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水稻产量与株型演进特点的研究

更新时间:2009-03-28

中国是世界上最大的产稻国,总产量居世界首位,但随着人口和消费量的急剧增加,目前已经成为世界上最大的水稻进口国[1-2]。我国人多地少,农业资源短缺,人增地减的趋势在相当长的时期内还难以遏制,而且这种矛盾还将愈来愈尖锐。因此依靠科技进步,超常规大幅度地提高单产,必将是实现安邦定国、粮丰民富的战略性抉择。据国际水稻研究所对亚洲8个国家的调查分析表明,在1965-1980年间使稻作总产明显增加的因素中,主要有品种改良、扩大面积、增施肥料、改善水利设施,其中现代品种育成和推广占贡献的34.3%[3]。因此不断选育高产、优质、多抗的新品种、新组合,无疑是提高水稻单产最为有效、最为经济的手段。

从20世纪40年代末到50年代后期,全国各地大规模搜集和整理了地方品种,评选出了一批优良的地方品种如南特号、矮仔占等,并育成了一批新的高秆良种,如早南稻、西湖早、南特16、南京1号、新太湖青等,在生产上均大面积推广,并取得了产量较大幅度的增长[4],在生产上发挥了较大作用。此期品种均属高秆穗小穗少型,其株高在130 cm左右,有效穗225万hm2左右,每穗粒数80左右,单穗重小于2 g。

株型改良对水稻单产提高具有十分重要的作用。从20世纪50年代后期到70年代初期为水稻良种矮秆化阶段,将矮秆水稻作为育种目标是在我国首先提出并获得划时代成就的。矮脚南特、广场矮和台中在来一号等3个矮秆稻种的首先育成,不仅标志着我国矮化育种的新纪元,而且也引导了世界性水稻育种方向的转变。热带地区始于20世纪60年代的矮秆品种选育和推广,使水稻产量成倍增加,与小麦矮秆育种一起被称作 “绿色革命”。我国始于20世纪50年代的矮秆育种及其配套的栽培技术的应用,使水稻产量大幅度提高[4]。1956年广东省潮阳县洪春利、洪群英从高秆品种南特16中选得矮秆变异株,从中培育出世界上第一个用于大面积生产的矮秆籼稻品种矮脚南特。由于矮秆品种耐肥抗倒、叶挺多穗、收获指数高、一般单位面积产量比高秆品种增加20%~30%,因而深受农民欢迎,从而使矮化育种迅速在我国蓬勃展开。1959年广东省的黄耀祥育成了广场矮,此后又相继育成的珍珠矮、广陆矮、二九矮等品种在我国南方稻区大面积推广。1956年台湾省也育成了矮秆籼稻品种台中在来一号。在我国籼稻矮化育种思路的启发下,国际水稻研究所在1966年育成了被称为 “奇迹稻”的第一个矮秆稻种IR8。此期品种属矮秆穗小穗多型,株高一般在100 cm以下,有效穗数可达300万/hm2以上,穗粒数90~110粒,单穗重2.0~2.5 g。水稻矮化育种的成功和大面积推广,是中国水稻育种史上的一个重要的里程碑,为我国粮食增产做出了巨大贡献[5]

从表1中我们可以看到学生在阅读中使用图式理论的情况,三个分类的平均得分由低到高分别是:内容图式(2.9647)、结构图式(2.9819)、语言图式(3.0392)。从数据上来看,学生们对于此三种图式的应用平均水平是呈现持平状态,语言图式刚好超过了3分。但是我们也可以看到民族地区学生的阅读能力都集中在中下水平,并且在阅读中使用图式的策略的都不高,图式策略意识薄弱。

水稻杂种优势利用的研究始于20世纪初,1926年美国的Jones首先提出水稻具有杂种优势,从而引起各国育种家的重视。从20世纪70年代初期到80年代初期是水稻杂种优势利用兴起和矮秆常规稻更新阶段。中国的水稻杂种优势利用研究是袁隆平于1964年创始的,以1970年李必湖等在海南崖县发现花粉败育型不育材料为契机,通过全国协作攻关,于1973年首先实现了籼型三系配套,使水稻杂种优势在生产上的利用付诸现实。随即育成了南优2号、3号、6号,汕优 3号、6号,威优 2号、6号等强优组合,种子生产体系也于1975年基本建立。粳型杂交稻也在此期间实现了三系配套,有黎优57等投入生产。目前,杂交水稻在我国的推广面积占水稻播种面积的近50%。杂交水稻的研究成功,使我国水稻产量又提高了15%~20%。此期杂交稻多属半高秆穗大型品种,其株高可达110~115 cm,穗粒数可达150~180粒,单穗重可达3.5 g。在此期间,矮秆常规稻育种也取得进一步发展,先后育成了一批半矮秆的高产、抗病良种,如桂朝2号、窄叶青8号、辽粳5号、武育粳3号等。一般株高为100 cm左右,有效穗300万/hm2左右,穗粒数120~140粒,单穗重3 g左右。

自20世纪80年代至今为多学科协作的“高产、多抗、优质”新品种、新组合选育阶段。在全国及有关省(区)组织了“六五”、“七五”水稻育种攻关,育种水平有了明显提高,先后育成了一大批各具特色的接班良种,如双桂、特青、中育 1号、汕优10、协优46等。此期虽有大批的水稻新品种、新组合问世,但在产量水平上一直未有重大突破,水稻育种研究处于徘徊阶段。为使水稻产量更上一个台阶,着眼于更长远的粮食安全问题,水稻超高产育种研究也就应运而生。最早提出和开展水稻超高产育种计划的是日本,始于1981年。该计划试图通过籼粳交选育产量潜力更高的新品种,再辅之以相应栽培技术,实现其超高产目标。到1990年,整个超高产育种计划共选育出56个超高产品系和6个品种,小面积产量(糙米)记录接近10 t/hm2。这些超高产品系(种)的主要特征是:育种方式主要是籼粳交,提高穗粒数和粒重来提高产量,良种良法配套,超高产育种和超高产栽培同等重要,适当提高株高来提高群体生物产量进而提高水稻产量。我国的水稻超高产育种研究始于20世纪80年代中期,并为超级稻研究在1996年正式启动奠定了良好的基础。我国超级稻的研究主要目标为:通过品种改良和配套栽培技术体系的研究,到2000年在较大面积上稳定实现单产9.0~10.5 t/hm2,到2005年突破 12 t/hm2,到 2015年跃上 13.5 t/hm2;超级稻材料的最高单产,2000年达到 12 t/hm2,2005年达到 13.5 t/hm2,2015年达到 15 t/hm2

总之,在施工过程中,设计方、施工方、厂家及业主方应密切配合,时刻沟通,才能保证最终的施工质量,做出完美的作品。

从水稻育种发展来看,株型改良对水稻产量潜力的提高发挥了重要的作用。无论是20世纪60年代的矮化育种还是在此基础上兴起的理想株型育种,核心问题都是株型。矮化育种的关键是降低株高,以增强抗倒性,增加穗数和收获指数,进而达到显著增产的目的。理想株型育种是在矮化育种的基础上进一步改良株型,改良核心是上部叶片短厚直立,改进群体结构和受光姿态,降低消光系数,增大最适叶面积指数,提高光能利用效率。20世纪80年代兴起的超高产育种,即后来的超级稻,也是以塑造理想株型为突破口,根据不同生态条件,提出了多种超级稻新株型模式。目前,我国水稻超高产育种主要有以下模式:一是杨守仁[6]的理想株型和大穗模式,即理想株型与优势利用相结合来实现水稻产量潜力的突破,并已育成了一批高产组合应用于生产;二是黄耀祥[7]的“丛生快长超高产育种”模式,育成了特青、胜优系列超高产品种;三是袁隆平[4]提出的“形态改良和杂种优势利用相结合的超高产育种”模式,选育出了以培矮64S/E32为代表的超高产新组合,已基本上达到了超级稻组合选育预定目标;四是周开达[8]提出的“重穗型超高产育种”模式,经多年的探索和实践已有一大批重穗型杂交稻超高产组合在生产上大面积应用。从上可以看出,从解放初期到现在,水稻品种株型及穗粒结构的演进之路 [9-10]为:高秆穗小穗少—矮秆穗多穗小—半矮秆穗较大—半高秆穗大—半高秆穗更大、更重(超高产育种)。

参考文献

[1]凌启鸿.作物群体质量[M].上海:上海科学技术出版社,2000,42-120.

[2]FAO.Statistical databases.Food and Agriculture Organization(FAO) of the United Nations.2004.

[3]姚立生,高恒广,杨立彬.江苏省50年来中籼稻品种产量及有关性状的演变[J].江苏农业学报,1990,11(3):38-44.

[4]袁隆平.从育种角度展望我国水稻的增产潜力[J].杂交水稻,1996(4):1-2.

[5]周少川,王家生,李宏.我国水稻育种的回顾与思考[J].中国稻米,2001,10(2):5-7.

[6]杨守仁.水稻株型问题讨论[J].遗传学报,1977,4(2):109-116.[7]黄耀祥.半矮秆,早长根深,超高产,特优质中国超级稻生态育种工程[J].广东农业科学,2001,10(3):2-6.

[8]周开达,马均,李贤勇.亚种间大穗型品种Ⅱ优6078的栽培生理特性及其高产栽培技术[J].西南农业学报,1998,11(水稻栽培专辑):152-157.

[9]杜华平,曹卫星.高产水稻适宜基因型及株型特点模拟[J].上海农业学报,1999,15(2):51-55.

[10]角田重三郎.稻的理想型—光合结构的调节,陈温福编译.国外有关水稻株型文集[C].沈阳:沈阳农业大学稻作研究室,1985,217-219.

 
王朋,孙杰,赵青,张志高
《农业科技通讯》 2018年第05期
《农业科技通讯》2018年第05期文献

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