優(yōu)質(zhì)抗稻瘟病雜交稻品種廣優(yōu)3186的生物學(xué)特性與高產(chǎn)結(jié)構(gòu)分析

陳曉波，饒鳴鈿

（1.福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350007；2.三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，福建 沙縣 365050）

水稻產(chǎn)量由單位面積有效穗數(shù)、每穗穎花數(shù)、結(jié)實率和粒質(zhì)量構(gòu)成，這4個因素相互聯(lián)系、相互制約和相互補償，尤其是穗數(shù)（每穗穎花數(shù)）與粒數(shù)（結(jié)實率）存在較大的負相關(guān)，只有在各因素協(xié)調(diào)增大時，才能獲得高產(chǎn)[1]。產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析是研究作物產(chǎn)量形成的有效方法，可以了解品種的產(chǎn)量構(gòu)成特點，制定相應(yīng)的栽培措施在生產(chǎn)上加以調(diào)控，進而取得穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。廣優(yōu)3186是福建農(nóng)林大學(xué)以抗稻瘟病三系不育系廣抗13A（三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育）[2-3]為母本、自選恢復(fù)系金恢3186[4-5]為父本組配選育的雜交稻品種。不育系廣抗13A是以福伊B為母本與K17B雜交，后代材料經(jīng)多年稻瘟病重發(fā)區(qū)自然誘發(fā)抗性鑒定篩選，選擇遺傳穩(wěn)定的抗稻瘟病優(yōu)良單株與珍汕97A測交，并進行連續(xù)多代擇優(yōu)回交育成的廣譜抗稻瘟病的秈型水稻三系不育系。廣優(yōu)3186參加福建中稻組區(qū)試、續(xù)試和生產(chǎn)試驗，并通過福建省農(nóng)作物品種審定，已在福建省大面積推廣應(yīng)用[6-9]。

本研究綜合利用廣優(yōu)3186參加福建省中稻區(qū)域試驗的數(shù)據(jù)，對其生物學(xué)特性及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特征進行統(tǒng)計分析，為廣優(yōu)3186的高產(chǎn)栽培調(diào)控提供依據(jù)。

1 材料和方法

數(shù)據(jù)來源于福建省種子總站編寫的福建省農(nóng)作物新品種試驗總結(jié)匯編。區(qū)域試驗點分布于福建省龍巖市、三明市、寧德市、南平市、福州市各縣，每年試驗點安排11個，每組參試品種安排12個（含對照）。按國家水稻區(qū)域試驗要求進行觀察記載、取樣考種、分小區(qū)實割測產(chǎn)。

利用Excel 2003軟件計算產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)系數(shù)以及產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)系數(shù)，以相關(guān)系數(shù)建立方程組求出通徑系數(shù)，分析各因素對產(chǎn)量的作用大小和相互之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣優(yōu)3186的區(qū)試、示范產(chǎn)量

綜合廣優(yōu)3186參加福建省中稻區(qū)試的數(shù)據(jù)，試驗點平均產(chǎn)量為9 103.20 kg/hm2，比對照Ⅱ優(yōu)明86增產(chǎn)13.42%，達極顯著水平，居第1位，增產(chǎn)點率100%；續(xù)試中，試驗點平均產(chǎn)量為9 516.15 kg/hm2，比對照增產(chǎn)6.57%，達極顯著水平，居第2位，增產(chǎn)點率88.9%。綜合中稻區(qū)試和續(xù)試結(jié)果，廣優(yōu)3186平均產(chǎn)量為9 309.68 kg/hm2，比對照增產(chǎn)10.00%。生產(chǎn)試驗中平均產(chǎn)量為9 016.50 kg/hm2，比對照增產(chǎn)4.36%。該品種適應(yīng)性、穩(wěn)產(chǎn)性好，綜合多個試驗點結(jié)果，增產(chǎn)點率達95.0%，均居第1位或第2位。

生產(chǎn)試驗中，福建省三明市尤溪縣西城鎮(zhèn)湆頭村廣優(yōu)3186示范片經(jīng)專家測產(chǎn)驗收，平均產(chǎn)量達9 881.7 kg/hm2；福建省三明市寧化縣水茜鄉(xiāng)沿口村廣優(yōu)3186示范片經(jīng)專家測產(chǎn)驗收，平均產(chǎn)量達10 135.4 kg/hm2。

2.2 廣優(yōu)3186的稻瘟病抗性鑒定結(jié)果

2010年田間鑒定結(jié)果顯示，5個稻瘟病抗性鑒定點平均葉瘟發(fā)病率10.30%，病情指數(shù)3.47，最高病級4級，中抗葉瘟；穗頸瘟發(fā)病率27.30%，病情指數(shù)6.03，最高病級9級，中抗穗頸瘟。苗期室內(nèi)人工接種鑒定結(jié)果顯示，抗菌株率100.00%，抗稻瘟病。綜合抗性水平為中抗稻瘟病。2011年田間鑒定結(jié)果顯示，6個抗性鑒定點平均葉瘟發(fā)病率8.00%，病情指數(shù)3.28，最高病級5級，抗葉瘟；平均穗頸瘟發(fā)病率23.42%，病情指數(shù)7.82，中抗穗頸瘟。苗期室內(nèi)人工接種鑒定，抗菌株率100.00%，抗稻瘟病。2 a綜合評價為中抗稻瘟病。

2.3 廣優(yōu)3186的稻米品質(zhì)

福建省中稻區(qū)試稻米品質(zhì)檢測結(jié)果顯示，廣優(yōu)3186糙米率80.1%，精米率72.2%，整精米率45.46%，粒長7.3 mm，長寬比2.9，堊白粒率68.0%，堊白度8.0%，透明度2.0級，堿消值4.6，膠稠度82 mm，直鏈淀粉含量22.2%，蛋白質(zhì)含量9.0%，米質(zhì)達農(nóng)業(yè)部行業(yè)標準NY/T 593—2002《食用稻品種品質(zhì)》中三等優(yōu)質(zhì)食用稻品種標準。

2.4 廣優(yōu)3186的主要農(nóng)藝性狀

根據(jù)福建省區(qū)試數(shù)據(jù)，廣優(yōu)3186的農(nóng)藝性狀具體見表1，與對照Ⅱ優(yōu)明86相比增產(chǎn)。廣優(yōu)3186增產(chǎn)的主要原因是穗數(shù)和穗粒數(shù)增加，千粒質(zhì)量提高。

表1 廣優(yōu)3186的農(nóng)藝性狀

2.5 廣優(yōu)3186的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

2.5.1 不同產(chǎn)量水平的產(chǎn)量構(gòu)成及變異 按理論產(chǎn)量<8 500 kg/hm2、8 500~10 000 kg/hm2、>10 000 kg/ hm2將廣優(yōu)3186的區(qū)試產(chǎn)量劃分為3個產(chǎn)量區(qū)間，具體見表2。由表2可見，3個產(chǎn)量區(qū)間內(nèi)，廣優(yōu)3186的平均產(chǎn)量分別為7 556.8、9 452.0、11 555.7 kg/hm2。產(chǎn)量＜8 500 kg/hm2時穗數(shù)為173.4穗/m2，產(chǎn)量為8 500~10 000 kg/hm2、產(chǎn)量＞10 000 kg/ hm2時穗數(shù)分別為211.1、211.8穗/m2；3個產(chǎn)量區(qū)間內(nèi)，廣優(yōu)3186的穗粒數(shù)分別為174.7、189.2、214.4粒。產(chǎn)量從7 556.8 kg/hm2提高到11 555.7 kg/hm2，穗數(shù)增加22.1%，穗粒數(shù)提高22.7%，而結(jié)實率和千粒質(zhì)量差異不大。產(chǎn)量構(gòu)成因素中，變異系數(shù)以穗粒數(shù)為最大，其次為穗數(shù)，結(jié)實率居第3，千粒質(zhì)量的變異系數(shù)最小。

單位面積穗數(shù)與穗粒數(shù)的乘積構(gòu)成單位面積總粒數(shù)，單位面積總粒數(shù)與粒質(zhì)量的乘積形成庫容量，庫容量與結(jié)實率的乘積形成產(chǎn)量。由表2可見，廣優(yōu)3186總粒數(shù)和庫容量的變異系數(shù)分別為17.5%和19.0%。

表2 廣優(yōu)3186不同產(chǎn)量水平的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

2.5.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的作用 根據(jù)文獻[10]進行相關(guān)分析，結(jié)果（表3）顯示，產(chǎn)量與穗數(shù)、穗粒數(shù) 均 呈 顯 著 正 相 關(guān)（r=0.446*、0.449*），與 總 粒 數(shù)、庫容量均呈極顯著正相關(guān)（r=0.797**、0.814**）。穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與結(jié)實率均呈顯著負相關(guān)（r=- 0.385*、- 0.469*）。

表3 廣優(yōu)3186產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)系數(shù)

根據(jù)文獻[11-12]進行通徑分析，結(jié)果（表4）顯示，4個產(chǎn)量構(gòu)成因素中，直接通徑系數(shù)的大小順序為穗粒數(shù)（0.968）＞穗數(shù)（0.756）＞結(jié)實率（0.574）＞千粒質(zhì)量（0.339），由于因素間存在一定程度的負相關(guān)，直接通徑系數(shù)與間接通徑系數(shù)的總和（凈效應(yīng)）明顯小于直接通徑系數(shù)，等于該因素與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)。

表4 廣優(yōu)3186產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的通徑系數(shù)與決定系數(shù)

各因素對產(chǎn)量的決定系數(shù)大小順序為穗粒數(shù)（0.937）＞穗數(shù)（0.572）＞結(jié)實率（0.329）＞千粒質(zhì)量（0.115），與直接通徑系數(shù)的表現(xiàn)一致，由于各因素與其他因素的共同決定系數(shù)主要為負數(shù)，決定系數(shù)與其他因素的共同決定系數(shù)的總和（凈貢獻）明顯小于該因素的決定系數(shù)，等于該因素對產(chǎn)量的貢獻率。各因素的貢獻率為穗粒數(shù)（43.5%）＞穗數(shù)（33.7%）＞結(jié)實率（10.0%）＞千粒質(zhì)量（8.5%），總決定系數(shù)為0.957,剩余決定系數(shù)為0.043。

2.5.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素的多層次結(jié)構(gòu)分析 由各層次構(gòu)成因素對目標因素的相關(guān)系數(shù)、通徑系數(shù)和貢獻率（表5）可知，穗數(shù)、穗粒數(shù)與總粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.382*和0.697**，對總粒數(shù)的通徑系數(shù)分別為0.764和0.992，貢獻率分別為29.2%和69.1%，表明要形成大量的總粒數(shù)，應(yīng)穩(wěn)定穗數(shù)培育大穗。

表5 廣優(yōu)3186產(chǎn)量各層次結(jié)構(gòu)中構(gòu)成因素對目標因素的通徑系數(shù)和貢獻率

總粒數(shù)、千粒質(zhì)量與庫容量的相關(guān)系數(shù)分別為0.951**和0.377，對庫容量的通徑系數(shù)分別為0.928和0.306，貢獻率分別為88.2%和11.5%，說明千粒質(zhì)量比較穩(wěn)定，主要是總粒數(shù)決定了庫容量。

庫容量、結(jié)實率與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.814**和0.174，對產(chǎn)量的通徑系數(shù)分別為1.076和0.625，貢獻率分別為87.5%和10.9%，表明主要是庫容量決定產(chǎn)量?？偭?shù)決定了庫容量,也決定了產(chǎn)量。

綜上看出，依靠提高結(jié)實率和千粒質(zhì)量增產(chǎn)的潛力有限，廣優(yōu)3186高產(chǎn)、超高產(chǎn)的主攻目標是穩(wěn)定穗數(shù)培育大穗，增加單位面積的總粒數(shù)，擴大庫容量。

3 結(jié)論與討論

廣優(yōu)3186高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、稻米品質(zhì)優(yōu)、中抗稻瘟病，在福建省中北部可作為中稻種植，在福建省南部可作為中稻、晚稻種植。

相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與穗數(shù)、穗粒數(shù)均呈顯著正相關(guān)，穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與結(jié)實率均呈顯著負相關(guān)，說明在增穗的同時要施好穗肥、粒肥，促進大穗，提高結(jié)實率。

經(jīng)通徑分析，在4個產(chǎn)量構(gòu)成因素中，穗粒數(shù)對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.968，對產(chǎn)量的貢獻率為43.5%，是影響產(chǎn)量的主要因素，穗數(shù)對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.756，對產(chǎn)量的貢獻率33.7%，對產(chǎn)量有重要影響。結(jié)實率和千粒質(zhì)量的作用較小，直接通徑系數(shù)分別為0.574和0.339，對產(chǎn)量的貢獻率分別為10.0%和8.5%。

稻谷產(chǎn)量由庫容量和庫藏物質(zhì)生產(chǎn)量決定。庫容量、結(jié)實率對產(chǎn)量的貢獻率分別為87.5%、10.9%；總粒數(shù)決定了庫容量，其貢獻率為88.2%，千粒質(zhì)量對庫容量的貢獻率為11.5%；穗粒數(shù)和穗數(shù)對總粒數(shù)的貢獻率分別為69.1%和29.2%。因此，廣優(yōu)3186的高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培要穩(wěn)定穗數(shù)，培育大穗，增加單位面積的總粒數(shù)，擴大庫容量。

相關(guān)研究表明，一般表現(xiàn)穗頭中等或較小的品種主要通過增穗提高產(chǎn)量[13-17]，大穗品種在試驗條件差異大的條件下也主要通過增穗提高產(chǎn)量[18]，而相近生產(chǎn)條件下，大穗品種則表現(xiàn)為主要依靠增加每穗粒數(shù)增產(chǎn)[19-22]，廣優(yōu)3186是大穗型品種，與大穗品種的研究結(jié)果一致。