超級(jí)稻新品種‘松粳15’穗部性狀與產(chǎn)量的關(guān)系

于艷敏 武洪濤 張書利 徐振華 閆平 牟鳳臣 趙北平 高洪儒

摘要：為了明確超級(jí)稻新品種‘松粳15穗部性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，探討其高產(chǎn)機(jī)理，采用田間小區(qū)常規(guī)種植，通過相關(guān)分析與多元回歸分析等研究了‘松粳15著粒密度、穗長、一次枝梗特性、二次枝梗特性等穗部性狀與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系。結(jié)果表明每穗穎花數(shù)（r=0.9887^**）、著粒密度（r=0.9768^**）、一次枝梗數(shù)（r=0.8047^**）、一次枝梗粒數(shù)（r=0.9338^**）、二次枝梗數(shù)（r=0.7295^**）、二次枝梗粒數(shù)（r=0.8606^**）與‘松粳15的產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，結(jié)實(shí)率（t=2.090，P=0.041）和穗長（t=-1.223，P=0.048）的偏回歸系數(shù)達(dá)到顯著水平，上述穗部性狀對產(chǎn)量影響較大，提高一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)，二次枝梗粒數(shù)有利于增加每穗穎花數(shù)，同時(shí)還應(yīng)注重穗長的選擇培育大穗并控制結(jié)實(shí)率以進(jìn)一步挖掘其增產(chǎn)潛力。

關(guān)鍵詞：‘松粳15；穗部性狀；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S511

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號(hào)：cjas15020006

0引言

水稻是中國最重要的糧食作物，約占糧食總產(chǎn)量的40%，隨著耕地面積的減少和人口數(shù)量的增加，糧食安全成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題，培育超高產(chǎn)品種提高水稻產(chǎn)量是解決糧食安全問題最行之有效的途徑。水稻穗部貯存光合作用產(chǎn)物，是產(chǎn)量的最終表達(dá)部位，穗部性狀與籽粒灌漿、水稻產(chǎn)量、品質(zhì)、群體生態(tài)環(huán)境等密切相關(guān)，水稻穗部性狀包括穗數(shù)、穗長、著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、千粒重等，穗部性狀指標(biāo)之問、穗部性狀與產(chǎn)量之間都存在密切聯(lián)系，在一定水平上相互協(xié)調(diào)。穗部性狀與產(chǎn)量之間關(guān)系的研究對超高產(chǎn)水稻產(chǎn)量形成機(jī)制與產(chǎn)量進(jìn)一步挖掘具有重大意義。以往研究主要集中在對不同穗型品種間部性狀與產(chǎn)量關(guān)系、穗部性狀與品質(zhì)、農(nóng)藝性狀關(guān)系等的研究，對于特定品種穗部性狀與產(chǎn)量關(guān)系研究較少，分析特定水稻品種穗部性狀與產(chǎn)量關(guān)系有利于改進(jìn)性狀缺陷進(jìn)一步提高產(chǎn)量，同時(shí)對超高產(chǎn)育種后代材料選擇也具有重要指導(dǎo)意義。‘松粳15是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院五常水稻研究所育成的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性強(qiáng)的粳稻新品種，2010年通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定（審定號(hào)：黑審稻2011001），2013年通過農(nóng)業(yè)部超級(jí)稻認(rèn)定。在近幾年的示范推廣中，表現(xiàn)出高產(chǎn)性穩(wěn)產(chǎn)性好、米質(zhì)優(yōu)良、抗病性強(qiáng)、抗倒伏性強(qiáng)等特點(diǎn)，對提高黑龍江省水稻產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)民增收起到很好的作用。本研究分析了超級(jí)稻新品種‘松粳15的穗長、著粒密度、一次枝梗性狀、二次枝梗性狀等穗部特征及其與產(chǎn)量的關(guān)系，旨在揭示其高產(chǎn)機(jī)理，為其穗型改良和產(chǎn)量進(jìn)一步挖掘以及高產(chǎn)栽培技術(shù)提供一定依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為常規(guī)粳稻超級(jí)稻‘松粳15，主莖葉數(shù)14片，2013年被農(nóng)業(yè)部確定為超級(jí)稻品種，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院五常水稻研究所提供。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院五常水稻研究所試驗(yàn)田進(jìn)行，土壤類型為沙壤土，地勢平坦，肥力中等，采用井水灌溉。4月10日播種，5月11日移栽，插秧規(guī)格為行距33.3 cm，株距16.7 cm，每穴2-3株，小區(qū)面積30m²，3次重復(fù)，施純氮150 k/hm²，N：P：K=2：1：1。耙地前施入氮肥的50%、鉀肥的50%、磷肥全部做基肥，插秧后7天左右施入氮肥的20%做分蘗肥，于6月20日左右施入氮肥的20%做調(diào)節(jié)肥，于7月10日左右施入氮肥的10%和鉀肥的50%做穗肥。灌溉應(yīng)采取分蘗期淺、孕穗期深、籽粒灌漿期淺的灌溉方法，其他管理同大田，9月28-30日收獲。

1.3測定項(xiàng)目

成熟期調(diào)查單位面積有效穗數(shù)，每小區(qū)取10穴測定穗長。成熟后每小區(qū)取10穴有代表性的稻株室內(nèi)考種，調(diào)查結(jié)實(shí)率、千粒重、著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗千粒重、一次枝梗著粒密度、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗千粒重、二次枝梗著粒密度等，小區(qū)剩余面積實(shí)收實(shí)測產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003及DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1‘松粳15產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表l可見，超級(jí)稻‘松粳15的單位面積有效穗數(shù)216-324穗/m²，平均276穗/m²，每穗穎花數(shù)111 .92-179.81個(gè)，平均152.67個(gè)，千粒重19.56-23.89g，平均22.14g，，結(jié)實(shí)率92.52%-100%，平均94.81%，單位面積總粒數(shù)23976.60-61948.42粒，平均42136.92粒，庫容量468.97-1479.95g/m²，平均932.91g/m²，產(chǎn)量9384.0-11700.2kg/hm²，—平均9671.53kg/hm²。

在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，每穗穎花數(shù)和千粒重的變異系數(shù)較大，分別為17.63%和7.99%，有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率的變異系數(shù)比較穩(wěn)定，分別為1.45%和1.26%，每穗穎花數(shù)和千粒重成為制約產(chǎn)量的因素。

2.2‘松粳15穗部性狀特征

由表2可見，超級(jí)稻‘松粳15的穗長13.2-15.5cm，平均14.15cm，著粒密度8.34-12.34粒/cm，平均9.35粒/cm，每穗一次枝梗13-16個(gè)，平均13.60個(gè)，一次枝梗每穗粒數(shù)75.92-97.12粒，平均81.73粒，一次枝梗結(jié)實(shí)率93.4g%-100%，平均98.70%，一次枝梗千粒重22.68-22.82g，平均22.76g，一次枝梗著粒密度1.14-1.51粒/cm，平均1.37粒/cm，每穗二次枝梗14-32個(gè)，平均17.73個(gè)，二次枝梗每穗粒數(shù)35.92-94.08粒，平均51.66粒，二次枝梗結(jié)實(shí)率92.52%-100%，平均96.51%，二次枝梗千粒重19.5-19.65g，平均19.60g，二次枝梗著粒密度1.78-2.47粒/cm，平均1.99粒/cm。一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗千粒重、二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗千粒重的變異系數(shù)較小，分別為1.75%、0.22%、2.95%、0.20%，其他穗部性狀的變異系數(shù)較大，穩(wěn)定性差，對產(chǎn)量影響較大。

2.3‘松粳15穗部性狀之間相關(guān)分析

由表3，穗長與每穗穎花數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、一次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與一次枝梗著粒密度和二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。每穗穎花數(shù)與著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與一次枝梗著粒密度和二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。著粒密度與一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗著粒密度、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。一次枝梗數(shù)與一次枝梗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)顯著正相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗著粒密度、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。一次枝梗粒數(shù)與二次枝梗粒數(shù)顯著正相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗著粒密度、二次枝梗粒數(shù)正相關(guān)，與二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。一次枝梗結(jié)實(shí)率與一次枝梗著粒密度、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、二次枝梗著粒密度正相關(guān)；與二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。一次枝梗著粒密度與二次枝梗著粒密度顯著正相關(guān)，與二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。二次枝梗數(shù)與二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度負(fù)相關(guān)。二次枝梗粒數(shù)與二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度負(fù)相關(guān)。二次枝梗結(jié)實(shí)率與二次枝梗著粒密度負(fù)相關(guān)。

2.4‘松粳15穗部性狀與產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)分析

由表4，單位面積穗數(shù)與每穗穎花數(shù)、一次枝梗數(shù)和二次枝梗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與穗長、著粒密度、一次枝梗粒數(shù)、一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗著粒密度、二次枝梗粒數(shù)、二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度呈負(fù)相關(guān)，可見穗數(shù)的增加不利于‘松粳15穗部結(jié)構(gòu)形成。每穗穎花數(shù)與穗長、著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率和二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與一次枝梗著粒密度和二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。結(jié)實(shí)率與一次枝梗結(jié)實(shí)率顯著相關(guān)，與穗長、一次枝梗粒數(shù)、一次枝梗著粒密度、二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與每穗穎花數(shù)、一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)負(fù)相關(guān)，提高一次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗結(jié)實(shí)率和一次枝梗數(shù)，適當(dāng)降低二次枝梗數(shù)有利于結(jié)實(shí)率的提高。千粒重與一次枝梗著粒密度和二次枝梗結(jié)實(shí)率正相關(guān)，但未達(dá)顯著水平，與穗長、每穗穎花數(shù)、著粒密度、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，與二次枝梗數(shù)顯著負(fù)相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度負(fù)相關(guān)，說明當(dāng)一、二次枝梗數(shù)增多、一、二次枝梗粒數(shù)增加，雖然水稻的穗粒數(shù)提高，著粒密度增加，但是千粒重反而降低。

超級(jí)稻‘松粳15的產(chǎn)量與每穗穎花數(shù)、著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與每穗穎花數(shù)和著粒密度呈二次回歸關(guān)系，回歸方程分別見公式（1）～（2）。

y=-0.1059χ²+81.827χ-1086.6………（1）

決定系數(shù)R²=0.9716，見圖1。

y=91.824χ²-994.6lχ+8919.9 ………（2）

決定系數(shù)R²=0.9134，圖2。

產(chǎn)量與穗長顯著正相關(guān)，由圖3穗長與產(chǎn)量呈二次回歸關(guān)系，回歸方程見公式（3）。

y=162.88χ²-3557.2χ+26002…………（3）

決定系數(shù)R²=0.4782。

與一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗著粒密度、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)，產(chǎn)量與二次枝梗數(shù)/一次枝梗數(shù)的二次回歸方程見公式（4）。

y=-3860.5χ²+1392lχ-3166.3……… （4）

決定系數(shù)R²=0.4616（見圖4）。

與二次枝梗粒數(shù)/一次枝梗粒數(shù)的二次回歸方程見公式（5）。

y=1893χ²+2993.3χ+5505.3 ……… （5）

決定系數(shù)R²=0.5624（見圖5）。

通過增加穗長、每穗穎花數(shù)來培育大穗，增加一、二次枝梗數(shù)和一、二次枝梗粒數(shù)是提高產(chǎn)量的重要途徑，同時(shí)還要注意提高一、二次枝梗著粒密度，控制結(jié)實(shí)率。

2.5回歸分析

以產(chǎn)量為依變量y，以穗長χ1、每穗穎花數(shù)χ2、著粒密度χ3、一次枝梗粒數(shù)χ4、 一次枝梗結(jié)實(shí)率χ5、結(jié)實(shí)率χ6等為自變量，剔除無統(tǒng)計(jì)顯著性的變量，建立多元線性回歸方程，經(jīng)模型檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平（F=4.96x10^-6，R²=0.998），建立最優(yōu)回歸方程，見公式（6）。

y=4374.906-911.989χ1+134.865χ2-1318.63χ3+21.928χ4+28.31Oχ5+63.948χ6 …………………… （6）

方程檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平（F=250.623，F(xiàn)=4.96xl0^-6），穎花數(shù)（t=3.048，P=0.028）、結(jié)實(shí)率（t=2.090，P=0.041）、著粒密度（t=-2.012，P=0.040）、一次枝梗粒數(shù)（t=1.535，P=0.185）和穗長（t=-1.223，P=0.048）的偏回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到顯著水平，對產(chǎn)量的影響大，一次枝梗結(jié)實(shí)率（t=0.995，P=0.366）與產(chǎn)量正相關(guān)但偏回歸系數(shù)不顯著。

3討論

水稻超高產(chǎn)育種理論認(rèn)為，增加穗粒數(shù)是實(shí)現(xiàn)水稻超高產(chǎn)的重要途徑，本研究中超級(jí)稻‘松粳15的穗粒數(shù)較多，產(chǎn)量與每穗穎花數(shù)極顯著正相關(guān)，同上述理論一致。‘松粳15的千粒重較低，但是結(jié)實(shí)率較高，因此在增加穗粒數(shù)的同時(shí)，需要保障較高的結(jié)實(shí)率，這也是‘松粳15獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。本研究中產(chǎn)量與著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，這是超高產(chǎn)品種的重要特點(diǎn)，提高一、二次枝梗數(shù)和一、二次枝梗粒數(shù)都是提高穗粒數(shù)的有效途徑。產(chǎn)量與穗長顯著正相關(guān)，與一次枝梗結(jié)實(shí)率、一次枝梗著粒密度、二次枝梗著粒密度正相關(guān)，與二次枝梗結(jié)實(shí)率負(fù)相關(guān)。枝梗數(shù)是受多基因控制的數(shù)量性狀，存在基因型與環(huán)境間互作，因此提高每穗粒數(shù)應(yīng)該主要通過選擇枝梗數(shù)來實(shí)現(xiàn)。本研究中二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、二次枝梗結(jié)實(shí)率、二次枝梗著粒密度等性狀的變異系數(shù)大于一次枝梗相應(yīng)性狀的變異系數(shù)，可見在穗部性狀中二次枝梗的影響較大，這與前人的研究結(jié)果一致。

穗粒數(shù)與穗數(shù)往往是一對矛盾的性狀，本研究中穗數(shù)與全部穗部性狀均呈負(fù)相關(guān)，這說明穗數(shù)與大穗之間確實(shí)存在矛盾，但穗數(shù)只與每穗穎花數(shù)、一次枝梗數(shù)以及二次枝梗粒數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān)，與其他性狀的負(fù)相關(guān)關(guān)系均不顯著，這表明可能通過改善一、二次枝梗數(shù)協(xié)調(diào)穗數(shù)與穗粒數(shù)之間的矛盾。千粒重與一次枝梗著粒密度、二次枝梗結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)外，與其他所有性狀均呈負(fù)相關(guān)，因此增加千粒重可能是進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量的重點(diǎn)。以往的研究指出穗長與結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)，與穗粒數(shù)和著粒密度呈負(fù)相關(guān)，但本研究中穗長與每穗穎花數(shù)和著粒密度正相關(guān)，與其他穗部性狀均呈正相關(guān)，這可能是由于‘松粳15雖然屬于穗數(shù)型品種，但是穗長并不長，通過育種培育大穗仍是其獲得高產(chǎn)的有效途徑。

4結(jié)論

超級(jí)稻‘松粳15的穗長與每穗穎花數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，每穗穎花數(shù)與著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，著粒密度與一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，每穗穎花數(shù)與穗長、著粒密度、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，結(jié)實(shí)率與一次枝梗結(jié)實(shí)率顯著相關(guān)。超級(jí)稻‘松粳15的產(chǎn)量與每穗穎花數(shù)（R²=0.9716）、著粒密度（R²=0.9134）、一次枝梗數(shù)、一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與穗長（R²=0.4782）顯著正相關(guān)，通過增加穗長、每穗穎花數(shù)來培育大穗，增加一、二次枝梗數(shù)和一、二次枝梗粒數(shù)是提高產(chǎn)量的重要途徑，同時(shí)還要注意提高一、二次枝梗著粒密度，控制結(jié)實(shí)率。通過量多元線性回歸分析，每穗穎花數(shù)（t=3.048，P=0.028）、結(jié)實(shí)率（t=2.090，P=0.041）、著粒密度（t=-2.012，P=0.040）、一次枝梗粒數(shù)（t=1.535，P=0.185）和穗長（t=-1.223，P=0.048）的偏回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到顯著水平，對產(chǎn)量的影響大。