川北丘陵區(qū)水稻油后直播品種適應性研究

胡雨寒，張榮萍，陶詩順，侯永康，黃 正，張 琪，周寧寧，阿什日軌

（西南科技大學生命科學與工程學院，四川 綿陽 621010）

水稻是我國最主要的糧食作物之一。川北丘陵區(qū)的水稻生產前期用水高峰集中，適逢該區(qū)域季節(jié)性干旱頻發(fā)，導致局域性缺水爭水矛盾突出[1]；此外，隨著勞動力向城市轉移，農村勞動力缺乏[2]；因此急需一種輕簡高效的栽培方式作為替代。采用水稻油后直播高效栽培技術，可以省去傳統(tǒng)水稻栽培中的大田耕作、育秧和移栽等繁瑣環(huán)節(jié)，大幅節(jié)省用水與用工，減輕勞動強度，提高勞動生產率[3]。但因采用直播栽培，水稻播種期推遲，全生育期相對縮短[4]，對直播稻產量造成一定影響。為了保證直播水稻產量，需要選用優(yōu)質高產、生育期適宜以及抗性好的品種，如何篩選出適宜油后直播的水稻品種，是配套集成直播栽培技術體系的必要環(huán)節(jié)[5]。目前針對川北丘陵區(qū)水稻油后直播品種適應性的研究較少，本試驗以38個雜交秈稻和12個常規(guī)秈稻品種作為試驗材料，采用主成分分析的方法[6-7]，旨在通過對參試品種的產量性狀的研究，篩選出適合在川北丘陵區(qū)直播的高產水稻品種。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

選用38個雜交稻品種和12個常規(guī)秈稻品種為材料進行同田品比試驗。品種類別詳見表1。

1.2 試驗方法

試驗于2018年在綿陽市游仙區(qū)魏城鎮(zhèn)試驗基地進行。前作油菜，試驗田肥力中等偏上。

試驗田油菜于5月12日收獲，油菜收獲后用旋耕機將秸稈翻埋還田，整地。將水稻種子浸種2天催芽至露白時于5月17日旱直播，撒播，播種量按雜交品種每平方米75粒、常規(guī)種子150粒計，每小區(qū)播種量隨種子千粒重而定，每品種播種面積35 m2。播后掩種，保證種子不外漏。播后第二天全田放水淹灌一次，讓水自然落干，至稻苗3葉前田間保持濕潤狀態(tài)。稻苗3葉期田間灌水，進行化學除草。

各品種的氮磷鉀肥施用方法一致，肥料采用水稻專用復合肥（N∶P2O5∶K2O=25∶10∶16），施氮肥水平按150kg/hm2（基肥∶3～4葉期∶7～8葉期=3∶3∶4），其他管理按照當?shù)刂辈ニ靖弋a栽培技術進行。

1.3 觀測項目

1.3.1 生育進程

詳細記錄參試品種的生育期數(shù)據(jù)。

1.3.2 考種

成熟時在每品種采用5點取樣，每點取樣1 m2，收獲全部稻穗進行室內考種，分析有效穗數(shù)、穗著粒數(shù)、實粒數(shù)、結實率和千粒重等產量相關性狀。收獲時各小區(qū)去邊行，以15 m2計產。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 22.0軟件進行相關、主成分分析和綜合評價。

2 結果與分析

2.1 參試水稻品種全生育期觀測與比較

由表1可知，不同參試品種的生育期具有顯著差異（P＜0.05），變異系數(shù)為 4.55%。

表1 參試品種生育期Table 1 Growth period of tested varieties

根據(jù)參試品種全生育期長短可分為5類，全生育期131～135 d，共6個品種，占12.0%；全生育期136～140 d，共 18個品種，占 36.0%；全生育期 141～145天，共8個品種，占16.0%；全生育期146～150 d，共9個品種，占18.0%；全生育期大于150 d，共6個品種，占12.0%。

其中川優(yōu)1727和川作優(yōu)8727的全生育期最短，為132 d，晶兩優(yōu)華占等6個品種全生育期最長，達155 d，生育期最大差值為23 d。參試品種平均生育期為142 d，與生育期最長品種相差13 d，與生育期最短品種相差10 d。全部參試品種中，20個品種生育期長度超過平均生育期，30個品種生育期長度短于平均生育期。

2.2 參試水稻品種產量性狀比較

如表2所示，不同參試品種間的產量差異達極顯著水平（P＜0.01）。50個參試品種的產量變幅為6 508.2～10 074.2 kg/hm2，其中，只有恒豐優(yōu)粵禾絲產量（10 074.2 kg/hm2）高于 10 000 kg/hm2；龍優(yōu) 8 號等10個品種的產量在9 000～10 000 kg/hm2之間，占比20%；內6優(yōu)103等13個品種的產量在8 000～9 000 kg/hm2之間，占比26%；旌優(yōu)華珍等22個品種產量位于7 000～8 000 kg/hm2之間，占比44%；五山絲苗等4個品種產量低于7 000 kg/hm2，占比8%，產量最低的華航38為6 508.2 kg/hm2。

表2 參試品種產量性狀Table 2 Yield traits of tested varieties

（續(xù)表 2）

從產量相關性狀來看，不同參試品種間的4個產量相關性狀差異均達極顯著水平（P＜0.01）。參試品種每公頃有效穗的變幅在118.60×104～268.13×104穗間。泰國小香占每公頃有效穗（268.13×104穗）最高，高于250×104穗/hm2，中廣優(yōu)2號等12個品種有效穗較高，超過 200×104穗/hm2；有效穗在 150×104～200×104穗/hm2之間的品種有45個，占比90%；內5優(yōu)39和炳優(yōu)900品種有效穗較低，低于150×104穗/hm2。參試品種的有效穗均值為184.6×104穗/hm2，最低值與之相差66×104穗/hm2，最高值與之相差85.53×104穗/hm2。

每穗實粒數(shù)變幅在117.4～243.9粒之間，均值為163.9粒，其中炳優(yōu)900、廣8優(yōu)589、晶兩優(yōu)1199、Q優(yōu)5號和粵禾絲苗5個品種每穗實粒數(shù)較多，達到了200粒以上，隆兩優(yōu)黃莉占等9個品種，每穗實粒數(shù)低于140粒，泰國小香占最低只有117.4粒。結實率方面，變幅為78.5%～95.1%，均值為89.7%，參試品種中，華航38結實率最高（95.1%），高于95%，只有玉美占一個品種結實率低于80%，為78.5%。參試品種的千粒重變幅為21.4～35.9 g，均值為27.7 g，其中宜香優(yōu)2115等4個品種千粒重較大，在33g～36 g之間，華航31等6個品種千粒重較輕低于24 g，千粒重最低為泰國小香占只有21.4 g。

變異系數(shù)是衡量性狀指標中各觀測值差異程度和變異范圍的統(tǒng)計量[8]。從表2可以看出，參試品種產量和4個產量性狀的變異系數(shù)存在差異，其中結實率的變異系數(shù)最小為3.37%，千粒重與產量變異系數(shù)較大，為12.85%和10.45%，每穗實粒數(shù)變異系數(shù)最大為15.69%，每公頃有效穗變異系數(shù)次之，為15%。

2.3 參試品種產量性狀的相關性分析

由表3可知，參試品種產量與每穗實粒數(shù)（r=0.321）呈顯著正相關，與千粒重呈極顯著正相關（r=0.381），表明參試品種產量主要受這兩個因素影響。有效穗與每穗實粒數(shù)（r=-0.613）和千粒重（-0.457）呈極顯著負相關，表明有效穗、每穗實粒數(shù)及千粒重之間存在著相互作用。生育期與各項產量性狀均沒有顯著相關性。

表3 參試品種產量相關分析結果Table 3 Correlation analysis results of tested varieties

2.4 參試品種產量性狀主成分分析

本試驗計算了38個參試雜交稻品種和12個參試常規(guī)稻品種的5個產量性狀的特征向量與貢獻率，結果如表4和表5所示。主成分分析方法設定：當主成分的累積貢獻率達85%以上時，即可認為它們具有總體代表性。由表4和5看出，參試品種的前3個主成分分別反映了總信息量的86.32%和85.61%。

表4 參試雜交稻品種農藝性狀的特征向量值及貢獻率Table 4 Characteristic vector value and contribution rate of agronomic traits of tested hybrid rice varieties

表5 參試常規(guī)稻品種農藝性狀的特征向量值及貢獻率Table 5 Characteristic vector value and contribution rate of agronomic traits of tested conventional rice varieties

參試雜交稻的主成分分析中，第1主成分主要指標為每穗實粒數(shù)，第2主成分主要指標為每公頃有效穗和結實率，第3主成分主要指標為千粒重與產量。根據(jù)表4中的特征值和各指標的主成分載荷，可以得到3個主成分函數(shù)表達式：

Y1=-0.411X1+0.782X2+0.168X3-0.427X4+0.106X5

Y2=0.59X1-0.011X2+0.587X3-0.23X4+0.504X5

Y3=-0.349X1+0.097X2+0.123X3+0.709X4+0.591X5

3個表達式中，X1為每公頃有效穗、X2為穗實粒數(shù)、X3為結實率、X4為千粒重、X5為產量。

將3個主成分及各主成分對應的方差貢獻率作為權重，得到綜合評價函數(shù)：

Y=0.317Y1+0.303Y2+0.243Y3

對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，根據(jù)綜合評價函數(shù)計算出38個參試品種的綜合得分，綜合得分越高，說明該品種適應性越好。結果如表6所示，龍優(yōu)8號、廣8優(yōu)589、恒豐優(yōu)粵禾絲苗等9個品種綜合得分高于0.5。

表6 不同參試雜交稻品種適應性預測評價結果Table 6 Evaluation results of adaptability of different tested hybrid rice varieties

同理，參試常規(guī)稻的主成分分析3個主成分函數(shù)表達式為：

Y1=-0.63X1+0.514X2+0.408X3+0.415X4-0.01X5

Y2=0.284X1-0.183X2+0.174X3+0.505X4+0.776X5

Y3=-0.044X1+0.623X2-0.47X3-0.365X4+0.505X5

將3個主成分及各主成分對應的方差貢獻率作為權重，得到綜合評價函數(shù)：

Y=0.416Y1+0.246Y2+0.194Y3

對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，根據(jù)綜合評價函數(shù)計算出12個參試常規(guī)稻品種的綜合得分。結果如表7所示，只有粵禾絲苗和農香32兩個品種綜合得分高于0.5。

表7 不同參試常規(guī)稻品種適應性預測評價結果Table 7 Evaluation results of adaptability of different tested conventional rice varieties

3 討論

從參試品種產量性狀的方差分析可以看出，在川北丘陵區(qū)油后直播條件下，不同品種水稻的產量性狀存在顯著差異，這為研究參試品種適應性，挑選出該區(qū)域適宜種植的品種打下基礎。產量高低的關鍵因素包括有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)以及千粒重，侯永康等[9]在其直播水稻品種適應性研究中指出，結實率與有效穗對產量影響很大，應作為品種選擇的重要指標。而郭長春等[10]在研究中指出，有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)的高低可能是直播稻產量構成的關鍵因子，秦儉等[11]的研究中表明，在氮肥充足條件下，大穗型品種的千粒重始終較高，這或許是大穗型品種產量高于其他穗型品種的一個重要原因。在本試驗的產量性狀相關性分析中，產量與每穗實粒數(shù)呈顯著正相關，與千粒重呈極顯著正相關，與前人研究結論相符。吳霞等[12]認為，水稻千粒重受播期影響不大，主要受水稻品種影響。因此選用大穗型品種有助于獲得高產。在相關性分析中，全生育期與各產量性狀均沒有顯著相關性，參試品種均能正常成熟，表明在此試驗中全生育期長度對水稻產量影響不大。

通過主成分分析建立得分表達式對參試品種進行綜合評分可以使結果更加客觀可靠，目前已在水稻育種、農藝性狀、稻米品質的分析等方面得到了廣泛應用[13-17]。本研究通過主成分分析，將38個雜交稻品種和12個常規(guī)稻品種的5個性狀簡化為了3個彼此獨立的綜合指標，并依據(jù)各主成分的特征值與貢獻率建立了得分表達式，獲得了雜交稻與常規(guī)稻參試品種在川北丘陵區(qū)水稻油后直播方式下的綜合得分及排名。根據(jù)綜合得分排名可知，雜交稻中，廣8優(yōu)589、恒豐優(yōu)粵禾絲苗、龍優(yōu)8號、內5 優(yōu) 768、392A/R19、晶兩優(yōu) 1199、荃優(yōu) 548、D 優(yōu)17、天優(yōu)華占綜合得分高于0.5，表現(xiàn)最好；常規(guī)稻中，粵禾絲苗和農香32綜合得分高于0.5，表現(xiàn)較好，這些品種適宜在川北丘陵區(qū)進行水稻油后直播。

4 結論

試驗結果表明，在川北丘陵區(qū)水稻油后直播條件下，選擇大穗型品種有助于獲得高產。通過對50個參試品種進行綜合評價，廣8優(yōu)589等9個雜交稻品種和粵禾絲苗等2個常規(guī)稻品種得分較高，綜合產量表現(xiàn)最好，適宜在川北丘陵區(qū)進行油后直播。