寒地水稻抗旱品種的篩選與鑒定

高世偉 聶守軍* 劉宇強 劉晴 常匯琳熊琰 謝樹鵬 薛英會 王寶力 史淑春

（1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院綏化分院，黑龍江綏化152052；2黑龍江省龍科種業(yè)集團有限公司，哈爾濱150086；第一作者：gaoshiwei1118＠126.com；*通訊作者：nsj－0821＠163.com）

黑龍江作為我國粳稻的主產(chǎn)區(qū)之一，水稻種植面積超過400萬hm2，為維護我國糧食安全做出了重要貢獻。但是，黑龍江省水資源分布極不平衡，平原區(qū)水量僅占總水量的20%，可耕地面積卻占80%。隨著水稻種植面積的不斷擴大，用水量的持續(xù)增加，造成黑龍江省水資源短缺現(xiàn)象日趨加劇，水稻生產(chǎn)出現(xiàn)階段性缺水，對水稻生產(chǎn)影響巨大。

本文采用田間直接鑒定法，對黑龍江省第二、第三積溫帶具有代表性的水稻品種進行抗旱性篩選與鑒定，以為今后水稻抗旱育種工作提供種質資源及理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取黑龍江省第二、第三積溫帶有代表性的16個水稻品種作為參試材料。其中，第二積溫帶品種為綏粳4號、綏粳8號、綏粳10、綏粳11、綏粳14、綏粳17、綏粳 18、綏粳 19、墾稻 12、龍粳 21、龍稻 5 號；第三積溫帶品種為綏粳3號、綏粳15、龍粳20、龍粳31、龍粳 46（表 1）。

1.2 試驗地點

試驗地點設在在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院綏化分院綏農(nóng)科技園區(qū)、秦家試驗地和雙河試驗地。

1.3 試驗設計

試驗采用田間直接鑒定法即自然環(huán)境鑒定法。將供試品種在旱地上栽種，以自然降水造成干旱脅迫，就水稻表現(xiàn)出的形態(tài)或產(chǎn)量特征來評價其抗旱性。試驗設16個小區(qū)，每個小區(qū)3次重復，小區(qū)面積1.5 m2，在播種前對試驗地進行整地、施肥，每m2施用尿素25 g、磷酸二銨10 g、硫酸鉀5 g。選擇籽粒飽滿的種子，在播種前浸泡3 d后進行播種。5月8日播種，每個小區(qū)種5行，行長1.0 m，行距30 cm，株距10 cm，每叢播種子5粒。

1.4 調查項目

3葉1心期調查出苗率；4葉1心期調查卷葉數(shù)；分蘗期調查有效分蘗數(shù)、分蘗速率；乳熟期調查灌漿速率；整個生育期調查根系發(fā)育情況，并記錄播抽歷期；收獲后進行室內考種，調查株高、穗長、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結實率、小區(qū)產(chǎn)量等。

1.5 數(shù)據(jù)處理

應用DPS 3.01軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，其分析內容主要有平均值、變異系數(shù)、方差分析、相關系數(shù)等。

2 結果與分析

2.1 供試品種抗旱性狀遺傳變異

從表2可以看出，各供試品種在卷葉數(shù)、分蘗速率、4葉1心期根系活力、強勢粒灌漿速率等4個性狀上具有較大的遺傳差異。

表1 供試水稻品種

表2 供試品種抗旱性狀遺傳變異

2.2 供試品種抗旱性狀相關性分析

由表3可知，成活率與分蘗速率、4葉1心期根系活力、齊穗期根系活力、乳熟期根系活力呈顯著正相關；4葉1心期根系活力與穗長、穗粒數(shù)、實際產(chǎn)量呈顯著正相關；乳熟期根系活力與強勢粒灌漿速率呈顯著正相關，與弱勢粒灌漿速率呈極顯著正相關；強勢粒灌漿速率與弱勢粒灌漿速率、穗粒數(shù)、結實率呈極顯著正相關，與實際產(chǎn)量呈顯著正相關；弱勢粒灌漿速率與穗粒數(shù)呈極顯著正相關；穗粒數(shù)與實際產(chǎn)量呈極顯著正相關。由此可見，水稻4葉1心期及分蘗盛期的根系活力、強勢粒灌漿速率、穗粒數(shù)對水稻抗旱性有重要影響。

2.3 供試品種抗旱性狀主成分分析

為充分分析抗旱性狀間的相互關系，對卷葉數(shù)（X1）、成果率（X2）、分蘗速率（X3）、4葉 1心根系活力（X4）、分蘗盛期根系活力（X5）、齊穗期根系活力（X6）、乳熟期根系活力（X7）、強勢粒灌漿速率（X8）、弱勢粒灌漿速率（X9）、抽播歷期（X10）、株高（X11）、穗長（X12）、有效穗數(shù)（X13）、穗粒數(shù)（X14）、千粒重（X15）、結實率（X16）等16個抗旱性狀進行主成分分析，結果見表4。

由表4可知，前6個特征根的累計貢獻率達86.08%。因此，前6個特征根可作為主因子代表總的數(shù)據(jù)信息。求得因子載荷矩陣（見表5）。

表3 供試品種抗旱性狀相關性分析

表5 因子載荷矩陣表4各主因子貢獻率

由表4和表5可知，在第一主因子中X4具有較大的因子載荷值，稱之為4葉1心期根系活力因子，其貢獻率為36.33%；在第二主因子中X5有較大的因子載荷值，稱之為分蘗盛期根系活力因子，其貢獻率為16.69%；在第三主因子中X13有較大的因子載荷值，稱之為有效穗數(shù)因子，其貢獻率為10.08%；在第四主因子中X14有較大的因子載荷值，稱之為穗粒數(shù)因子，其貢獻率為9.81%；在第五主因子中X8有較大的因子載荷值，稱之為強勢粒灌漿速率因子，其貢獻率為8.56%；在第六主因子中X10有較大的因子載荷值，稱之為抽播歷期因子，其貢獻率為4.62%。

結合田間調查及考種數(shù)據(jù)可知，綏粳3號是第一主因子最大的品種，綏粳8號是第二和第三主因子最大的品種，龍粳31是第四和第六主因子最大的品種，綏粳18是第五主因子最大的品種。

3 小結與討論

本試驗表明，綏粳3號、綏粳8號、綏粳18、龍粳31等4個品種抗旱性較好。供試水稻品種在苗期卷葉數(shù)、分蘗速率、4葉1心期根系活力、強勢粒灌漿速率上有較大的遺傳差異。通過對抗旱性狀進相關性分析得出，4葉1心期根系活力、分蘗盛期根系活力、強勢粒灌漿速率、穗粒數(shù)與水稻抗旱性呈顯著或極顯著正相關。因此，在今后抗旱育種工作中，通過現(xiàn)有的種質資源配制雜交組合，改良水稻的根系活力及灌漿速率，選育出的水稻新品種有較大抗旱能力。

影響水稻抗旱性較大的第一主因子為4葉1心期根系活力因子（代表品種是綏粳3號），第二主因子為分蘗盛期根系活力因子（代表品種是綏粳8號），第三主因子為有效穗數(shù)因子（代表品種是綏粳8號），第四主因子為穗粒數(shù)因子（代表品種是龍粳31），第五主因子為強勢粒灌漿速率因子（代表品種是綏粳18），第六主因子為抽播歷期因子（代表品種是龍粳31）。

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