抗稻瘟病、抗稻癭蚊雜交稻“贛優明占”的生物學特性與產量結構分析

郭生河,饒鳴鈿,黃顯波,林成豹,鄧則勤,唐江霞

(1.福建省龍巖市農業學校,福建 龍巖 364000;2.福建省三明市農業科學研究院,福建 沙縣 365050)

抗稻瘟病、抗稻癭蚊雜交稻“贛優明占”的生物學特性與產量結構分析

郭生河1,饒鳴鈿2*,黃顯波2,林成豹2,鄧則勤2,唐江霞2

(1.福建省龍巖市農業學校,福建 龍巖 364000;2.福建省三明市農業科學研究院,福建 沙縣 365050)

根據抗稻瘟病、抗稻癭蚊雜交稻“贛優明占”參加福建中稻區域試驗的結果，分析了該組合的抗性、稻米品質、農藝性狀以及產量結構特征。贛優明占高產、適應性廣，在海南省高抗稻瘟病,在福建省中抗稻瘟病,在重慶抗稻瘟病。相關分析和通徑分析結果表明：每穗粒數對產量的貢獻率最大(0.475),其次是單位面積穗數(0.420),而結實率和千粒重對產量的貢獻率很小；稻谷產量主要取決于庫容量，庫容量主要取決于單位面積總粒數，而單位面積總粒數又由單位面積穗數和每穗粒數共同決定。因此贛優明占高產的關鍵是培育多穗大穗,增加單位面積的總粒數,擴大庫容量。

雜交稻;贛優明占;產量構成;相關系數;通徑系數;決定系數

水稻產量是由單位面積有效穗數、每穗粒數、結實率和粒重構成的,這4個因素是相互聯系、相互制約和相互補償的,只有在各因素協調的情況下,才能獲得較高的產量。分析水稻產量構成因素與產量的關系是研究水稻產量形成的有效手段,可以了解水稻品種的產量構成特點,制定相應的栽培措施在生產上加以調控,從而取得穩產和高產。“贛優明占”是三明市農業科學研究院、福建六三種業有限責任公司以江西省農業科學院水稻研究所選育的三系不育系“贛香A”為母本,自選強優恢復系“雙抗明占”為父本配組選育的雜交稻組合[1]。“雙抗明占”來源于“抗蚊青占”/“多系1號”,是經多年抗性鑒定表現出抗稻瘟病和抗稻癭蚊的恢復系,并經廣東省農科院植保所分子標記鑒定具有抗稻癭蚊基因Gm6[2]。贛優明占產量高,適應性廣,米質較優;該組合于2010年通過了海南省審定(審定號:瓊審稻2010012),2011年通過了福建省審定(審定號:閩審稻2011004),2012年通過了云南省審定(審定號:滇審稻2012017),2014年通過了重慶市審定(審定號:渝審稻2014004);其父本于2014年獲得了植物新品種授權保護(品種權號:CNA20080103.1)。我們利用贛優明占2009～2010年參加福建省中稻組區域試驗的結果,統計分析了其產量結構特征,旨在為該組合的高產栽培提供科學依據。

1 材料與方法

贛優明占的產量結構數據來源于2009～2010年福建省中稻區域試驗。利用EXCEL 2003軟件計算出產量與構成因素間以及各構成因素間的相關系數;以相關系數建立方程組,求出通徑系數,分析各因素對產量的作用大小和相互之間的關系。

2 結果與分析

2.1 產量表現

贛優明占于2009年參加海南省早造區試,平均產量7688.0 kg/hm2,比對照“Ⅱ優128”增產8.51%,達極顯著水平;2010年續試,平均產量8247.8 kg/hm2,比對照“T優551”增產8.76%,達極顯著水平;兩年平均產量7967.9 kg/hm2,比對照增產8.64%。2010年參加生產試驗,平均產量7325.7 kg/hm2,比對照“T優551”減產2.08%。

贛優明占于2009年參加福建省中稻區試,平均產量9612.0 kg/hm2,比對照“Ⅱ優明86”增產5.25%,達極顯著水平,居第1位,增產點率100%;2010年續試,平均產量8916.0 kg/hm2,比對照增產10.85%,達極顯著水平,居第3位,增產點率90.90%;兩年平均產量9264.0 kg/hm2,比對照增產8.06%,增產點率95.20%。于2010年參加生產試驗,平均產量9495.2 kg/hm2,比對照增產10.22%。

2010～2011年參加云南省區試,兩年平均產量10473.0 kg/hm2，比對照“Ⅱ優838”增產7.71%,增產點次63.16%。2011年生產試驗平均產量10688.0 kg/hm2,比對照增產19.28%。

2012年參加重慶市區試,平均產量9026.7 kg/hm2,比對照“Ⅱ優838”增產8.40%,增產極顯著,產量居第2位,增產點比率100%。2013年續試,平均產量8937.5 kg/hm2,比對照增產7.90%,增產極顯著,產量居第3位,增產點比率83.30%。兩年平均產量8982.1 kg/hm2,比對照增產8.20%。2013年參加生產試驗,平均產量8494.1 kg/hm2,比對照增產9.20%。

2012年在福建省尤溪縣管前鎮鴨墓村7.06 hm2贛優明占示范片,經專家測產驗收,平均產量達10756.5 kg/hm2。2015年福建省尤溪縣梅仙鎮梅營村7.20 hm2贛優明占高產栽培示范片,經專家測產驗收,平均產量為11580.0 kg/hm2。

2.2 抗性鑒定結果

贛優明占參加海南省早造區試,兩年田間綜合表現高抗苗瘟,高抗穗頸瘟,輕感白葉枯病。參加福建省區試,2009年田間鑒定表現抗葉稻瘟,抗穗頸瘟,苗期室內人工接種鑒定表現抗苗瘟;2010年田間鑒定表現中抗葉稻瘟,抗穗頸瘟,苗期室內人工接種鑒定表現抗苗瘟;兩年綜合評價為中抗稻瘟病。2011年參加云南省區試,接種鑒定表現中抗稻瘟病和白葉枯病。2012年重慶市區試,稻瘟病抗性鑒定葉瘟3級,穗瘟發病率5.0%,穗瘟發病率病級1級,穗瘟損失率1.1%,穗瘟損失率病級1級,綜合抗性指數1.5級,綜合評價1級,抗稻瘟病。2013年稻瘟病抗性鑒定葉瘟4級,穗瘟發病率2.9%,穗瘟發病率病級1級,穗瘟損失率1.2%,損失率病級1級,綜合抗性指數1.75級,綜合評價1級,抗稻瘟病。兩年綜合評價1級,抗稻瘟病。

2.3 稻米品質

海南省早造區試米質檢測結果,贛優明占糙米率79.4%,精米率69.5%,整精米率29.4%,粒長7.0 mm,長寬比3.3,堊白粒率67.0%,堊白度26.8%,透明度2級,堿消值6.5,膠稠度48 mm,直鏈淀粉含量21.0%,米質一般。

福建省中稻區試米質檢測結果,贛優明占兩年平均糙米率79.4%,精米率70.9%,整精米率62.5%,粒長7.4 mm,長寬比3.0,堊白粒率32.0%,堊白度5.4%,透明度1級,堿消值6.9,膠稠度36 mm,直鏈淀粉含量23.3%,蛋白質含量8.2%,米質達部頒三等優質食用稻品種標準。

2010年云南省區試米質檢測結果,贛優明占出糙率81.4%,精米率71.6 %,整精米率66.2%,堊白粒率24.0%,堊白度3.4%,直鏈淀粉24.0%,膠稠度50 mm,粒長7.2 mm,長寬比3.0,透明度1級,堿消值7.0級,水分12.5%,達到國標優質3級標準。

重慶區試米質檢測結果,贛優明占兩年平均糙米率81.4%,整精米率51.3%,長寬比3.1,堊白粒率56.0%,堊白度9.3%,膠稠度78 mm,直鏈淀粉含量21.8%,屬普通雜交稻。

2.4 主要農藝和經濟性狀

根據贛優明占參加福建省和重慶市區試的主要農藝和經濟性狀(表1),贛優明占比對照“Ⅱ優明86”增產的主要原因是單位面積穗數增多,比“Ⅱ優838”增產的主要原因是單位面積穗數和每穗粒數增加。

2.5 產量結構分析

2.5.1 不同產量水平下的產量構成及其變異 根據贛優明占2009～2010年參加福建中稻區試的產量結構調查結果,按每公頃理論產量<8500 kg、8500～10000 kg、>10000 kg劃分為3個產量區間。從表2可以看出:贛優明占的平均產量為7133.7～11892.3 kg/hm2,單位面積穗數為195.6～225.0穗/m2,每穗粒數為143.4～198.3粒;隨著平均產量從7133.7 kg/hm2增加到11892.3 kg/hm2,單位面積穗數增加了15.0%,每穗粒數提高了38.3%,而結實率和千粒重的變化不大。在4個產量構成因素中,以每穗粒數的變異系數最大,其次為單位面積穗數,結實率居第三,而千粒重的變異系數最小。

表1 贛優明占在參加區試的主要農藝和經濟性狀

表2 贛優明占在不同產量水平下的產量結構

2.5.2 產量構成因素對產量的作用 根據28套產量結構數據的相關分析結果[3]如表3所示。由表3可知,在4個產量構成因素中,每穗粒數、單位面積穗數與產量呈極顯著正相關,但結實率、千粒重與產量的正相關均未達到顯著水平,表明主要是每穗粒數和單位面積穗數影響贛優明占的產量。另外，4個產量構成因素間的負相關未達到顯著水平,這主要是因為贛優明占作中稻種植,插植密度較低,一般只有15～22叢/m2,區試調查的有效穗數范圍為165.0～280.0穗/m2,4個因素間的矛盾并不突出。

表3 贛優明占產量及產量構成因素間的相關系數

注:結實率數據經sin-1轉換；相關系數r0.05=0.374,r0.01=0.478。

單位面積總粒數與其構成因素每穗粒數、單位面積穗數均呈極顯著正相關,其中與每穗粒數的相關系數r=0.755**,與單位面積穗數的相關系數r=0.692**。單位面積總粒數與產量呈極顯著正相關,相關系數r=0.914**。

庫容量與其構成因素單位面積總粒數呈極顯著正相關,相關系數r=0.984**；但庫容量與其構成因素千粒重相關不顯著。此外，庫容量與產量呈極顯著正相關,相關系數r=0.942**。

通徑分析[4-5]結果(表4)顯示：在4個產量構成因素中,以變異系數大的因素對產量的直接通徑系數為大,直接通徑系數的大小順序為每穗粒數(0.704)>單位面積穗數(0.650)>結實率(0.355)>千粒重(0.177)；因為產量構成因素間的負相關較小,所以直接通徑系數加上所有間接通徑系數之后的總和(凈效應)略小于直接通徑系數,且凈效應等于該因素與產量間的相關系數。

各因素對產量的決定系數的大小順序與直接通徑系數的一致,即每穗粒數(0.495)>單位面積穗數(0.422)>結實率(0.126)>千粒重(0.031);因為各因素通過其它因素對產量的共同決定系數較小,因此決定系數加上所有共同決定系數之后的總和(即貢獻率)略小于該因素對產量的決定系數。各因素對產量的貢獻率的大小順序為每穗粒數(0.475)>單位面積穗數(0.420)>結實率(0.078)>千粒重(0.016),總決定系數為98.9%,剩余決定系數為1.1%。

2.5.3 產量構成因素的多層次結構分析 根據水稻產量的形成過程,單位面積穗數與每穗粒數的乘積構成單位面積總粒數,單位面積總粒數與千粒重的乘積形成庫容量,庫容量與結實率的乘積形成產量[6-8]。各層次構成因素對目標因素的相關系數、通徑系數和貢獻率見表5。由表5可知,單位面積穗數、每穗粒數與單位面積總粒數的相關系數分別為0.692**和0.755**,對單位面積總粒數的通徑系數分別為0.648和0.715,貢獻率分別為0.448和0.540,表明要形成較多的單位面積總粒數,要培育多穗大穗。

表4 贛優明占產量構成因素對產量的通徑系數與決定系數

表5 產量各層次結構中構成因素對目標因素的通徑系數和貢獻率

注:相關系數r0.05=0.374,r0.01=0.478。

單位面積總粒數、千粒重與庫容量的相關系數分別為0.984**和0.040,對庫容量的通徑系數分別為1.004和0.164,貢獻率分別為0.988和0.007,說明千粒重比較穩定,主要是單位面積總粒數決定了庫容量。

庫容量、結實率與產量的相關系數分別為0.942**和0.219,對產量的通徑系數分別為0.979和0.330,貢獻率分別為0.922和0.073,表明主要是庫容量決定產量。單位面積總粒數決定了庫容量,也決定了產量。

綜上所述,依靠提高結實率和千粒重來增產的潛力有限,高產、超高產的主攻目標是培育多穗大穗,增加單位面積的總粒數,擴大庫容量。

3 討論與結論

區試和示范生產試驗結果表明：贛優明占高產、抗稻瘟病、抗稻癭蚊,適應性廣,稻米品質較優；該品種在海南省可作早稻種植；在福建省中北部可作中稻種植,在南部可作中稻、晚稻種植;在云南省海拔1350 m以下秈稻區可以種植；在重慶市海拔800 m以下地區可作一季中稻種植。

本文分析結果表明，在4個產量構成因素中,以每穗粒數、單位面積穗數對產量的作用較大,而結實率和千粒重的貢獻較小。

稻谷產量取決于庫容量的大小和庫藏物質生產量的多少。每穗粒數對單位面積總粒數的作用大于單位面積穗數的作用。單位面積總粒數決定了庫容量,而千粒重對庫容量的作用較小。庫容量決定了產量,而結實率對產量的作用較小。因此,贛優明占的高產、超高產栽培必須培育多穗大穗,增加單位面積的總粒數,擴大庫容量。這與相關研究結果[6，9-12]一致。

[1] 林成豹,黃顯波,鄧則勤,等.雜交水稻新組合贛優明占[J].雜交水稻,2014,29(2):84-86.

[2] 黃顯波,鄧則勤,鄭家團,等.抗稻癭蚊和稻瘟病恢復系的選育與抗性分析[J].福建農業學報,2007,22(1):1-4.

[3] 南京農業大學.田間試驗與統計方法[M].北京:中國農業出版社,1999:128-155.

[4] 劉德金,肖承和.農業試驗設計與分析[M].北京:中國農業科技出版社,2005:505-533.

[5] 王欽德,楊堅.高級食品試驗設計與統計分析[M].第2版.北京:中國農業大學出版社,2009:37-53.

[6] 楊惠杰,鄭景生,姜照偉,等.再生稻超高產庫的結構特征[J].福建農業學報,2005,20(2):65-68.

[7] 楊惠杰,楊仁催,李義珍,等.水稻超高產品種的產量潛力及產量構成因素分析[J].福建農業學報,2000,15(3):1-8.

[8] 李義珍.南方再生稻超高產理論與技術模式研究及應用[M]//姜紹豐．福建再生稻．福州:福建科學技術出版社,2008:111-140.

[9] 謝華安,王烏齊,楊惠杰,等.雜交水稻超高產特性研究[J].福建農業學報,2003,18(4):201-204.

[10] 陳曉波,饒鳴鈿.超級雜交稻Ⅱ優航1號高產栽培產量結構分析[J].四川農業大學學報,2012,30(2):130-133.

[11] 張上守,卓傳營,姜兆偉,等.超高產再生稻產量形成與栽培技術分析[J].福建農業學報,2003,18(1):1-6.

[12] 劉建，魏亞鳳，李波，等.麥稻互套耕作下配施有機氮無機氮穗肥對水稻產量及其構成的影響[J].江西農業學報,2016,28(2):1-5.

(責任編輯:黃榮華)

Biological Characteristics and Yield Structure of Rice-blast-resistant and Rice-gall-midge-resistant Hybrid Rice “Ganyoumingzhan”

GUO Sheng-he1, RAO Ming-dian2*, HUANG Xian-bo2,LIN Cheng-bao2, DENG Ze-qin2, TANG Jiang-xia2

(1. Longyan Agricultural School in Fujian Province, Longyan 364000, China;2. Sanming Academy of Agricultural Sciences in Fujian Province, Shaxian 365050, China)

According to the results of rice-blast-resistant and rice-gall-midge-resistant hybrid rice variety “Ganyoumingzhan” in Fujian provincial regional tests for middle rice varieties, we analyze the resistance, rice quality, agronomic traits and yield structural characteristics of this combination. “Ganyoumingzhan” has high yield and wide adaptability, and it is highly resistant, moderately resistant, and resistant to rice blast in Hainan province, Fujian province, and Chongqing city, respectively. The results of correlation analysis and path analysis indicate that: the number of grains per spike has the largest contribution rate (0.475) to the yield, followed by the number of spikes per unit area (0.420), while the seed-setting rate and 1000-grain weight have a very small contribution to the yield; the grain yield mainly depends on the sink capacity, the sink capacity mainly depends on the number of total grains per unit area, and the number of total grains per unit area is decided by both the number of spikes per unit area and the number of grains per spike. So, the keys to obtain high yield of “Ganyoumingzhan” are to cultivate more and large spikes, increase the number of total grains per unit area, and enlarge the sink capacity.

Hybrid rice; Ganyoumingzhan; Yield component; Correlation coefficient; Path coefficient; Determination coefficient

2017-03-20

福建省科技廳科技重大專項“優質、高產、抗病雜交稻新組合選育”(2004NZ01-4)。

郭生河(1964─),男,福建龍巖人,高級講師,主要從事作物栽培、育種的教學與研究工作。*通訊作者:饒鳴鈿。

S511.034

A

1001-8581(2017)07-0014-04