广东水稻矮化育种的主要经验 [复制链接]

第5版()
专栏：

广东水稻矮化育种的主要经验
广东省农业科学院
一九五八年以来，广东省农业科学院根据本省农业生产的迫切需要，在整理利用水稻地方品种的基础上，针对本省水稻严重倒伏减产这一生产关键问题，积极地开展抗倒伏高产的水稻新品种选育工作，取得了显著成绩。从一九五九年到一九六三年的五年间，先后选育成功并推广到生产上去的品种，共有“广场矮”、“珍珠矮”、“江南矮”、“矮银粘”、“江矮早”、“二九矮”六个品种三十多个优良品系。这些品种，先后经过三、四年的时间，今年早造已在全省推广达到一千万亩，根本解决了广东省历史上一向障碍水稻产量提高的倒伏减产问题，改变了全省传统的“早四晚六”（指双季稻产量一年中早稻占四成，晚稻占六成）的早稻低产面貌，使全省中等至中上等稻田的产量从过去每亩五百斤左右跃增到七、八百斤的水平（早造产量），为大幅度提高水稻的单位面积产量开辟了广阔的途径。
广东水稻品种工作是通过引种鉴定、发掘利用地方品种、系统选种、杂交育种和辐射育种等多种途径进行的。本文所介绍的只是通过杂交进行矮化育种的部分。
全面分析农业生产情况，抓准生产关键，正确制定选育新品种的目标
要正确确立选育种的目标，首先必须根据本地区的自然生产特点和农业生产发展规划，在调查研究和充分掌握本区农业生产现状和品种现状的基础上，分析农业生产中存在的问题，找出主要矛盾，确定选育种的关键。广东省水稻总产量虽然在解放后有了很大增长，但单位面积产量仍然较低。单产低的原因主要由于自然灾害频繁、肥料缺乏和低产田面积大；从品种方面考虑，主要是没有抗御广东沿海台风侵袭的抗倒伏高产品种。广东是全国受台风和热带风暴最频繁的地区，根据一八八四年到一九五七年七十三年的台风资料统计，五月到十月在广东登陆的台风共三百三十七次，平均每年四点五次，占西太平洋和南海中同一时期产生的台风次数的四分之一以上，其中又以七、八、九三个月最多。由于台风的侵袭，给广东稻作尤其是早稻造成了严重的威胁。在一九五八年以前，广东种植的水稻品种绝大多数都是不耐肥的高秆品种，如早稻的“暹黑七号”、“广场十三号”、“南特十六号”，如晚稻的“塘埔”、“晚白粘”等。这些品种秆高都在一百一十厘米以上，根系一般不发达，茎秆支持力弱，常因台风侵袭而严重倒伏减产。一九五八年以后，这个问题显得更为突出。为了高产就要多施肥料，但施肥越多，倒伏程度越是严重，高产不成，反而变成低产。因此，要提高水稻单位面积产量，就必须解决倒伏问题。倒伏问题不解决，不仅障碍了现有生产水平下水稻单位面积产量的提高，也同时影响生产条件改善后水、肥、土等因素增产作用的发挥。这样，倒伏问题就突出地成为限制产量提高的主要矛盾。所以，我们就把解决倒伏问题作为选育新品种的主要关键。突破了这个关键，其他问题也就迎刃而解了。
其次，由于一个品种高产特性的形成必定是各种优良性状的综合，因此选育新品种的目标必须在首先抓住主要矛盾的同时，又要综合考虑与高产稳产密切相关的其他性状。我们在确定选育抗倒高产新品种的目标时，除了以抗倒伏为主要关键外，根据广东的具体情况，还综合考虑以下性状：
（一）抗病性。广东由于高温多湿的气候环境，和进行高产栽培而形成的密植多肥的生态环境下，容易发生病害。
（二）耐肥性。一九五八年以前，广东栽培的高秆水稻品种多不耐肥，根系一般不发达，茎秆软弱，亩产超过五百斤在正常年景即发生倒伏，障碍了产量的进一步提高。
（三）耐密性。广东生产种植的品种多是过去在长期大株疏植栽培的生产条件下形成的，不耐密植，每亩超过二十二万穗以上即发生个体发育削弱，稻穗变小。因此，选育新品种要适当考虑在增多一亩有效穗数的情况下，个体的发育仍然良好，既能达到较多的有效穗数，又能保持一定的每穗穗重。
（四）耐寒性。广东二月中下旬是历史上发生湿冷天气最多的时间，三月上中旬亦有发生，对早稻的早播早植极为不利。晚稻开花抽穗期常有寒露霜降风的威胁，影响谷粒充实很大。因此，选育新品种要求早稻在秧苗期和移植期有较强的耐寒力，晚稻则要求能耐花期冷害，对寒露霜降风有较强的抗御能力。
基于以上分析，我们确定了以抗倒伏为主要关键，同时辅以抗病、耐肥、耐密、抗寒等特性为选育新品种的综合育种目标。现在，几年农业生产实践证明，我们确立的这个育种目标是符合广东省农业生产的实际情况的。一九五九年我们循着以上目标育成了第一批早稻矮秆品种“广场矮”，具有比较抗病、耐肥、耐密、抗寒的特性和较发达的根系，所以拿到全省各地推广种植，都表现了良好的适应性和突出的丰产性能，在同等生产条件下，一般要比当地推广品种增产一百斤以上。
生产是不断发展的，科学实验也是不断前进的。选育种工作必须随着农业生产和科学研究的发展，不断地分析各个阶段的主要矛盾，确定科学研究的主要关键，这样才能更好地为当前生产服务。一九五九年我们育成的“广场矮”品种，到一九六一年全省大面积生产上推广以后，使全省不少地区改变了“早四晚六”的早稻低产面貌，出现了早造产量超过晚造的新形势。晚造生产显得落后了，晚稻倒伏减产问题就成为主要矛盾，所以我们又及时提出以解决晚稻矮秆抗倒高产品种为主要目标，对早稻品种又在矮秆抗倒的基础上，根据生产暴露出来的新问题，进一步提出以“早”（选育当前生产最缺乏的早熟高产品种）、“低”（选育适于全省广大低产地区的省肥高产品种）、“商”（选育适于珠江三角洲沙田商品粮基地的品种）为中心，并在一九六一年到一九六二年相继育成了早熟高产品种“江矮早”和省肥高产品种“珍珠矮”，都受到了群众的更大欢迎。选育珠江三角洲沙田地区种植的品种具有较大的地区特殊性，我们则专门派出研究人员到中山县新辟育种基地进行选育，目前工作已有很大进展。全省晚稻第一批矮秆抗倒高产品种“广秋矮”，“广二矮”亦已在去年晚造育成，经过今年早造的加速繁育，晚造将在生产上大面积推广。
矮秆新品种的选育工作
广东水稻矮化育种是通过杂交育种的途径进行的。这一方面因为杂交育种是一种比较先进的育种方法，通过杂交可以创造自然界所没有的变异；另一方面，也因为广东的杂交育种工作较有基础。杂交育种是用人工将两个亲本杂交（必要时用多个品种进行复交），创造新的变异类型，加以培育选择，从而获得符合生产要求的新品种。杂交——培育——选择，是杂交育种三个不可分割的环节。
（一）杂交。正确地选择杂交亲本是杂交育种获得成功的首要关键。我们在一九五六年以前，即开始进行抗倒高产品种的选育工作，但在相当长的时间内，设计思想是选择茎秆高大粗壮、穗大粒多的品种作亲本与生产上种植的品种杂交，由此育成了壮秆大穗的新品种“广场十八号”和“广场三十六号”等品种。虽然产量和抗倒伏能力有所提高，但仍不能根本解除倒伏减产的威胁。一九五五年，我们由广西引进了“矮仔粘”品种，它的茎秆很矮（七、八十厘米高），但产量较高，缺点是熟期太迟和病虫害多。同时，我们又在多次下乡考察水稻品种时，发现有些农民用控制肥水的办法作矮化稻秆以减少倒伏的尝试。从而，使我们获得了“矮化”育种的启发。我们以“矮仔粘”为材料，经过系统选择，从中选出各种性状较优良的“矮粘四号”为母本，分别与生产推广品种“广场十三号”等品种杂交，并育成了目前生产推广的“广场矮”等一系列矮秆抗倒新品种。根据这些品种选育成功的经验，使我们体会到，亲本选配的原则必须根据育种目标的具体要求，同时以下几点亲本选配的原则也被证明是实际有效的。
1、选择的父母本，应当优点多，缺点少，而且两者的优缺点可以相互弥补。如我们育成“广场矮”品种是以“矮粘四号”为母本与“广场十三号”杂交育成的。“矮粘四号”品种的优点是，苗期抗寒力很强，根系发达，生势壮旺，分蘖力强，茎秆矮，耐肥抗倒；缺点是分蘖期长，无效分蘖多，穗较短小，千粒重较轻，抗病力弱，生育后期叶片容易早枯，熟期太迟。父本“广场十三号”优点是，生势强，茎秆较健壮，抗病力较强，抽穗成熟整齐，生育后期叶片不早枯，物质转运良好，穗大粒多，千粒重高，适应性很强；其缺点是在大田密植栽培条件下有效穗少，茎秆太高（一百三十厘米），耐肥力和抗倒伏性中等。我们通过杂交集中了两个亲本的优点，最后育成了矮秆抗倒、耐肥、分蘖力强、生势壮旺、穗大粒多、抽穗整齐、生育后期转色顺调的中熟高产新品种。
2、以本地生产上推广种植的优良品种作基础（由于它对本地环境条件具有良好的适应性），通过与另外亲本杂交，克服其缺点，能够较快地育成适宜本地栽培的新品种。如我们育成“广场矮”、“江南矮”、“珍珠矮”品种，都是利用本地生产推广良种“广场十三号”、“江南一二二四号”和“珍珠早”与“矮粘四号”杂交成功的。
3、应用米丘林的地理远隔类型的杂交原则。如我们育成上述三个品种所采用的亲本“矮仔粘”，它原产于东南亚，以后才引入广西，其生态型与本地品种“广场十三号”、“江南一二二四号”等有较大的差别，这样，在杂交后就易于造成杂种较大的可塑性，产生多样性的变异，而不致使杂种偏重父本或母本的遗传性状发展，因而有利于进行选择和定向培育。
（二）培育。两亲的遗传性对新品种的育成有着首要意义，但是，培育条件能够促进杂种变异性状的定向发展。达尔文曾经说过：“当植物在良好的丰富的营养条件、供水条件及其他条件下，植物的性质特别容易改变而且多样化。”据此，我们从杂种的最初世代开始，即供给较充足的肥水条件和光照条件（栽植较疏），以促进杂种后代多样性的变异，为人工选择提供较好的基础。同时，我们为了提高对杂种后代“抗病性”的选择效果，又人为地在杂种植株的行株间间植感病品种以诱发病害，对培育选择抗病品种亦起到了一定的作用。
（三）选择是育种过程中最大量的工作。人工选择可以积累和加强有机体的变异，使其向对生产有利的方向发展。在两亲杂交后，从杂种第二代起，性状即出现多样的变异，选择和促使什么样的性状发展，对育成新品种也起着很重要的作用。根据我们的体会，选择的原则应以育种目标为依据，根据育种目标进而确立对水稻植株形态结构和生长发育的具体选择要求，以此指导具体的选择工作。选择一个优良的杂种单株，不仅要求它个体发育良好，而更重要的还要求它在大田群体栽培的环境下，能够构成和促进高产群体结构的发展，而不能只追求它硕大的穗部性状而忽略其他的性状，否则就会把定向选择引入歧途。根据我们了解，近几年广东省也有些科研单位曾经以育成“广场矮”类似的组合作过杂交，但是由于对杂种后代的选择只注意了个体的穗大粒多，而忽略了其他性状的选择，结果未能预期育成丰产的品种。
缩短育种年限，把新品种多快好省地推广到生产中去
按照杂交育种的一般程序，在两亲杂交后，杂种经过五、六代，主要经济性状才基本稳定。到各种性状完全稳定并开始应用到生产上去，一般要到杂种第七、八代。按照正常的早晚稻每年种植一造计算，从开始杂交到育成一个新品种至少要六、七年的时间。而新品种育成后，还要经过两三年的品种比较、生产鉴定或区域试验，以及繁育到相当数量的种子后才能在大面积生产上推广，这样，所花的时间就更长了。一九五八年以前，我们的育种工作基本是如此循规蹈矩地进行的。从一九五八年开始，全省农业生产对抗倒伏高产品种提出迫切要求，使我们不得不打破这套陈规。我们充分利用了广东省的自然条件，以及我国人民公社制度在推行农业技术改革方面的优越性，在缩短育种、推广年限方面，采取了一系列的措施。
（一）缩短育种年限：
1、早稻品种在晚造“翻秋”种植。把早稻育种选择的优良杂种材料放到晚造多种一造，可以提高杂种的世代数，加速适于早晚两造发育的遗传特性的稳定。但另一方面，由于早晚造气候条件的差异，早稻育种材料的另一些性状，这就是早造由短日照到长日照，由低温到高温的气候条件下发展出来的生理性状，在晚造翻秋种植的异常条件下，则不易得到积累和巩固。为此，我们采用了“半分法”，即是把杂种单株分成两份：一半用来翻秋，另一半则按常规只在早造种植一造，或者是在杂种第一代翻秋，第二代和第三代按常规在早造种植，从第四代起再采用半分法进行翻秋。这样，既可以收到缩短育种年限的效果，又利于杂种性状的积累和巩固。早稻在晚造翻秋种植也是加速良种繁育的一个很好的办法。
2、晚稻品种在早造“翻春”繁育法。由于晚稻品种要求短日照，在早造自然条件下“翻春”种植，不能正常抽穗，因此必须创造短日条件。我们用的办法有两个：一是利用人工建立的暗室进行遮光，创造短日条件；另一个办法是把晚稻品种拿到我国最南部的海南岛崖县，利用那里自然界所具有的冬春气候温暖及短日照的条件，在大田条件下“翻春”繁育。今年早春，我们为了加速去年新育成的晚稻良种“广秋矮”、“广二矮”的培育和繁育，在广东陆地组织了几十个农业科学研究单位和人民公社，利用黑色塑料薄膜和其他土法遮光，翻春繁育了六七十亩新良种。同时又将一部分新良种拿到海南岛翻春繁育，收获了一万多斤种子，今年晚造将在生产上大面积推广。晚稻育种材料翻春繁育时，我们也采用了半分法和隔代翻春的办法。
3、剥裂无性繁殖法。在早稻或晚稻加速繁育时，可以将新品种育成壮秧后，栽培在疏植多肥的条件下，促进多抽生分蘖，再把分蘖分开栽植进行繁育。例如典型的晚稻品种，从早造播种至晚造正常插秧期定植，一般可剥蘖三到四次，一年内一粒种子的繁殖系数可以达到四、五百万倍。
4、早晚稻均可以利用温室在冬季种植培育一造。
通过以上措施，早晚稻一年就可以种植两造三造，大大加快了选育新品种的速度。我们育成早稻品种“广场矮”采用以上办法，从杂交到育成只用了四年时间，而去年育成的晚稻品种“广秋矮”、“广二矮”只用了三年时间。
（二）在农村广泛建立试验基点，实行边选育、边鉴定、边繁育、边示范推广的办法。全省有全民所有制的专区、县良种场和人民公社制度，为推行农业技术改革和开展农业科学实验创造了极有利的条件。一九五八年以后，我省各地人民公社都普遍建立了农业科学研究站或技术推广站，它们与当地当前生产紧密结合，是开展群众性农业科学实验的最好阵地。一九五九年以来，我们在全省选择代表不同类型地区的清远、新会、花县、阳江等十多个地区的人民公社或县良种繁育场建立了试验基点，今年这些基点已发展到三十多个。根据选育种工作的特点，我们对这些基点采取了联系基点的形式，每年每造把在院内育成的新品种发到这些基点种植。对技术力量较强的基点，我们还发给一部分性状已趋于稳定但还有少数分离的新品系，指导这些基点拟订计划进行试验鉴定，到抽穗后进行选种的关键时节，组织研究人员分别巡回下到基点指导工作。这些基点拿到新品种后，一般进行了下列四项工作：1、鉴定新品种的地区适应性和生产力。各基点对分发的新品种都进行产量对比试验，与当地生产品种比较鉴定其生产力，从而确定新品种在当地的生产推广价值，并且比较出在同一个新品种中推广哪个品系好。许多基点根据当地的生产条件，分别把新品种种植在不同土质、不同肥力水平的田类，进一步了解其对各种生产条件的适应性，做到“因地制宜”地推广品种。2、继续选种，进行优中选优。3、加速繁育。我们发给各基点的新品种，种子数量都很少，有些新育成的品系，多的发给几两或半斤，少的只有几十粒甚至几粒。他们都视同至宝，一经种植鉴定成功，就想尽一切办法，如采用单株疏植、多次分株、早稻翻秋、晚稻遮光翻春繁育等办法加速繁育。不少基点为了加速繁育晚稻新品种，还建筑了遮光处理的暗房等设备。这样就大大加速了新品种的繁育推广速度。4、示范推广。几年来，新品种首先在这些基点推广种植，成为当地推广良种的示范样板，和为本地区繁育提供良种的种子基地。
几年工作的实践，使我们深刻地体会到，在人民公社广泛建立试验基点，把科学研究机关的专业试验与群众性的科学实验活动紧密结合起来，确实是加速育种和推广新品种的一条多快好省的途径。这样的作法有许多好处：第一，可以使科学研究单位的品种鉴定和生产试验同时在更广泛更复杂的地区进行。通过这样多点试验获得的资料，就能对新品种的生产推广价值及早地作出肯定的评价，使新品种更快地在大面积生产上推广。第二，可以同时试验更多的新品种和新品系，以及进行优中选优。这样，各地区就有更多的机会鉴定和选育适宜当地生产条件的新品系，同时也减轻了科学研究机构在试验场内的选种鉴定工作量，便于腾出力量进行新的育种工作。第三，通过群众自己鉴定的新品种，能够不推自广，更可以充分利用群众的力量加速繁育，大大加快新品种的推广速度。第四，群众可以通过亲手栽培，逐渐熟悉新品种的脾性，摸索适于当地条件的栽培技术。第五，使科学研究机关与农业生产实践紧密结合，广泛地及时地了解生产上对品种的要求，正确制定选育种目标，更好地为当前生产服务等。总之，科学研究机关的试验研究与群众性的科学实验相结合，不仅丰富了科学研究工作的内容，大大加速了新品种选育推广工作的进程，而且通过群众性选育推广良种运动的开展，还大大激发了广大农民群众热爱科学技术、学习科学技术的热情。现在，全省大多数公社农技站乃至许多大队生产队的农业科学技术小组，都开展了以引种新良种、提纯复壮良种为中心的简单试验研究。不少技术员或农民群众为了拿到少量良种，竟不远千里、跋山涉水到外地引种良种，千方百计地加速良种的繁育；还有不少农民育种家积极地投身育种工作并做出了成绩。当前在全省范围内已掀起一个声势壮阔的群众性选育推广良种的科学实验运动。可以预料，随着这个运动广泛而深入的发展，必将进一步把广东省选育推广良种的工作推向一个新的更高的阶段。