早熟高產(chǎn)節(jié)水抗旱稻新品種‘滬旱1509’的選育與應(yīng)用

王飛名,劉國蘭,張安寧*,余新橋,2,畢俊國,劉 毅,孔德艷,羅利軍

(1上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心,上海201106；2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站,上海201415)

水資源短缺已成為全球面臨的危機(jī)[1]，在我國，農(nóng)業(yè)用水占總用水量的80%[2]，而水稻用水占農(nóng)業(yè)用水總量的70%左右[3]。因此，節(jié)約淡水資源，提高水稻的水分利用效率，緩解水資源供需矛盾，是保障我國糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全和社會可持續(xù)發(fā)展的重大課題[4]。節(jié)水抗旱稻是指既具有水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性,又具有旱稻節(jié)水特性的一種新的水稻品種類型[2,5]，培育節(jié)水抗旱、高產(chǎn)的水稻新品種是緩解我國水資源短缺和提高中低產(chǎn)田產(chǎn)量的重要途徑之一[6]。

稻瘟病、褐飛虱等病蟲害在我國常年發(fā)生，對水稻生產(chǎn)危害極大[7]。生產(chǎn)上一般采用化學(xué)藥劑進(jìn)行防控，但大量使用農(nóng)藥會增加成本，并且導(dǎo)致環(huán)境污染[8]，選育抗病蟲害品種是控制水稻病蟲害發(fā)生的最經(jīng)濟(jì)和有效的途徑[9]。種植生育期短的早熟品種，不但能給后茬作物預(yù)留足夠的播種時間與生長空間，而且可使稻米提早上市。在生產(chǎn)上減少灌溉用水，降低農(nóng)藥的用量，減少生產(chǎn)過程中的碳排放，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)稻米的生態(tài)生產(chǎn)[10]。

本研究以節(jié)水抗旱早熟品種‘滬旱15’、節(jié)水抗旱優(yōu)質(zhì)恢復(fù)系‘旱恢3號’、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適性品種‘黃華占’、優(yōu)質(zhì)抗病品種‘美香占’為親本通過聚合雜交，并進(jìn)行嚴(yán)格篩選，培育聚合節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗病蟲、早熟的節(jié)水抗旱新品種‘滬旱1509’。通過介紹該品種的選育過程、主要特征特性，并根據(jù)該品種的特征特性對其栽培技術(shù)進(jìn)行討論，以期為上海及周邊地區(qū)常規(guī)節(jié)水抗旱稻新品種的選育方法、栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

雜交親本：節(jié)水抗旱稻恢復(fù)系‘旱恢3號’，節(jié)水抗旱稻常規(guī)稻‘滬旱15號’，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所選育的常規(guī)稻‘黃華占’和‘美香占’。

抗旱鑒定對照品種：‘IR36’；褐飛虱鑒定對照品種：‘TN1’；稻瘟病鑒定對照品種：‘原豐早’。

1.2 選育過程

自2008年夏季開始，以‘滬旱15’‘旱恢3號’‘黃華占’‘美香占’等4個品種作為親本，進(jìn)行聚合雜交。從F2代開始利用海南、安徽兩地的旱篩選條件進(jìn)行大群體穿梭抗旱性篩選，同時選擇適應(yīng)性與早熟型株系，從F5代開始，將入選株系在海南、上海、安徽等地進(jìn)行豐產(chǎn)性與適應(yīng)性篩選，從F8代開始，利用廣西、湖北兩地的稻瘟病病圃，對入選株系進(jìn)行稻瘟病抗性鑒定，最終選育出集合節(jié)水抗旱、高產(chǎn)、抗稻瘟病、適應(yīng)性好、早熟的品種‘滬旱1509’(圖1)。

1.3 抗旱性鑒定

2015年與2016年5—10月在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站東側(cè)的抗旱鑒定設(shè)施內(nèi)鑒定。抗旱性鑒定方法參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《NYT 2863—2005 節(jié)水抗旱稻抗旱性鑒定技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行。

1.4 稻瘟病自然誘發(fā)鑒定方法

2016年5—10月分別在江西井岡山、湖北恩施以及浙江麗水進(jìn)行鑒定。每小區(qū)種植10行，每行種植7株，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，肥水管理同一般大田。在田埂四周種植2行對照材料‘原豐早’作為保護(hù)行，并且在田間操作溝種植1行作為對照。按照龍厚志等[11]的調(diào)查方法和評價標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行綜合評價。

1.5 苗期褐飛虱鑒定方法

2015與2016年6—9月在江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所鑒定。參照國際水稻研究所水稻抗褐飛虱特性遺傳評價中的SSST法進(jìn)行試驗(yàn)[12]。水稻浸種催芽后播種于鑒定圃內(nèi)，每品種設(shè)3個重復(fù)，每重復(fù)20株，4d后定苗，每重復(fù)保留15株，在秧苗2—3葉期按照每株接種褐飛虱2—3齡若蟲5—7頭的量進(jìn)行。當(dāng)感蟲對照品種‘TN1’死苗率達(dá)到95%左右時，開始調(diào)查。抗性評價參照IRRI[13]與陶林勇等[14]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量分析

2014年5—10月，在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站進(jìn)行水種旱管品比試驗(yàn)，‘滬旱1509’平均產(chǎn)量9 259.7kghm2,比對照‘黃華占’增產(chǎn)4.46%，增產(chǎn)顯著；2015及2016年區(qū)試，‘滬旱1509’在不同栽培方式下，均較對照有明顯的增產(chǎn)(表1)；2016年生產(chǎn)試驗(yàn)中‘滬旱1509’旱種旱管栽培方式，比對照增產(chǎn)432kghm2。

表1 ‘滬旱1509’的產(chǎn)量

2.2 主要農(nóng)藝性狀

‘滬旱1509’屬于早熟型常規(guī)稻品種，在上海作單季稻種植，5月23日播種，9月22日成熟。該品種早生快發(fā)，葉色淡綠，葉姿前披后直，穗型中等，后期熟相好，分蘗力強(qiáng)，莖稈較細(xì)；抗倒伏中等，不耐肥。由表2可知，‘滬旱1509’生育期比‘黃華占’短3d，穗長比‘黃華占’短0.6 cm，千粒重比‘黃華占’增加了1.5 g。

表2 ‘滬旱1509’與‘黃華占’的主要農(nóng)藝性狀

2.3 抗性分析

綜合兩年的抗旱性鑒定結(jié)果，‘滬旱1509’抗旱性級別為2級，評價為“抗”；對照品種‘IR36’抗性級別為5級，評價為“高度旱敏感”。‘滬旱1509’在浙江麗水、江西井岡山、湖北恩施稻瘟病自然誘發(fā)鑒定，結(jié)果顯示：‘滬旱1509’在浙江和江西的抗性評價為中抗，在湖北抗性評價為抗，對照‘原豐早’在3個點(diǎn)的抗性評價均為感，田間種植‘滬旱1509’未發(fā)生稻瘟病、紋枯病與稻曲病。‘滬旱1509’在江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所進(jìn)行苗期褐飛虱人工接種鑒定，結(jié)果顯示：‘滬旱1509’苗期褐飛虱抗性級別為中抗，對照品種‘TN1’苗期褐飛虱抗性級別為高感(表3)。

表3 ‘滬旱1509’的抗性表現(xiàn)

Table 3 Resistant performance of ‘Huhan1509’

注：1.稻瘟病鑒定點(diǎn)為浙江省麗水農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所、江西井岡山企業(yè)集團(tuán)農(nóng)技服務(wù)中心和湖北省恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥所；抗旱性鑒定點(diǎn)為上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心；褐飛虱鑒定點(diǎn)為江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所

2.4 稻米品質(zhì)表現(xiàn)

‘滬旱1509’及其親本 ‘滬旱15’的米質(zhì)于2016年在農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(武漢)檢測，主要稻米品質(zhì)如表4所示。‘滬旱1509’的稻米品質(zhì)性狀較‘滬旱15’有了明顯的改善，其直鏈淀粉含量比‘滬旱15’低，膠稠度與堿消值比‘滬旱15’高，‘滬旱1509’米飯更柔軟，口感更好。

表4 ‘滬旱1509’與‘滬旱15’的稻米品質(zhì)比較

3 結(jié)論與討論

3.1 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲和節(jié)水抗旱的聚合育種方法

針對我國水稻生產(chǎn)遇到的主要問題，明確以高產(chǎn)多抗為育種目標(biāo)。本研究利用早熟節(jié)水抗旱稻品種‘滬旱15’、優(yōu)質(zhì)節(jié)水抗旱稻恢復(fù)系‘旱恢3號’為親本，通過雜交的方式導(dǎo)入優(yōu)質(zhì)廣適性的水稻品種‘黃華占’、優(yōu)質(zhì)抗病性好的水稻品種‘美香占’的有利基因，低世代大群體種植。在海南、安徽兩地進(jìn)行穿梭篩選，既進(jìn)行了抗旱性篩選，也進(jìn)行了早熟型與適應(yīng)性選擇。利用廣西、湖北兩地的稻瘟病病圃交叉鑒定，既可進(jìn)行稻瘟病抗性選擇，又可進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性和豐產(chǎn)性選擇。在上海、安徽、廣西、湖北等地豐產(chǎn)田種植高世代株系，充分考察其產(chǎn)量潛力。選育出了廣適宜性的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和多抗的常規(guī)稻品種‘滬旱1509’。‘滬旱1509’結(jié)合了‘黃華占’的高產(chǎn)與廣適性、‘美香占’的多抗性與優(yōu)質(zhì)性、‘滬旱15’的早熟與抗旱性、‘旱恢3號’的抗旱性與廣適性。

3.2 ‘滬旱1509’的特點(diǎn)與適應(yīng)性

‘滬旱1509’不僅具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、米飯口感好、中抗稻瘟病、中抗褐飛虱的特點(diǎn)，而且具有早熟、耐直播、抗旱性好的特點(diǎn)。適合正常水種、水種旱管、旱種旱管等栽培，不僅可在上海及周邊地區(qū)做單季稻種植，而且可在望天田和拋荒地等中低產(chǎn)田種植，對于保證糧食安全具有重大意義，‘滬旱1509’在長江中下游作一季稻種植，4月中下旬至6月下旬播種，均能正常收割，且產(chǎn)量較高；‘滬旱1509’在沿淮稻區(qū)作麥后直播稻種植，6月中旬種植，10月中旬收割，其生育期非常適合水稻-小麥的茬口安排。

3.3 ‘滬旱1509’的栽培要點(diǎn)

‘滬旱1509’適合直播，栽培技術(shù)應(yīng)在保證基本苗、攻大穗的基礎(chǔ)上，力爭粒重。

由于‘滬旱1509’生育期短，抗倒性中等，應(yīng)早施追肥，在肥料上應(yīng)減少氮肥的用量，適當(dāng)增加鉀肥的用量，提高抗倒性；水分管理上，直播田播種、手插秧活苗后以旱管為主，孕穗期遇持續(xù)20d以上高溫干旱天氣，建議適量灌溉跑馬水一次；‘滬旱1509’較易落粒，根據(jù)實(shí)際成熟期情況和天氣情況，盡早收割，95%左右谷粒呈金黃色、且谷粒用指甲難以壓碎時收獲。

3.4 ‘滬旱1509’存在的主要問題與進(jìn)一步改良方向

‘滬旱1509’抗倒性中等，在高肥力的田塊容易倒伏，下一步需要進(jìn)行抗倒性的改良。在引入耐肥抗倒性好的材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行雜交與回交，后代在高肥力的田塊種植，增加抗倒伏選擇壓，選擇抗倒性好的改良系。

‘滬旱1509’稻米適口性好，但不含香味基因，可繼續(xù)與‘美香占’回交，通過分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)合表型鑒定，選擇含有香味基因的改良株系。