一种环境友好型早稻品种的选育方法

摘要

一种环境友好型早稻品种的选育方法，包括低肥大田、肥力可控条形水池制备；F

说明书

技术领域

本发明属于水稻育种技术领域，具体涉及一种环境友好型早稻品种的选育方法。

背景技术

“环境友好型”早稻品种是指品种本身耐低肥、肥料利用率高，在低肥和高肥水平 下都能获得相对高产，从而在生长过程中仅需投入较少肥量，既能获得高产而又不会因肥 料过剩引起土壤和水质污染的早稻品种。是相对于要获得高产，必需投入大量肥料，但又因 品种自身肥料利用率低，大量肥料未被吸收利用而导致环境污染的早稻品种而言的。

在我国，由于人口众多所带来粮食安全问题以及粮食自给问题面临的挑战，长期 以来，为了追求产量，肥料被大量过度使用。据统计中国以占世界9％的耕地用去了世界1/3 的化肥，单位面积用量是世界平均水平的3.7倍，而每公斤肥料所增产的粮食却不及世界的 1/2。肥料的消费仍呈上升趋势，因肥料过量施用和吸收利用率低导致的土壤和水体污染形 势正在不断加剧。

从长远看，低耗、高效、农业生态环境保护是世界农业发展的大趋势。2015年国务 院常务会议通过了《全国农业可持续发展规划》，特别强调减少化肥、农药施用。农业部也正 式发出通知，称将在全国范围内启动实施化肥、农药使用量零增长行动。而长期以来，我国 水稻育种持续关注产量的增长，对其消耗和污染重视程度不够，选育出的品种不耐低肥，肥 料利用率低。一旦严格控制肥料施用，会造成产量骤减，影响粮食供应。而解决这一问题的 根本是耐低肥、肥料高效利用水稻品种的选育。

前人研究表明，水稻品种的肥料需求量和利用率在籼粳稻之间有较大的差异，即 使是同一类型的水稻品种，耐肥性和肥料利用率也存在较大差异。由此，利用育种手段来筛 选和培育耐低肥、肥料效率高的水稻新品种是可行的。目前，开展如何利用作物自身的遗传 潜力选育耐低肥品种的研究，显得尤为迫切。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种环境友好型早稻品种 的选育方法。

一种环境友好型早稻品种的选育方法，包括以下步骤：

1)水稻种植环境制备：

①低肥大田：选取土壤有效氮含量小于72mg/kg、速效磷含量小于13mg/kg、速效钾 含量小于57mg/kg的低肥力水平的稻田，将其表面0-30cm的土层取起，晒干，去除杂物，过 筛，混匀，再均匀覆盖在此稻田里，备用；

②水培所需的肥力可控的网室内条形水池：建设网室内条形水池，能够根据需要 设置肥力水平，灌满生活用自来水，备用；

③常规中等肥力水平大田：准备全生育期亩施纯氮9kg，纯磷3kg，纯钾6kg的田块；

2)选取苗期耐寒性强的水稻品种中选181为母本，早生快发品种嘉育253作为父 本，进行杂交，得到F₁；在步骤1)中所述的常规中等肥力水平大田种植F₁，获得F₂种子；

3)将F₂群体单本种植于步骤1)所述的常规中等肥力水平大田，按10*13.2cm的株 行距高密度栽插，栽插5000株，成熟期通过目测选择竞争能力强的单株500个，即分蘖强、穗 型较大、植株基部清秀的单株室内脱粒测定单株产量，入选产量高的单株150个，将最终入 选的每个单株谷粒分成2份，准备种植F₃；

4)种植F₃株系，将步骤3)中分成的2份中的其中1份种植于步骤1)中所述的低肥大 田中，株行距为13.3*20cm的常规株行距，每株系栽插9株*6株/行共54株，整个生育期内不 施用任何肥料；另1份种植于步骤1)中所述的网室内条形水池中，进行水培，固定苗盘上的 苗孔按13.3*20cm的常规株行距设计，每株系栽插9株*6株/行供54株，设置高肥力水平，亩 施纯氮18kg，纯磷6kg，纯钾12kg，条形水池的施肥时期同常规大田；成熟期计算各株系肥料 效率％，肥料效率％等于株系低肥大田产量/株系高肥条形水池产量，选择肥料效率高且在 低肥和高肥条件下，均表现高产、稳产的株系，结合抗性、株叶形态，在优良株系中选择优异 的单株，将每个入选单株的谷粒脱下，分成2份，准备种植F₄；

5)在步骤1)所述的常规中等肥力水平大田中种植F₄-F₅，进行加代稳定，株行距和 栽插株数与步骤4)相同，结合产量、抗性、结实率、株叶形态、生育期，选择表现好的株系，从 优良株系中选择优异单株，将每入选的单株脱粒后分成2份，继续加代稳定；

6)在低肥大田和高肥力水平的网室内条形水池中分别种植F₆，种植规格和肥力同 步骤4)，进行低肥大田和高肥水培双重肥力筛选，结合产量、抗性，选择肥料效率高，且在低 肥大田和高肥水培中均表现优异的株系，从中选择优异单株，准备种植F₇；

7)分别在低肥大田和常规肥力水平的网室条形水池中种植F₇，网室条形水池亩施 纯氮9kg，纯磷3kg，纯钾6kg，成熟期测定产量、抗性、肥料效率，选择产量高、抗性好、肥料效 率高的定型品系，即得到环境友好型早稻品种。

进一步，所述步骤1)选取中国水稻研究所富阳试验基地连续三年通过夏季种植水 稻、冬季种植耗肥量大的小麦，期间不施用任何肥料，进行土壤肥力消耗，人工培植肥力水 平低的田块作为低肥力水平的稻田。

进一步，所述步骤4)和步骤6)中所述的F₃、F₆在低肥大田和高肥水培种植同时进 行，肥料效率作为首要选择依据，选择肥料效率高的株系，从中选优异单株。

本发明得到的环境友好型早稻品种，在低肥条件下也能获得相对高产，能有效降 低水稻生长过程中肥料的投入和施用，减轻因高产需求而投入肥料过多引起的环境污染问 题，具有十分重要的意义。

附表1国家水稻产业技术体系岗位科学家周卫研究员2014年对氮高效品种的筛选 结果

注：氮效率＝缺氮处理产量/施氮处理产量；同列数据后不同字母表示同一氮素处 理下不同品种间的差异显著性分析(P<0.05)

附表2国家水稻产业技术体系岗位科学家周卫研究员2014年对磷高效品种的筛选 结果

注：氮效率＝缺氮处理产量/施氮处理产量；同列数据后不同字母表示同一氮素处 理下不同品种间差异显著性分析(P<0.05)。

附表3.国家水稻产业技术体系岗位科学家朱德峰研究员2013年对耐低钾品种的 筛选结果

注：评价指标钾素敏感系数(PSC)和钾素敏感指数(PSI)，PSC＝施钾处理产量/不 施钾处理产量；

PSI＝PSC*(所有品种不施钾处理的平均产量/不施钾处理产量)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。

一种环境友好型早稻品种的选育方法，包括以下步骤：

1)水稻种植环境制备：

①低肥大田：选取中国水稻研究所富阳试验基地连续三年通过夏季种植水稻、冬 季种植耗肥量大的小麦，期间不施用任何肥料，以进行土壤肥力消耗，人工培植肥力水平低 的田块一块，面积1.25亩约833m²，经测定，有效氮(碱解氮)、速效磷(P₂O₅)、速效钾(K₂O)的 含量分别为72mg/kg、13mg/kg、57mg/kg土壤，为低肥力水平。将表面0-30cm的土层取起，晒 干，去除杂物，过筛，混匀，再均匀覆盖在此833m²的稻田里，备用。

②水培所需的肥力可控的网室内条形水池：中国水稻研究所国家改良中心网室内 条形水池，可根据需要设置肥力水平，灌满生活用自来水，备用。

③常规中等肥力水平大田：中国水稻研究所富阳试验基地田块，全生育期亩施纯 氮9kg，纯磷3kg，纯钾6kg(氮：磷：钾＝3：1：2)。

2)选取苗期耐寒性强的水稻品种中选181为母本，早生快发品种嘉育253作为父 本，进行杂交，得到F₁；在1)中③所述的常规肥力水平种植F₁，获得F₂种子；

3)F₂群体单本种植于在1)中③所述的常规肥力水平大田，按10*13.2cm的株行距 高密度栽插，栽插5000株，成熟期通过目测选择竞争能力强的单株500个，即分蘖强、穗型较 大、植株基部清秀的单株室内脱粒测定单株产量，入选产量高的单株150个，将最终入选的 每个单株谷粒分成2份，准备种植F₃；

4)种植F₃株系，将2)中分成的2份中其中1份种植于1)中①所述的低肥大田中，株 行距为13.3*20cm的常规株行距，每株系栽插9株*6株/行＝54株，整个生育期内不施用任何 肥料；另1份种植于1)中②所述的网室内条形水池中，进行水培，固定苗盘上的苗孔按13.3* 20cm的常规株行距设计，每株系栽插9株*6株/行＝54株，设置高肥力水平，亩施纯氮18kg， 纯磷6kg，纯钾12kg(氮：磷：钾＝3：1：2)，条形水池的施肥时期同常规大田；成熟期计算各株 系肥料效率％＝株系低肥大田产量/株系高肥条形水池产量，选择肥料效率高且在低肥和 高肥条件下，均表现高产、稳产的株系，结合抗性、株叶形态，在优良株系中选择优异的单 株，将每个入选单株的谷粒脱下，分成2份，准备种植F₄；

5)在1)中③所述的常规中等肥力水平大田中种植F_4-F₅，进行加代稳定，株行距和 栽插株数同4)，结合产量、抗性、结实率、株叶形态、生育期，选择表现好的株系，从优良株系 中选择优异单株，将每入选的单株脱粒后分成2份，继续加代稳定；

6)在低肥大田和高肥条形水池中分别种植F₆，种植规格和肥力同4)，进行低肥大 田和高肥水培双重肥力筛选，结合产量、抗性，选择肥料效率高，且在低肥大田和高肥水培 中均表现优异的株系，从中选择优异单株，准备种植F₇；

7)分别在低肥大田和常规肥力水平的网室条形水池中种植F₇，网室条形水池亩施 纯氮9kg，纯磷3kg，纯钾6kg(氮：磷：钾＝3：1：2)，成熟期测定产量、抗性、肥料效率，选择产 量高、抗性好、肥料效率高的定型品系，即得到“环境友好型”早稻品种中嘉早17。

所述的步骤1)中所述的育种环境为低肥大田和网室内条形水池，肥力水平可控， 可低肥可高肥；

所述的步骤3)中所述的在F₂代进行高密度种植筛选。

所述的环境友好型早稻品种中嘉早17的选育方法，其特征在于所述的步骤4)、6) 中所述的F₃、F₆在低肥大田和高肥水培种植同时进行，肥料效率作为首要选择依据，选择肥 料效率高的株系，从中选优异单株。

所述的环境友好型早稻品种中嘉早17的选育方法，其特征在于所述的步骤7)中所 述的F₇在低肥大田和常规肥力水培种植同时进行，选择产量高、抗性好、肥效率高的定型品 系。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。