“四特”水稻系列組合的選育及其意義

周強 王歡 李興華 呂銳玲 張盛 蔡星星

摘要：2015—2018年利用特早熟、粗稈、大穗、優質、抗瘟、特強配合力三系不育系益33A和益133A與大量恢復系配組300多個組合進行株系比產和品種比較試驗（含2017年湖北省晚秈稻品種比較試驗）。結果表明，“四特”水稻（Oryza sativa L.）生育期短，生育期比對照品種金優207短0～8 d;產量高，多數組合產量一般可達8 400 kg/hm2左右，部分組合最高可達12 150 kg/hm2，可比金優207增產10%以上，肥力水平越低，增產幅度越大，最大增產幅度可達30%以上;穗大粒多，具有中稻的穗粒結構和氮高效利用特性;米質好，供試品種中12.2%可達國標3級，41.5%可達國標2級，43.9%可達國標1級;抗性強，莖稈粗壯，中矮稈（株高100 cm左右），抗倒性強，高抗稻曲病，較抗稻瘟病等。

關鍵詞：“四特”水稻（Oryza sativa L.）;三系;不育系

中圖分類號：S511? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）21-0015-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.21.003

Abstract： More than 300 groups were got crossing by a large number of restorer lines and three-line sterile Yi 33 A， Yi 133 A with ultrashort growth period， thick stem， large spike， high quality， blast resistance and strong combining ability from 2015 to 2018. And variety comparative tests including late indica rice variety comparative test of Hubei province in 2017 were carried out. The results show that， "four special" rice （Oryza sativa L.） varieties with ultrashort growth period， the whole growth period shorter 0 to 8 days than control variety Jinyou 207. "Four special" rice varieties have higher yield， the general yield is about 8 400 kg/hm2 and the highest yield is up to 12 150 kg/hm2. In general， compared with control variety Jinyou 207， "four special" rice varieties with a 10% increase in production and the biggest increase rate can reach more than 30% under lower fertility level. In additional， "four special" rice varieties with grain structure of middle-season rice varieties and high nitrogen efficiency. "Four special" rice varieties have good quality， 12.2%， 41.5% and 43.9% varieties in the tested varieties can reach GB Ⅲ， Ⅱ andⅠ， respectively. "Four special" rice varieties have strong resistance to lodging because of strong and medium stem （plant height was about 100 cm）， high resistance to rice false smut， resistance to rice blast and so on.

Key words： "four special" rice （Oryza sativa L.） varieties; three-line; sterile line

水稻（Oryza sativa L.）是世界主要糧食作物之一，是全球近50%人口的主要食物來源，其生產對保障全球糧食安全具有至關重要的意義[1]。大規模、集約化種植水稻，如果采用育秧移栽將增加種植成本，而且隨著中國人口老齡化的到來，農村精壯勞動力的流失嚴重，使得采用人工插秧困難較多，新型種植合作社、家庭農場及種植大戶更青睞于輕簡化、機械化的種植方式[2]。直播、機插等栽培技術是水稻輕簡化栽培體系的重要內容，具有省時、省工、省本等諸多優點[3，4]。但倒伏是水稻，尤其是直播稻生產上面臨的一大難題。倒伏后，水稻葉片的光合作用、莖稈的運輸功能都會受阻，導致結實率下降，空癟粒增多，品質降低，產量潛力難以發揮，并且增加收獲難度[5]。近年來，隨著新品種的不斷出現，特別是穗大、粒多、粒重的兩系雜交稻品種推廣以來，每年在水稻抽穗到灌漿及蠟熟期，倒伏率都在8%～20%，嚴重影響農機收割，致使水稻大幅減產。熱量資源限制和茬口時間緊張也是影響水稻生產，尤其是麥后直播稻生產的主要因素，而作物生育期是影響茬口銜接的關鍵指標[6]。目前中國真正可用作直播栽培的雜交稻品種基本沒有，當前用于直播的雜交稻品種多數是從移栽品種中篩選出來的。研究表明，作為直播稻品種應滿足發芽較好，根系活力強、入土深，莖稈半矮、粗壯等條件[7]。此外，產量和品質是水稻育種的兩大重要目標，一直受到國內研究學者的關注與重視。因此，培育生育期短、產量高、品質好、抗性優的水稻品種是當今水稻生產的迫切需要。本研究以三系不育系益133A和益33A進行配組，選育“四特”水稻系列組合。

1? 不育系及組合選育經過

1.1? 不育系選育經過

巨風A是宜昌市農業科學院選育的一個矮稈、米質優、配合力強的三系野敗不育系，缺點是稻瘟病抗性較差、直鏈淀粉含量稍低、所配組合在高溫下有早衰現象等[8，9]。為了改造巨風A的稻瘟病抗性，提高直鏈淀粉含量，2003年利用早熟、抗稻瘟病、高直鏈淀粉含量的早稻品種溫229作母本與巨風B（紫葉鞘、紫稃尖）雜交、回交，并進行稻瘟病接種鑒定，按系譜法分別選育了矮稈、粗稈、大穗、優質、抗瘟保持系益33B和益133B等，之后用A4A作母本與益33B和益133B連續回交轉育成益33A和益133A[10]。

1.2? 不育系特征特性

益33A和益133A田間表現為分蘗力較強，矮稈粗壯[株高40 cm（海南?。?0 cm（湖北省黃岡市）]，葉色較濃綠，劍葉窩卷、較寬長，葉鞘綠色，稃尖無色，穗大粒多（穗總粒數200粒，千粒重25 g），中長粒，谷殼黃色，無芒，對“920”較不敏感。米質分析表明，益33A和益133A的堊白粒率分別為4%和8%，直鏈淀粉含量分別為17.3%和16.8%。

1.3? 組合選育經過

2015年春節在海南省開始測配組合，2015—2018年進行株系比產和品種比較試驗，益33A和益133A表現出超強的配合力，所配組合表現出生育期短、高產、抗倒、較抗稻瘟病、抗稻曲病等特性。

2? 組合田間表現及分析

2.1? 2016—2018年品種比較試驗田間表現及分析

由表1可知，2016年11個晚秈稻品種比較試驗中，益133A/GR447、益33A/GR651和益133A/GR651表現優異。其中，益33A/GR651和益133A/GR651兩個組合生育期與對照相當，但產量均高于對照品種金優207，分別達12 000、12 150 kg/hm2，增產幅度分別為12.68%、14.08%。如此高產原因可能有兩個：一是肥力水平高。原計劃作中稻種植，施底肥600 kg/hm2復合肥（氮、磷、鉀養分含量均為16%），改為作晚稻品種比較試驗，考慮到肥料流失故又施底肥1 200 kg/hm2復合肥。二是延遲收獲，使得各組合完全成熟。由于成熟時天氣時常降雨，但沒有明顯降溫，故延遲10多天收割。此外，3個組合米質均達到國標3級及以上。

2017年晚稻聯合品種比較試驗表現優異的4個組合產量在7 175.0～7 650.0 kg/hm2，比對照品種金優207增產21.61%～29.66%;全生育期119～121 d，比對照品種的127 d短6～8 d;4個組合米質有2個達國標2級，2個達國標3級（表2）。

從表3可以看出，2017年晚稻品種比較試驗A組有9個組合表現優異，產量在7 650.0～8 650.1 kg/hm2，比對照品種金優207增產8.90%～23.13%;全生育期119～128 d，除益133A/GR652-1比對照品種長2 d外，其余組合比對照品種短2～7 d，尤其是組合益133A/GR400、益133A/GR651和益133A/GR804都比對照品種短6 d及以上，但增產幅度都在15.94%及以上;米質分析表明，6個組合可達國標1級，2個組合達國標2級，1個組合和對照未達標。

由表4可知，2017年晚稻品種比較試驗B組表現較好的有10個品種，產量在8 025.0～8 887.5 kg/hm2，比對照品種金優207增產8.87%～21.69%（對照品種設置了兩組，增產幅度為與鄰近對照相比）;全生育期為119～126 d，除益33A/GR814和益133A/GR815分別比對照品種長2 d和3 d外，其余組合全生育期均比對照品種短0～4 d;米質分析表明，4個組合達國標2級，6個組合達國標1級。

2017年晚稻品種比較試驗C組表現較好的有3個組合，產量在7 875.0 kg/hm2及以上，比對照品種金優207增產16.67%及以上;全生育期120～124 d，與對照品種相當或短4 d;米質分析表明，2個組合達國標2級，與對照品種相當，1個組合達國標3級（表5）。

由表 6可知，2018年晚稻品種比較試驗表現較好的有22個組合，產量在9 262.5～10 687.5 kg/hm2，平均產量達10 012.5 kg/hm2，比對照品種金優207增產5.1%～13.1%（增產幅度為與鄰近對照相比）;全生育期103～112 d，除益33A/GR815比對照長1 d外，其余組合與對照品種相當或短1～8 d;米質分析表明，6個組合達國標1級，占27.3%，11個組合達國標2級，占50.0%，3個組合達國標3級，占13.6%，2個組合未達國標，占9.1%。

2.2? 2017年湖北省多點晚秈稻品種比較試驗田間表現及分析

從表7可以看出，益33優447和益133優447在4個試點產量分別在6 547.5～9 824.2 kg/hm2和 6 180.0～9 600.8 kg/hm2，分別比對照增產-4.61%～35.17%和-15.88%～32.09%?！八奶亍彼驹?017年湖北省多點晚秈稻品種比較試驗中主要經濟性狀（表8）分析表明，益133優447和益33優447平均有效穗分別為273.0萬/hm2和244.5萬/hm2，分別比對照金優207少18.0萬/hm2和46.5萬/hm2;平均每穗實粒數分別為123.6粒和139.4粒，分別比對照多19.6粒和35.4粒;平均千粒重分別為25.36 g和25.43 g，分別比對照多0.32 g和0.39 g。2017年湖北省多點晚秈稻品種比較試驗中益133優447和益33優447全生育期均為114 d，比對照117 d短3 d;平均株高分別為102.2 cm和102.7 cm，比對照矮6.7 cm和6.2 cm;平均穗長分別為24.6 cm和24.5 cm，比對照長1.9 cm和1.8 cm。值得一提的是，晶華試驗點益33優447的每穗實粒數為168.2粒，比對照多84.43%，千粒重與對照相當，但有效穗只比對照少22.34%。

從表9可以看出，益133優447和益33優447在稻瘟病、白葉枯病抗性上病級最高均為5級，優于對照金優207的7級;紋枯病與對照相當，均為7級;稻曲病益133優447未發病，病級為0，為高抗，益33優447和對照均為1級，為抗;綜合評價來看，益133優447和益33優447抗病性分別比對照優1和2個等級。2017年湖北省多點晚秈稻品種比較試驗米質分析表明，益133優447和益33優447米質均達到國標、部標3級米標準，且出糙率、精米率均高于對照金優207（表10）。

3? 培育“四特”水稻的意義

第一，“四特”水稻生育期短，抗性強。首先，“四特”水稻生育期較中稻短1個月，可以減少水、藥及人工用量等，節約成本，且有利于作物茬口安排。其次，“四特”水稻抗倒性強，適合機收，高產穩產保優，降低勞動強度和成本。再者，“四特”水稻抗多種病害，優質且高產等特性適合稻蝦混合種養或蝦稻連作來生產高檔有機綠色稻米。

第二，“四特”水稻適合湖北省作麥后直播稻品種[11-14]。水稻麥后直播可以節省秧田面積15%，湖北省按100萬hm2栽插面積計算相當于節約15萬hm2秧田面積，可以節約肥藥、機械整田、人工投入和種植投入至少7 500元/hm2，共計11.25億元。

第三，“四特”水稻粗稈、大穗且高產，說明此類品種收獲指數（子粒/秸稈）更高，可以替代中稻。統計2014—2018年審定的73個秈型中稻品種平均產量為9 523.5 kg/hm2，米質達國標優質的共19個，其中國標3級16個，占21.9%，國標2級3個，占4.1%，國標1級的沒有。根據黃岡市農業科學院2016—2018年的“四特”水稻品種比較試驗結果，有23個組合產量達9 523.5 kg/hm2以上;在所有增產組合中米質達國標優質的共40個，其中國標1級18個，占43.9%，國標2級17個，占41.5%，國標3級5個，占12.2%，未達標1個，占2.4%。其中，益133A/G651表現最好，2016年和2017年兩年品種比較試驗平均產量為10 883.4 kg/hm2，米質可達國標1級。由此可見，“四特”水稻不僅能夠保證有中稻的產量，而且避開了中稻抽穗時的高溫，產量也更穩定，而且灌漿期晝夜溫差較大，品質比中稻更優。

第四，在中等肥力水平下，“四特”水稻產量比對照有更大的增產效果，屬于氮高效類型品種，在相同的產量水平下，可以減少化肥使用量，符合國家提倡的低碳農業。

4? “四特”水稻存在的問題及解決對策

“四特”水稻生產和推廣中存在以下問題：①區域試驗或品種比較試驗秧齡過長，“四特”水稻播始歷期只有63 d左右，不適宜30多天的長秧齡[15，16]，這也是各地產量差異較大的原因;②不育系對“920”敏感性較低[17];③不育系無限分蘗習性問題。不育系在幼穗分化的過程中沒有出現明顯的生長中心轉移現象，具體表現為主莖和一次分蘗穗進入6期以后小分蘗仍然在不斷出現。

針對以上問題，筆者提出了解決對策：①針對秧齡過長影響“四特”水稻優勢發揮問題有2個解決辦法，一是組建“四特”水稻聯合體試驗，制定對應短秧齡移栽方案;二是區域試驗或品種比較試驗正常播種，但提早移栽，秧齡不超過25 d。②針對不育系對“920”較不敏感的解決辦法是加大“920”用量，用量為450 g/hm2。③針對不育系無限分蘗習性有3個解決辦法，一是密植，不育系按10.0 cm×16.6 cm雙本插植，插基本苗36萬兜/hm2左右;二是推遲噴施“920”，將噴施“920”的時間推遲到始穗即抽穗10%時;三是增加“920”噴施次數和用量，一般組合“920”噴施3～4次，用量為300 g/hm2，“四特”水稻組合制種“920”的噴施需要增加1次，即噴施“920”4～5次，用量為450 g/hm2左右，噴施比例按3∶6∶9∶9或2∶4∶6∶8∶10連續噴施4～5 d。

5? 討論

本研究所選育的“四特”水稻指的是組合（品種）生育期比金優207短、短秧齡移栽產量比金優207大幅增產、品質達國標2級以上、抗性好（抗倒性特強、較抗稻瘟病、抗稻曲?。??！八奶亍彼窘^大多數組合產量在不同年份和不同組別之間、品比和株系比產之間存在差異，但增產的趨勢是一致的。2016—2018年黃岡市農業科學院品種比較試驗結果表明，表現優異的41個組合中，每公頃產量7 500 kg以下且比對照增產5%以上的組合有2個，每公頃產量7 500 kg以上且比對照增產5%以上的組合有39個，其中增產5%～10%有16個組合，增產10%～20%有15個組合，增產20%以上有8個組合。此外，在絕對產量相對較低的年份，增產幅度相對較大， 2017年品種比較試驗結果表明，有16個組合（益33A/GR400增產52.22%，可能收獲出錯，不計在內）比對照金優207增產超過15%;而在絕對產量相對較高的年份增產比例相對較低，如2016年和2018年品種比較試驗中沒有一個組合增產幅度超過15%?！八奶亍彼镜牟挥狄?3A和益133A農藝性狀相當，只是米質稍有差異，所配雜交稻米質也有差異，如33A/G447和133A/GR447雖然綜合評價都是國標3級，但堊白率分別為18%（2級）和24%（3級），直鏈淀粉含量分別為15.5%（3級）和17.5%（1級）?！八奶亍彼窘M合米質年度間和不同組別之間也有差異，對照也一樣，個別組合差異較大，有的年份為國標1級，有的年份卻未達標，如益133A/GR652-1的堊白率均為0，但直鏈淀粉含量卻分別為24.2%和17.2%，而雙親直鏈淀粉含量都未超過20%，可能是計算錯誤所導致。

實踐表明，絕大多數遲熟中稻恢復系與益33A和益133A所配組合都是早熟晚稻。2016—2018年黃岡市農業科學院品種比較試驗發現，表現優異的41個組合中，只有7個組合的全生育期與對照金優207相當或長1～2 d，其余組合都比對照短1～8 d。

“四特”水稻屬粗稈大穗矮稈品種，在穗長比對照長2 cm左右的情況下株高卻還要比對照矮6 cm多。在相同的光合作用效率下，矮稈品種應該比高稈品種具有更高的經濟系數，即收獲指數更高。

秧齡過長可能是“四特”水稻優勢發揮最大的限制因子。由于“四特”水稻播始歷期只有63 d左右，如果秧齡達到30 d甚至更長，加上移栽后返青期7 d左右，留給“四特”水稻大田分蘗、幼穗分化的時間只有26 d左右，無論如何都難以獲得理想產量?！八奶亍彼局晗当犬a和黃岡市農業科學院品種比較試驗的秧齡一般都是25 d之內，有利于“四特”水稻發揮其生育期短優勢強的特性，反之，湖北省品種比較試驗大多數點秧齡超過30 d，不利于“四特”水稻分蘗及幼穗分化，導致產量銳減。晶華試驗點可能為短秧齡，益133優447和益33優447產量分別為? 9 600.8 kg/hm2和9 824.2 kg/hm2，分別比對照金優207增產32.09%和35.17%，“四特”水稻的優勢非常大;而湖北省農業科學院試驗點益133優447和益33優447實際產量分別為6 916.5 kg/hm2和6 547.5 kg/hm2，分別比對照減產9.11%和4.65%，但理論產量卻分別為8 026.5 kg/hm2和7 113.0 kg/hm2，比對照（5 794.5 kg/hm2）增產38.5%和22.8%，兩者相差太大，具體原因有待探究。

最后需要說明一點的是，米質結果以堊白粒率和直鏈淀粉含量兩個指標來定，可能有些許誤差。

參考文獻：

[1] 鄔亞文，夏小東，職桂葉，等.基于文獻的國內外水稻研究發展態勢分析[J].中國農業科學，2011，44（20）：4129-4141.

[2] 凌啟鴻.精確定量輕簡栽培是作物生產現代化的發展方向[J].中國稻米，2010，16（4）：1-6.

[3] 軒素芹.水稻黃華占在湖北省的高密度輕簡化直播栽培技術[J].湖北農業科學，2018，57（1）：19-20，23.

[4] 胡小蕩，胡雅杰.水稻輕簡栽培研究進展[J].雜交水稻，2013， 28（5）：1-5.

[5] 姜? 龍，曲金玲，孫國宏，等.矮壯素、烯效唑和多效唑對水稻倒伏及產量的影響[J].中國林副特產，2018，33（2）：10-13，18.

[6] 陶詩順.麥后免耕直播雜交水稻的生育特性及產量研究[J].西南科技大學學報，2003，18（3）：61-64.

[7] 楊? 平，陳春蓮，鄒國興，等.提高水稻直播育種水平相關理論研究進展[J].江西農業學報，2015，27（5）：33-35.

[8] 趙開榮，王學安，傅德金，等.優質水稻不育系巨風A[J].作物研究，2007，24（3）：210-212.

[9] 趙開榮，王學安，張明海，等.秈稻不育系巨風A高產繁殖技術[J].雜交水稻，2010，25（3）：18-19.

[10] 朱立宏，黃超武，申宗坦.作物育種學[M].北京：農業出版社，1979.

[11] 景德道，余? 波，錢華飛，等.直播稻品種的篩選與育種策略[J].江蘇農業科學，2008，36（4）：24-27.

[12] 金千瑜，歐陽由男，陸永良，等.我國南方直播稻若干問題及其技術對策研究[J].中國農學通報，2001，17（5）：44-48.

[13] 楊建昌，杜? 永，劉? 輝.長江下游稻麥周年超高產栽培途徑與技術[J].中國農業科學，2008，41（6）：1611-1621.

[14] 姚? 義，霍中洋，張洪程，等.播期對麥茬直播粳稻產量及品質的影響[J].中國農業科學，2011，44（15）：3098-3107.

[15] 邱? 霞，馮? 新.雙季雜交晚稻直播栽培的不利氣候分析[J].湖北農業科學，2013，52（19）：4594-4596.

[16] 高立民，李澤炳，習操銓.作物栽培學[M].上海：上?？茖W出版社，1979.

[17] 謝保忠，王萬福，周? 強，等.雜交稻制種“九二0”使用技術改進[J].雜交水稻，2000，15（5）：21-22.