楊文博 白濤 王亞 付景 鄭玉珍 王越濤
(河南省農業科學院糧食作物研究所,鄭州450002;第一作者:bbg.123@163.com;*通訊作者:wangyuetao2012@163.com)
水稻是我國的重要糧食作物,2018年全國水稻種植面積占糧食作物總播種面積的26.06%,產量占糧食總產量的32.15%,其中河南省水稻播種面積6 150 km2,總產量485.20 萬t,單位面積產量525.96 kg/667 m2,分別列全國第16、14 和12 位。河南省地處暖溫帶,南部跨亞熱帶,屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的大陸性季風氣候,適宜多種農作物生長,具備生產優質稻米的氣候條件。河南省水稻主要分布在沿黃稻區和豫南稻區,由于特殊的過渡型地理位置使河南水稻呈現“南秈北粳”的分布特點,秈型和粳型常規稻、兩系雜交稻、三系雜交稻,以及秈粳雜交稻在省內均有種植[1]。隨著人們對稻米需求的變化及河南水稻產業結構的優化,更適宜河南的水稻新品種選育工作正在逐步發展。本文對2001—2018年通過河南省審定的水稻品種進行分析和小結,以為河南今后水稻育種及品種推廣提供參考。
水稻品種的特征特性、品質和產量等數據來源于河南省品種審定委員會的審定公告和國家水稻數據庫(http://www.ricedata.cn/index.htm)。將2001—2018年通過河南省審定的各水稻品種按照審定年份和類型,對品種特征特性、產量和品質等表現進行分析小結,并比較不同年度間和類型間的差異。品質分級參照參試當年國家標準《優質稻谷》(GB/T 17891-1999)[2]。2001—2003年通過河南省審定的品種較少,本文將這3年數據合并計算;粳型兩系雜交稻、粳型三系雜交稻和秈粳雜交稻品種較少,因此按粳型雜交稻進行統計,不再細分。本文數據用SPSS 軟件進行統計分析。
2.1.1 年度間基本情況
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種共132個(表1),平均每年審定7.33 個,審定品種數量呈上升趨勢,其間2010、2012、2014 和2016年通過審定的品種均達到10 個以上。

表1 2001—2018年通過河南省審定的水稻品種類型和名稱
水稻育種的主體一般為科研教學及推廣單位(下面簡稱“科研院所”)、種業企業、科企聯合育種和個人選育等。2001—2018年通過河南省審定的品種中,單由科研院所選育的有53 個,占比40.15%;單由種業企業選育的有66 個,占比50.00%;由科企聯合選育的有12 個,占比9.09%;由個人選育的有1 個,占比0.76%(圖1)。2001—2018年,科研院所選育的水稻品種比例呈下降趨勢,由2001—2003年的100%降至2018年的33.33%,其中2010年最低(占比10.00%);2004年后,種業企業選育的水稻品種比例呈上升趨勢,由2004年的28.57%升至2018年的55.56%,2010年種業企業選育的品種比例高達70.00%;科企聯合選育的品種自2006年出現,占比在11.11% ~28.57%之間,且并非每年出現;個人選育品種僅在2009年出現了1 次(岡優689)。18年間,通過河南省審定的水稻品種主要由科研院所和種業企業選育,從整體趨勢來看,種業企業選育品種比例逐漸增加,已占據優勢,這與我國商業化育種體系的推廣有關。

圖1 2001—2018年通過河南省審定的水稻品種數量和育種單位情況

圖2 2001—2018年通過河南審定的水稻品種年度間產量變化
在通過審定的132 個水稻品種中,河南省內單位選育或參與選育的有71 個,占比53.79%,其中信陽市農業科學院選育或參與選育的有22 個,占比16.67%;外省單位選育的有61 個,占比46.21%,其中四川省育種單位參與選育的品種最多,達到25 個,占18.94%;選育單位來自2 個或2 個以上省份的品種有7 個,占5.30%。2014年是河南省育種單位通過審定品種最多的1年,占當年通過審定品種的75.00%。2004年后,通過河南省審定的水稻品種中,其他省份育種單位選育的品種越來越多,這對本省的育種單位提出了更為緊迫的要求。
2.1.2 品種類型間基本情況分析
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種中,秈型水稻品種有77 個,占58.33%,以秈型雜交稻為主,其中秈型三系雜交稻和兩系雜交稻品種分別有45 個和27 個,分別占34.09%和20.45%;粳型水稻品種有55 個,占41.67%,以粳型常規稻為主,該類型有43 個,占32.58%(見表1)。
各育種主體中科研院所和種業企業選育的品種涉及全部類型。其中,科研院所在秈型常規稻和粳型常規稻品種選育中占比較大,分別占80.00%和55.81%;種業企業在秈型三系雜交稻和秈型兩系雜交稻品種選育中占比較大,分別占53.33%和77.78%;在選育粳型雜交稻方面,科研院所和種業企業平分秋色,各占50.00%;科企聯合選育品種主要集中在秈型三系雜交稻、秈型兩系雜交稻和粳型常規稻,分別占13.33%、3.70%和11.63%;此外,僅有1 個品種(岡優689,秈型三系雜交稻)為個人選育。科研院所選育品種以常規稻為主,種業企業選育品種以雜交稻為主,應與育種主體的育種目標、種質資源情況、人才結構、技術體系等有關。
河南省育種單位在秈型常規稻和粳型常規稻品種選育中占據優勢,所占比例分別為80.00%和95.35%;外省育種單位在秈型三系雜交稻、兩系雜交稻和粳型雜交稻品種選育中占據優勢,所占比例分別為71.11%、70.37%和58.33%。這與河南省的生態環境有關,以雜交稻為主的豫南稻區除種植本省育種單位選育品種外,也引種同一緯度和積溫帶的外省品種,該區域本省育種力量有限,因此雜交稻多來自于外省育種單位;而適于種植粳型水稻的沿黃稻區,對水稻品種的生育期等有特殊要求,且本省育種單位(尤其是科研院所)多集中在該區域,所以審定品種主要來自于本省育種單位。
2.2.1 年度間產量比較
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種區域試驗產量情況如圖2 所示,平均產量介于511.64~651.60 kg/667 m2之間,增幅在2.24%~11.30%之間。在2005年前平均產量呈下降趨勢,且變幅較為劇烈,這可能與河南省審定初期審定品種數量較少且品種間差異較大有關,也可能受到2003年河南省極端高溫氣候的影響;2005年之后平均產量呈逐漸上升趨勢,并分別在2013年和2016年后出現較快增長,說明通過河南省審定的水稻品種產量情況已逐漸穩定。

表2 2001—2018年通過河南省審定的各類型水稻品種產量居前列的品種名稱及產量 (kg/667 m2)
通過審定的品種生產試驗平均產量在445.11~654.77 kg/667 m2之間(圖2),增幅在-0.40%~9.34%之間。除2004年審定品種的生產試驗(2003年進行)可能受高溫脅迫影響產量較低外,其余各年份審定品種的生產試驗產量均在500 kg/667 m2以上,在2013年后達到了600 kg/667 m2以上,整體呈上升趨勢。
2.2.2 品種類型間產量比較
通過審定的秈型水稻和粳型水稻區域試驗平均產量分別為574.92 kg/667 m2和578.22 kg/667 m2,兩者差距并不顯著;秈型水稻之間比較,秈型常規稻(569.19 kg/667 m2)與秈型雜交稻(575.32 kg/667 m2)的平均產量差異不大;粳型水稻之間比較,粳型常規稻的平均產量(569.87 kg/667 m2)比粳型雜交稻(608.13 kg/667 m2)低6.29%。常規稻的平均產量(569.79 kg/667 m2)與雜交稻(580.00 kg/667 m2)無顯著差異;常規稻之間比較,秈型常規稻和粳型常規稻平均產量很接近,分別為569.19 kg/667 m2和569.87 kg/667 m2;雜交稻之間比較,秈型三系雜交稻的平均產量為563.23 kg/667 m2,較秈型兩系雜交稻(595.31 kg/667 m2)和粳型雜交稻(608.13 kg/667 m2)分別低5.39%和7.38%。
通過審定的各類型水稻生產試驗平均產量顯示,秈型水稻平均產量(588.44 kg/667 m2)比粳型水稻(571.24 kg/667 m2)高3.01%;秈型水稻之間比較,秈型常規稻平均產量為579.42 kg/667 m2,秈型雜交稻平均產量為589.07 kg/667 m2,兩者差異不大;粳型水稻之間比較,粳型雜交稻平均產量(586.93 kg/667 m2)比粳型常規稻(566.86 kg/667 m2)高3.54%。雜交稻平均產量(588.76 kg/667 m2)比常規稻(568.16 kg/667 m2)高3.63%;雜交稻之間比較,秈型兩系雜交稻平均產量達到608.74 kg/667 m2,比秈型三系雜交稻(577.27 kg/667 m2)和粳型雜交稻(586.93 kg/667 m2)分別低5.17%和3.58%;常規稻之間比較,秈型常規稻平均產量579.42 kg/667 m2,比粳型常規稻(566.86 kg/667 m2)略高。
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種在區域試驗中,單位面積平均產量表現為:粳型雜交稻>秈型兩系雜交稻>粳型常規稻>秈型常規稻>秈型三系雜交稻;生產試驗中,單位面積平均產量表現為:秈型兩系雜交稻>粳型雜交稻>秈型常規稻>秈型三系雜交稻>粳型常規稻。2001—2018年間,秈型常規稻、秈型三系雜交稻、秈型兩系雜交稻、粳型常規稻和粳型雜交稻區試平均產量分別增加3.30%、24.50%、12.11%、32.14%和4.87%。
2001—2018 年通過河南省審定的不同類型水稻品種產量居前列的品種名稱及產量見表2。
2.3.1 秈型水稻米質
2001—2018 年,每年通過河南省審定的秈型水稻品種至少有1 個達到國標優質秈型水稻標準。77 個秈型水稻品種中有6 個是糯稻,按照國家《優質稻谷》標準,有5 個糯稻品質達到國標優質級別,1 個等外(表3);71 個非糯稻中,有2 個品種達到國標優質2 級,23個品種達到國標優質3 級(表3),分別占秈型非糯稻的2.82%和32.39%。
從表4 可見,糙米率和整精米率平均值分別為79.47%和59.32%,達標率較高,變異系數較小;71 個非糯稻中,有67 個品種糙米率達到國標優質級別,占比94.37%,(其中Y 兩優551 糙米率達到82.25%);90.14%的品種(64 個)整精米率達國標優質級別,青二秈和揚兩優6 號的整精米率大于70%;膠稠度和直鏈淀粉含量平均值分別為64.80 mm 和18.23%,達標率高,變異系數大;60 個品種的膠稠度達國標優質級別,占比84.51%,青二秈和皖稻87 分別達到了90 mm 和98 mm;有81.69%的品種(58 個)直鏈淀粉含量達到國標優質等級;堊白粒率和堊白度2 個性狀的平均值分別為38.99%和6.52%,是限制河南省秈型水稻品種達標率的主要因素,達標率較低(分別為46.48%和49.30%),且變異系數較大(分別為59.65%和72.39%)。說明這2 個性狀仍有較大的選擇空間,應作為今后育種的主攻方向。

表3 2001—2018年通過河南省審定的各類型水稻品種的米質等級

表4 2001—2018年通過河南省審定水稻品種的優質達標率
2.3.2 粳型水稻米質
18年間,在2001—2003、2005、2013、2014 和2015年通過審定的粳型水稻品種全部都達到了國標優質等級。55 個粳型水稻中,僅有的1 個糯稻(信粳糯631),由于整精米率低于國家標準,未達國標優質等級。粳型非糯稻品種達到國標優質標準的共31 個,占粳型非糯稻的57.41%。其中,達到1 級、2 級和3 級的分別有4個、13 個和14 個,分別占7.41%、24.07%和25.93%(表3)。整體來看,粳型水稻的優質達標率比秈型水稻高17.40%,米質更好。
從表4 可見,粳型非糯稻糙米率平均值達83.63%,且全部達到國標優質等級,其中達到1 級的有51 個;整精米率平均值為67.18%,達到國標的僅為81.48%,等外有10 個品種,該性狀表現低于秈型非糯稻;膠稠度平均值為76.59 mm,達國標優質等級品種52 個,占96.30%,以信雜粳1 號表現最好(88 mm);直鏈淀粉含量平均為16.16%,有48 個(88.89%)品種達到了國標優質等級,其中達到1 級的有45 個品種;堊白粒率、堊白度分別有5 個(9.26%)、8 個(14.81%)品種達到國標優質1 級標準,分別有42 個(77.78%)、44個(81.48%)達到國標優質標準,和秈型非糯稻相似,堊白粒率和堊白度的變異系數較大,分別達到了61.96%和163.38%。總體來說,堊白度、堊白粒率、整精米率是河南省粳型水稻品質的主要制約因素,也是后續育種工作應予以重視的方面。
2001—2018 年通過河南省審定的水稻品種共132個,其中秈型水稻77 個(秈型常規稻5 個,秈型三系雜交稻45 個,秈型兩系雜交稻27 個),粳型水稻55 個(粳型常規稻43 個,粳型雜交稻11 個,秈粳雜交稻1個)。在通過審定的品種中,育種以科研院所和種業企業為主,且種業企業所占比例正在逐步擴大。18年間,通過審定的品種單位面積平均產量增加了15.86%,達651.60 kg/667 m2,其中粳型雜交稻和秈型兩系雜交稻提高幅度更大。通過審定的所有品種中,達到國標優質等級的有61 個(46.21%),秈型水稻和粳型水稻各有30 個和31 個品種達標,堊白度、堊白粒率是制約河南省水稻品種品質達標的2 個主要性狀。
自2011年國務院頒布《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》(國發〔2011〕8 號),明確提出推進現代農作物種業發展,建立分工合理、運行高效的商業化育種機制后,我國育種行業處于政府主導的半公益性、半商業化育種階段[3]。近年來,國家和各水稻主產省(直轄市、自治區)通過審定的水稻品種中,企業選育或企業參與選育的比例不斷提高[4],如前所述,在通過河南省審定的水稻品種中,該來源品種已達59.09%。企業將成為河南省水稻育種尤其是商業化育種的主要選育單位。
與全國的趨勢相比,通過河南省審定的粳型雜交稻和秈型兩系雜交稻產量最高,而粳型常規稻產量略低;同時,河南省審定的各類型高產品種產量遠低于全國同類型品種[5-15]。因此,產量的提高仍將是河南水稻育種的重點之一,尤其是粳型雜交稻、秈型兩系雜交稻和粳型常規稻。河南省審定的水稻品種品質情況與全國相似,也表現出粳型水稻優質達標率高于秈型水稻,而且無論是粳型水稻還是秈型水稻,堊白粒率和堊白度都是稻米品質提升的關鍵制約因素[5-15]。