超級稻新品種南粳9108產量穩定性及高產特征分析

趙慶勇 朱鎮 張亞東 陳濤 周麗慧 姚姝 趙凌 趙春芳 王才林

（江蘇省農業科學院糧食作物研究所/江蘇省優質水稻工程技術研究中心/國家水稻改良中心南京分中心，南京210014；第一作者：qingyong2001@163.com；*通訊作者：clwang@jaas.ac.cn）

超級稻新品種南粳9108產量穩定性及高產特征分析

趙慶勇 朱鎮 張亞東 陳濤 周麗慧 姚姝 趙凌 趙春芳 王才林*

（江蘇省農業科學院糧食作物研究所/江蘇省優質水稻工程技術研究中心/國家水稻改良中心南京分中心，南京210014；第一作者：qingyong2001@163.com；*通訊作者：clwang@jaas.ac.cn）

對超級稻新品種南粳9108在2011-2012年江蘇省區域試驗中產量的穩定性和2013-2014年江蘇省機插高產栽培示范方中高產形成的特征特性進行了分析，以期為南粳9108的超高產栽培及示范推廣提供理論依據。研究結果表明：（1）南粳9108的豐產性、穩產性和適應性均優于對照淮稻9號，產量潛力較高，通過改善栽培技術或環境能顯著增加產量。（2）南粳9108從中高產到高產到更高產再到超高產，群體穎花量不斷提高，且不同產量等級間差異顯著，而結實率和千粒重在4個產量等級間略有增減，但差異不顯著。群體穎花量的提高在由中高產提高到高產的水平上，主要依靠單位面積有效穗數的增加，而由高產提高到更高產再提高到超高產水平，則主要依靠在穩定足夠穗數基礎上增加每穗粒數。南粳9108產量與群體總穎花量和每穗粒數呈顯著正相關，與有效穗數、千粒重和結實率呈不顯著正相關。通徑分析顯示，群體總穎花量對產量的直接作用最大，其次是每穗粒數和有效穗數。千粒重和結實率通過影響有效穗數、每穗粒數和總穎花量而間接影響產量。因此，南粳9108超高產栽培應以足量的穗數獲取較大的穗型，保證群體具有較大的總穎花量，并保持正常的結實率與千粒重。

超級稻；南粳9108；產量；穩定性；高產特征

水稻是我國最重要的糧食作物之一。隨著耕地面積不斷減少和人口不斷增加，稻米供需的矛盾日益突出，而僅僅依靠控制人口和節約用地，不能有效緩解稻米供需矛盾。不斷提高糧食作物產量是解決我國糧食安全的根本，而水稻作為我國主要的糧食作物，產量的提高更是重中之重，而水稻產量的提高主要依賴于超高產量潛力新品種及其配套的高產穩產栽培技術[1]。因此，追求高產、更高產是水稻育種家和栽培學家研究的永恒主題[2-3]。優良水稻品種不僅要具有較高的產量水平，同時也應具有廣泛的生態適應性，在不同的生態條件下均表現穩產高產。因此，篩選和推廣種植高產穩產型超級稻品種是增加糧食產量的重要途徑。

南粳9108是江蘇省農業科學院糧食作物研究所以優質高產粳稻武香粳14為母本，與日本優質粳稻關東194雜交育成的優良食味粳稻新品種，2013年通過江蘇省品種審定，適宜在江蘇省蘇中及寧鎮揚丘陵地區種植[4]。南粳9108在2013-2014年的試驗示范中，均表現出較高的產量水平，2015年通過農業部“超級稻”認定。為更全面合理地評估南粳9108的生態適應性、穩產性和豐產性，利用2011-2012年江蘇省水稻區域試驗資料，以及2013-2014年在江蘇省多個示范縣的機插高產栽培示范方產量數據，對南粳9108的豐產性、穩定性和適應性以及高產形成特征進行分析，以期為超級稻南粳9108的大面積推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

超級粳稻品種南粳9108。

1.2 試驗方法

2011-2012年的數據來自江蘇省區域試驗，2011年區試10個點，2012年區試8個點，生產試驗5個點。2013-2014年的數據來自江蘇省26個縣市建立的103個南粳9108機插秧高產示范方，各示范方栽培管理均按照高產要求進行。試驗方法參考朱鎮等[5]的方法，成熟期在各示范方中間選擇代表性的5個點，每點取20株考察有效穗數，根據平均穗數在非邊行選擇連續的有代表性的植株10叢進行考種，測定每穗總粒數、結實率和千粒重，各示范方實收測產。

以變異系數和回歸系數度量產量的穩定性[6-7]。采用Excel 2003和SPSS 17.0進行數據處理與統計分析。

表1 南粳9108的平均產量、變異系數和回歸系數

表2 南粳9108高產示范方產量及其構成因素

2 結果與分析

2.1 南粳9108豐產性、穩定性及適應性分析

南粳9108參加江蘇省2年區域試驗和1年生產試驗，從區域試驗結果（表1）可以看出，2011年區域試驗10個點平均產量9 216.45 kg/hm2，比對照淮稻9號增產5.22%，達極顯著水平；2012年區域試驗8個點平均產量10 109.70 kg/hm2，比對照淮稻9號增產3.17%，達顯著水平；2012年生產試驗5個點平均產量9 781.80 kg/hm2，比對照淮稻9號增產7.33%，達極顯著水平。說明南粳9108在江蘇省區域試驗中表現出較好的豐產性。

品種產量穩定性是指品種在不同生態環境條件下能夠保持產量的穩定狀態。以每個品種在各試點產量的平均數為參照數，求出標準差，進而以變異系數作為穩定性參數，即變異系數小，說明該品種在不同環境中的變化小，靜態穩定性好；變異系數大，靜態穩定性差。但靜態穩定性好，不利于高產栽培，一般變異系數小，同時平均產量又高的品種比較好[8-9]。由表1可知，在2年的區域試驗和1年生產試驗中，南粳9108的變異系數均較對照淮稻9號小，且其產量也顯著高于淮稻9號，表明南粳9108不僅豐產性好，而且穩產性好。

以參試品種在各試點的平均產量作為因變量，以各參試點全部供試品種的平均產量（環境指數）為自變量進行回歸分析，回歸系數（b）說明品種對不同環境條件的適應程度。當b=1時，說明該品種具有廣泛適應性；當b＜1時，表明該品種對環境變化不敏感，對于低產環境的特殊適應性增大；當b＞1時，表明該品種對環境變化的敏感增大，對于高產環境的特殊適應性增大。從表1可看出，在2年的區域試驗和1年生產試驗中，南粳9108的回歸系數均大于1，表明南粳9108對環境變化具有較高的敏感性，對高產環境具有較好的適應性，能表現較高的產量潛力，通過改善栽培技術或栽培環境能顯著增加產量。而對照淮稻9號的回歸系數均小于1，說明淮稻9號的產量對環境變化不敏感，能夠較好的適應低產環境，在不利環境或栽培技術較差時仍能保持較高產量。通過以上分析表明，南粳9108是一個適合高產栽培的優良品種。

2.2 南粳9108高產形成的特征分析

從表2可見，103個南粳9108高產示范方平均產量均高于9 000 kg/hm2，根據產量水平將103個示范方分成了4個等級，以產量在9 750～11 250 kg/hm2的高產和更高產的示范方較多，占到了總數的73.79%，產量超過11 250 kg/hm2的超高產示范方有16個，占總數的15.53%。4個產量等級群體平均產量分別為9 475.5、10 087.8、10 898.3、11 785.7 kg/hm2，高產較中高產增產6.46%，更高產較高產增產8.03%，超高產較更高產增產8.14%，且4個產量等級間差異顯著。從產量構成因素來看，4個產量等級每hm2群體穎花量分別為42 387.7萬、45 573.4萬、48 905.3萬、51 658.4萬，高產較中高產增加7.52%，更高產較高產增加7.31%，超高產較更高產增加5.63%，不同等級間差異顯著；而結實率（4個產量等級分別為91.17%、92.05%、91.97%、92.14%）和千粒重（4個產量等級分別為26.28 g、26.06g、25.99 g、26.17 g）在不同等級間的變化幅度較小，差異不顯著。分析構成群體穎花量的兩個因素可以得出，高產較中高產的有效穂數增加4.04%，差異顯著，每穗粒數增加3.27%，差異不顯著；更高產較高產、超高產較更高產的有效穂數分別增加1.90%和0.67%，差異不顯著，每穗粒數分別增加5.65%和4.47%，差異顯著。另外，從不同等級的變異系數來看，4個產量等級的結實率和千粒重的變異系數相對較小，而有效穗數與每穗粒數的變異系數相對較大。結果表明，南粳9108不同產量等級間的差異主要是由群體穎花量造成，而結實率和千粒重的差異較小。不同產量等級間群體穎花量的變化因素不同，在由中高產提高到高產時，主要依靠增加單位面積有效穗數來提高群體穎花量，而由高產提高到更高產再提高到超高產時，則主要依靠群體具有穩定的足夠穗數，進而增加每穗粒數來實現群體穎花量的增加。

表3 產量與產量構成因素的相關和通徑分析

進一步分析南粳9108產量構成要素與產量的關系，結果（表3）表明，群體總穎花量與產量的相關系數最大，為0.7159，其次是每穗粒數，而結實率和千粒重與產量的相關系數較小。通徑分析表明，各產量構成因素對南粳9108產量的直接貢獻大小依次為總穎花量＞每穗粒數＞有效穗數＞千粒重＞結實率，其中總穎花量對產量的通徑系數達0.9440，說明南粳9108產量的提高主要是由于群體總穎花量的增加，而總穎花量主要通過每穗粒數和有效穗數對產量有正向效應，而通過結實率和千粒重對產量呈負效應，表明結實率和千粒重對總穎花量在產量貢獻方面有一定的牽制作用。每穗粒數對產量的直接影響也較大（0.9206），通過總穎花量對產量呈正效應，通過有效穗數、結實率和千粒重對產量呈負效應，其中通過有效穗數對產量的負效應較大（-0.3274）。有效穗數對產量的直接影響也較大（0.8134），通過總穎花量對產量呈正效應，通過每穗粒數、結實率和千粒重對產量呈負效應，其中通過每穗粒數對產量的負效應較大（-0.3705）。因此，南粳9108高產栽培中要合理協調每穗粒數和有效穗數的關系，使單位面積的每穗粒數和有效穗數協調發展，進而獲得合理的群體總穎花量。結實率和千粒重對產量的直接貢獻雖然相對較小，但對產量的影響卻不容忽視。結實率通過有效穗數、每穗總粒數和總穎花量對產量有負向效應，通過千粒重對產量有正向效應；千粒重通過有效穗數和每穗粒數對產量有負向效應，通過總穎花量和結實率對產量有正向效應。說明與有效穗數、每穗粒數和總穎花量對產量的直接作用相比，結實率和千粒重對產量的直接作用相對較小，但結實率和千粒重會通過影響有效穗數、每穗粒數和總穎花量而間接影響產量，如果不能保證正常的結實率和千粒重，群體也難以獲得高產。因此，南粳9108超高產栽培應以群體具有足量合理的有效穗數與較大的穗型，保證具有較大的群體總穎花量，并保持正常的結實率與千粒重，才能獲得高產。

3 結論與討論

南粳9108在2011-2012年江蘇省遲熟中粳區域試驗中平均產量分別為9 216.45 kg/hm2和10 109.70 kg/hm2，比對照淮稻9號增產5.22%和3.17%，增產達顯著水平；2012年生產試驗平均產量為9 781.80 kg/ hm2，比對照淮稻9號增產7.33%，達極顯著水平，說明南粳9108具有較好的豐產性。南粳9108在2年的區域試驗和1年生產試驗中，產量的變異系數均較對照淮稻9號小，表明南粳9108不僅豐產性好，而且穩產性也好。南粳9108在2年的區域試驗和1年生產試驗中，產量回歸系數均大于1，而對照淮稻9號的回歸系數均小于1，表明南粳9108對環境變化具有較高的敏感性，能夠較好的適應高產栽培環境，產量潛力大，通過改善栽培技術或栽培環境能顯著增加產量。以上分析表明，南粳9108是適合高產栽培的優良品種。

水稻產量由群體庫容和充實度兩部分構成，群體庫容即群體總穎花量，主要是由有效穗數和每穗粒數共同形成，充實度由結實率和千粒重決定。Ramasamy 等[10]研究認為，增加有效穗數或每穗粒數或兩者同時增加都能增大群體庫容，但兩者相互制約，僅增加一個因素不一定能夠促使群體庫容增大，而在保證足夠穗數的基礎上，增加每穗粒數是擴大庫容的有效辦法。吳文革等[11]對5個秈型超級稻品種籽粒庫容構成和特征的分析認為，群體穎花量的增加是產量增加的直接原因，培育大穗是超級稻擴大庫容量、增加穎花量的主要途徑，而僅依靠增穗不能擴增群體總穎花量。楊建昌等[12]過粳型水稻高產與超高產的比較研究認為，超高產水稻總穎花數的增加主要在于每穗穎花數的增加。楊惠杰等[13]研究認為，超高產水稻產量構成在于保證足穗基礎上培育較大穗子。郭保衛等[14]對雙季晚粳不同生態類型品種產量的比較研究表明，秈粳雜交稻群體產量較高的原因是在保持足夠穗數的基礎上，極顯著增加了每穗粒數，進而提高了群體穎花量，同時保持穩定的結實率和千粒重。王曉燕等[15]以秈粳交超級稻甬優12為試材，對高產、更高產、超高產3個產量群體的產量及產量構成的比較研究認為，產量由高產到更高產，有效穗數對群體穎花量的直接作用大于每穗粒數；由更高產到超高產，每穗粒數對穎花量的直接作用大于有效穗數。許軻等[16]認為，南方雙季稻區不同產量水平雜交晚粳稻高產實現的途徑不同，產量水平由中產到高產，主要通過提高有效穗數并適當增大穗型；產量由高產到超高產，需在適量增加有效穗數的同時主攻大穗來提高群體穎花量。吳桂成等[1]對4個超級粳稻品種產量構成因素協同演進規律及超高產特征研究后認為，南方超級粳稻產量與群體穎花量呈極顯著正相關；產量水平由高產到更高產，主要依靠單位面積穗數的增加來擴大庫容；而產量水平由更高產到超高產，則主要依靠足穗基礎上增加每穗粒數來提高群體穎花量。前人的研究結果一致說明了群體穎花量的增加對產量提高的重要作用，群體穎花量增加的途徑在不同產量等級間有所不同。本研究結果表明，南粳9108不同產量等級產量的提高也主要是由于群體總穎花量的增加造成，不同產量等級間群體穎花量增加的途徑不同，在由中高產提高到高產水平時，群體總穎花量的增加主要依靠單位面積有效穗數的增加來實現，而由高產提高到更高產再提高到超高產水平時，則主要依靠在穩定足夠穗數的基礎上增加每穗粒數。因此，“以足量大穗形成高群體穎花量”的超高產產量形成基本規律[1]也同樣適用超級稻南粳9108。

從南粳9108產量構成要素與產量的相關分析和通徑分析結果可以看出，群體總穎花量與產量的相關系數最大，其次是每穗粒數，而結實率和千粒重與產量的相關系數較小。各產量構成因素對南粳9108產量的直接貢獻大小依次為總穎花量＞每穗粒數＞有效穗數＞千粒重＞結實率，群體總穎花量通過每穗粒數和有效穗數對產量有正效應，而通過結實率和千粒重對產量呈負效應，表明結實率和千粒重對總穎花量在產量貢獻方面有一定的牽制作用。結實率和千粒重對產量的直接貢獻相對較小，結實率通過有效穗數、每穗總粒數和總穎花量對產量有負向效應，通過千粒重對產量有正向效應；千粒重通過有效穗數和每穗粒數對產量有負向效應，通過總穎花量和結實率對產量有正向效應。說明結實率和千粒重對產量的直接影響雖然沒有有效穗數、每穗粒數和總穎花量明顯，但會通過影響有效穗數、每穗粒數和總穎花量而間接影響產量，這與筆者之前的研究結果基本相同[5]。因此，南粳9108超高產栽培應是以足量的穗數獲取較大的穗型，保證群體具有較大的總穎花量，并保持正常的結實率與千粒重。

連續幾年的區域試驗和高產示范結果表明，南粳9108的產量構成要素協調，豐產性好、穩定性較好、適應性較廣，具有較大的增產潛力，而且其食味品質優良，適宜在江蘇省蘇中及寧鎮揚丘陵地區種植，可作為水稻高產創建和優質米開發的首選品種。

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Analysis on the Yield Stability and High Yielding Characteristics of Super Japonica Rice Variety Nangeng 9108

ZHAO Qingyong,ZHU Zhen,ZHANG Yadong,CHEN Tao,ZHOU Lihui,YAO Shu,ZHAO Ling,ZHAO Chunfang,WANG Cailin*
（Institute of Food Crops,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Jiangsu High Quality Rice R&D Center/Nanjing Branch of China National Center for Rice Improvement,Nanjing 210014,China;1st author:qingyong2001@163.com;*Corresponding author:clwang@jaas.ac.cn）

Using the data of Jiangsu rice regional experiment in 2011 to 2012 and the yield data of machine-transplanted japonica rice on high-yielding demonstration field in 2013 and 2014,the yield stability and super-high-yielding characteristics of super rice variety Nangeng 9108 were analyzed in order to provide some references for super high yielding cultivation,large-area extension and application of this variety.The results indicated that the yielding ability,stability and adaptability of Nangeng 9108 were better than that of Huaidao 9.The grain yield was significantly increased by improving cultivation technology or the environment.Super-highyielding rice had more population spikelets than the middle high-yielding rice,the high-yielding rice and higher-yielding rice.And the difference among them was significant.There was no significant difference in seed setting rate and 1 000-grain weight among the grain yield of four types of populations.In order to enlarge the population spikelets,it depended on enriching the effective panicles from middle-yielding to high-yielding,while increasing spikelets per panicle was the major factor from high-yielding to higher-yielding and super-high-yielding.Correlation analysis showed that the yield was significantly positively correlated with the population spikelets and spikelets per panicle,and was un-significantly positively correlated with the effective panicles,seed setting rate and 1 000-grain weight.Path analysis showed that the population spikelets had the greatest direct effect on the yield,followed by the spikelets per panicle and effective panicles.The seed setting rate and 1 000-grain weight had indirect effect on the yield by indirect negative influence on the spikelets per panicle,effective panicles and the population spikelets.The characteristics of super-highyielding on Nanjing 9108 are enriching the population spikelets on the basis of sufficient effective panicles and larger panicle type.Therefore,stable1 000-grain-weight and seed setting rate are needed for increasing total spikelets.

super rice;Nangeng 9108;yielding;stability;characteristics of super-high-yielding

S511.2+2

A

1006-8082（2016）06-0061-05

2016－08－21

江蘇省農業科技自主創新資金 [CX（13）5001]；現代農業產業技術體系建設專項資金（CARS-01-47）；南方稻區超級粳稻高效育種技術與新品種選育（201403002-5-1）