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杂交粳稻发展现状、问题及其对策


杂交粳稻发展现状、问题及其对策
中国是世界上最大的稻米生产国和消费国,稻作面积和稻谷总产 量分别占全世界的 23%和 37%。水稻是中国第一大粮食作物,也是 单产水平最高的粮食作物。 我国常年水稻播种面积约占全国粮食作物 总面积的 30%,其产量约占粮食总产量的 40%。中国不仅稻作历史 悠久,而且水稻育种科技水平也是世界领先。

据预测,到 203

0 年,我国人口将达到 16 亿,对粮食的需求也随 之增长,粮食安全将成为国计民生的重大问题。因此,开展新的农业 科技革命,提高农业科技贡献率,寻找提高水稻生产水平新增长点, 促进水稻总产量的持续稳定增长,满足我国对粮食的需要, 具有重大 的蒽义。

杂交粳稻是近期内最有可能取得跨越式发展, 对粮食总产贡献率 最大的粮食作物之一,将是我国粮食增产新的增长点。到目前为止, 杂交籼稻已占籼稻种植总面积的 70%左右,而杂交粳稻仅占粳稻种 植面积的 3%左右,有很大的发展空间。到 2003 年,全国的粳稻面 积已达 773.3 万公顷左右,随着粳稻种植面积的逐年扩大,有希望在 10 年后达到 1000 万公顷。如果能实现杂交粳稻种植面积比例从 3% 到 50%的跨越,就有希望每年增产 35 亿公斤优质稻谷,将实现粳稻 的第二次科技革命,会产生巨大的社会效益和经济效益。

1 杂交粳稻发展现状

1.1 我国杂交水稻发展现状

纵观近十多年来世界水稻研究发展的趋势, 培育超高产水稻品种 一直是水稻研究的重点、 热点和难点。 我国的水稻育种取得两次重大 突破:一是矮秆水稻培育成功,把水稻单产水平提高了 20%;二是 杂交水稻尤其是杂交籼稻的培育成功, 又在矮秆品种的产量水平上提 高了 20%。20 世纪 70 年代以来,我国杂交水稻迅速大面积推广, 对 粮食增产发挥了巨大作用。 我国水稻的杂种优势利用无论理论研究还 是生产应用都居世界领先水平。1981 年,以袁隆平院士为代表的我 国农业科学家研究的籼型杂交水稻获得了我国建国以来惟一的国家 科技发明特等奖。据统计,20 世纪 80 年代中期全国杂交水稻面积在 1000 万公顷左右,约占籼稻总面积的 40%;到了 20 世纪 90 年代初, 全国杂交水稻面积扩大到近 1600 万公顷,其中杂交籼稻种植面积占 籼稻的 50%以上,目前我国年种植杂交籼稻约 1467 万公顷左右, 占 籼稻种植面积的 70%左右,占全国水稻种植面积的 50%以上。杂交 籼稻的大面积、快速推广应用, 大幅度地提高了我国水稻的单产和总 产。 1976~2001 年,全国累计种植杂交籼稻约 2.67 亿公顷,累计增 产稻谷近 4000 亿公斤。杂交水稻的大面积推广为我国粮食总产的提 高和保障粮食安全做出了巨大贡献。

1.2 杂交粳稻研究历史

国际上最早报道三系杂交粳稻研究的是日本的科学家胜尾清 (1958 年),1966 年日本育成细胞质不育系、保持系和恢复系,实现了 粳稻三系配套。这是世界上第一个三系杂交粳稻,但未见生产应用。

我国杂交粳稻的研究始于 20 世纪 60 年代, 云南农业大学李铮教 授发现败育株,并于 1969 年育成不育系,定名为滇型不育系,这是 我国最早选育的粳型雄性不育系。此后,其他细胞质类型的粳型不育 系也在全国各地相继育成。以辽宁省农科院为代表的许多单位, 利用 从日本引进的 BT 型台中 65 不育系, 育成一批 BT 型粳稻不育系。 1975 年辽宁省农科院采用“籼粳架桥”配子利用、人工制恢方法,育成高恢 复度和高配合力的恢复系 C57,1980 年选育出中国也是世界上第一 个应用于生产的杂交粳稻组合。1985 年以后,南方各省相继育成了 适合南方的粳稻恢复系, 同时育成了一批异交率高、 配合力强的新不 育系,如上海的寒丰 A、8204A 等,这些不育系和恢复系组配的组合 在区试中比常规对照品种增产 10%~20%。在此时期,北方杂交粳 稻育种也取得了一定的进展,选育出了一批高产优质的杂交粳稻组 合,并在生产中推广种植。20 世纪 80 年代后期至 90 年代中期,杂 交粳稻的发展速度较慢, 许多育种单位中断了杂交粳稻的研究, 但是 南方有些地区如上海、 江苏的苏北和徐淮地区杂交粳稻仍然保持一定

的增长速度。继 20 世纪 90 年代初上海的寒优湘晴、寒优 1027、江 苏的六优 32 和安徽的六优 C 堡、 优 9 号等较好的组合在南方稻区 80 大面积应用后,各地又相继育成了一批新的杂交粳稻组合, 已成为当 前的主要推广组合。

1.3 杂交粳稻发展现状

20 世纪 70 年代以来,我国粳稻的种植面积一直稳定在 667 万公 顷左右。近几年,粳稻种植面积有扩大的趋势,有些省份和地区出现 籼稻改粳稻的现象,例如,在江苏省的水稻生产中,原来籼稻占有很 大的比例,目前基本上变成了粳稻。粳稻由于米质佳、口感好,在国 内外市场很受消费者的欢迎,预计粳稻的种植面积还会扩大。

和杂交籼稻相比,杂交粳稻发展速度较慢。据统计,20 世纪 80 年代中期杂交粳稻的种植面积只有 13.3 万公顷左右,仅占粳稻种植 面积的 2%,即使是发展较快的北方稻区,杂交粳稻的面积最大时也 只占粳稻面积的 6%左右。到了 20 世纪 90 年代初期,由于杂交粳稻 的研究处于低谷,种植面积有所下降,减少到 8 万公顷,仅占粳稻种 植面积的 1%左右。近几年,杂交粳稻的种植面积有所上升,到 2003 年,全国杂交粳稻的种植面积约 23.3 万公顷,占粳稻种植面积的 3 %左右。

目前中国的粳稻主要分布在东北、华东、华中、西北、西南等地 区。从生态区看,有北方的杂交中粳稻、南方的杂交晚粳稻和杂交中 粳稻等;从类型看,有三系杂交粳稻、二系杂交粳稻等;从细胞质类 型看,有 BT 型、滇型和野败型等。

杂交粳稻在地区间发展很不平衡(表 1)。南方 (华东、华中)杂交 粳稻区近年来推广速度较快,面积逐年扩大,主要分布在太湖流域。 新组合不断出现,1998 年以来,沪、苏、皖等地的杂交粳稻育种已 从高产型向优质型转变, 并初步选育出了一些优质品系, 如上海的品 3A、安徽的双九 A 等,不但保持了明显的杂种优势,而且品质优良。 2003 年,湖北省的杂交粳稻种植面积约 3 万公顷,约占粳稻种植面 积的 10%;安徽省的杂交粳稻面积达 7 万公顷,约占粳稻种植面积 的 18.2%;上海市的杂交粳稻发展较快,虽然水稻生产面积由 20 世 纪末的 20 多万公顷下降到 10.7 万公顷, 但杂交粳稻的面积并未减少。 据统计,2003 年杂交粳稻的面积为 3.3 万公顷,占水稻生产面积的 31%。北方杂交粳稻区主要分布在辽宁、宁夏等地。与南方相比, 北 方稻区的杂交粳稻发展速度较慢。黑龙江、 吉林稻区属于北方寒冷稻 作区,杂交粳稻研究工作两上两下,曾经投入了大量的人力、财力和 物力,但是由于杂交粳稻熟期偏长, 有效积温不能满足杂交粳稻对积 温的要求, 使杂交粳稻的生长优势不能转换为产量优势, 以及现有杂 交粳稻在抗逆、优质、温光反应上存在着缺陷,导致空秕率高、制种 产量低、种子纯度低等问题,从而制约了杂交粳稻在该地区的发展。

随着种子市场的发育成熟, 常规水稻种子难以占领市场,而杂交 水稻种子有广阔的市场空间。 育种家和种子生产经营企业也看到了杂 交粳稻种子的市场前景, 加大了对杂交粳稻的研究力度, 针对杂交粳 稻的产量优势问题、品质问题、种子生产等关键技术进行研究,已经 取得了一定的进展。目前,各地区育种单位都研究出了一批表现优良 的不育系、 恢复系和保持系。 也选育出了高产、 优质的杂交粳稻组合, 例如京优 14、津粳杂 2 号、津粳杂 4 号、3 优 18、中粳优 1 号、津 优 9603、Ⅲ优 98、9 优 418、屉优 418、玉优 1 号、常优 1 号、常优 2 号、寒优湘晴、寒优 1027、8 优 161、申优 1 号、品优湘晴、甬优 l 号、甬优 2 号、甬优 3 号、甬优 4 号、辽优 3225、秋优 62、鄂粳 杂 1 号、鄂粳杂 2 号、培两优 649、69 优 8 号、80 优 9 号、86 优 8 号、滇杂 31、滇杂 32 等,其中部分品种 (组合)的米质可达国标优质 米 2 级,产量较常规稻增产 20%左右,实现了优质、高产、抗逆的 有机结合, 并且在高产栽培研究上也积累了一定的经验。 杂交粳稻正 孕育着更大的突破和更快的发展。

2 杂交粳稻发展中面临的主要问题

与杂交籼稻相比,杂交粳稻的研究和发展速度较慢, 困扰杂交粳 稻发展的主要问题有以下几个方面。

(1)投入不足, 研究力量分散。 目前杂交粳稻研究存在的主要问题 是科研投人不足、研究力量分散、资源不能共享;育种家之间缺乏沟 通、交流与合作;育种单位各自独立、封闭。

(2)将优质、 高产、 抗逆等性状有机结合在一起的精品杂交粳稻组 合少。与常规粳稻相比, 目前生产中应用的大多数杂交粳稻品种综合 竞争优势不强,表现为米质较常规粳稻差、产量优势不明显,从而影 响了种植者的积极性。

(3)杂交粳稻制种产量和纯度有待于提高。由于目前生产上应用 的杂交粳稻品种(组合)不育系大多是 BT 型配子体不育,一旦防杂保 纯措施不力, 极易发生生物学混杂和机械混杂, 严重影响杂交种纯度, 加上粳型稻不育系异交性能不如籼型稻不育系, 制种产量低、 纯度差、 成本高等问题,从而造成生产中减产和稻米品质下降。

(4)高产、优质、高效杂交粳稻配套栽培技术体系没有建立起来。 优良杂交粳稻品种的稻米米质好、增产显著,但是在生育期、栽培技 术、施肥技术、大田管理、生态适应性等环节与常规品种不同。种植 者并没有注意到这一点, 在生产中实施和常规的水稻品种相同的栽培 措施。例如,杂交粳稻一般生育期较长,熟期偏迟,有的品种生育期 长达 170 天左右,如果过迟播种、移栽或施肥不当,如肥量偏多等, 就会出现疯长,成熟期推迟,青谷秕谷增多,粒重下降,减产减收,

稻米品质下降。 3 杂交粳稻发展对策

针对上述情况,在杂交粳稻的科研、生产、推广等方面应加强以 下几个方面的工作。

(1)借鉴杂交籼稻的发展思路,组织杂交粳稻育种单位进行科研 大协作,实现育种材料和种质资源共享,针对杂交粳稻的米质差、 产 量优势不明显、 种子纯度差等问题, 集中人力、 物力和财力联合攻关, 力争在近期内选育出一批高产、 优质、 多抗的杂交粳稻新组合并应用 于生产。

(2)加强基础研究, 强化技术储备。 育种工作的突破在于资源的发 现、创新和利用,要不断尝试进行新种质资源的收集和创新,建立优 良粳稻种质资源库, 利用分子生物学手段进行不同亚种及不同生态型 的有利基因的创建、发掘与利用的研究。围绕杂种优势利用研究, 开 展优质高产抗逆等有利性状的聚合技术、 亚种间杂种优势利用技术和 形态改良技术的有机结合、 不同生态区超高产水稻理想株型的塑造等 研究工作。

(3)在杂交粳稻育种方向上, 坚持三系法和两系法并重, 采取水涨 船高、远中求近、近中求远的育种策略来提高杂交粳稻产量优势, 采 取亲本双优策略来解决米质差和产量优势不明显等问题。 在研究技术

上, 注意常规技术和分子技术的结合, 积极开展以生物技术为主要内 容的新技术育种研究,提高育种效率或导入外源基因,改良亲本的某 些不良性状。 综合运用形态改良技术、 杂种优势利用技术, 培育产量、 品质、抗性达标的精品杂交粳稻品种。

(4)改进、完善、组装现有的高产制种技术。针对杂交粳稻的亲本 特点,合理安排制种的基地和时间,创造高产群体,并提高异交结实 率; 进一步完善种子质量检测体系, 特别是要积极开展以分子检测手 段为主要内容的高新技术研究, 最终形成一整套生产高效与检测高效 的优质杂交粳稻种子产业化体系。

(5)建立高产、 优质、 高效杂交粳稻配套栽培技术体系。 优良的杂 交粳稻品种具有高产的潜力,但是要发挥高产优质的潜力, 必须根据 品种的特性实施因种栽培,良种良法。认真抓好播种、移栽、施肥、 灌水、搁田、病虫草防治等各项关键措施,建立配套的杂交粳稻高产 栽培技术体系,充分发挥优良杂交粳稻品种米质好、产量高的优势。 同时还要注重研究推广不同生态类型杂交粳稻“高优轻”综合栽培技 术和优质杂交粳稻产量和品质形成的化控栽培技术, 包括专用叶面肥 制造及施用技术、抗早衰技术、化控技术及提高成穗率技术。

(6)建立优良杂交粳稻新品种推广体系。组织科研、教学、推广、 企业等单位大协作,以优良杂交粳稻品种的选育为基础, 以种子产业

化为突破口,以优良品种的推广为手段,由种子生产企业采用市场经 济手段,组织资金,迅速扩大种子生产规模,使其严格按照现行标准 和规范生产高质量种子, 实行良种生产的产业化, 促进科技成果转化 为生产力,促进杂交粳稻的快速发展。


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