水稻生产中应用的主要品种类型

两系法杂交水稻技术起始于水稻光温敏不育系的发现和利用,两系不育系不受恢保关系限制而配组自由,容易选配出强优势组合,且使育种程序简化、育种周期短,其不育系类型丰富也易于培育多样化的杂交水稻类型[9],这些优点促使两系杂交水稻在过去20年中的研究、育种及品种推广过程中实现了跨越式发展。

2.1 近年来两系品种选育和审定速度明显加快

2006-2015年,两系杂交水稻无论从参试品种数量还是审定品种数量上看,都实现了快速增长。2006年国家及省级全年审定两系杂交水稻品种63个,2015年增加到106个,增长68.3%;两系品种占审定品种比重从9.3%增加到22.9%,占杂交水稻的比重从12.6%增加到31.8%。其中,参加国家区试的两系品种从2006年的43个增加到2015年的160个,增长近3倍,参试品种50.0%是两系杂交水稻品种,而国审两系杂交水稻从5个增加到22个,增长超过3倍,占国审杂交水稻品种比率由8.6%增加到52.4%(表4)。2017年国家审定的两系杂交水稻品种51个,占杂交水稻品种的66.2%,两系杂交水稻品种已成为中国水稻生产中推广应用的最主要类型。同时近年的杂交水稻主栽品种中两系杂交水稻占到一半左右,2016年比率为50.0%,0.67万hm2以上杂交水稻品种中两系品种占比为31.0%,说明两系杂交水稻品种具有较好的广适性。

2.2 主要品种数量和推广面积均实现快速增长

1993年,衡两优1号在湖南省推广面积超过0.67万hm2,成为中国第一个两系杂交水稻主要品种。1994年,70 优9号、70优04和培两优特青分别通过安徽和湖南省级品种审定,此后,培矮64S、广占63S、准S、Y58S、C815S、株1S、陆18S等两系不育系被选育、审定并大面积推广,使两系杂交水稻品种的推广明显加快。据统计,2005-2016年,杂交水稻主要品种个数从379个增加到535个,其中两系杂交水稻主要品种数从39个增加到166个。可见,近10年杂交水稻主要品种数量的增加主要因两系杂交水稻的快速发展。而杂交水稻0.67万hm2以上的主栽品种数1999年是47个,2016年则减少为34个,同时期两系杂交水稻主栽品种数从1个增加到17个。1993年以来,在杂交水稻主要品种和主栽品种面积都持续下降的情况下,两系杂交水稻主要品种和主栽品种面积均稳步增长(图1),已在杂交水稻中占据了重要位置。endprint

2.3 各主要稻区的两系杂交水稻品种推广迅速

长江上游稻区[包括四川、重庆、贵州、云南、陕西等省(市)]一直以来以推广三系杂交水稻品种为主,除2006年短暂出现过两优培九单个品种推广面积超过6.67万hm2外,两系品种面积占比一直很小,但近年来先后审定推广了Y两优1号、C两优华占等两系品种,两系杂交水稻品种推广面积快速上升;而以广东、广西为主的华南稻区[包括广东、广西、福建、海南等省(自治区)],两系杂交水稻品种推广在近20年中快速发展,面积从5.4万hm2增至61.9万hm2,增加了10多倍。随着隆科638S、晶4155S及和620S等一系列两系新不育系配组育成的新品种审定推广,两系杂交水稻品种在长江上游和华南2个稻区的推广将迎来“黄金期”。相比而言,长江中下游稻区(包括湖北、安徽、湖南、江西、河南、江苏、浙江等省)一直是两系杂交水稻品种推广应用的“主战场”,近20年中两系杂交水稻品种推广面积从8.5万hm2增至376.2万hm2,增长了43.3倍,占全部两系杂交水稻面积比率也由61.2%稳步增长到81.6%,但最近3年增长速度放缓。

2.4 两系杂交水稻品种综合性状优良

从21世纪初期开始,随着培矮64S、广占63S、Y58S、C815S及新近的隆科638S等两系不育系先后选育成功,配组育成的多代两系杂交水稻组合在试验示范中综合性状表现优良,为两系杂交水稻在生产上的持续稳定大面积推广应用奠定了基础。当前中国两系杂交水稻主栽组合(2015年推广面积在6.67万hm2以上)在不同时期参加的国家水稻品种区域试验中,其产量、抗性、米质均不同程度优于三系杂交水稻对照组合(表6),且这些水稻品种从审定到成为主栽品种都不超过2年,大部分在审定当年推广面积就达到6.67万hm2以上。可见,主要农艺和经济性状优良促使两系杂交水稻很快被生产和市场认可,是其快速发展的主要原因。

3 籼粳中间型杂交水稻的推广应用成为高产育种的新亮点

籼粳中间型杂交水稻(简称籼粳杂交稻,下同)因为穗大粒多,在长江流域特別是长江下游地区种植,合适的栽培条件下比杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻具有明显的生产优势[10]。近年来,籼粳杂交稻在长江下游稻区发展迅速,成为高产育种和高产型品种推广的新亮点。据不完全统计,2006年以来,全国共审定了31个籼粳杂交稻品种,占粳型水稻品种比率从0.0%上升到4.6%,占粳型杂交水稻比率提高至35.7%(表7),目前审定的杂交粳稻品种中,有1/3以上是籼粳杂交稻。

2006年至今,主要在中国南方及长江流域稻区如浙江、福建及江西等省份推广种植了甬优6号、甬优9号、甬优12、春优59、甬优15等籼粳杂交稻品种,其中推广应用时间最长的是甬优6号,已达10年以上;应用面积最大的是甬优9号,累计推广54.9万hm2;种植面积最大的是浙江省,2006-2015年,全国籼粳杂交稻主要品种累计推广应用140.3万hm2(表8)。

4 讨论

中国水稻生产主体已经历了由单一农户向生产大户、合作社等新型经营主体的转变,这些生产主体的种植需求越来越多元化,稻米市场和居民消费更加注重大米的品质、尤其是适口性。在农业供给侧结构性改革和农业绿色发展同步推进的大背景下,选育和推广品质优良、高产稳产、适应性广、抗病性强、适合轻简化栽培等综合性状较为协调的水稻品种已成为持续稳定推动中国水稻生产发展的重要任务。

而随着极端气候引起的病虫害多发频发,品种的抗病性正在成为品种大面积持续性推广的决定性因素,因此要针对稻瘟病等主要病虫害开展抗病性育种,加强抗性资源研究与创新,尤其加大抗性基因分子标记、分子标记辅助育种体系的研发,利用高新技术显著提高抗性育种的效率,培育新型抗性品种。在审定品种稻米优质率已有较大幅度提升的基础上,应更加注重适口性和食用安全性状的改良,进一步提升稻米品质,提高水稻生产效益和农民收入。

同时,要进一步优化试验审定指标,完善评价体系和方法。在充分保障粮食安全的前提下适当放宽产量要求,突出抗病、优质、绿色和适销对路等品种筛选的导向,稳步提高品种的抗病虫性、耐高温和低温等要求,不断完善稻瘟病等主要病虫害鉴定体系,改善鉴定条件,提高鉴定水平,从根本上保障生产安全;分区域探索建立稻米食味评价体系,优化品质鉴定方法和指标,提高中国大米的市场竞争力,满足不同地区、不同人群的食用习惯和消费需求。要适应轻简化、节约化、绿色发展的要求,逐步鉴定一批节水耐旱、适宜机械化或直播的品种。

此外,要积极探索多元化的品种推广体系,根据品种自身优良特性,做好品种推广区域精细化定位,力求品种优良性状和适宜区域的高度契合,充分发挥新品种在水稻生产中的增产增效作用。做好品种推广过程中的跟踪评价,尤其要对大面积推广品种的主要病虫害进行长期跟踪监测,及时发现品种潜在缺陷,充分评估生产风险,保障品种大面积推广和水稻生产用种安全。

参考文献:

[1] MA G H,YUAN L P. Hybrid rice achievements,development and prospect in China[J].J Integr Agric,2015,14:197-205.

[2] 中华人民共和国农业部.中国种业信息网[DB/OL].http://202.127.42.178:4000/countryseed/SpeciesDemand/Default.aspx.

[3] 国家水稻数据中心.中国水稻品种及其系谱数据库[DB/OL].http://www.ricedata.cn/variety/index.htm.

[4] 杨仕华,曾 波.中国水稻新品种试验(2012)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2013.

[5] 杨仕华,曾 波.中国水稻新品种试验(2013)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2014.

[6] 杨仕华,曾 波.中国水稻新品种试验(2014)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2015.

[7] 杨仕华,曾 波.中国水稻新品种试验(2015)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2016.

[8] 杨仕华,曾 波.中国水稻新品种试验(2016)[M].北京:中国农业科学技术出版社,2017.

[9] 牟同敏.中国两系法杂交水稻研究进展和展望[J].科学通报,2016,61(35):1-9.

[10] 姜元华,张洪程,赵 可,等.长江下游地区不同类型水稻品种产量及其构成因素特征的研究[J].中国水稻科学,2014,28(6):621-631.endprint

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