中國雜交稻在馬達(dá)加斯加產(chǎn)量成因性狀分析

摘要：利用相關(guān)分析、通徑分析和主成分分析方法分析了20份種植于馬達(dá)加斯加的中國雜交稻的產(chǎn)量及其相關(guān)性狀，評價中國雜交稻在馬達(dá)加斯加的生長特性，為中國雜交稻在當(dāng)?shù)胤N植與推廣提供參考。結(jié)果表明，單位面積有效穗數(shù)對產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大并表現(xiàn)出極顯著性正相關(guān)，而結(jié)實(shí)率通過有效穗數(shù)對產(chǎn)量的影響最大；株高、穗粒數(shù)和千粒重都通過有效穗數(shù)對產(chǎn)量造成較高的負(fù)效應(yīng)。因此，結(jié)實(shí)率高、單位面積有效穗數(shù)多，株高適中并兼顧穗粒數(shù)和千粒重的品種更適于在馬達(dá)加斯加種植推廣。

關(guān)鍵詞：雜交稻；產(chǎn)量；相關(guān)分析；通徑分析；主成分分析

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）10-2468-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.10.006

Abstract： In order to provide references for introducing Chinese hybrid rice to Madagascar， the relationship between agronomic characters and yield of 20 Chinese hybrid rice planted in Madagascar were analyzed using correlation analysis， path analysis， and principal component analysis. The results showed that effective panicles per unit area contributed most to the yield and there was a significant positive correlation between them， while setting rate affected yield most through effective panicles. Plant height， grains per panicle and thousand grain weight all have a high negative effect on yield though effective panicles. So varieties with higher setting rate， more effective panicles and modest plant height， at the same time mediate grains per panicle and thousand grain weight are more suitable to be planted in Madagascar.

Key words：Hybrid rice；yield；correlation analysis；path analysis；principal component analysis

馬達(dá)加斯加是世界最不發(fā)達(dá)國家之一，國民經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主，水稻是馬達(dá)加斯加主要糧食作物，但該國品種產(chǎn)量較低，利用強(qiáng)化栽培技術(shù)的高產(chǎn)地區(qū)產(chǎn)量也僅為6 t/hm2左右。中國雜交水稻育種技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位，本研究借助于湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院承擔(dān)的科技部國際合作重點(diǎn)項(xiàng)目“非洲農(nóng)作物種質(zhì)資源搶救性引進(jìn)與合作研究”將中國高產(chǎn)雜交稻品種引入馬達(dá)加斯加進(jìn)行了多年的品種比較篩選試驗(yàn)，最后篩選出20份品種均表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性狀并且產(chǎn)量高于本地主栽品種，通過分析這些品種產(chǎn)量構(gòu)成因子及其特征特性，為該地區(qū)的品種篩選及選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與品比試驗(yàn)

水稻品比試驗(yàn)于2015年1月在馬達(dá)加斯加南部安塔拉省的安塔拉基地進(jìn)行，共選取了前期田間表現(xiàn)優(yōu)異、產(chǎn)量均高于當(dāng)?shù)刂髟云贩N的20個雜交稻品種進(jìn)行小區(qū)比較試驗(yàn)，每小區(qū)設(shè)置3個重復(fù)，小區(qū)長8.5 m，寬3.0 m，1月30日左右播種，秧齡30 d，栽插密度17 cm×20 cm。

1.2 數(shù)據(jù)分析

該研究共考察了產(chǎn)量（Y，kg/hm2）、生育期（X1，d）、單位面積有效穗數(shù)（X2，×104/hm2）、株高（X3，cm）、穗長（X4，cm）、穗粒數(shù)（X5，粒/穗）、結(jié)實(shí)率（X6，%）、千粒重（X7，g）8個性狀，運(yùn)用SPSS和Excel軟件進(jìn)行相關(guān)性分析、通徑分析、主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各農(nóng)藝性狀現(xiàn)狀

由表1可知，單位面積有效穗數(shù)的變異系數(shù)最大，為16.01%，其余依次為穗粒數(shù)（12.99%）、產(chǎn)量（12.10%）、千粒重（9.13%）、結(jié)實(shí)率（8.14%）、穗長（6.18%）、株高（6.04%）、生育期（5.23%）。因此，變異系數(shù)較大的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)等性狀更容易受當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響，變化幅度較大，為篩選優(yōu)異性狀品種提供了機(jī)會，而變異系數(shù)較小的穗長、株高、生育期等性狀不易受環(huán)境影響，相對比較穩(wěn)定。

2.2 農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

由表2可知，有效穗數(shù)與產(chǎn)量表現(xiàn)出極顯著性正相關(guān)，株高與產(chǎn)量表現(xiàn)出顯著性負(fù)相關(guān)，各性狀中與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)排序?yàn)橛行霐?shù)（X2）>穗長（X4）>結(jié)實(shí)率（X6）>株高（X3）>生育期（X1）>穗粒數(shù)（X5）>千粒重（X7），分別為0.616 8、0.072 2、0.025 8、-0.370 0、-0.295 9、-0.200 3、-0.179 8。有效穗數(shù)與株高、穗粒數(shù)和千粒重呈顯著性負(fù)相關(guān)；穗長與千粒重呈顯著性正相關(guān)；穗粒數(shù)與結(jié)實(shí)率呈極顯著性負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明，在增加單位面積有效穗數(shù)的同時協(xié)調(diào)好有效穗數(shù)和株高、穗粒數(shù)以及千粒重之間的矛盾，將成為提高當(dāng)?shù)仄贩N水稻產(chǎn)量的一個突破口。

2.3 農(nóng)藝性狀通徑分析

由表3可知，有效穗數(shù)表現(xiàn)出最高的正的直接通徑系數(shù)（0.62），生育期表現(xiàn)出最高的負(fù)的直接通徑系數(shù)（-0.29）。結(jié)實(shí)率通過有效穗數(shù)對產(chǎn)量的影響最大，達(dá)到0.13，其次為穗粒數(shù)通過結(jié)實(shí)率對產(chǎn)量影響為0.12。株高、穗粒數(shù)和千粒重都通過有效穗數(shù)對產(chǎn)量造成較高的負(fù)效應(yīng)，分別為-0.33、-0.28、 -0.29。因此，在馬達(dá)加斯加品種選擇過程中，選擇結(jié)實(shí)率高，單位面積有效穗數(shù)多，同時兼顧株高、穗粒數(shù)和千粒重的品種更容易獲得較高的產(chǎn)量。

2.4 主成分分析

由表4可知，產(chǎn)量性狀3個因子累計百分率為70.36%。其中第一因子貢獻(xiàn)率為32.30%，特征根2.58，在特征向量中有效穗數(shù)（X2）表現(xiàn)出最高的負(fù)值（-0.894 7），而株高（X3）表現(xiàn)出最高的正值（0.698 9），表明株高過高影響有效穗數(shù)的形成進(jìn)而影響產(chǎn)量。因此稱第一因子為株高穗數(shù)因子。第二因子貢獻(xiàn)率為22.46%，特征根為1.80，穗長（X4）、穗粒數(shù)（X5）、結(jié)實(shí)率（X6）和千粒重（X7）都表現(xiàn)出了較高的特征向量載荷，因此第二因子稱為穗部構(gòu)成因子。穗粒數(shù)表現(xiàn)出負(fù)值其余均為正值，表明著粒密度稀的長穗形品種更易獲得較高的結(jié)實(shí)率和千粒重，從而獲得較高的產(chǎn)量。第三因子貢獻(xiàn)率為15.69%，特征根為1.25，生育期（X1）載荷最大稱為生育期因子，但生育期表現(xiàn)出負(fù)值，表明生育期短、日產(chǎn)量高的品種更易于獲得較高的產(chǎn)量。

3 小結(jié)與討論

水稻作為最重要的糧食作物之一養(yǎng)活了全球一半以上的人口，提高水稻產(chǎn)量一直是水稻育種中最主要目標(biāo)之一。作為一個復(fù)雜的農(nóng)藝性狀，水稻單位面積產(chǎn)量由4個構(gòu)成因子決定：單位面積有效穗數(shù)、每穗穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重。對于不同品種產(chǎn)量構(gòu)成因子的多樣性導(dǎo)致產(chǎn)量差異的研究已有很多報道，部分研究認(rèn)為，庫容的提高是高產(chǎn)的基礎(chǔ)，如Ying等[1]研究表明，單位面積穎花數(shù)的增多是造成亞熱帶地區(qū)水稻比熱帶地區(qū)產(chǎn)量高的原因。袁隆平[2]也指出，單位面積庫容量和葉面積指數(shù)大是現(xiàn)代秈稻高產(chǎn)的原因。謝華安等[3]則認(rèn)為獲得雜交水稻高產(chǎn)的原因是庫容量大和生物產(chǎn)量高，因此近年來水稻育種的趨勢是培育大穗以增大庫容量[4]。也有些研究強(qiáng)調(diào)穗粒并重型水稻品種，梁世胡等[5]研究表明，雜交水稻高產(chǎn)育種應(yīng)保持高的單株穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)，將千粒重控制在合適水平上。彭俊華等[6]也指出不能片面強(qiáng)調(diào)大穗，首先應(yīng)考慮品種的分蘗力和成穗率，在一定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，盡量提高粒重。此外，對于水稻株型模式也有不同觀點(diǎn)：袁隆平[2]強(qiáng)調(diào)功能葉挺直型；黃耀祥[7]提出“叢生快長型”為主導(dǎo)的華南特優(yōu)質(zhì)超級水稻育種模式；周開達(dá)等[8]針對四川及長江中上游地區(qū)稀植重穗型；程式華等[9]則提出“后期功能型”水稻生理模式；楊守仁等[10]提出直立大穗型模式。因此，目前國內(nèi)雜交稻類型多樣性以及豐富的理論研究為水稻育種及品比篩選提供了材料基礎(chǔ)及理論基礎(chǔ)。

本研究分析了種植于馬達(dá)加斯加的20份中國雜交稻，結(jié)果表明，單位面積有效穗數(shù)與結(jié)實(shí)率是高產(chǎn)的基礎(chǔ)，而株高、穗粒數(shù)、千粒重及生育期都直接或者通過其他因子對產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，因此，分蘗力強(qiáng)、生育期短并具有適當(dāng)?shù)闹旮摺⑺肓?shù)與千粒重的品種適于當(dāng)?shù)胤N植。

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