李莉 孙辉 姜兆远 朱峰 王继春 任金平 刘晓梅* 刘振蛟
(1吉林省农业科学院植物保护研究所,长春 130024;2 吉林省种子管理总站,长春 130031;第一作者:lililanjun@126.com;*通讯作者:liuzhenjiao@163.com;xmsuliu@163.com)
吉林省是我国重要的商品粮基地和优质粳稻主产区,其水稻产量占东北“三省一区”水稻总产量的四分之一,在东北乃至全国水稻生产中都具有重要地位。笔者对2010—2020年吉林省国审水稻品种的特征特性进行了比较,以期为水稻育种专家和生产经营者提供一个了解吉林水稻良种的信息窗口。
数据主要来源于“国家水稻数据中心”(http://www.ricedata.cn)[1]和“全国农技推广网”(https://www.natesc.org.cn/)[2],以及2018—2020年北方稻区国家水稻品种试验汇报(总结)。
对每个品种的生育期、株高、结实率、穗粒数、穗长、产量、整精米率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度、米质等级以及稻瘟病抗性等性状指标进行测定及统计分析。
稻瘟病抗性鉴定系吉林省农业科学院植保所、通化市农业科学院和辽宁省农业科学院植保所负责,采用人工接菌与病区自然诱发相结合,鉴定用种由中国农业科学院作物科学研究所统一提供。稻瘟病评价参照NY/T 2646-2014《水稻品种试验稻瘟病抗性鉴定与评价技术规程》[3]。米质指标由农业农村部食品质量监督检验测试中心(武汉)检测,并按照NY/T593-2013《食用稻品种品质》[4]分析。
用Microsoft Excel 2019 软件处理数据及绘制图表,用DPS7.05 软件进行数据统计分析。所有试验数据均为2年区试和1年生产试验的平均值;穗颈瘟损失率最高级指的是2年鉴定结果的最高级别。
2010—2020年吉林省通过国审的水稻品种共有29 个,均为粳型常规稻(具体见表1)。从表1可见,2017年以前吉林省通过国审的品种较少,8年仅审定了5 个,2018、2019 和2020年通过国审的品种分别为8 个、2 个和14 个。从品种选育主体来看,由科研或者教学单位育成的品种19 个,占比65.52%。可见,吉林省近年通过国审的水稻品种大部分还是由科研或教学单位育成。
表1 2010—2020年吉林省通过国审水稻品种基本情况
由图1可见,参试品种穗粒数分布较分散,而生育期、株高、穗长、结实率和产量水平较集中。68.97%的品种生育期介于150~155 d 之间,58.63%的品种株高介于100~110 cm 之间,86.20%的品种穗长介于16~20 cm 之间,75.86%的品种穗粒数介于110~140 粒之间,89.66%的品种结实率介于83%~92%之间,65.87%的品种区试产量介于9 000~10 500 kg/hm2之间,86.20%的品种生试产量介于8 500~10 000 kg/hm2之间。从产量构成因素的变异系数来看,多数性状的变异系数在6%以上,其中穗粒数变异最大为9.66%(表2)。
表2 2010—2020年吉林省国审水稻品种特征特性
图1 吉林省2010—2020年国审水稻品种产量性状分布
由图2可知,2010—2020年吉林省国审水稻品种株高、结实率和产量等性状呈平稳上升趋势,其中,区试产量和生试产量分别以每年0.42%和0.56%的速率递增,株高平均每年提高0.62 cm,结实率平均每年提高0.46%;穗粒数和穗长基本保持不变,而生育期有缩短趋势。
图2 2010—2020年吉林省国审水稻品种产量性状年际间变化趋势
由图3可知,75.87%的品种整精米率介于68%~74%之间,75.87%的品种垩白度介于1%~4%之间,96.55%的品种直链淀粉含量介于14%~17%之间,75.86%的品种胶稠度介于59~75 mm 之间。米质等级基本集中于2~3 级,占比86.21%,达1 级优质米的品种只有4 个,米质有下降趋势。由表2可知,2010—2020年吉林省国审品种中,多数品质性状指标变异较大,其中垩白度的变异系数最高达47.77%,米质等级变异系数也高达30.83%。
图3 吉林省国审水稻品种品质特性分布
由图4可知,参试品种整精米率和垩白度呈平稳上升趋势,平均以每年0.39%和0.15%的速率递增;而直链淀粉含量和胶稠度则分别以每年0.02%和2.83 mm的速率递减。
图4 2010—2020年吉林省国审水稻品种质量性状年际间变化趋势
图5 2010—2020年吉林省国审水稻品种抗病性情况
据统计分析,2010—2020年吉林省国审水稻品种的稻瘟病抗性总体表现较好,高抗、抗和中抗的品种占比分别为6.90%、55.17%和34.48%,即96.55%的品种抗性表现为中抗以上。参试品种的穗颈瘟损失率主要集中在3 级和5 级,占比分别为37.93%和51.72%,即89.65%的品种集中在中抗和中感之间。由表2可知,国审水稻品种的稻瘟病抗性差异很大,变异系数均在35%以上。
由图6可知,国审水稻品种稻瘟病病级呈逐年加重的趋势,穗颈瘟损失率最高级和稻瘟病综合指数均呈逐年提高的趋势,分别以每年0.36 和0.07 的速率递增,稻瘟病综合指数变化相对来说平缓一些。
图6 2010—2020年吉林省国审水稻品种抗病性年际间变化趋势
由表3可见,稻瘟病综合指数与产量呈极显著负相关,与穗颈瘟损失率呈显著正相关;产量与生育期、结实率呈极显著正相关,与穗粒数呈显著正相关。产量性状之间,株高与穗长呈极显著正相关,结实率与生育期、穗粒数呈极显著正相关。稻瘟病综合指数与粒型成显著正相关,而粒型与直链淀粉含量呈显著正相关,与整精米率呈极显著负相关。说明稻瘟病抗性直接影响稻米的产量和品质。
表3 品质性状、产量性状与稻瘟病抗性之间的相关性
米质等级与垩白度呈极显著正相关,与胶稠度呈极显著负相关,而胶稠度和垩白度又呈极显著负相关,说明垩白度和胶稠度直接影响米质等级。
2010—2020年吉林省通过国家审定的29 个水稻品种株高、结实率和产量呈平稳上升趋势,千粒重、穗粒数和穗长基本保持不变,而生育期随年份略有缩短,但各性状间差异系数变化不大。这些品种区试产量主要集中在9 000~10 500 kg/hm2之间,其中超过10 000 kg/hm2品种有9 个,分别为吉农大571、吉农大538、吉洋46,长选808、吉大398,吉洋100,吉农大521、吉粳509 和吉农大1041;生试产量集中在8 500~10 000 kg/hm2之间,其中超过10 000 kg/hm2品种有3 个,分别是白粳2 号、吉大398 和吉农大1041。吉农大1041 的产量表现最好。
2010—2020年吉林省通过国家审定的品种整精米率和垩白度呈平稳上升趋势,而直链淀粉含量、胶稠度和米质等级呈平稳下降趋势。米质等级主要集中于2~3 级,1 级和2 级品种占比分别为13.79%和41.38%,对比新的国家标准,优质米达标率为55.17%。达1 级优质米的品种仅4 个,分别是吉粳823、吉农大1041、吉农大521 和通禾899。其中,2020年吉林省国审品种的优质达标率为64.29%(3 级以上),略低于当年国审品种的优质达标率(78.57%)[5],说明吉林省水稻育种应进一步注重提升稻米品质。
2010—2020年吉林省国审水稻品种的稻瘟病抗性以中抗和中感为主,高抗和高感的品种很少。从综合指数来看,96.55%的品种表现中抗以上,仅吉大718 和松辽838 表现为高抗;从穗颈瘟损失率最高级来看,10.35%的品种表现为高抗,分别是吉洋46、吉大718和松辽7 号。综上,吉大718 抗性表现最好。吉林省国审水稻品种稻瘟病抗性有随年份呈逐年下降的趋势,说明抗病育种仍然是吉林省水稻育种的重中之重。
从本研究结果看,生育期、穗粒数、结实率和稻瘟病综合指数都不同程度影响着产量,其中,结实率是影响吉林水稻产量最重要因素之一;就品质而言,垩白度和胶稠度是影响吉林省稻米品质提升的主要因素。
《“十四五”全国种植业发展规划》中明确指出:在东北地区,稳定水稻面积,发展优质粳稻,选育推广耐寒、抗稻瘟病的高产品种。对比《国家级稻品种审定标准(2021年修订)》,吉林省2010—2020年通过国审的29 个品种中,达到绿色优质标准仅6 个,分别是北作190、吉粳811、吉粳821、吉农大104、吉农大521 和松辽838,只占审定品种的20.69%,加上稻瘟病抗性有下降趋势,今后吉林省应进一步加强水稻的抗病育种和优质育种工作。