江蘇省水稻品種產量性狀相關及聚類分析

張安存，王先如，鄧世峰，陳次娥，吳 明，周 莉

(江蘇省大華種業集團有限公司育種研究院鹽城研究所，江蘇東臺 224236)

水稻是江蘇糧食生產的優勢作物，年均種植面積180多萬hm2，在江蘇糧食生產中具有舉足輕重的作用。2000年以來，通過推廣優良品種, 改進栽培技術，江蘇水稻生產取得了明顯進展，平均產量穩定在9 000 kg/hm2以上[1]，產量潛力、品質、抗性等均有不同程度提高或改善，品種更新速度明顯加快。但隨著耕作制度改變，病蟲害危害加劇等問題出現，產量難以有較大突破、綜合抗性不強、高食味品種缺乏仍然是江蘇水稻生產急需解決的問題。而通過培育高產、優質、多抗的水稻新品種是解決該問題的一條行之有效的途徑。鑒于此，根據2001—2017年江蘇省水稻區域試驗資料鑒定結果，筆者對江蘇省不同類型水稻品種產量進行評價與分析，并開展性狀間的相關性研究，旨在為江蘇省水稻超高產育種提供參考依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料試驗材料選用2001—2017年審定推廣的131個江蘇省區域試驗品種。 試驗數據采用2001—2017年江蘇省農作物審定委員會或國家水稻數據中心((www.ricedata.com)發布審定的相關資料。

1.2試驗方法對2001—2017年江蘇省水稻品種株高、生育期、穗數、粒數、結實率、千粒重等性狀進行產量分析、相關分析和聚類分析。

1.3數據處理采用DPSV 3.01和EXCEL 2007對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1產量及其構成因素比較由表1可知，2001—2017年江蘇省不同時期水稻品種的區域試驗產量水平得到很大提高，2001—2017年江蘇省粳稻品種的平均產量9 550.5 kg/hm2；十五期間(2001—2005年)育成品種的平均產量為9 424.5 kg/hm2；十一五期間(2006—2010年)育成品種的平均產量為8 959.95 kg/hm2，產量有所下降；十二五期間(2011—2015年)育成品種的平均產量在9 612.30 kg/hm2；2016—2017年育成品種的平均產量最高，為10 205.40 kg/hm2。

平均穗數為20.62萬穗，其中2016—2017年最高，為20.98萬穗。實粒數呈上升趨勢，2016—2017年最高，為130.22粒。平均結實率為90.91%，其中2011—2015年最高，為91.95%。平均千粒重為26.62 g，其中2011—2015年最高，為27.03 g。近17年江蘇省超高產育種主要通過在適當降低穗數基礎上，較大幅度提高每穗總粒數，穩定結實率，適當增加千粒重來實現。

2.2產量構成因素及農藝性狀比較從表2可以看出，2001—2017年水稻131個品種產量及農藝性狀中，品種間結實率變異系數非常小，僅2.83%；其次是生育期，變異系數達3.04%；產量變異系數為5.79%，說明江蘇省水稻高產育種水平維持在一個水平或處在徘徊階段，要進一步提升產量有一定的難度。從產量結構因素分析可知，穗數和實粒數變異系數較大，分別為8.28%、11.87%，千粒重變異系數較小，為5.01%，提高粒重會影響水稻外觀品質。結實率變異系數較小，僅2.83%。這說明首先應保證足夠穗數(1.47萬～1.53萬/hm2)，挖掘較大的穗型潛力，確保單位面積內有足夠穎花量。從穗大、粒重、高結實三者協調的角度考慮，每穗總粒數以控制在130～140粒為宜，達到高結實率(結實率不低于93%)、高千粒重(千粒重28～30 g)[2]。

表1 2001—2017年江蘇省水稻區試產量及其構成因素比較

表2 2001—2017年水稻品種產量及農藝性狀的比較

2.3產量構成因素及農藝性狀相關性從表3可以看出，產量與實粒數呈極顯著正相關，說明2001—2017年江蘇省水稻產量提高與實粒數增加密不可分，而穗數與實粒數呈極顯著負相關，說明兩者有制約關系，提高江蘇省水稻產量只有通過二者相互協調，找到最佳平衡點，才能真正實現高產或超高產。

表3 產量構成因素及農藝性狀相關性

注：相關系數臨界值R0.05=0.358，R0.01=0.409;**表示極顯著相關(P<0.01)

Note: Critical value of correlation coefficientR0.05=0.358，R0.01=0.409;** indicated extremely significant correlation(P<0.01)

2.446個水稻品種產量聚類分析采用類平均法對46個品種進行聚類分析(圖1)。取遺傳距離D=2.83分界，將46個品種聚為3類：第 Ⅰ 類包括鎮糯20、連粳15、泗稻15、連糯1號、南粳9108、泗稻785、武運粳32、鹽粳16、寧粳8號、、淮稻18、南粳9212、蘇粳815、甬優2640，第 Ⅱ 類包括甬優1140，第 Ⅲ 類包括武運粳80。由此可以看出，絕大部分水稻品種遺傳距離較近，遺傳基礎狹窄[3]。

3 結論與討論

超高產育種的基本途徑是重塑株型，利用優勢，株型與優勢并重，增加株高，減少分蘗數，提高成穗率，追求大穗，生物產量和經濟系數并重。由46個水稻品種聚類分析結果可知，絕大部分審定品種遺傳背景較近，這是水稻超高產育種難以突破的重要原因。因此，今后水稻超高產育種應大力挖掘新的種質資源，建議根據不同生態區確定最適理想株型的生態條件。理想株型設計必須考慮到水稻形態建成模式與生態條件相擬合。從基因水平、生理生化水平、栽培管理習慣等方面出發，創造最適理想株型。擴大遺傳多樣性，包括利用秈稻、粳稻、野生稻，選用結實率和充實度好的親本，并且在早代給予充實度一定的選擇壓；選擇分蘗整齊的材料；注意不早衰材料的選擇[4]。同時，選育超高產品種要適應水稻生產輕簡化、機械化的需求，掌握“熟期宜早不宜遲、株高宜矮不宜高，穗型宜中不宜大”的原則。建議株高不能突破100 cm，直播稻基本苗多，根系淺，自身抗倒性差，株高過高則易倒伏。由于成熟中后期穗部遭受暴風雨的浸泡導致高產穗型品種重量增加；加之臺風影響，高產穗型品種比多穗型品種更容易倒伏。選育或引進品種應選擇節間短、莖稈粗壯、葉片直立、劍葉短以及根系發達的株型，從而減少倒伏風險。機插或直播稻生育期推遲，遭遇寒露風的機率大，大穗型品種一般灌漿速度慢，有兩段灌漿現象，如遇寒露風灌漿速度更慢、結實率更低，而且出米率低、商品性差。在品種選育或引進上要選擇莖稈粗壯、基部節間較短、分蘗力較強、穗數多、穗型中等略大、株型適中的中矮稈品種，穗粒結構要協調，堅持在穩定適宜穗數的基礎上適當增加總粒數，提高結實率和千粒重。

圖1 46個水稻品種的產量性狀聚類分析Fig.1 Cluster analysis of yield traits of 46 rice varieties