湖南中秈稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素分析

譚崢崢，魏中偉，馬國(guó)輝*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2湖南雜交水稻研究中心／雜交水稻國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙　410125）

湖南中秈稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素分析

譚崢崢1，魏中偉2，馬國(guó)輝2*

（1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128；2湖南雜交水稻研究中心／雜交水稻國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410125）

以湖南省2004～2011年（2007年除外）共7年中稻區(qū)試的120個(gè)中秈稻品種（中熟組31個(gè)，遲熟組89個(gè)）試驗(yàn)數(shù)據(jù)為材料，研究分析了產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系。結(jié)果表明，中稻產(chǎn)量的變化趨勢(shì)與穗實(shí)粒數(shù)有密切的正向關(guān)系；中熟組在保持適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)擴(kuò)充源庫(kù)，同時(shí)增加粒重和穗粒數(shù)可以達(dá)到增產(chǎn)目的；遲熟組通過(guò)適當(dāng)減少穗數(shù)，提高粒重或增加穗粒數(shù)可以達(dá)到增產(chǎn)目的。通過(guò)多元回歸分析建立的中稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)模型可知:中稻中熟組、遲熟組每增加1單位（萬(wàn)穗）有效穗，產(chǎn)量分別增加21.681、17.124 kg／hm2，每增加1單位（g）千粒重，產(chǎn)量分別增加175.669、169.675 kg／hm2，每增加1單位（%）結(jié)實(shí)率，產(chǎn)量分別增加173.66、63.347 kg／hm2，每增加1單位（粒）穗穎花數(shù)，產(chǎn)量分別增加28.16、35.713 kg／hm2。

水稻；產(chǎn)量；產(chǎn)量構(gòu)成

水稻是我國(guó)重要的糧食作物，全國(guó)近三分之二的人口以稻米為主食，水稻生產(chǎn)和消費(fèi)在我國(guó)國(guó)計(jì)民生中占有舉足輕重的地位［1］。據(jù)報(bào)道，2030年我國(guó)人口將達(dá)到16億，糧食總產(chǎn)量需要從2014年的6.07億噸增加到7.4億噸才能滿足需要［2］。因此提高水稻產(chǎn)量對(duì)保障國(guó)家糧食安全、促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定具有重大意義。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞超高產(chǎn)水稻品種的特征特性、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)關(guān)系、超高產(chǎn)形成規(guī)律等方面開(kāi)展了大量的研究，較一致地認(rèn)為穩(wěn)穗增粒、主攻大穗擴(kuò)大總庫(kù)容是實(shí)現(xiàn)水稻超高產(chǎn)目標(biāo)的主要途徑［3～8］。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)中稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素之間的關(guān)系研究大多局限于少數(shù)品種，對(duì)于跨時(shí)長(zhǎng)，多品種數(shù)據(jù)的系統(tǒng)研究不多。筆者調(diào)取湖南省種子管理站2004～2011年（2007年除外）共7年的中稻區(qū)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)，篩選出部分通過(guò)區(qū)試，達(dá)到申報(bào)審定標(biāo)準(zhǔn)的中稻品種，對(duì)其產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行分析，著重研究產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的年度變化趨勢(shì)，探討產(chǎn)量及其構(gòu)成因素之間的關(guān)系，以期對(duì)探尋中稻合理、有效的增產(chǎn)途徑提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為120個(gè)中秈稻組合，共154組產(chǎn)量數(shù)據(jù)（有重復(fù)）。按照生育期進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，其中31個(gè)中熟組合，如華優(yōu)7號(hào)、金優(yōu)299、黃華占等，共38組產(chǎn)量數(shù)據(jù)；89個(gè)遲熟組合，如D優(yōu)207，金優(yōu)997、科優(yōu)21號(hào)等，共116組產(chǎn)量數(shù)據(jù)（表1）。

表1　供試材料

1.2數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS、Minitab數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析、偏相關(guān)分析、多元回歸分析。

2　結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量及構(gòu)成

由表2可知，中稻中熟組產(chǎn)量變幅為7 088.1～9 361.8 kg／hm2，平均產(chǎn)量為8 111.0 kg／hm2，中稻遲熟組產(chǎn)量變幅為7 780.5～10 184.3 kg／hm2，平均產(chǎn)量為8 714.0 kg／hm2。中稻遲熟組平均產(chǎn)量比中熟組高7.43%，兩組的有效穗數(shù)和穗穎花數(shù)相近，但遲熟組的結(jié)實(shí)率比中熟組高3.3%，千粒重比中熟組高3.7%，說(shuō)明遲熟組高產(chǎn)的原因可能是由于其籽粒充實(shí)度和穗部灌漿程度都優(yōu)于中熟組。

表2　中稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的描述性統(tǒng)計(jì)

中稻遲熟組有效穗數(shù)、千粒重、穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、穗穎花數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均小于中熟組，說(shuō)明遲熟組產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異程度較中熟組小，數(shù)據(jù)分布更靠攏平均值。按照變異系數(shù)的等級(jí)劃分（弱變異性:變異系數(shù)＜10%；中等變異性:10%＜變異系數(shù)＜100%；強(qiáng)變異性:變異系數(shù)＞100%［9］），中稻遲熟組各因素?cái)?shù)據(jù)都為弱變異性，中熟組除穗實(shí)粒數(shù)和穗穎花數(shù)外也都為弱變異性，說(shuō)明中稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素?cái)?shù)據(jù)較穩(wěn)定，整體分布比較集中。

2.2產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)趨勢(shì)

為更直觀地呈現(xiàn)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的變化趨勢(shì)，將每年度產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、千粒重的中位值轉(zhuǎn)化成浮動(dòng)范圍為0～1的相對(duì)量值（即各組數(shù)據(jù)均除以該組最大值），得到相對(duì)量值后作折線圖如圖1。

圖1　中稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)

由圖1可知，中稻中熟組產(chǎn)量在2008年后出現(xiàn)下降，但在2011年上升并達(dá)到極大值，遲熟組產(chǎn)量表現(xiàn)出歷年遞增的趨勢(shì)。中熟組和遲熟組的有效穗數(shù)整體呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢(shì)，穗實(shí)粒數(shù)均呈逐年遞增趨勢(shì)，千粒重變幅較穩(wěn)定，說(shuō)明中稻產(chǎn)量的逐年提升可能是由于有效穗數(shù)在適量減少的同時(shí)穗粒數(shù)有所增加，從而導(dǎo)致增產(chǎn)，反映出近年來(lái)大穗型的育種趨勢(shì)。

2.3產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)性分析

由表3可知，中稻中熟組產(chǎn)量與有效穗數(shù)幾乎沒(méi)有相關(guān)性，與千粒重、穗實(shí)粒數(shù)也呈不顯著正相關(guān)，可能因?yàn)檎麄€(gè)中熟組群體的產(chǎn)量構(gòu)成三因素?cái)?shù)據(jù)變化幅度都較小所導(dǎo)致；結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，而穗穎花數(shù)與產(chǎn)量并無(wú)顯著相關(guān)性，說(shuō)明中熟組存在庫(kù)足源不足的現(xiàn)象，增源有利于增產(chǎn)；有效穗數(shù)與穗實(shí)粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)高達(dá)-0.748，說(shuō)明該組群體已達(dá)到田間郁蔽嚴(yán)重影響穗粒數(shù)的程度；有效穗數(shù)與結(jié)實(shí)率相關(guān)性不顯著，說(shuō)明有效穗的增加沒(méi)有降低結(jié)實(shí)率，而是通過(guò)減少總穎花數(shù)來(lái)影響實(shí)粒數(shù)；千粒重與穗實(shí)粒數(shù)相關(guān)性不顯著，說(shuō)明該組稻穗在多粒和大粒的選擇上有一定的調(diào)和空間。

表3　中稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)系數(shù)

中稻遲熟組產(chǎn)量與有效穗數(shù)呈不顯著負(fù)相關(guān)，與千粒重呈不顯著正相關(guān)，而與穗實(shí)粒數(shù)、穗穎花數(shù)呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明千粒重和有效穗數(shù)的增加對(duì)產(chǎn)量影響不大，但穗實(shí)粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量有較大影響，隨實(shí)粒數(shù)增加產(chǎn)量有明顯提升，說(shuō)明在當(dāng)前水平下擴(kuò)充庫(kù)容量、保持較高的穗粒數(shù)是保證水稻高產(chǎn)的基礎(chǔ)；有效穗數(shù)與千粒重、穗實(shí)粒數(shù)都呈極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明該組群體已達(dá)到田間郁蔽嚴(yán)重影響穗粒數(shù)和穗粒重的程度，有效穗數(shù)的增加對(duì)籽粒灌漿造成了較大的牽制作用，要達(dá)到增產(chǎn)目的，需對(duì)有效穗數(shù)進(jìn)行適當(dāng)控制；有效穗數(shù)與結(jié)實(shí)率相關(guān)性不顯著，說(shuō)明有效穗數(shù)的增加雖然使總穎花數(shù)減少，但對(duì)結(jié)實(shí)率影響較??；穗實(shí)粒數(shù)與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明同一穗上多粒和大粒難以并存，目前要獲得高產(chǎn)只能通過(guò)其中之一達(dá)到，凸顯了當(dāng)前群體庫(kù)足源不足的矛盾。

2.4偏相關(guān)分析

由表4可知，中稻中熟組和遲熟組的有效穗數(shù)均與產(chǎn)量達(dá)到極顯著正相關(guān)，說(shuō)明排除其他因素影響之后，有效穗數(shù)仍然是影響產(chǎn)量的極為重要的因素，而其他三因素也與產(chǎn)量達(dá)到極顯著正相關(guān)，說(shuō)明產(chǎn)量構(gòu)成因素都與產(chǎn)量存在著真實(shí)而極其密切的關(guān)系。

表4　中稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的偏相關(guān)系數(shù)

中稻中熟組中與產(chǎn)量相關(guān)性最高的是千粒重，偏相關(guān)系數(shù)為0.667，說(shuō)明籽粒充實(shí)度是真實(shí)影響產(chǎn)量的最重要的因素，保證源充足，促進(jìn)籽粒灌漿可能是中稻中熟組的有效增產(chǎn)途徑。中稻遲熟組中與產(chǎn)量相關(guān)性最高的是總穎花數(shù)，偏相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.664，說(shuō)明庫(kù)容量的充足與否是真實(shí)影響該組產(chǎn)量的最重要的因素，擴(kuò)充庫(kù)容量可能是中稻遲熟組的有效增產(chǎn)途徑。

2.5多元回歸分析

為進(jìn)一步明確產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的關(guān)系，建立有效穗數(shù)（x1）、千粒重（x2）、結(jié)實(shí)率（x3）、穗穎花數(shù)（x4）對(duì)產(chǎn)量（y）的多元回歸方程:

y（中熟）=-20770.882+21.681x1+175.669x2+ 173.66x3+28.16x4（R=0.761，F(xiàn)=11.329）

y（遲熟）=-11304.42+17.124x1+169.675x2+ 63.347x3+35.713x4（R=0.676，F(xiàn)=23.303）

在其他因素穩(wěn)定的條件下，中稻中熟組、遲熟組每增加1單位（萬(wàn)穗）有效穗數(shù)，產(chǎn)量分別增加21.681、17.124 kg／hm2，每增加1單位（g）千粒重，產(chǎn)量分別增加175.669、169.675 kg／hm2，每增加1單位（%）結(jié)實(shí)率，產(chǎn)量分別增加173.66、63.347 kg／hm2，每增加1單位（粒）穗穎花數(shù)，產(chǎn)量分別增加28.16、35.713 kg／hm2。通過(guò)以上方程式可以在一定程度上預(yù)測(cè)產(chǎn)量。

3　討論

獲得高產(chǎn)需要協(xié)調(diào)好水稻個(gè)體與群體的優(yōu)勢(shì)，使個(gè)體與群體的產(chǎn)量構(gòu)成因素達(dá)到統(tǒng)一。謝華安等［3］認(rèn)為，靠培育大穗獲得大庫(kù)容量和中、后期的干物質(zhì)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)是雜交水稻超高產(chǎn)的主要原因。張洪程等［6］認(rèn)為，穗型大，群體穎花數(shù)多是超高產(chǎn)品種產(chǎn)量高于普通品種的主要原因。吳桂成等［8］認(rèn)為，在足量大穗的同時(shí)保持正常的充實(shí)度，提高群體庫(kù)容總充實(shí)量，是粳型超級(jí)稻的超高產(chǎn)特征。

中稻遲熟組在總穎花數(shù)接近、有效穗數(shù)略低于中稻中熟組的前提下，因?yàn)樗氩抗酀{程度和籽粒充實(shí)度更加突出，最終其產(chǎn)量要比中稻中熟組高出7.3%，說(shuō)明保持中稻群體的源充足是保障高產(chǎn)的重要條件。2004～2011年間，在中稻有效穗數(shù)呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，而千粒重變幅較穩(wěn)定的情況下，中稻產(chǎn)量依然能夠逐年遞增也是由于穗粒數(shù)的增加所致?？梢?jiàn)品種的大穗、重穗特性對(duì)增產(chǎn)十分重要，同時(shí)也反映出2004～2011年時(shí)間段中稻育種偏向大穗型的趨勢(shì)。

從相關(guān)性分析來(lái)看，中稻中熟組可以在保持現(xiàn)有穗數(shù)的基礎(chǔ)上同時(shí)擴(kuò)充源庫(kù)，通過(guò)增加粒重和穗粒數(shù)來(lái)達(dá)到增產(chǎn)目的。中稻遲熟組可以通過(guò)適當(dāng)減少穗數(shù)，同時(shí)擴(kuò)充源庫(kù)，在提高粒重和增加穗粒數(shù)兩條途徑中選擇其一來(lái)達(dá)到增產(chǎn)目的。偏相關(guān)分析結(jié)果表明，有效穗數(shù)與產(chǎn)量存在著真實(shí)而密切的關(guān)系，但由于偏相關(guān)分析中剝離了其他因素的影響，其結(jié)果在大田生產(chǎn)中可能并不具有指導(dǎo)意義，在真實(shí)環(huán)境中，有效穗數(shù)的增加勢(shì)必將導(dǎo)致穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率等其他因素的驟減，反而不利于增產(chǎn)。通過(guò)保障源足促進(jìn)籽粒充實(shí)度是中稻中熟組較為有效的增產(chǎn)途徑，而擴(kuò)充庫(kù)容量是中稻遲熟組較為有效的增產(chǎn)途徑。以上結(jié)論與前人研究結(jié)果基本一致。

不論是產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的變化趨勢(shì)分析還是相關(guān)性分析，其結(jié)果都表明，中稻中熟組、遲熟組均適于向大穗型發(fā)展，現(xiàn)階段不宜繼續(xù)擴(kuò)增有效穗數(shù)，中熟組通過(guò)粒重和穗粒數(shù)的同時(shí)擴(kuò)增，遲熟組通過(guò)粒重或穗粒數(shù)的擴(kuò)增均能有效增產(chǎn)。

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Analysis on Yield and Yield Com ponents of Midd le-season Indica Rice in Hunan

TAN Zheng-zheng1，WEIZhong-wei2，MA Guo-hui2*
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 State Key Laboratory of Hybrid Rice，Hunan Hybrid Rice Research Center，Changsha，Hunan 410125，China）

120 middle-season indica rice varieties（31 belong to medium maturity group，89 belong to late maturing group）came from regional testofmiddle-season rice in 2004～2011were chosen to study the relationships between yield components and yield.The results showed that:The change trend of yield had close relation with filled grain number.To maintain appropriate number of effective panicles and increase grain weight and grain number per spike could achieve the purpose of increasing yield in medium maturity group.To properly reduce the number of effective panicles，increase grain weight or increase grain number could reach the goal of increasing yield in latematuring group.Looked from the yield structuremodel established by multiple regression analysis，the grain yield of medium maturity group and late maturing group would increased by 21.681 kg／hm2and 17.124 kg／hm2when the ear numberwas increased by 10 000 panicles，the grain yield would increased by 175.669 kg／hm2and 169.675 kg／hm2when the grain weightwas increased by 1 g，and the grain yield would increased 173.66 kg／hm2and 63.347 kg／hm2when the seed setting ratewas increased by 1%，and the grain yield would increased by 28.16 kg／hm2and 35.713 kg／hm2when the number of spikelets was increased by 1 per panicle.

rice；yield；yield components

S511.3+20.1

A

1001-5280（2015）05-0463-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.02

2015-05-05

譚崢崢（1989-），男，湖南益陽(yáng)人，碩士研究生，Email:xiaoc1989＠163.com。*通信作者:馬國(guó)輝，研究員，Email:maguohui＠hhrrc.ac.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金（31271659）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2012BAD04B10；2011BAD16B01；2013BAD07B14）。