海日汗 田淑華 丁海彬 徐興健 溫 麗 孫烏日娜 王曉晶 韓 磊 張子慧 陳海江 梁 爽 薛海楠 劉季驄 梁 依 白 璐
(1 興安盟農牧科學研究所/內蒙古自治區北方寒地水稻育種創新重點實驗室,內蒙古烏蘭浩特 137400;2 內蒙古興安盟農牧技術推廣中心,烏蘭浩特 137400;3 扎賚特旗佰東農業科技有限公司,內蒙古扎賚特旗 137600)
蒙東地區處于寒地稻作區,地處松花江上游流域,水資源豐富,夏季炎熱,立秋后晝夜溫差大,非常適合優質、高端稻米產業鏈的建設和發展[1]。近年來,隨著內蒙古自治區和當地政府部門扶持政策的出臺和眾多企事業單位對品種選育及推廣工作的重視和推進,蒙東地區自主選育的品種逐漸嶄露頭角,市場占有率穩步提升。其中興粳6 號、興粳8 號、烏蘭105、哲稻1 號、興育13A04 等品種深受農戶的青睞。
興粳8 號是扎賚特旗佰東農業科技有限公司在2009 年以優質長粒主栽品種龍洋16 為母本,黑龍江省苗氏種業有限責任公司自主創制的多抗型資源材料07-93 為父本進行雜交后,通過單株傳遞混合選種圃的方式培育的品種,其豐產性、穩產性和適應性均達到大面積有效推廣的基本要求。2014 年F5材料在育成品系間產量表現突出。2015-2016 年于興安盟農牧科學研究所進行品種比較試驗,表現出良好的豐產性和抗逆性。2017-2018 年參加內蒙古自治區水稻品種異地生態適應性鑒定試驗。2019-2020 年參加內蒙古自治區水稻品種區域試驗。2021年參加內蒙古自治區水稻品種生產試驗。2022 年通過內蒙古自治區農作物品種審定委員會審定(審定編號:蒙審稻2022009 號)。興粳8 號全生育期137d左右,具有苗期耐寒性強、插秧后返青快、分蘗水平中上、株型緊湊、抗倒伏能力強、結實率高、穗部較長、穗粒數較多和抗稻瘟病能力強等特點。
本研究以內蒙古自治區水稻品種中熟組區域試驗和生產試驗數據為基礎,利用方差分析(ANOVA)、高穩系數法(HSC)、變異系數(CV)等分析方法,對興粳8 號的豐產性、穩產性、適應性、產量及相關農藝性狀進行了研究,討論了其重要的栽培技術和增產途徑,旨在為興粳8 號在生產上的推廣應用提供有效的理論依據。
1.1 試驗材料試驗材料為參試品種興粳8 號和對照品種綏粳18。試驗數據為2019-2020 年內蒙古自治區水稻品種區域試驗(簡稱2019 年、2020年區域試驗)和2021 年內蒙古自治區水稻品種生產試驗(簡稱2021 年生產試驗)的匯總原始數據。其中2019 年區域試驗為4 個試驗點,2020 年區域試驗為5 個試驗點,2021 年生產試驗為5 個試驗點。區域試驗和生產試驗分布于蒙東地區,從南向北為赤峰、通遼、保安召、好力保、烏蘭浩特,覆蓋蒙東地區赤峰、通遼、興安盟3 個盟市。對3 年3 組試驗共計14 個點次的試驗數據進行了匯總,并對其產量和相關農藝性狀進行了分析。
1.2 試驗方法各試驗點均按照內蒙古自治區水稻品種試驗方案統一實施,按要求進行整地、播種、插秧、防蟲和水肥管理,對試驗材料適時收獲、脫粒、考種。其中區域試驗采用隨機區組排列方式進行,2 次重復,小區面積20m2,試驗各點均為小區全部收獲后進行測產;生產試驗采用隨機排列方式進行,不設重復點位,種植面積為300m2,試驗點均為隨機3 點進行收獲測產,每個點面積為20m2。采用人工插秧的方式進行移栽,插秧密度為行距×穴距:30cm×13.3cm,每穴3~5 株3.5 葉期秧齡幼苗。為避免邊際效應對試驗數據的影響,應選擇參試品種中間行,并從池埂邊順著行向內依次數3 穴后,固定10 穴進行調查及取樣考種,考種性狀為基本苗、最高苗、分蘗率、有效穗數、成穗率、每穗總粒數、每穗實粒數、結實率、千粒重。
1.3 分析方法豐產性分析采用了陳杰等[2]的方法對試驗材料按各試點每年度的小區折合產量進行方差分析。若參試品種的產量水平顯著高于對照品種的產量水平(P<0.05),則被看作其豐產性好。穩產性分析采用了高穩系數法(HSC)[3]和變異系數法進行分析和參考。若參試品種的產量高穩系數值越大,則被看作穩產性越好,變異系數越低,穩產性也越好。適應性分析采用了適應度、增產點率和回歸系數法。適應度參照了曹燕燕等[4]的方法進行了分析,適應度數值越高,表明參試品種適應性越好。增產點率參照了陳杰等[2]的方法,按照每年參試品種比對照品種增產的點次占試驗點次的百分率計算。回歸系數參照了周鳳云等[5]的方法,以在各試驗點的參試品種材料的平均產量為自變量,各參試點所有供試品種材料的平均產量為因變量進行回歸分析。以回歸系數值(bi)的高低來評價參試品種的適應性,評價標準為當bi>1 時低于平均產量穩定性水平值,bi=1 時等于平均產量穩定性水平值,bi<1時高于平均產量穩定性水平值,回歸系數和變異系數越小,參試品種適應性越好,面對不同環境的穩定性越強。對產量及相關農藝性狀的分析采用了變異系數及相關性分析[4]。
2.1 興粳8 號豐產性分析根據2019-2021 年內蒙古自治區水稻品種區域試驗和生產試驗產量匯總原始數據分析可知(表1),2019 年區域試驗中興粳8 號折合平均產量為606.9kg/667m2,產量顯著高于對照品種綏粳18,增產幅度為13.6%;2020 年區域試驗中興粳8 號折合平均產量為532.2kg/667m2,產量顯著高于對照品種綏粳18,增產幅度為8.5%;2021 年生產試驗中興粳8 號折合平均產量為555.2kg/667m2,產量顯著高于對照品種綏粳18,增產幅度為10.0%。可以看出興粳8 號在各年度產量水平均顯著高于對照綏粳18,表現出良好的豐產性。

表1 興粳8 號在區域試驗和生產試驗中的產量表現
2.2 興粳8 號穩產性分析從表2 可以看出,2019年區域試驗中,興粳8 號和綏粳18 的產量高穩系數為93.2%和83.1%,興粳8 號產量高穩系數比對照綏粳18 高10.1 個百分點;2020 年區域試驗中,興粳8 號和綏粳18 的產量高穩系數為80.1%和73.3%,興粳8 號產量高穩系數比對照綏粳18 高6.8個百分點;2021 年生產試驗中,興粳8 號和綏粳18 的產量高穩系數為87.3%和78.2%,興粳8 號產量高穩系數比對照綏粳18 高9.1 個百分點。興粳8號在各年度中的產量高穩系數均高于對照綏粳18,其變異系數較低(<20%),表現出良好的穩產性。

表2 興粳8 號穩產性相關指標分析結果
2.3 興粳8 號適應性分析由表3 可以看出,2019年區域試驗中興粳8 號在4 個試驗點比對照綏粳18 增產,增產點率為100%,適應度為100%,回歸系數bi=0.808<1;2020 年區域試驗興粳8 號在4 個試驗點比對照綏粳18 增產,1 個試驗點減產,增產點率為80%,適應度為80%,回歸系數bi=0.960<1;2021 年生產試驗興粳8 號在5 個試驗點比對照綏粳18 增產,增產點率為100%,適應度為100%,回歸系數bi=0.826<1。以上結果說明興粳8 號在各年度參試的試驗點具有良好的適應性,在不同環境下適應性強。

表3 興粳8 號適應性相關指標分析結果
2.4 興粳8 號產量及相關農藝性狀分析
2.4.1 產量及相關農藝性狀的變異系數分析由表4 可知,3 年試驗中,興粳8 號產量及相關農藝性狀變異系數排名前3 位的是有效穗數、分蘗率和成穗率,排名最后3 位的是千粒重、結實率、基本苗。有效穗數、分蘗率、成穗率、最高苗在不同環境中的變化大(18.52%~63.42%),易受栽培條件等外部環境的影響,栽培環節當中應盡量使其成為可控因素,規避其對產量的負面影響;每穗總粒數、折合產量、每穗實粒數、千粒重和結實率變異系數較小,說明這5 個性狀比較穩定,為提升興粳8 號的增產潛力,可通過改變當前栽培技術手段,提升其對產量的貢獻。

表4 興粳8 號產量及相關農藝性狀變異系數
2.4.2 產量及相關農藝性狀的相關性分析內蒙古東部地區由于積溫的限制,供水稻分蘗的時間非常有限。當地多數栽培稻品種穗粒數在75~95 粒之間。但興粳8 號穗部較長,著粒點較稀疏,每穗平均粒數110 粒,較當地品種屬于大穗型品種。由表5 可以看出,興粳8 號產量與各因素相關系數由大到小依次為結實率>分蘗率>最高苗>千粒重>每穗實粒數>有效穗數>基本苗>成穗率>每穗總粒數。其中產量三要素(有效穗數、每穗實粒數、千粒重)都與產量呈正相關關系。大穗型水稻品種在保證分蘗的有效成穗數和結實率是產量形成的關鍵[6]。由表5 可以看出興粳8 號除了成穗率和每穗總粒數,各因素均與產量呈正相關,只有結實率與產量達到顯著相關,說明在現有栽培水平下,結實率是制約興粳8 號產量最主要的因素。

表5 興粳8 號產量及相關農藝性狀的相關性分析
由表5 可以看出興粳8 號分蘗率與有效穗數、最高苗呈顯著、極顯著正相關關系,與成穗率和每穗總粒數呈顯著負相關。根據葉片與分蘗發生的同伸關系(n-3 理論),水稻4 葉期發生第一個分蘗節位[7]。所以4 葉期前插秧,可以保證興粳8 號分蘗率提高,從而提高有效穗數。興粳8 號每穗實粒數與成穗率、每穗總粒數呈顯著、極顯著正相關關系,與有效穗數呈顯著負相關。從水稻栽培學理論可知,提早曬田控蘗可以減少分蘗率,提高成穗率,減少高節位分蘗產生的短穗,降低成穗數。所以,提早曬田控蘗可以提高興粳8 號的大穗成穗率和每穗總粒數。興粳8 號有效穗數和每穗總粒數、每穗實粒數呈顯著負相關。所以通過提早曬田控蘗可以降低有效穗數,從而提高興粳8 號的每穗總粒數和實粒數。另外,結實率是實粒數和總粒數的商值。所以,曬田控蘗時間的掌握對興粳8 號結實率高低的影響非常大。
因此栽培措施中,大穗型水稻品種興粳8 號保證早期低節位分蘗,并適時提早曬田控蘗是保證高產的關鍵。
蒙東地區處于寒地稻作區,地處東北松花江上游流域,水資源豐富,夏季炎熱,立秋后晝夜溫差大,非常適合優質稻米產業的發展。近年來,隨著政府政策的大力支持,當地自主研發品種市場占有份額逐年提高。但是優質水稻產業發展的同時,土地地租也逐年提高,種植戶為了提高效益對優質水稻品種的產量要求變得非常苛刻。單位面積提高產量首先考慮的因素是分蘗率、成穗率、千粒重和穗粒數。興安盟地區氣候條件可供水稻分蘗的時間有限,育種上高分蘗品種后期成穗率不能得到保障,所以提高千粒重和選育穗粒數較多的大穗型品種成為了該地區當前育種目標。但是,適合當地種植的大穗型品種少之又少,可供種植戶選擇的余地非常有限。針對這一市場需求,興安盟農牧科學研究所和扎賚特旗佰東農業科技有限公司聯合制定育種目標,加大了對大穗型材料的選育工作。通過多年的努力,水稻品種興粳8 號的選育提高了當地市場上大穗型品種的多樣性。由以上結論和分析可知,興粳8 號在內蒙古自治區水稻品種區域試驗和生產試驗當中,產量表現突出,具有良好的豐產性、穩產性,適應性較強,推廣意義和前景較大。
興粳8 號為大穗型水稻品種,灌漿時間較長。低節位分蘗成穗是保障其產量的關鍵因素,而高節位分蘗成穗會導致灌漿不充分,千粒重降低,影響產量。所以,栽培技術上建議保證每穴基本苗5 株以上,適時提早曬田控蘗,保證低節位分蘗成穗數,降低高節位分蘗成穗數。另外,大穗型水稻品種結實率是影響其產量的另一個關鍵因素。在拔節孕穗期通過天氣預報預知低溫天氣(<17℃)時,建議提前灌溉。保證水層在15cm 以上,防止突發性低溫冷害導致空殼率上升。
近年來,隨著蒙東地區水稻產業鏈的逐步完善,長粒型水稻主要作為高端米原料進行生產。當地參與育種的企事業單位認識到稻米加工對香稻品種的需求漸漸提高。稻米香味主要由編碼甜菜堿醛脫氫酶基因Badh2控制,該基因功能突變能夠導致稻米香氣成分2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)的積累[8]。隨著水稻功能基因組學的發展,香稻資源中Badh2基因單倍型的挖掘工作已經有了初步的成果。未來將高產、穩產的大穗型水稻品種興粳8 號改良為香稻品種是非常值得去嘗試的一項工作,分子標記技術和基因編輯技術的日益完善和普及也會大大加速香稻育種的進程。