三个国外水稻品种在杨凌引种试验初报

秦 华， 李坤杰， 韩德俊

(西北农林科技大学 农学院， 陕西 杨凌 712100)

0 引 言

水稻是全球重要的粮食作物，在保障全球和我国粮食安全方面具有重要的地位。 2019年，我国水稻种植面积将近3 000万hm2，稻谷总产量达到2.1亿t[1]。栽培水稻分为粳稻和籼稻两个亚种[2]。水稻在我国种植广泛，全国可以划分为6个稻作区和16个亚区[3]。 杨凌位于陕西关中平原中部，属东亚暖温带半湿润半干旱气候区，在地理位置上属于华北单季稻稻作区黄淮平原丘陵中晚熟亚区。

杨凌示范区官网数据表明，杨凌具有丰富的水资源，99.31%为水浇地。杨凌年均降水量635.1 mm，50%集中在7～9月。渭河境内长11.9 km，年径流总量46.03亿m3。宝鸡峡主干渠等人工灌溉渠系也流经本区。 另外，杨凌具有丰富的光热资源。年光照时数平均为2 017.2～2 346.9 h，全年太阳辐射4.61×109～4.99×109J/m2。6、7、8三个月的日照时数约占全年的32%。年均气温12.9 ℃，无霜期211 d，5～9月连续5个月杨凌的最低温度都高于10 ℃。

这些自然条件适合种植粳稻。种植水稻，一方面能够改善杨凌目前比较单一的小麦玉米轮作的粮食作物种植模式，同时能够提高种植经济效益。陕西的引种试验基本都在汉中进行[4]，杨凌曾有种植水稻的记录，但近年来没有水稻引种试验。

基于以上背景，本试验尝试在杨凌引进三个国外优良品种，并考察这些品种产量相关性状。该研究一方面丰富水稻种质资源，增加遗传多样性；同时，也为发展陕西特别是杨凌水稻产业，筛选综合性状优良的水稻品种奠定基础。

1 材料与方法

粳稻品种Dongjin(DJ)、Huangyang(HY)和Zidao(ZD)引自韩国；对照中花11(ZH11)引自上海交通大学。DJ、HY是韩国的品种，综合性状比较优良，被用于创制T-DNA插入突变体库[5]。 ZD叶片紫色，具有一定观赏性，在田间试验中，可以用作隔离行。ZH11是中国农科院利用花药培养技术培育的一个粳稻品种[6]。

在2019年种植的基础上，相关材料2020年种植于西北农林科技大学作物标本区。

5月初在塑料大棚中育苗，6月初移栽。栽培密度20 cm×30 cm。底肥为硅肥25 kg/667 m2、尿素13.3～16.7 kg/667 m2、磷酸二铵6.7～8.3 kg/667 m2、硫酸钾10～13 kg/667 m2[7]。常规栽培管理。灌溉浇水采用浅-深-浅方式, 分蘖期田间保持3～4 cm水层以增温保蘖；孕穗期田间保持5～6 cm水层, 抽穗扬花期田间保持3～4 cm水层；收获前15 d停水[8]。每月追施5kg尿素。观察记录生长状况。根据田间情况，喷施农药，防止病虫害。

产量相关性状的统计：待成熟后，每个品种随机选取30株，统计有效分蘖数、一次枝梗数、二次枝梗数和小穗数，粒长，粒宽。数据用Excel进行统计和处理。

2 结 果

2.1 生育期和株高性状

5月6日育苗，6月6日移栽，生长发育正常(图1A和1B)。基本没有发生病害，在8月中旬发生一次虫害(图1C)，喷施农药防治。9月份正常成熟。ZD成熟期明显早于另外两个品种，大约早熟一周(图2A-图2C)。对照ZH11开花时间以及成熟时间都早于DJ比HY，和ZD接近。统计结果表明ZD、DJ和HY的生育期分别为139 d、149 d和146 d，对照ZH11的生育期为137 d。

图1 分蘖期和孕穗期的水稻

ZD明显比DJ和HY以及对照矮(图2A-图2D),平均高度为63.13 cm，DJ和HY的平均高度为89 cm和89.85 cm，和对照相近。ZD茎秆明显比DJ和HY粗(图2E)。

试验结果表明三个国外品种在杨凌能够正常开花结实，顺利成熟。因为油菜比小麦早熟，并且可以采用育苗移栽方式，所以发展杨凌水稻产业，合适的种植模式是水稻和油菜轮作。稻油轮作种植模式是农业农村部提出的轮作休耕制度，具有节本增效、改良土壤、粮油双丰收的效果，可促进农业可持续发展，提高经济效益、生态效益、社会效益。在后续试验中，水稻育秧时间可以提前1周，这样既能避免意外提前降温给水稻生产造成影响，也可提前移栽油菜的时间。同时，在后续试验中，将在陕西水稻主产区汉中进行生产性研究，为陕西水稻产业筛选优异种质资源。另外，ZD叶片紫色，茎秆粗壮，可以通过杂交进行遗传学分析，为挖掘利用这些潜在的优异基因奠定基础。

2.2 产量性状

在初步引种成功基础上，进一步调查了三个品种产量相关的性状。

统计结果表明ZD的有效分蘖数明显少于另外两个品种(图2D)。ZD平均只有15个分蘖，而DJ和HY分别有22个、20个。三个品种的穗子平均长度分别为24.31 cm、20.48 cm和22.08 cm(图3A和3B)。ZD一次枝梗数目略少于DJ和HY，但它们的二次枝梗数目非常接近，小穗数都非常高。ZD、DJ和HY的平均一次枝梗数目分别为10.07、12.07、11.50，二次枝梗数目分别为27.73、26.03、27.07；小穗数分别为149.30、147.63、148.17(图3A、3C-3E)。与DJ和HY相比，ZD上部的一次枝梗较长(图3A)。三个品种谷粒宽度基本一致，30粒的总宽度都在11 cm左右。但ZD谷粒比DJ和HY大约长10%，10粒的总长度分别为8.6 cm、7.7 cm和7.6 cm(图3F和3G)。ZD千粒重明显优于DJ和HY，达到31.55 g。DJ和HY的千粒重为27.6 g和27 g(图3H)。在此基础上，计算了三个品种的单位面积产量。DJ和HY的结实率平均为95%。ZD的结实率较低，平均约为90%。在同样的种植密度下，ZD、DJ和HY的单位面积产量分别为 707.0 kg/667m2、 946.7 kg/667m2和 844.6 kg/667m2。ZD的单位面积产量最低，原因是该品种有效分蘖数较少。在相同种植密度下亩穗数只有166 750个，而DJ和HY的亩穗数分别达到244 566和222 333个。

图2 成熟的ZD、DJ和HY

图3 三个品种的产量相关性状

A,三个品种的穗子。B-E，三个品种穗长度、一次枝梗、二次枝梗、小穗数统计结果。F-H，三个品种的粒长、粒宽和千粒重。

对照ZH11的平均分蘖数为22.3，接近DJ以及HY。穗子长度19.74 cm(图4)。与此相一致，一次枝梗、二次枝梗和小穗数较少，平均分别为8.15、23.5和113.8(图4)。

这些指标明显少于ZD、DJ和HY。ZH11千粒重为26.18 g，此数值和DJ以及HY接近。ZH11结实率和DJ以及HY接近。结实率按照95%计算，在同样种植密度下，单位面积产量为701.6 kg/667m2。

图4 对照ZH11的产量相关性状

A，ZH11的穗子。B-D，ZH11穗长度、一次枝梗、二次枝梗和小穗数统计结果。F，ZH11的粒宽和粒长。

这些结果表明ZD虽然千粒重比较高，但有效分蘖数较少，而DJ和HY综合产量性状比较优良，是比较好的种质资源。在后续的研究中可以通过常规杂交手段，运用这些优良性状进行遗传改良。同时进行遗传学分析，结合分子生物学手段，挖掘优异基因，用于分子育种材料。

3 结论和讨论

ZD、DJ和HY三个品种在杨凌初步引种成功。三个品种成熟时间晚于对照，但生育期没有超过150 d，完全能够完成生命周期。ZD的分蘖数显著少于DJ、HY以及对照ZH11；千粒重则相反。三个品种的显著特点是每穗的小穗数多，平均比对照多34个。除了小穗数目，DJ和HY的分蘖数、千粒重和对照ZH11接近，单位面积产量显著高于对照。

DJ和HY综合性状表现优良，适宜在杨凌栽培。另外，ZD紫色叶片和茎秆粗壮性状比较有特点。在后续研究中，这三个品种的这些性状可以用来挖掘优异基因，进行遗传改良。另外，汉中是陕西水稻的主产区，在后续试验中，有必要在汉中进行生产性研究。