水稻超高產(chǎn)潛力鑒定品種農(nóng)藝性狀相關(guān)及通徑分析

夏祥華，喬保建，鄭立平，陳庭木

(1．安徽袁糧水稻產(chǎn)業(yè)有限公司，安徽蕪湖241003;2．江蘇連云港市農(nóng)科院，江蘇連云港222006)

水稻超高產(chǎn)，一直是我國(guó)以至世界農(nóng)學(xué)家奮斗的目標(biāo)。1982年桂朝2號(hào)創(chuàng)高產(chǎn)16 130 kg/hm2，刷新了由印度創(chuàng)造的水稻世界高產(chǎn)紀(jì)錄;2001年II優(yōu)明86創(chuàng)高產(chǎn)17 947．5 kg/hm2;2003年II優(yōu)084創(chuàng)高產(chǎn)1 847．5 kg/hm2;2006年南京大學(xué)選育的協(xié)優(yōu)107創(chuàng)高產(chǎn)19 305 kg/hm2［1］。水稻超高產(chǎn)育種已經(jīng)取得了較好的成就，超高產(chǎn)條件下，各性狀與中低產(chǎn)間差異明顯［2］，但性狀間的關(guān)系仍報(bào)道較少。筆者對(duì)2011年云南水稻高產(chǎn)潛力鑒定與篩選試驗(yàn)品種作性狀的偏相關(guān)分析、通徑分析與逐步線性回歸分析，研究超高產(chǎn)條件下水稻各性狀的關(guān)系，明確育種與栽培中主攻目標(biāo)，以期為水稻超高產(chǎn)育種及栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1試驗(yàn)材料 試驗(yàn)受理來(lái)自全國(guó)61個(gè)雜交稻新品種(組合)，有完整觀測(cè)數(shù)據(jù)品種分別為編號(hào) A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A16、A17、A18、A19、A20、B1、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17、B18、B19、B20、C1、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21，共58個(gè)(含對(duì)照)

1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2011年云南永勝水稻綜合試驗(yàn)站實(shí)施了水稻新品種高產(chǎn)潛力鑒定及篩選試驗(yàn)，無(wú)重復(fù)，施純氮375 kg/hm2、普鈣 450 kg/hm2、鋅肥 30 kg/hm2、硫酸鉀 135 kg/hm2?？疾炝藛萎a(chǎn)(kg/hm2)、全生育期(d)、穗高(cm)、穗頸高(cm)、高峰苗(萬(wàn)/hm2)、有效穗(萬(wàn)/hm2)、成穗率(%)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率(%)、千粒重(g)10項(xiàng)指標(biāo)。

1．3 分析方法 ①應(yīng)用EXCEL描述統(tǒng)計(jì)對(duì)所有樣本統(tǒng)計(jì)指標(biāo)均值、方差、極小值、極大值。②應(yīng)用相關(guān)及偏相關(guān)分析方法分析各指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)［3］。③應(yīng)用通徑分析方法分析各指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)，并計(jì)算各指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的直接與所有間接作用［3］。④多元線性回歸方程采用袁志發(fā)等［4］的緊湊變換法，以多元逐步線性回歸法求產(chǎn)量最優(yōu)回歸方程，以EXCEL2007 VBA編程計(jì)算。

表1 主要性狀統(tǒng)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2．1 各指標(biāo)的均值與變異情況 由表1可知，全生育期平均169．2 d，最短 152 d，最長(zhǎng)196 d，變幅達(dá) 44 d，變異系數(shù)4．23%，整體長(zhǎng)生育期樣本較少;穗高與穗頸高表現(xiàn)高度一致，變異系數(shù)相當(dāng);高峰苗變異系數(shù)19．66%，最大，變幅364．5萬(wàn)～930．0萬(wàn)/hm2，表明不同組合在高峰苗即分蘗能力上差異極大;有效穗變異系數(shù)11．34%，較大，變幅229．5萬(wàn)～409．5萬(wàn)/hm2，低者與平原地區(qū)相當(dāng)或略高，高者相當(dāng)高，此為造成產(chǎn)量差異的最大原因;成穗率平均55．1%，變幅35.7% ～74.7%，較大，表現(xiàn)高高峰苗者低成穗率，要提高成穗率適當(dāng)降低高峰苗數(shù)，減少無(wú)效分蘗;總粒數(shù)變異系數(shù)17.66%，變幅137．8～289．3粒，從小穗型到大穗型均有，品種類型很豐富;結(jié)實(shí)率平均87．1%，變異系數(shù)6．69%，不大，變幅71．8% ～97.8%，從中低結(jié)實(shí)率到高結(jié)實(shí)率均有，少數(shù)品種的恢復(fù)度適應(yīng)性不強(qiáng)，結(jié)實(shí)不良;千粒重均值29．7 g，較高，變異系數(shù)9.51%，較大，變幅24．1～36．6 g，小粒型品種與大粒型品種均有;產(chǎn)量平均14 653．5 kg/hm2，遠(yuǎn)高于各水稻主產(chǎn)區(qū)平均產(chǎn)量，變異系數(shù)8．29%，較大，變幅10 630．5～17 541．0 kg/hm2，最高產(chǎn)量低于2010年最高產(chǎn)量九兩優(yōu)28創(chuàng)造的 18 988．7 kg/hm2。

2．2 各指標(biāo)的相關(guān)分析 由表2可知，各性狀中僅總粒數(shù)與產(chǎn)量間復(fù)相關(guān)顯著，其他不顯著，但全生育期與單產(chǎn)間負(fù)相關(guān)顯著，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)四因子(有效穗、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重)與產(chǎn)量間偏相關(guān)極顯著，表明用偏相關(guān)描述產(chǎn)量與各性狀間關(guān)系更科學(xué)。全生育期與穗頸高間正相關(guān)顯著，長(zhǎng)生育期易形成高的營(yíng)養(yǎng)體，增加生物產(chǎn)量。穗高與多個(gè)性狀間存在相關(guān)，與穗頸高、千粒重間極顯著正相關(guān)，表明株高易形成大粒，與有效穗、總粒數(shù)間存在顯著正相關(guān)，株高易形成大穗。高峰苗與有效穗間正相關(guān)極顯著，分蘗力越強(qiáng)，有效穗越多，有效穗與穗高間顯著正相關(guān)，與穗頸高間顯著負(fù)相關(guān)，表明高稈分蘗力偏弱，但穗長(zhǎng)偏大。產(chǎn)量結(jié)構(gòu)四因子間存在極顯著的負(fù)相關(guān)。該試驗(yàn)的相關(guān)關(guān)系與一般水平條件下觀測(cè)結(jié)果相似，無(wú)特異性，未帶來(lái)新的相關(guān)關(guān)系。

表2 各性狀間及與產(chǎn)量間相關(guān)系數(shù)

2．3 各指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的最優(yōu)線性回歸統(tǒng)計(jì) 將各指標(biāo)與產(chǎn)量間用逐步線性回歸的方法建立最優(yōu)回歸方程，僅產(chǎn)量結(jié)構(gòu)四因子進(jìn)入方程:y=40．578 2x1+4．355 1x2+11．748 4x3+26.533 1x4－2 527．33 ，方差貢獻(xiàn)均極顯著，方程F 值21．719 3，極顯著，回歸結(jié)果與偏相關(guān)分析結(jié)果高度相似(表3)。

表3 多元逐步線性回歸方程參數(shù)

2．4 各指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的通徑分析 對(duì)全生育期、穗高、穗頸高、高峰苗、有效穗、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重8因子對(duì)產(chǎn)量作通徑分析，僅產(chǎn)量結(jié)構(gòu)四因子對(duì)產(chǎn)量通徑系數(shù)達(dá)極顯著水平，其余均不顯著，通徑模型相關(guān)系數(shù)0．821 5＊＊，極顯著。

有效穗對(duì)產(chǎn)量直接決定作用較大，通過(guò)與總粒數(shù)的負(fù)相關(guān)，對(duì)產(chǎn)量的綜合決定作用微弱?？偭?shù)對(duì)產(chǎn)量直接決定作用最大，通過(guò)與其他產(chǎn)量三因子負(fù)相關(guān)，綜合決定作用弱化，仍達(dá)顯著水平。結(jié)實(shí)率與千粒重對(duì)產(chǎn)量的直接決定作用大，二者均與總粒數(shù)負(fù)相關(guān)，致對(duì)產(chǎn)量的綜合決定作用變微弱。

通徑分析與偏相關(guān)、逐步線性回歸分析結(jié)果高度相似，表明多種統(tǒng)計(jì)方法在結(jié)論上有很好的一致性，并能相互補(bǔ)充。

表4 通徑分析自變量對(duì)單產(chǎn)的作用路徑剖分

3 討論

3．1 超高產(chǎn)條件下性狀對(duì)產(chǎn)量的影響 水稻在超高產(chǎn)條件下與一般產(chǎn)量水平下，各性狀的相互關(guān)系基本相同，但超高產(chǎn)條件下，各指標(biāo)的均值，特別是全生育期、有效穗、高峰苗存在較大差異，其他差異則明顯偏小。全生育期在一般情況下均可能表現(xiàn)與產(chǎn)量間明顯的正相關(guān)，有的能進(jìn)入回歸方程［5］，但在該試驗(yàn)中，反而表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)，可能是該試驗(yàn)中多數(shù)組合生育期全拉長(zhǎng)后產(chǎn)生的新統(tǒng)計(jì)規(guī)律，有待深入研究。

3．2 超高產(chǎn)條件下應(yīng)該采取的育種策略 該試驗(yàn)中總粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響最大，其次為有效穗數(shù)、結(jié)實(shí)率與千粒重?？梢姡弋a(chǎn)育種中，有穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上攻大穗很有必要，該試驗(yàn)中平均穗數(shù)300．15萬(wàn)/hm2，總粒數(shù)201粒，相對(duì)于普通生產(chǎn)水平，穗數(shù)已經(jīng)很多，但總粒數(shù)不太多。相對(duì)于最多有效穗409．50萬(wàn)穗/hm2，最大總粒數(shù)289．3粒，總粒數(shù)與有效穗均有很大上升空間?；诋a(chǎn)量結(jié)構(gòu)因子間存在顯著的拮抗關(guān)系，必須將有效穗、總粒數(shù)及千粒重協(xié)調(diào)，不能過(guò)分地強(qiáng)調(diào)一個(gè)因子。另外結(jié)實(shí)率不僅與其他三因子間存在拮抗關(guān)系，還與品種本身的遺傳及環(huán)境有極大關(guān)系，結(jié)實(shí)率一定要高而穩(wěn)定，結(jié)實(shí)率穩(wěn)定是產(chǎn)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)，當(dāng)然片面強(qiáng)調(diào)高結(jié)實(shí)率也不可行，無(wú)論如何配置產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因子，均以產(chǎn)量最大化為目標(biāo)。

3．3 株高的討論 該試驗(yàn)中采用穗高代替了傳統(tǒng)的株高定義，并增加穗頸高指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)分析表明穗頸高與產(chǎn)量因子間均存在顯著或極顯著相關(guān)，通徑作用路徑表明穗頸高與有效穗、總粒數(shù)及結(jié)實(shí)率間有密切關(guān)系，更重要是提高總粒數(shù)。通過(guò)提高穗頸高能提高總粒數(shù)而間接提高產(chǎn)量。傳統(tǒng)株高定義中包含了穗長(zhǎng)，而采用穗頸高能更大程度地以此表示植株?duì)I養(yǎng)體，較株高能更科學(xué)地提示農(nóng)藝性狀間的關(guān)系。

［1］赴云南省濤源鄉(xiāng)國(guó)家水稻超高產(chǎn)科技示范場(chǎng)考察簡(jiǎn)報(bào)［J］．麗水農(nóng)業(yè)科技，2007(4):38 －40．

［2］程式華．中國(guó)超級(jí)稻育種［M］．北京:科學(xué)出版社，2010:96－97．

［3］陳庭木，徐大勇，秦德榮，等．偏相關(guān)與通徑分析的EXCEL VBA程序設(shè)計(jì)［J］．農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2007(3):101－103．

［4］袁志發(fā)，周靜芋．多元統(tǒng)計(jì)分析［M］．北京:科學(xué)出版社，2002:138 －144．

［5］楊久，丁鯤，盧義宣，等．云南秈粳交錯(cuò)區(qū)水稻農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間相關(guān)及通徑分析［J］．西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，24(2):391 －395．