“四特”水稻系列组合的选育及其意义

周强 王欢 李兴华 吕锐玲 张盛 蔡星星

摘要：2015—2018年利用特早熟、粗秆、大穗、优质、抗瘟、特强配合力三系不育系益33A和益133A与大量恢复系配组300多个组合进行株系比产和品种比较试验（含2017年湖北省晚籼稻品种比较试验）。结果表明，“四特”水稻（Oryza sativa L.）生育期短，生育期比对照品种金优207短0～8 d;产量高，多数组合产量一般可达8 400 kg/hm2左右，部分组合最高可达12 150 kg/hm2，可比金优207增产10%以上，肥力水平越低，增产幅度越大，最大增产幅度可达30%以上;穗大粒多，具有中稻的穗粒结构和氮高效利用特性;米质好，供试品种中12.2%可达国标3级，41.5%可达国标2级，43.9%可达国标1级;抗性强，茎秆粗壮，中矮秆（株高100 cm左右），抗倒性强，高抗稻曲病，较抗稻瘟病等。

关键词：“四特”水稻（Oryza sativa L.）;三系;不育系

中图分类号：S511         文献标识码：A

文章编号：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%人口的主要食物来源，其生产对保障全球粮食安全具有至关重要的意义[1]。大规模、集约化种植水稻，如果采用育秧移栽将增加种植成本，而且随着中国人口老龄化的到来，农村精壮劳动力的流失严重，使得采用人工插秧困难较多，新型种植合作社、家庭农场及种植大户更青睐于轻简化、机械化的种植方式[2]。直播、机插等栽培技术是水稻轻简化栽培体系的重要内容，具有省时、省工、省本等诸多优点[3，4]。但倒伏是水稻，尤其是直播稻生产上面临的一大难题。倒伏后，水稻叶片的光合作用、茎秆的运输功能都会受阻，导致结实率下降，空瘪粒增多，品质降低，产量潜力难以发挥，并且增加收获难度[5]。近年来，随着新品种的不断出现，特别是穗大、粒多、粒重的两系杂交稻品种推广以来，每年在水稻抽穗到灌浆及蜡熟期，倒伏率都在8%～20%，严重影响农机收割，致使水稻大幅减产。热量资源限制和茬口时间紧张也是影响水稻生产，尤其是麦后直播稻生产的主要因素，而作物生育期是影响茬口衔接的关键指标[6]。目前中国真正可用作直播栽培的杂交稻品种基本没有，当前用于直播的杂交稻品种多数是从移栽品种中筛选出来的。研究表明，作为直播稻品种应满足发芽较好，根系活力强、入土深，茎秆半矮、粗壮等条件[7]。此外，产量和品质是水稻育种的两大重要目标，一直受到国内研究学者的关注与重视。因此，培育生育期短、产量高、品质好、抗性优的水稻品种是当今水稻生产的迫切需要。本研究以三系不育系益133A和益33A进行配组，选育“四特”水稻系列组合。

1  不育系及组合选育经过

1.1  不育系选育经过

巨风A是宜昌市农业科学院选育的一个矮秆、米质优、配合力强的三系野败不育系，缺点是稻瘟病抗性较差、直链淀粉含量稍低、所配组合在高温下有早衰现象等[8，9]。为了改造巨风A的稻瘟病抗性，提高直链淀粉含量，2003年利用早熟、抗稻瘟病、高直链淀粉含量的早稻品种温229作母本与巨风B（紫叶鞘、紫稃尖）杂交、回交，并进行稻瘟病接种鉴定，按系谱法分别选育了矮秆、粗秆、大穗、优质、抗瘟保持系益33B和益133B等，之后用A4A作母本与益33B和益133B连续回交转育成益33A和益133A[10]。

1.2  不育系特征特性

益33A和益133A田间表现为分蘖力较强，矮秆粗壮[株高40 cm（海南省）～50 cm（湖北省黄冈市）]，叶色较浓绿，剑叶窝卷、较宽长，叶鞘绿色，稃尖无色，穗大粒多（穗总粒数200粒，千粒重25 g），中长粒，谷壳黄色，无芒，对“920”较不敏感。米质分析表明，益33A和益133A的垩白粒率分别为4%和8%，直链淀粉含量分别为17.3%和16.8%。

1.3  组合选育经过

2015年春节在海南省开始测配组合，2015—2018年进行株系比产和品种比较试验，益33A和益133A表现出超强的配合力，所配组合表现出生育期短、高产、抗倒、较抗稻瘟病、抗稻曲病等特性。

2  组合田间表现及分析

2.1  2016—2018年品种比较试验田间表现及分析

由表1可知，2016年11个晚籼稻品种比较试验中，益133A/GR447、益33A/GR651和益133A/GR651表现优异。其中，益33A/GR651和益133A/GR651两个组合生育期与对照相当，但产量均高于对照品种金优207，分别达12 000、12 150 kg/hm2，增产幅度分别为12.68%、14.08%。如此高产原因可能有两个：一是肥力水平高。原计划作中稻种植，施底肥600 kg/hm2复合肥（氮、磷、钾养分含量均为16%），改为作晚稻品种比较试验，考虑到肥料流失故又施底肥1 200 kg/hm2复合肥。二是延迟收获，使得各组合完全成熟。由于成熟时天气时常降雨，但没有明显降温，故延迟10多天收割。此外，3个组合米质均达到国标3级及以上。

2017年晚稻联合品种比较试验表现优异的4个组合产量在7 175.0～7 650.0 kg/hm2，比对照品种金优207增产21.61%～29.66%;全生育期119～121 d，比对照品种的127 d短6～8 d;4个组合米质有2个达国标2级，2个达国标3级（表2）。

从表3可以看出，2017年晚稻品种比较试验A组有9个组合表现优异，产量在7 650.0～8 650.1 kg/hm2，比对照品种金优207增产8.90%～23.13%;全生育期119～128 d，除益133A/GR652-1比对照品种长2 d外，其余组合比对照品种短2～7 d，尤其是组合益133A/GR400、益133A/GR651和益133A/GR804都比对照品种短6 d及以上，但增产幅度都在15.94%及以上;米质分析表明，6个组合可达国标1级，2个组合达国标2级，1个组合和对照未达标。

由表4可知，2017年晚稻品种比较试验B组表现较好的有10个品种，产量在8 025.0～8 887.5 kg/hm2，比对照品种金优207增产8.87%～21.69%（对照品种设置了两组，增产幅度为与邻近对照相比）;全生育期为119～126 d，除益33A/GR814和益133A/GR815分别比对照品种长2 d和3 d外，其余組合全生育期均比对照品种短0～4 d;米质分析表明，4个组合达国标2级，6个组合达国标1级。

2017年晚稻品种比较试验C组表现较好的有3个组合，产量在7 875.0 kg/hm2及以上，比对照品种金优207增产16.67%及以上;全生育期120～124 d，与对照品种相当或短4 d;米质分析表明，2个组合达国标2级，与对照品种相当，1个组合达国标3级（表5）。

由表 6可知，2018年晚稻品种比较试验表现较好的有22个组合，产量在9 262.5～10 687.5 kg/hm2，平均产量达10 012.5 kg/hm2，比对照品种金优207增产5.1%～13.1%（增产幅度为与邻近对照相比）;全生育期103～112 d，除益33A/GR815比对照长1 d外，其余组合与对照品种相当或短1～8 d;米质分析表明，6个组合达国标1级，占27.3%，11个组合达国标2级，占50.0%，3个组合达国标3级，占13.6%，2个组合未达国标，占9.1%。

2.2  2017年湖北省多点晚籼稻品种比较试验田间表现及分析

从表7可以看出，益33优447和益133优447在4个试点产量分别在6 547.5～9 824.2 kg/hm2和 6 180.0～9 600.8 kg/hm2，分别比对照增产-4.61%～35.17%和-15.88%～32.09%。“四特”水稻在2017年湖北省多点晚籼稻品种比较试验中主要经济性状（表8）分析表明，益133优447和益33优447平均有效穗分别为273.0万/hm2和244.5万/hm2，分别比对照金优207少18.0万/hm2和46.5万/hm2;平均每穗实粒数分别为123.6粒和139.4粒，分别比对照多19.6粒和35.4粒;平均千粒重分别为25.36 g和25.43 g，分别比对照多0.32 g和0.39 g。2017年湖北省多点晚籼稻品种比较试验中益133优447和益33优447全生育期均为114 d，比对照117 d短3 d;平均株高分别为102.2 cm和102.7 cm，比对照矮6.7 cm和6.2 cm;平均穗长分别为24.6 cm和24.5 cm，比对照长1.9 cm和1.8 cm。值得一提的是，晶华试验点益33优447的每穗实粒数为168.2粒，比对照多84.43%，千粒重与对照相当，但有效穗只比对照少22.34%。

从表9可以看出，益133优447和益33优447在稻瘟病、白叶枯病抗性上病级最高均为5级，优于对照金优207的7级;纹枯病与对照相当，均为7级;稻曲病益133优447未发病，病级为0，为高抗，益33优447和对照均为1级，为抗;综合评价来看，益133优447和益33优447抗病性分别比对照优1和2个等级。2017年湖北省多点晚籼稻品种比较试验米质分析表明，益133优447和益33优447米质均达到国标、部标3级米标准，且出糙率、精米率均高于对照金优207（表10）。

3  培育“四特”水稻的意义

第一，“四特”水稻生育期短，抗性强。首先，“四特”水稻生育期较中稻短1个月，可以减少水、药及人工用量等，节约成本，且有利于作物茬口安排。其次，“四特”水稻抗倒性强，适合机收，高产稳产保优，降低劳动强度和成本。再者，“四特”水稻抗多种病害，优质且高产等特性适合稻虾混合种养或虾稻连作来生产高档有机绿色稻米。

第二，“四特”水稻适合湖北省作麦后直播稻品种[11-14]。水稻麦后直播可以节省秧田面积15%，湖北省按100万hm2栽插面积计算相当于节约15万hm2秧田面积，可以节约肥药、机械整田、人工投入和种植投入至少7 500元/hm2，共计11.25亿元。

第三，“四特”水稻粗秆、大穗且高产，说明此类品种收获指数（子粒/秸秆）更高，可以替代中稻。统计2014—2018年审定的73个籼型中稻品种平均产量为9 523.5 kg/hm2，米质达国标优质的共19个，其中国标3级16个，占21.9%，国标2级3个，占4.1%，国标1级的没有。根据黄冈市农业科学院2016—2018年的“四特”水稻品种比较试验结果，有23个组合产量达9 523.5 kg/hm2以上;在所有增产组合中米质达国标优质的共40个，其中国标1级18个，占43.9%，国标2级17个，占41.5%，国标3级5个，占12.2%，未达标1个，占2.4%。其中，益133A/G651表现最好，2016年和2017年两年品种比较试验平均产量为10 883.4 kg/hm2，米质可达国标1级。由此可见，“四特”水稻不仅能够保证有中稻的产量，而且避开了中稻抽穗时的高温，产量也更稳定，而且灌浆期昼夜温差较大，品质比中稻更优。

第四，在中等肥力水平下，“四特”水稻产量比对照有更大的增产效果，属于氮高效类型品种，在相同的产量水平下，可以减少化肥使用量，符合国家提倡的低碳农业。

4  “四特”水稻存在的问题及解决对策

“四特”水稻生产和推广中存在以下问题：①区域试验或品种比较试验秧龄过长，“四特”水稻播始历期只有63 d左右，不适宜30多天的长秧龄[15，16]，这也是各地产量差异较大的原因;②不育系对“920”敏感性较低[17];③不育系无限分蘖习性问题。不育系在幼穗分化的过程中没有出现明显的生长中心转移现象，具体表现为主茎和一次分蘖穗进入6期以后小分蘖仍然在不断出现。

针对以上问题，笔者提出了解决对策：①针对秧龄过长影响“四特”水稻优势发挥问题有2个解决办法，一是组建“四特”水稻联合体试验，制定对应短秧龄移栽方案;二是区域试验或品种比较试验正常播种，但提早移栽，秧龄不超过25 d。②针对不育系对“920”较不敏感的解决办法是加大“920”用量，用量为450 g/hm2。③针对不育系无限分蘖习性有3个解决办法，一是密植，不育系按10.0 cm×16.6 cm双本插植，插基本苗36万兜/hm2左右;二是推迟喷施“920”，将喷施“920”的时间推迟到始穗即抽穗10%时;三是增加“920”喷施次数和用量，一般组合“920”喷施3～4次，用量为300 g/hm2，“四特”水稻组合制种“920”的喷施需要增加1次，即喷施“920”4～5次，用量为450 g/hm2左右，喷施比例按3∶6∶9∶9或2∶4∶6∶8∶10连续喷施4～5 d。

5  讨论

本研究所选育的“四特”水稻指的是组合（品种）生育期比金优207短、短秧龄移栽产量比金优207大幅增产、品质达国标2级以上、抗性好（抗倒性特强、较抗稻瘟病、抗稻曲病）。“四特”水稻绝大多数组合产量在不同年份和不同组别之间、品比和株系比产之间存在差异，但增产的趋势是一致的。2016—2018年黄冈市农业科学院品种比较试验结果表明，表现优异的41个组合中，每公顷产量7 500 kg以下且比对照增产5%以上的组合有2个，每公顷产量7 500 kg以上且比对照增产5%以上的组合有39个，其中增产5%～10%有16个组合，增产10%～20%有15个组合，增产20%以上有8个组合。此外，在绝对产量相对较低的年份，增产幅度相对较大， 2017年品种比较试验结果表明，有16个组合（益33A/GR400增产52.22%，可能收获出错，不计在内）比对照金优207增产超过15%;而在绝对产量相对较高的年份增产比例相对较低，如2016年和2018年品种比较试验中没有一个组合增产幅度超过15%。“四特”水稻的不育系益33A和益133A农艺性状相当，只是米质稍有差异，所配杂交稻米质也有差异，如33A/G447和133A/GR447虽然综合评价都是国标3级，但垩白率分别为18%（2级）和24%（3级），直链淀粉含量分别为15.5%（3级）和17.5%（1级）。“四特”水稻组合米质年度间和不同组别之间也有差异，对照也一样，个别组合差异较大，有的年份为国标1级，有的年份却未达标，如益133A/GR652-1的垩白率均为0，但直链淀粉含量却分别为24.2%和17.2%，而双亲直链淀粉含量都未超过20%，可能是计算错误所导致。

实践表明，绝大多数迟熟中稻恢复系与益33A和益133A所配组合都是早熟晚稻。2016—2018年黃冈市农业科学院品种比较试验发现，表现优异的41个组合中，只有7个组合的全生育期与对照金优207相当或长1～2 d，其余组合都比对照短1～8 d。

“四特”水稻属粗秆大穗矮秆品种，在穗长比对照长2 cm左右的情况下株高却还要比对照矮6 cm多。在相同的光合作用效率下，矮秆品种应该比高秆品种具有更高的经济系数，即收获指数更高。

秧龄过长可能是“四特”水稻优势发挥最大的限制因子。由于“四特”水稻播始历期只有63 d左右，如果秧龄达到30 d甚至更长，加上移栽后返青期7 d左右，留给“四特”水稻大田分蘖、幼穗分化的时间只有26 d左右，无论如何都难以获得理想产量。“四特”水稻株系比产和黄冈市农业科学院品种比较试验的秧龄一般都是25 d之内，有利于“四特”水稻发挥其生育期短优势强的特性，反之，湖北省品种比较试验大多数点秧龄超过30 d，不利于“四特”水稻分蘖及幼穗分化，导致产量锐减。晶华试验点可能为短秧龄，益133优447和益33优447产量分别为  9 600.8 kg/hm2和9 824.2 kg/hm2，分别比对照金优207增产32.09%和35.17%，“四特”水稻的优势非常大;而湖北省农业科学院试验点益133优447和益33优447实际产量分别为6 916.5 kg/hm2和6 547.5 kg/hm2，分别比对照减产9.11%和4.65%，但理论产量却分别为8 026.5 kg/hm2和7 113.0 kg/hm2，比对照（5 794.5 kg/hm2）增产38.5%和22.8%，两者相差太大，具体原因有待探究。

最后需要说明一点的是，米质结果以垩白粒率和直链淀粉含量两个指标来定，可能有些许误差。

参考文献：

[1] 邬亚文，夏小东，职桂叶，等.基于文献的国内外水稻研究发展态势分析[J].中国农业科学，2011，44（20）：4129-4141.

[2] 凌启鸿.精确定量轻简栽培是作物生产现代化的发展方向[J].中国稻米，2010，16（4）：1-6.

[3] 轩素芹.水稻黄华占在湖北省的高密度轻简化直播栽培技术[J].湖北农业科学，2018，57（1）：19-20，23.

[4] 胡小荡，胡雅杰.水稻轻简栽培研究进展[J].杂交水稻，2013， 28（5）：1-5.

[5] 姜  龙，曲金玲，孙国宏，等.矮壮素、烯效唑和多效唑对水稻倒伏及产量的影响[J].中国林副特产，2018，33（2）：10-13，18.

[6] 陶诗顺.麦后免耕直播杂交水稻的生育特性及产量研究[J].西南科技大学学报，2003，18（3）：61-64.

[7] 杨  平，陈春莲，邹国兴，等.提高水稻直播育种水平相关理论研究进展[J].江西农业学报，2015，27（5）：33-35.

[8] 赵开荣，王学安，傅德金，等.优质水稻不育系巨风A[J].作物研究，2007，24（3）：210-212.

[9] 赵开荣，王学安，张明海，等.籼稻不育系巨风A高产繁殖技术[J].杂交水稻，2010，25（3）：18-19.

[10] 朱立宏，黄超武，申宗坦.作物育种学[M].北京：农业出版社，1979.

[11] 景德道，余  波，钱华飞，等.直播稻品种的筛选与育种策略[J].江苏农业科学，2008，36（4）：24-27.

[12] 金千瑜，欧阳由男，陆永良，等.我国南方直播稻若干问题及其技术对策研究[J].中国农学通报，2001，17（5）：44-48.

[13] 杨建昌，杜  永，刘  辉.长江下游稻麦周年超高产栽培途径与技术[J].中国农业科学，2008，41（6）：1611-1621.

[14] 姚  义，霍中洋，张洪程，等.播期对麦茬直播粳稻产量及品质的影响[J].中国农业科学，2011，44（15）：3098-3107.

[15] 邱  霞，冯  新.双季杂交晚稻直播栽培的不利气候分析[J].湖北农业科学，2013，52（19）：4594-4596.

[16] 高立民，李泽炳，习操铨.作物栽培学[M].上海：上海科学出版社，1979.

[17] 谢保忠，王万福，周  強，等.杂交稻制种“九二0”使用技术改进[J].杂交水稻，2000，15（5）：21-22.