1. 引言
江西省位于长江以南,属亚热带季风湿润气候,四季分明。江西是中国双季水稻主产区之一,年水稻种植面积和总产量均居全国第二 [1] 。水稻生产是江西农业的基础产业和传统优势产业,在农业经济中占有极其重要的地位。但我省目前一是水稻单产水平仍有很大的挖掘潜力,二是抗逆性强的稳产品种也不很多,进一步提高水稻单产,确保高产稳产,不仅对江西经济发展起到积极的促进作用,对全国经济建设、粮食安全有积极的促进作用。基于上述原因,江西洪崖种业有限责任公司本着突出重点、提高效率、积极创新的育种总体思想,提出了“高产优质并重、广适抗病并行”的“双并”水稻育种思路,并以此为指导,采用“核心种质杂交、目标基因置换、扩充基因群体,选育高产稳产、优质广适”组合的育种技术路线。从2001年开始,通过筛选核心恢复系种质,置换目标基因,扩充基因群体,广泛测交与配组,选育出符合育种目标的新品种,并总结其制种技术要点和栽培技术要点,赶上农业生产形势的发展,尽快应用到粮食产业中去。本课题组根据公司育种总体方案,按照“双并”育种思路,着重选育晚稻高产稳产品种。
2. 选育经过
水稻核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中,控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统,在品种改良过程中,它能够沿着育种目标置换和扩充基因群体,直至全面符合育种目标 [2] 。五优76的母本是三系不育系五丰A,父本是由水稻核心种质明恢63为母本与实践八号育种卫星搭载的含有核心种质基因的R227种子后代选择的中间材料125-26为父本杂交,在选育过程中紧紧围绕目标转换和扩充基因群体而育成的强优势恢复系R76。五优76于2012年选育而成的高产晚籼杂交水稻新组合,2017年2月通过江西省品种审定(赣审稻20170033)。其选育过程如下。
2001年夏,在会昌县用明恢63与水稻品系125-26进行杂交,获得F0杂交种子18粒;
2002年夏,在会昌县种植明恢63/125-26杂交种子F1代,去除假杂种1株,混收17株杂交后代种子;
2002年冬,在海南三亚种植F2代群体大约3000株,系统选育优良单株;
2003年夏,在会昌县种植杂交F3代,继续进行系统选育优良单株;
2003年冬,在海南三亚种植杂交F4代,以中熟、抗病、优质为育种目标,继续进行系统选育;
2004年夏,在会昌县种植杂交F5代,以中熟、优质为目标,结合稻瘟病抗性筛选,继续进行系统选育;选择综合性状好的约150个单株分别与天丰A、五丰A、荣丰A等3个不育系测交;
2004年冬,在海南三亚种植杂交F6代,并种植测交后代421个和对应优良父本单株F,经田间观察和考种,其中天丰A配组优势品系6个,五丰A配组优势品系5个,荣丰A配组优势品种6个,继续在稻瘟病圃筛选,并结合株叶形态和开花习性,抗倒伏等性状进行测交筛选;
2004年夏,在会昌县种植杂交F7代,继续进行系统选育;并与天丰A、五丰A、荣丰A等3个不育系测交;同时对测交后代进行优势等性状观察;
2005年夏,在会昌县种植测交后代和对应优良父本F8代,按株型优良、高产、熟期适中为育种目标,筛选优势组合和父本;结果五丰AדMK-736”品系优势明显,符合育种目标,将其对应的父本“MK-736”暂定名为“R736”;
2006~2009年,扩大五丰AדMK-736”制种面积,观察其开花习性、异交结实率,摸索制种技术;
2010年,将优良恢复系单株“MK-736”定名为“R76”,对应五丰A配组品种定名:“五优76”;
2011~2013年,在会昌县、南昌、上饶等地对“五优76”品系进行多点品种对比试验,同时在会昌县、井冈山等地进行稻瘟病自然诱发鉴定,结果表明该品系表现稳定性、丰产性、抗病性等优势明显;
2014年五丰优76申请参加江西省晚稻早熟组预试;
2015年~2016年参加江西省晚稻新品种区域试验和生产试验。2017年2月通过江西省品种审定(赣审稻20170033)。
3. 产量表现
1) 区试产量表现:五优76参加2015年江西省晚稻早熟组区试,平均亩产569.21公斤,比对照五优308增产2.74%,不显著,第三位,全生育期114.5天,比对照五优308早熟5.2天;2016年续试,平均亩产543.02公斤,比对照五优308增产0.6%,不显著,第八位,全生育期117.0天,比对照五优308早熟3.6天。两年平均亩产556.12公斤,比对照五优308增产1.67%;全生育期115.7天,比对照五优308早熟3.5天。
2) 五优76产量优势强,稳产性好,适应性广,一般产量8.43 t/hm2,高产田块可达10.55 t/hm2以上。2012年在江西洪崖种业有限责任公司晚稻品种生产试验田,平均产量7.99 t/hm2,比对照五优308产量7.52 t/hm2增产6.25%。2013年在会昌县现代水稻新品种展示中产量达到9.36 t/hm2,比对照五优308产量8.94 t/hm2增产4.7%,列所有品种中第2位。2014~2016年在赣州会昌县、宁都县、兴国县、赣县,吉安的吉安县、新干县、泰和县,抚州的临川区、南城县、东乡县,宜春的万载县、丰城市、上高县,上饶的玉山县、鄱阳县作晚稻种植,均表现株型适中,生长势强,分蘖力强,后期落色好,产量高,一般平均产量8.6 t/hm2以上。2015年在会昌县高产创建示范片中进行百亩示范,经专家测产,产量为9.17 t/hm2,2016年作为赣州市科技局航天育种项目在会昌县连片种植10 hm2,经专家实割测产,产量为9.211 t/hm2,比会昌县当年晚稻平均7.5 t/hm2增产21.46%。2016年在吉安县连片种植11.66 hm2,经专家现场实割实测产,产量为8.56 t/hm2,比周边农户种植的其它晚稻品种增产20%以上。
4. 稳产性和适应性
4.1. 稻瘟病抗性
稻瘟病抗性鉴定试验结果。经省区试主持稻瘟病自然诱发抗性鉴定:2015年稻瘟病自然诱发鉴定,穗颈瘟为9级,高感稻瘟病,穗颈瘟病穗率31.0%,损失率平均为8.9%,抗性综合指数2.9,对照五优308稻瘟病损失率21.6%,抗性综合指数4.8;2016年稻瘟病自然诱发鉴定,穗颈瘟为9级,感稻瘟病,穗颈瘟发病率19.1%,损失率平均为6.5%,抗性综合指数2.2,对照五优308稻瘟病损失率34.1%,抗性综合指数5.8。2015年在抚州市地区稻瘟病大流行,五优76在东乡县连片示范8 hm2,大田长势繁茂,后期落色好,稻瘟病发病率低,经专家田间实割实测产量,7.37 t/hm2,周边对照品种五优308有的田块造成绝收。2015年在宜春市上高县示范种植9.6 hm2,当年该地稻瘟病发生严重,五优76品种田间未发现有稻瘟病,经专家田间实割实测产量8.65 t/hm2,对照品种五优308有的田块造成绝收,五优308品种稻瘟病发病率最低的田块7.68 t/hm2。2016年在萍乡市芦溪区银河镇连片种植6.7 t/hm2示范田间稻瘟病零星发生,经测产8.54 t/hm2,对照五优308田间发生较严重的穗颈稻瘟经测产7.59 t/hm2,五优76比五优308增产12.51%。2016年在上饶县连片种植9.8 hm2,五优76田间未发现有穗颈稻瘟,经测产产量为8.96 t/hm2,周边其它品种有的稻瘟病发生严重,部分田块稻瘟病发生率估计达到60%以上,对照五优308也发生了较严重的穗颈稻瘟产量7.01 t/hm2。
4.2. 耐高温性
2015年五优76品种在宜春市宜丰县作单季稻连片种植7.33 hm2,7月底8月初抽穗扬花期遇高温危害,五优76经考种测产结实率75.55%,产量8.14 t/hm2,周边其它品种有的结实率不到20%,对照五优308品种结实率也仅达52.1%,产量为7.39 t/hm2。2016年五优76在上饶市玉山县作一季晚稻示范种植8.8 hm2,8月中旬灌浆结实期遇高温影响五优76平均结实率为76.82%,经实割实测产量7.74 t/hm2,对照五优308结实率58.64%,产量6.23 t/hm2。
4.3. 耐低温性
2015年在会昌县进行自然耐低温观察,五优76和五优308品种均在
7 月 20 日
播种,两品种在
10 月 12 日
前后抽穗,灌浆结实期间日平均温度在18.20℃,经农业部门组织的专家实割实测,并进行考种,结果表明五优76结实率75.2%,产量6.13 t/hm2;五优308结实率54.56%,产量5.88 t/hm2。2016年在抚州市临川区晚稻种植7.0 hm2,在抽穗扬花期间遇长时间低温阴雨,大部分品种结实率受到影响,而五优76结实率影响小,经当地农技人员考种,五优76结实率74.31%,五优308结实率为51.49%,五点取样测产五优76产量6.32 t/hm2,对照五优308产量5.84 t/hm2,比对照五优308减少损失8.21%。
4.4. 抗倒伏性
2015年五优76在上高县连片种植9.66 hm2,成熟收获前遇
9 月 29 日
21号“杜鹃”台风,五优76有少量倒伏,但对照五优308全部倒伏;2016年在上饶县、临川区各示范种植8.0 hm2,成熟期间遇
9 月 27 日
17号台风“鲇鱼”,五优76田间未发生倒伏,对照五优308出现倒伏,部分田块全倒的现象,给产量和机械收割带来严重影响。
5. 特征特性
5.1. 生育期
在我省五优76作晚稻种植,6月中下旬播种,10月上中旬成熟,全生育115天左右。
5.2. 形态特性
株型松散,剑叶宽挺,茎秆粗壮,分蘖力强,穗粒数多,着粒密,结实率较高,千粒重小,熟期转色中,产量高,较抗稻瘟病,株高89.7厘米,分蘖力522.2%,亩有效穗21.8万,成穗率61.4%,穗长19.3厘米,每穗总粒数158.7粒,每穗实粒数119.6粒,结实率75.4%,千粒重22.9克;谷粒金黄色,籽粒饱满。
5.3. 米质
2015~2016年经省区试主持单位统一送样农业部食品质量监督检验测试中心(武汉)结果:
2015年出糙率83.5%,精米率73.4%,整精米率63.3%,粒长6.3 mm,长宽比2.8,垩白粒率20%,垩白度4.5%,胶稠度70 mm,直链淀粉含量15.8%,米质达国优3级。
2016年出糙率81.1%,精米率72.8%,整精米率64.8%,粒长6.3 mm,长宽比2.9,垩白粒率29%,垩白度6.3%,胶稠度65 mm,直链淀粉含量15.5%。
6. 栽培技术要点
6.1. 适期播种,培育壮秧
6.1.1. 适期播种
五优76在江西各地作二晚栽培,一般要求抽穗扬花期安排在
9 月 20 日
。在赣南地区播种期可按排在
7 月 5 日
前,赣中播种期安排在
6 月 30 日
前,赣北地区播种期安排在
6 月 25 日
前。
6.1.2. 种子处理
播种前晒种1~2 d,每3.0 kg种子用强氯精5 g兑水2.5 kg浸种消毒8 h,清水冲洗干净后再清水浸种16 h,然后捞起用清水洗净后室内催芽,根长一粒谷,芽长半粒谷时播种。
6.1.3. 耕整秧田
秧田以冬闲田为好,播种前3 d灌水翻耕第1次,翻耕前施45%~48%的复合肥300~450 kg/hm2作底肥,播种前1 d平整田面。播种当天按1.5 m宽开沟作厢,用木板耥平畦面,待厢面浮泥沉实后,清理厢沟,将沟中稀泥捞起泼在厢面上耥平。
6.1.4. 精细播种
可采用湿润育秧,软盘育秧。湿润育秧按秧田与大田比1:8~10留足秧田;软盘育秧要求每666.7 m2栽用434孔的秧盘65片。大田用种量为15.0~22.5 kg/hm2。秧田管理主要措施:播种后人工驱赶麻雀。厢沟保持半沟水,确保厢面无积水,立针现青后灌浅水。播种后第3 d,厢面用丁草胺乳油喷雾除草。1叶1心时秧田用225 g/hm2多效唑兑水1000 kg叶面喷施。湿润育秧的在2~3叶时施断奶肥用尿素35 kg/hm2,移栽前5~6 d施送嫁肥70 kg/hm2,秧龄25~30 d。移栽前4~5 d施尿素37.5~90.0 kg/hm2作送嫁肥,喷施吡虫啉 + 三唑磷防治稻蓟马,喷施康宽或阿维菌素防治二化螟作送嫁药。
6.2. 适时移栽,合理密植
塑盘育秧秧龄控制在13~15 d,湿润育秧秧龄控制在18~22 d,不宜超过25 d。适宜栽插密度大田抛足30~33万穴/hm2;移栽确保27.0~30万穴/hm2,移栽行株距为16.7 cm × 20.0 cm,基本苗120~150万/hm2;机插秧建议栽插密度为18.0~19.5万穴/hm2,基本苗达到45~60万/hm2。
6.3. 测土配方,分期施肥
根据土壤肥力状况,进行科学配方。大田每公顷总施纯氮(N) 190 kg、磷(P2O5) 120 kg钾(K2O) 190 kg,氮磷钾比例约为1.6:1:1.6,一般可获8.3 t/hm2 [3] 。一是施足底肥:结合大田两犁两耙分2次施入,第1次施腐熟猪牛栏粪4500 kg t/hm2、过磷酸钙600 kg t/hm2;第2次三元素复合肥600 kg t/hm2、氯化钾150 kg t/hm2、锌肥30 kg t/hm2。二是适时追肥:移抛栽后5~7 d结合化学除草,施尿素112.5 kg t/hm2、氯化钾97.5 kg t/hm2作分蘖肥,促进早生快发。三是看苗平衡施肥:在营养生长期间结合苗情长势情况,对有落黄的田块施三元复合肥225~300 kg t/hm2,促进幼穗正常发育。四是施好穗肥:抽穗扬花期酌情补施穗肥。施三元复合肥195 kg t/hm2、氯化钾225 kg t/hm2。五是喷施壮籽肥:灌浆结实期用25%的磷酸二氢钾3 kg t/hm2兑水675 kg t/hm2叶面喷施,对于提高结实率、增加千粒重有一定的作用。
6.4. 合理灌溉,适时控苗
按照插秧后保持3~5 cm水层,确保不浮苗、能活蔸、不伤蘖,促进分蘖;返青后灌浅水,湿润灌溉促进早生快发;移栽20 d后或田间苗数达到270万/hm2即可开始晒田,以“田开裂,白根现”为度;晒田复水后灌水3~5 cm,孕穗期田间保持水层。破口抽穗期保持田间浅水层,抽穗开花后干干湿湿、以露为主,改善土壤通气能力增强根系活力,确保后期不早衰,增加地上部绿叶数。收割前7 d断水,以便机收。
6.5. 预防为主,综合防治
该组合的高产栽培,在病虫害防治策略上,必须做到“预防为主、综合防治”。认真搞好预测预报和田间调查,准确掌握病虫动态,科学用药。没达到防治指标不使用化学农药。重点一是综合防治常规病虫害。要遵照当地农技部门的技术指导,及时有效的防治稻瘟病、矮缩病、稻曲病、“钻心虫”、“卷叶螟”、稻飞虱,稻瘿蚊等病虫害。二是注意防治稻瘟病,需浸种消毒,苗瘟和叶瘟发病始期用药防治,“破口期”和“齐穗期”需用药预防穗颈瘟。三是防治褐飞虱。该虫“喜温爱湿”,台风过后和田块积水处易发生,百丛虫量1000头以上必须防治。四是注意高低温天气危害,影响品种结实率、降低品种产量;抽穗扬花期如遇高低温(高于35℃,低于22℃)天气危害,可采取田间灌溉深水等措施来规避或减少危害。科学配方施肥,增施磷、钾肥,适时适度晒田,确保禾苗稳健生长至成熟。
7. 制种技术要点(秋制技术要点)
7.1. 选择良好的制种基地
五优76优质高产制种可选择早夏制或晚秋制 [4] ,制种基地要求自然隔离条件好,土壤肥力中等,光照充足,地势开阔的平原区,排灌方便,交通便利。秧田前作为非水稻种植田。空间隔离要求周围200 m范围内无其它水稻品种种植;时间隔离要求与母本始穗期间隔20 d。
7.2. 合理安排播差期,确保花期相遇
盛花期相遇是提高异交结实率夺取制种高产的关键。根据制种的季别计算准确的播差期,确保父母本在最佳气候条件下盛花期相遇。在江西会昌县秋制抽穗扬花期宜安排在8月20日至25日,父母本播种时差18 d、叶差4.5叶。父本R76分2期播种,播种时间分别为6月12日和6月18日,抽穗期为8月20日和23日。母本五丰A播种时间安排在7月1日,抽穗时间为8月22日。
7.3. 培育壮秧,打好丰产基础
采用湿润稀播育秧,达到移栽时父本一般带蘖3~4个,母本带蘖2~3个的壮秧标准。选择肥沃的前作非水稻田做秧田,并施用腐熟农家肥30,000 kg/hm2、复合肥300 kg/hm2做底肥。精整秧田,做到泥烂厢平。父母本浸种前先晒种,浸种前进行清水漂洗,去除秕谷和病粒谷。采用昼浸夜露的方式浸种,每日换水2次,浸种48 h后开始人工辅助催芽。父母本达到根长一粒谷,芽长半粒谷的播种标准时则可播种。用种量父本4.5 kg/hm2,母本30.0~37.5 kg/hm2,播种量父本112.5 kg/hm2、母本187.5 kg/hm2;应按每厢面积进行称重播种,先播70%的谷芽,留30%谷芽进行补播,做到稀播、匀播。播种后轻抹泥浆覆盖,采用湿润育秧方式,确保出苗率。播种后至秧苗1叶1心前,厢面保持湿润,不见明水,厢沟坚持“晴天满沟水、阴天半沟水、雨天排干水”;秧苗1叶1心后结合施肥,厢面保持1 cm左右浅水,但不宜淹没秧苗第1片完全叶;以后仍坚持浅水、促分蘖,直至移栽前1~2 d。插秧前4~5 d追施送嫁肥,通常施用尿素75 kg/hm2。期间做好病虫害防治工作。
7.4. 适期移栽,构建优良群体结构
适期移栽、插足基本苗。父母本移栽的最好选择阴天进行,减轻移栽带来的秧苗损伤。一般情况下,父母本行比为2:12。父本秧龄25 d移栽,母本秧龄13~15 d移栽,具体还要结合秧苗的长相长势和天气条件。父本大双行栽插,栽插株行距30 cm × 50 cm,与相邻母本行距20 cm,2期父本间隔2穴栽插,每穴栽2粒谷带分蘖壮秧。母本栽插规格为13.3 cm × 16.7 cm,每穴栽3~4粒谷带分蘖秧苗,确保大田插足父本4.5万穴/hm2,母本插足基本苗180~225万/hm2。
7.5. 科学肥水管理,创建良好生长条件
重施农家底肥,适施面肥,早施分蘖肥,前期浅灌,够苗晒田,通过增加主穗和低位分蘖穗、控制小分蘖穗,以缩短母本开花历期,夺取高产。大田应施足基肥,中等肥力田一般施用农家肥15 t/hm2;面肥一般施水稻三元复合肥225 kg/hm2、过磷酸钙750 kg/hm2、复合肥300 kg/hm2。早施追肥,移栽后7 d撒施尿素与氯化钾混合肥150 kg/hm2 (尿素:氯化钾 = 3:5);父本插后5~6 d施尿素45 kg/hm2,补施穗肥幼穗分化V期初补施复合肥112.5 kg/hm2、氯化钾75 kg/hm2。后期根据禾苗长势酌情补施。
移栽至返青期做到寸水返青,营养生长期田间采用好气灌溉,保持浅水层。母本基本苗达450万/hm2时即可排水晒田,直到田间脚踩不陷出现干裂时便可复水。幼穗分化至抽穗扬花期田间不断水。施“九二0”后至灌浆期田间以湿润为主,过干时灌跑马水调节,收割前5 d开始晒田直至收获。
7.6. 适时防控病、虫、鼠、雀及草害,营造良好生长环境
草害控制要把握3个关键时期:第一是秧田播种时,厢面喷施除草剂除草;第二是大田移栽前,除草剂拌底肥撒施后蓄深水3 d以上除草;第三是营养生长初期,喷施稻杰等除草剂去除草。病虫害的防控分以下几个时期:秧田期主要是防治稻蓟马、蚜虫;本田营养生长期间,主要是药物防治水稻二化螟和三化螟,同时控制秧苗长势,管理好肥水,提高田间通风透光性,预防稻瘟病和纹枯病;抽穗期主要是药物防治水稻各类螟虫、稻飞虱等;灌浆成熟期主要通过药物诱杀、气味驱离等方式降低鼠雀危害。
7.7. 适时预测花期,及时调控幼穗发育进程
采用“幼穗剥检法”预测花期。父母本进入幼穗分化期后,随机选取具有代表性的5个点,每隔3 d剥检1次,每次每点对父母本各取2穗,定点不定株。根据父母本幼穗分化进程的相对差异,及时采用措施调控。常用措施有:喷施磷酸二氢钾促进发育偏迟亲本;定量撒施尿素推迟偏早亲本;喷施多效唑推迟偏早较多亲本;轻度割叶延迟偏早亲本;喷施调花宝等叶面激素提早花期等。五优76的播始历期比较稳定,年度间差异也较小,花期调节采取微调措施即可。一般情况下,以调节父本为主。
7.8. 科学喷施“九二0”,辅助授粉
喷施好“九二0”是制种能否高产的关键环节之一。父母本花期相遇,天气正常的情况下,喷施“九二0”245 g/hm2,第一次喷施“九二0”在母本见穗5%~10%时喷施,喷施65 g/hm2,次日再喷施第2次90 g/hm2,第3日喷第三次90 g/hm2即可。喷“九二0”时可在第一次加硼砂1500 g/hm2,第二、第三次时加磷酸二氢钾3000 g/hm2,以提高母本群体整齐度,利于授粉,提高结实率。同时减少下部荫蔽造成的霉烂粒,从而提高整体发芽率。辅助授粉可用人工竹秆赶粉或人工拉绳,有条件的地方可采用电动喷雾器吹风和无人机吹风赶粉。辅助授粉时间根据当天气象情况来确定,一般晴天条件下,11:30开始,每隔30 min 1次,1 d 3次。阴雨天气适当延后。坚持有粉必授原则,最大限度提高异交结实率。在母始穗前用爱苗225 ml/hm2,喷“九二0”后第4天用爱苗225 ml/hm2,防治黑粉病,提高种子质量。
7.9. 除杂去劣,防杂保纯
除杂去劣、防杂保纯工作应贯穿制种生产的全过程。秧田期根据叶片形态、秧苗高度去除异型株;营养生长期根据株型、株高、叶型、叶鞘颜色等性状差异进行去杂;施“九二0”前3 d应集中拔除保持系和早熟株;抽穗期主要根据抽穗时间差异、颖尖颜色差异、花粉育性等进行去杂;灌浆成熟期主要去除一些迟熟植株。在整个去杂过程中,抽穗期去杂最为关键,此期间的杂株主要以可育株为主,为了防止可育杂株开花散粉,去杂必须在10:00前进行,每天坚持除杂至田间验收合格。
7.10. 清除父本,及时收获
授粉结束后应马上割除父本行并清理干净,可有效增加种子饱满度,提高发芽率;同时利于改善外观色泽,提高种子商品性。80%的种子成熟时便可择晴天收获,在收、运、晒、贮过程中严格操作,避免混杂。若遇天气不稳定时,可以提前至75%的种子成熟时收割,以防连续阴雨天气造成的穗上发芽。收割前认真清理收割机械和晒谷场,严防机械混杂。
江西洪崖种业有限公司根据“高产优质并重、广适抗病并行”的“双并”水稻育种思路,采用核心种质杂交、目标基因置换的育种技术路线选育的杂交晚籼新品种五优76具有产量高、抗性强、适应性广、制种易高产的特点,适应江西全省各地作晚稻推广种植。
基金项目
赣州市科技计划项目赣市财教字[2016] 15号。