劉鑫 施俊生 繆添惠 俞琦英 王仁杯 季芝娟
(1 浙江省種子管理總站,杭州 310029;2 中國水稻研究所,杭州 311400;#共同第一作者:13858000231@126.com;junshenghz@163.com;*通訊作者:zhijuanji@126.com)
在素有“七山一水二分地”之說的浙江,糧食自給率較低,只有36%左右,意味著浙江保障糧食安全的任務比其他省更顯艱巨。水稻是浙江省第一大糧食作物,水稻生產(chǎn)事關浙江糧食安全。2020年浙江省水稻播種面積為64.47萬hm2,占糧食作物播種面積的64.93%。早稻在浙江省水稻種植面積中占比小,大約在16.0%左右。在種植早稻的10個主要省份中,浙江省的早稻種植面積位居第7 位,占全國早稻總面積的2.0%左右。但是,早秈稻因其耐儲藏、商品率等特點,是我國也是浙江省糧食安全的重要支撐。
雖然早稻面積在浙江省占比小,但是浙江省對早稻育種和生產(chǎn)仍很重視。首先在政策上,1994年10月,浙江省政府組織有關科研單位實施“食用優(yōu)質(zhì)早稻開發(fā)研究和利用”項目,即“9410”計劃,大力支持早稻育種科研工作;2017年國家全面下調(diào)稻谷最低收購價,浙江省政府出于早稻作為浙江省穩(wěn)糧主要潛力的考慮,做出了不下調(diào)早秈稻最低收購價的決定[1]。其次,雖然浙江省早稻種植面積少,但浙江省早稻的高產(chǎn)成績卻十分亮眼,2011年以來,浙江省早稻單產(chǎn)有6年都位居全國早稻主產(chǎn)區(qū)第一,彰顯了浙江省早稻科技和生產(chǎn)在全國的地位。2016年,浙江省主栽品種中早39 以最高單產(chǎn)747.85 kg/667 m2、百畝方平均單產(chǎn)713.84 kg/667 m2,被認定為“浙江農(nóng)業(yè)之最”,這是國內(nèi)早秈稻單產(chǎn)和百畝方平均單產(chǎn)都突破700 kg/667 m2的首次報道;2020年,早稻種植面積和總產(chǎn)仍創(chuàng)近5年新高,在生育后期連續(xù)雨水的惡劣天氣下,取得了全國早稻單產(chǎn)第二的成績。
浙江省早稻的高產(chǎn)和其在全國的地位,與浙江省有優(yōu)良早稻品種的支撐密不可分。本文回顧分析了浙江省最近18年(2003—2020年)參加早稻區(qū)試品系的特點和變化情況,以及浙江省代表性早稻品種在全國的推廣應用情況,并對浙江省早稻生產(chǎn)趨勢進行總結(jié),為進一步培育和推廣優(yōu)異早稻品種、發(fā)展早稻生產(chǎn)提供參考。
2003—2020年間參加浙江省早稻區(qū)域試驗相關數(shù)據(jù)來自浙江省種子管理總站;2003—2019年浙江省早稻生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)來自浙江省統(tǒng)計局(http://tjj.zj.gov.cn/),2020年早稻生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)來自浙江省種子管理總站。浙江省代表性早稻品種的全國推廣面積數(shù)據(jù)來自于國家水稻數(shù)據(jù)中心(http://www.ricedata.cn/)。
早稻面積占比是指浙江省早稻在全省糧食作物種植面積中的占比,早稻總產(chǎn)占比是指浙江省早稻總產(chǎn)量在全省糧食作物總產(chǎn)量中的占比。根據(jù)陶榮祥等[2]的稻瘟病和白葉枯病分級標準,將中抗、抗和高抗的品系(品種)列為抗病品系(品種),中感、感和高感的品系(品種)列為感病品系(品種)。
用Excel 2010 軟件作圖,分析數(shù)據(jù)變化趨勢。
2003年至2020年,浙江省早稻在糧食作物中的種植面積占比在8%~12%之間波動,早稻總產(chǎn)的占比變化趨勢與面積占比基本一致,均略有提高(圖1)。浙江早稻種植面積在18年間總體表現(xiàn)出下降趨勢;總產(chǎn)變化幅度??;單產(chǎn)雖然個別年份因惡劣天氣有所波動,但總體表現(xiàn)為逐步上升趨勢(圖2)。
圖1 浙江省早稻在全省糧食作物種植面積/總產(chǎn)中的占比
圖2 浙江省早稻種植面積、單產(chǎn)和總產(chǎn)的變化趨勢
1990—2019年,浙江早稻14個代表性品種已累計推廣1 467萬hm2,其中超過67萬hm2的品種有7個,中嘉早17 面積最大,達435.6萬hm2;14個品種中,推廣年限達10年或以上的品種有10個,推廣年限最長的是嘉育948,已推廣23年;年推廣面積最大的是中嘉早17 達43.5萬hm2(表1)。
表1 浙江省14個代表性早稻品種在全國的推廣情況匯總
浙江省排前5 主栽品種的面積在早稻總面積中的占比在這18年逐步增大,2017年達89.3%。2013年之前浙江早稻第一大主栽品種為金早47,2013年至今為中早39。由圖3可見,2013年開始,前5個主栽品種的面積占比均在80%以上,而第一大主栽品種的占比也呈逐年提高趨勢,近兩年,由于中早39 推廣時間已久,生產(chǎn)上病菌小種發(fā)生變化,導致中早39 出現(xiàn)抗病性退化,面積占比有所回落。
圖3 浙江省主栽品種種植面積在早稻總面積中的占比變化
2003—2020年,浙江早稻參試品系數(shù)量在11~25個之間,近幾年基本上保持在24個。
2.4.1 產(chǎn)量變化
2003—2010年,浙江省早稻區(qū)域試驗對照為嘉育293,參試早稻品系的平均單產(chǎn)基本上都在500 kg/667 m2以下(圖4),產(chǎn)量未見明顯突破;2011年和2012年開始嘗試替換區(qū)試對照,最終確定中早39 作為對照品種,之后的9年區(qū)域試驗中,參試品系的平均產(chǎn)量也隨之提高,為浙江省早稻單產(chǎn)的突破和浙江省早稻生產(chǎn)在全國的地位奠定了基礎。2020年,對照品種中早39和參試品系的平均單產(chǎn)都出現(xiàn)明顯下降,近6年首次降到500 kg/667 m2以下。這與2020年梅汛期特別長(有50 d,比常年偏多20 d)、梅雨總量特別大(浙中北梅雨量為1951年以來最多)、強降雨區(qū)域重疊、“梅中有伏”等特征有關。此時正是早稻的抽穗揚花期,長梅雨期、大雨量嚴重影響早稻抽穗揚花和結(jié)實,最終導致減產(chǎn)。
圖4 浙江省早稻區(qū)域試驗中對照和參試品系的平均單產(chǎn)變化
2.4.2 生育期變化
2003—2020年參加浙江省早稻區(qū)域試驗的品系全生育期天數(shù)在105~120 d之間。其中,2010年參試品系和對照嘉育293 的生育期明顯變長,嘉育293 達115.3 d,作為區(qū)試對照品種第1次超過110 d,這可能與當年早稻生長季節(jié)出現(xiàn)異常天氣有關。2010年4月14—16日,出現(xiàn)1997年以來最嚴重的全省性“倒春寒”天氣,浙北和浙中西部的日最低氣溫連續(xù)3 d在5℃以下;而且梅雨期持續(xù)時間長、梅汛期暴雨頻繁,強降水過程集中。2019年中早39 也出現(xiàn)了作為對照品種以來生育期最長的一個年份,達116.1 d,這與該年特殊氣候有關。2019年出梅偏晚、雨水“超標”、梅雨期間全省氣溫比常年同期偏低1.9℃(1999年以后時隔20年再次出現(xiàn)的“冷黃梅”)。2020年梅雨期比2019年還要長、降雨量也大,但2020年梅雨期的平均氣溫比常年同期偏高0.6℃,具有“梅中有伏”的特點,早稻感溫性強,因此2020年的生育期雖因為降雨量有所延長,但相對于2019年則稍短一些。
2003—2010年,區(qū)試對照為嘉育293,參加區(qū)試品系的平均生育期與對照相當或都比對照長,經(jīng)過2年調(diào)整,從2013年開始,區(qū)試對照改為中早39,中早39全生育期比嘉育293 長、產(chǎn)量高?!笆濉逼陂g,在水稻專業(yè)組相關專家的建議下,出臺了“浙品審[2018]1號”文件,生育期作為早稻一個重要農(nóng)藝性狀指標被寫入文件,在早熟的前提下可適當減產(chǎn)。因此,近5年,除了重視高產(chǎn)早稻新品種的選育,還出現(xiàn)了多個短生育期、有利于后作種植的早稻新品種,如甬秈15、甬秈409、舜達135、舜達95、中組18、浙1613、浙1702等。2.4.3 抗病性變化
2003年參試的16個品系中有15個是抗病品系,其中37.5%抗稻瘟病,56.3%抗白葉枯病。之后的17年,抗稻瘟病品系都遠遠多于抗白葉枯病品系,且抗白葉枯病品系比例最高不超過17.0%。這與浙江省白葉枯病流行有關。沈穎等[3]認為,20 世紀70—90年代初期為白葉枯病重發(fā)流行階段,90年代中后期為間歇流行階段,進入21 世紀后病害發(fā)生減輕,但近年又有上升態(tài)勢。2014、2015年浙江省晚稻白葉枯病發(fā)病點多面廣。2019、2020年,往年幾乎不發(fā)生白葉枯病的早稻田塊也出現(xiàn)了大面積病害,尤其在溫州等沿海地區(qū),發(fā)病程度嚴重,有些田塊顆粒無收。
從圖5可看出,隨著白葉枯病病害的緩和,從2004年開始,抗白葉枯病品系在持續(xù)17年的浙江省早稻區(qū)試中比例一直很低。2014—2015年晚稻白葉枯病大范圍爆發(fā),然而隨后幾年的早稻區(qū)試品系中,也未見抗白葉枯病品系比例明顯增加,當然,這與品種選育需要一定周期有關。同時,在最近出臺的“浙品審[2018]1號”文件和“浙品審辦[2020]2號”文件中,白葉枯病也都未列入水稻品種審定的基本條件。因此,在水稻抗病品種的選育和品種審定的文件制定方面,存在滯后于生產(chǎn)上實際需求的情況。
圖5 浙江省早稻區(qū)域試驗中參試品系的抗病性變化
浙江省早稻面積在2000年之前都在66.7萬hm2以上,在20 世紀80年代甚至達到100萬hm2以上。2000年浙江省早稻面積首次跌破66.7萬hm2,只有45.8萬hm2,之后種植面積逐步縮小,2003年跌破13.4萬hm2,近兩年甚至在10萬hm2以下。2020年,國家重提恢復雙季稻生產(chǎn),鼓勵稻農(nóng)擴大早稻面積,確保國家糧食安全[4]。浙江省早稻種植面積止跌回升,2020年回升到10萬hm2以上。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析,近18年浙江省早稻單產(chǎn)逐步提高,而種植面積和總產(chǎn)則緩慢下降。單產(chǎn)的提高在一定程度上可以促進總產(chǎn)提高,但實際上總產(chǎn)并未保持穩(wěn)定,而是逐步下降,這反映出從攻關田產(chǎn)量到實際生產(chǎn)應用還有一段距離。
浙江省的早稻育種水平在我國位居領先地位。目前仍在推廣且年平均推廣面積6.7萬hm2以上的品種有3個,分別為中嘉早17、嘉育948和中早39,其中,2019年中嘉早17 推廣面積達31.5萬hm2、中早39 推廣面積為19.5萬hm2。2021年為“十四五”開局之年,為了繼續(xù)保持浙江省早稻育種的全國領先地位,在育種技術(shù)上必須實現(xiàn)創(chuàng)新,加快分子設計、基因編輯、全基因組選擇等技術(shù)在早秈稻新品種培育上的應用,開發(fā)與重要農(nóng)藝性狀緊密連鎖的分子標記,實現(xiàn)多個優(yōu)異性狀的快速同步聚合以創(chuàng)制優(yōu)異育種新材料;培育和示范推廣適合機械化、輕簡化生產(chǎn)的綠色、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)常規(guī)早秈稻新品種[5]。
早秈稻作為我國水稻的主要生態(tài)類型之一,其生產(chǎn)具有獨特的社會和經(jīng)濟意義,早中熟早稻品種的推廣可以給晚稻產(chǎn)量大幅度增長創(chuàng)造條件,保障我國糧食安全[6]。因此,對于育種工作者來說,選育早稻品種除了高產(chǎn)和抗性的要求,在生育期上也需要一些短生育期的品種,與晚稻配套連作。
隨著近兩年早稻白葉枯病的爆發(fā),還需加快選育抗白葉枯病早稻品種,加強技術(shù)儲備。同時,早稻抽穗揚花期恰逢6月梅雨時節(jié),易使揚花授粉受阻,降低稻谷產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,可嘗試選育耐陰雨能力強的早稻品種,提高陰雨條件下的授粉能力,減少空秕粒,提高結(jié)實率。另外,從栽培的角度,可根據(jù)各地氣象觀測歷史數(shù)據(jù),研究調(diào)整早稻播種時間,使花期盡量避開集中降水期,減少穎花退化,降低陰雨對揚花授粉的影響[7]。
對于農(nóng)業(yè)管理部門工作人員來說,需及時關注生產(chǎn)一線病蟲害的變化及農(nóng)民和市場的需求,根據(jù)生產(chǎn)需求和田間病蟲害的動態(tài)發(fā)展變化,及時制定和修訂品種審定標準,指導育種工作者更好的培育出生產(chǎn)上真正需要的好品種。針對早稻這一生態(tài)類型,也可嘗試早稻連晚雙季配套審定模式,即早晚稻搭配雙品種同步區(qū)試和生產(chǎn)試驗、同步審定的模式,可以早熟早稻配套長生育期晚稻品種,也可以中遲熟高產(chǎn)早稻品種配套短生育期晚稻或短生育期翻秋早稻品種,甚至還可以晚稻再生稻配套模式。早稻連晚雙季配套審定模式有利于農(nóng)民在種雙季稻時選擇更合適的品種進行搭配,降低生產(chǎn)上的風險和損失。