山西稻作现状及品种改良历程的研究

元香梅，王广元，王国鹏，梅 青，孙希平，王和平*

（山西农业大学 农学院，太原 030031）

水稻是起源于中国的重要粮食作物[1-2]，对于保障我国口粮绝对安全发挥着至关重要的作用[3]。水稻作为商品化程度较高的口粮作物之一，在山西省的种植地位举足轻重。近几年来，山西稻作无论是在栽培技术、田间管理方面，还是在品种选育、农耕制度等方面，均取得了许多卓越的成果[4-10]。例如：被誉为“华北地区水稻之明珠”的晋祠稻，其不仅色香味俱全，而且产量也较高[10]；针对晋稻12 号改良的栽培技术，集节水、高效、高产等优点于一体[4]；晋稻17 号被评选为山西省2020年度主要推广的重点品种之一[5]；在有机旱作的大背景下，节水抗旱稻、巨胚稻、“水稻+”等农耕模式也取得了较大进展[10-12]；此外，近年来，随着国家科研投入的持续增长，籼粳稻亚种间杂交及利用理化技术诱导产生突变体，逐渐成为山西水稻育种常规手段，由此创制的新株型也已应用于育种实践中[4-6]。这些研究成果均对优质高产水稻的培育具有重要的参考价值。

“十三五”以来，随着我国国民经济的快速发展以及人们生活水平的提高，人民群众对健康、绿色、优质农产品的需求逐年提升[13-14]。只有在水稻品种改良技术上不断突破，才能适应21 世纪稻米产业及消费市场的需求，才能促使水稻产业持续健康发展[15]。诸多学者对水稻改良品种的主要质量及数量性状遗传、开花习性、抗逆生理等方面展开了一系列的研究，结果显示改良品种可大大提高水稻的抗逆性能及生产潜力[16-17]。

本文根据山西水稻种植情况，对山西省水稻种植区位概括及稻作区划进行了相关介绍；对山西省水稻品种改良历程及现状进行了简单的归纳，以期促进山西省水稻产业的高质量持续发展，并为山西省水稻单产和稻米品质的进一步提高奠定基础。

1 山西省水稻种植区位概括

山西省地处我国华北地区的黄土高原东端，介于东经110°14′～114°33′、北纬33°34′～40°43′之间。地形地貌较为复杂，呈南北狭长、东西较窄的地形，且地势起伏较大。山西省的土地总面积在1 560 万hm2左右，尤以丘陵和山地居多，其中，丘陵、山地、平原的比例大体为4∶4∶2。耕地面积有376 万hm2，约为全省土地总面积的1/4。

由于地形多样，海拔落差较大，全省气候资源呈现出显著的水平地带性（纬向）及垂直地带性[18]，属于温带季风气候区。全省年太阳辐射的总量是502～603 kJ/cm2，而年日照时数由南向北递增，为2 200～2 900 h。山多川少，全省气温南北差异较大，年平均气温3.0～14.2 ℃，≥10 ℃积温为1 500～4 500 ℃，热量资源的地区分布特点是由北向南递增，由平川向山区递减，无霜期80～210 d。光、热条件兼有南北之长，对作物的生长具有得天独厚的优势[19]。

全省年降水量为370～650 mm，由东南方向到西北方向逐渐减少，整体呈半干旱及半湿润状态，属于典型的北方易旱地区。水源缺乏，加之十年九旱，而且降水在不同季节的分配又相差较大，春、冬降水甚少，这对水稻种植不利，往往会因缺水而影响水稻的播种和栽插；60%以上降水集中在7、8、9 月份，此时期恰与水稻需水高峰期（水稻分蘖期）相吻合，利于水稻的生长。

综上所述，山西大多地区的温、光条件均适合单季粳稻的生产要求，但降水量少，并不能完全满足水稻需要，因此水稻的生长主要靠河水、泉水和井水灌溉；而有些地方也由于水资源不够充足，使得水稻的布局在一定程度上受到了限制[12]。

此外，山西水稻种植面积虽然不大，但从南到北均有分布，全省70%的县、市有水稻种植历史。1970 年后，山西省各地群众在解放军垦荒（滩涂地、盐碱地）种稻的影响下劳动热情高涨，开展了大面积垦荒种稻活动，从而有力地促进了盐碱荒地的改良，使荒地变粮田、低产田变中高产田。1972 年，全省水稻种植面积达到高峰的2.3 万hm2。20 世纪90 年代后，水稻播种面积逐年减少，稻田零星分散在晋南、晋中、晋东南、晋北（忻定盆地为主、大同盆地为辅）等四大盆地及部分丘陵山地的泉水、库区周边和河流两岸（主要分布于汾河、黄河、滹沱河区域）的平川河滩下湿地、盐碱地（部分属于非耕地或次耕地）。山西历史上比较出名的大米有晋祠大米、代州大米、原平大米、五台大米等。据不完全统计，全省目前水稻种植面积约为0.5 万hm2。种植面积的逐渐恢复与扩大，主要得益于农业结构的调整、政府政策的扶持、市场向好的趋势、旱育秧技术的革新以及水稻生产全程机械化的应用，加之南方有志之士的大力开发，带动了晋南黄河流域滩涂地、盐碱地大面积种植水稻，并采取水直播、稻麦轮作、水稻旱作等耕作方式，以轻简栽培技术引领发展，创建了晋南黄河大米区域品牌。

2 山西省稻作区划

山西省地形地貌复杂，各地气温差异较大，种植的水稻品种类型较多。但是，鉴于全省水稻种植面积不大且零星分散，水稻在山西省仍属于小宗作物。为了便于管理和指导生产，同时与国家稻品种同一适宜生态区的划定保持一致，根据山西省自然生态条件、耕作与栽培制度、品种类型、农耕技术及生产力水平，可将山西省水稻种植区域粗略划分为三大稻作区，分别为山西单季晚熟及麦茬稻兼种稻作区、山西单季中熟稻作区及山西单季早熟稻作区。

2.1 山西单季晚熟及麦茬稻兼种稻作区

该区地处晋南盆地和晋中东部偏南光热充足的地带。前者东临太岳山，北靠韩侯岭，西、南倚黄河，包括运城、临汾辖区的全部或部分地区；后者位于晋中东部偏南临近河北界的海拔700 m 以下的部分光热充足的区域，包括左权麻田镇、昔阳孔氏乡等。海拔高度300～600 m，年平均降水量500～560 mm，全年平均气温11.6～14.2 ℃，≥10℃积温3 700～4 500 ℃，无霜期180～210 d，全年平均太阳辐射总量502～540 kJ/cm2，此外，该区全年平均日照时数一般为2 200～2 600 h，气候温暖，为全省热量值最高地区。该区以栽培单季中早粳晚熟、中粳早熟品种，麦茬稻中早粳中熟品种为主。一般在4 月上、中旬播种，9 月底至11 月初收获，麦茬稻4 月底5 月初育秧，大多采用湿润（水）育秧移栽，个别地方水直播栽培。该区稻田主要分布在黄河、汾河、浍河、涑水河、清漳河中下游、松溪河两岸的下湿低洼泽地、下湿河谷和泉水地带，如临汾、洪洞、襄汾、曲沃、运城、河津、新绛、稷山、平陆、万荣、临猗、永济、芮城、左权麻田等地方（市、县）。20 世纪70 年代至21 世纪初期，该区稻田面积约占全省稻田面积的20%；2020 年后稻田面积约占全省稻田面积的60%。种植制度有稻麦两熟制，近年来随着生产条件的改善，水稻产业发展速度也逐渐加快，“水稻+”新型农作制度应运而生，例如稻田养蟹、鱼、鸭等。

2.2 山西单季中熟稻作区

该区地处山西中部和东南部，系太行山与吕梁山两大山脉之间的平川地带、上党盆地、东太行低山丘陵地区和太岳与中条山区交界的河谷、丘陵地区，土壤深厚肥沃，是山西省水稻的主要生产基地，水稻类型繁多，以太原市和忻定盆地较为集中。海拔高度600～960 m，年平均降水量400～650 mm，无霜期150～175 d，全年的气温平均值一般为8.0～11.7 ℃，≥10 ℃的积温为3 000～3 700℃，年太阳辐射总量的平均值为536～586 kJ/cm2，全年的日照时数平均值为2 400～2 800 h，具有空气干燥、气温偏低、昼夜温差较大的特点。该区主要栽培单季中早粳中熟品种，兼种部分中早粳晚熟及中早粳早熟的品种。一般在4 月上或中旬播种，同年9 月底或10 月初即可收获，采用农膜保温湿润育秧和旱育秧移栽。20 世纪70 年代至21 世纪初期，该区稻田面积约占全省稻田面积的70%；2020 年后稻田面积约占全省稻田面积的30%左右。该区稻田主要分布在汾河、潇河、昌源河、文峪河、清漳河、浊漳河、沁河、丹河、云中河、牧马河、滹沱河、桃河、乌河等河流域及水库周围低洼下湿地、滩地、盐碱地（盐碱地种稻用河水与井水灌溉），如太原，吕梁的文水、左权东、汾阳，晋中大部分地区，长治的屯留、沁县、襄垣，以及忻州的原平、五台、代县，阳泉、盂县等市、县。该区发展有油菜（春大麦）—稻一年两熟制，稻田埂套种大豆的耕作方式及少数稻田养蟹种养方式。

2.3 山西单季早熟稻作区

该区地处山西北部平川及全省境内部分海拔高度900～1 200 m 的丘陵山区，主区北接内蒙古，东临恒山、五台山，西倚黄河，南跨忻定盆地边缘。该区气候寒冷，海拔高度一般在900 m 以上，年平均降水量370～450 mm，年平均气温6.0～8.0 ℃，≥10 ℃积温2 800～3 000 ℃，无霜期130～150 d，由繁峙等县及以北，无霜期逐步缩短，年太阳辐射总量560～603 kJ/cm2，年日照时数2 600～2 900 h。稻田主要集中在晋北的东部和晋中地区的高海拔丘陵山区，以种植单季早粳晚熟稻、中早粳早熟稻为主，同时搭配种植部分早粳中熟的品种。该区一般于4 月中旬进行播种工作，到9 月中旬或下旬即可进行收获工作，育秧主要采取的是保温半旱育秧以及旱育秧早移栽的模式。该区稻田面积约为全省稻田面积的1/10，稻田主要分布点在桑干河、御河、唐河、浑河、三川河、滹沱河和汾河的上游等流域及水库、山间泉水周围低洼下湿地、滩地、山沟谷底，如大同、广灵、灵丘、平鲁、天镇、阳高、繁峙、娄烦、离石、方山、和顺、榆社、左权、静乐等市、县。种植制度有水旱作物轮作制。

3 山西省水稻品种改良历程

水稻品种的改良不仅可以提高水稻的单产及其品质，同时也可以增加稻农的经济收益[20]，而优良品种的推广对促进区域农业的发展也具有重要的意义[21]。

3.1 “引种”与“系选法”水稻育种技术的应用

山西水稻育种始于20 世纪50 年代，当时是评选利用农家品种的时期；50 年代中期开始引种，当时水稻育种还处在较为初期阶段，故而生产上采取“引种”这种既简易可行又见效快的办法。20 世纪60 年代至70 年代是外引品种的大量利用时期，这一时期主要开展外引品种的引种试验、示范，外引品种逐渐取代地方农家品种成为主栽品种；育种主要靠“系选法”，推广了系统选育的双塔1 号和双塔2 号。外引品种一直维持到20 世纪80 年代，其种植面积才逐渐减小，先后推广了陆羽132、银坊、原子2 号、水原52、农垦19、农林17、秋丰、京引35、辽丰66、黎明、秋光、早丰、京系17、丰锦、京系21、京引174、辽丰8 号、辽粳5 号、黎优57 等品种。

3.2 杂交育种

虽然“引种”与“系选法”已经成功培育出了较多的优异水稻品种（品系），然而，在育种效率方面，不可否认其具有一定的局限性，要培育出更加优质的水稻品种，就需要采用更先进、更有效的育种方式，即杂交育种，这也是我国近现代水稻品种选育的主要方法[22]。山西于20 世纪70 年代开始开展杂交育种工作，后续陆续展开了诱变及花培育种、杂交优势的利用、导入外源DNA 等诸多研究工作，陆续成功培育出水稻新品种13 个，使得山西省水稻产业发生了3 次品种改良突破。20 世纪70 年代山西水稻育种的总目标是早熟、产量高及抗病性强。此外，花培育种选育的晋稻1 号的推广应用，使得山西省水稻育种实现了第一次质的飞跃。晋稻1 号在山西忻州地区及以南大部分稻区种植，1978～2002 年累计推广面积15 万hm2。

3.3 品质育种及超高产育种

20 世纪80 年代至90 年代，山西水稻育种目标发生了显著的变化，育种工作重点围绕提高产量、抗病性及改善品质三方面的研究，具体开展了品质育种、超高产育种等研究工作[23]。先后育成晋80-184、晋稻2、3、4、5、6 号及晋稻（糯）7 号等新品种[24-25]，晋稻3 号和晋稻5 号逐渐成为主栽品种，水稻育种实现了第二次飞跃。在育种技术方面，由之前单纯的常规育种方法转变成了兼顾常规技术及现代生物技术的育种方法。晋稻3 号在山西大部分单季稻稻区和麦茬稻稻区种植，1989～1995 年省内外累计推广面积2.4 万hm2。晋稻5 号在山西代县以南大部分稻区种植，1992～2005 年省内外累计推广面积7.7 万hm2。

3.4 多种育种技术与田间及实验室鉴定测试结合

育种科技进步为水稻产业的发展奠定了扎实的根基[22]。20 世纪90 年代末以来，从品质选育与株型选育两方面入手，按照优质、多抗、超高产及适应性广的育种目标，以形态改良、籼粳亚种间杂交优势利用、现代（生物）技术与常规技术相结合为创新措施，通过运用大田测试和实验室鉴定结果相结合、聚合育种、分子育种等一系列现代鉴定评价体系，育成了晋稻8、9、10、11、12、13、14、15、16 及晋稻17 号等新品种[4-6,23,26]，水稻育种实现了第三次飞跃，其中晋稻10 号是由N+束注入的诱变高效育种新技术选育而成。

晋稻8 号于2006 年成为山西省水稻主栽品种，在山西省无霜期150 d 以上的稻作区域栽培最为适宜。此外，省外的新疆、宁夏、吉林晚熟稻区、辽宁、贵州毕节粳稻区以及河北、山东河南等麦茬稻稻作区也均适宜种植[26]。2004～2015 年，晋稻8 号在全国累计推广面积13 万hm2以上。晋稻9 号于2010 年成为山西省早、中熟区种植的主栽品种，2005～2015 年省内外累计推广面积2 万hm2以上。

2015 年，晋稻12 号成为当家品种；后来晋稻15 号和晋稻17 号逐渐成为主导（推）品种。晋稻15 号自育成以来，省内外累计推广面积1.3 万hm2以上。晋稻17 号2020 年入选为山西省2020年农业生产重点推广主导品种，2021 年又列入太原市农业生产主推品种，目前在全省作为单季稻和麦茬稻的首选品种正加速推广，对水稻产业提质增效、叫响品牌发挥着积极的推动作用。

4 结语

粮食及资源环境安全等因素促使我国农业已进入转型升级的关键时期[27]。山西省水稻种植业及品种选育工作该怎样推进，是当前山西省稻作研究工作者要解决的首要难题。本研究通过对山西省水稻种植情况及品种改良历程的分析，得出以下结论：

首先，山西省不同地区间的自然条件存在较大的差异，水稻的种植效率相对偏低。在水稻种植、品种改良及推广过程中，应注重地方优势利用，以优化全省水稻布局，使资源分配更加合理。在实际的耕作制度的选择中也需要因地制宜。同时，应进一步加大水稻研发投入，保证良种良法能够配套使用。

其次，山西省水稻品种改良历程三次育种飞跃的实现，与品种的改良和推广密切相关。20 世纪90 年代后，随着种质资源的扩大，加上育种技术的逐渐提高，品种改良的速度显著加快。发掘和创新这些资源需要更加准确的研判，并利用好基因定位与育种间的关联性，从而培育出更多优异的稻种资源。

另外，农业是我国国民经济的基石，而粮食问题则是农业的核心[3]。在生产实际中，稻农也应该因地制宜、因时制宜，良种配良法，以保证水稻新品种的优势能够充分显现出来。

本研究对山西省水稻种植分布及品种改良情况进行了归纳与探讨，为促进山西水稻产业的进一步发展提供了理论参考依据；但由于山西水稻种植较为分散，属小宗作物，加之缺乏系统性的深入研究，山西水稻产业要实现持续健康发展，需立足于生产实际，以市场为导向，不断选育改良优良品种，在深加工开发方面下足功夫，严格控制质量，唯有如此，产业发展才能取得更大的突破。