湖南中籼稻产量及其构成因素分析

谭峥峥，魏中伟，马国辉*

（1湖南农业大学农学院，长沙410128；2湖南杂交水稻研究中心／杂交水稻国家重点实验室，长沙　410125）

湖南中籼稻产量及其构成因素分析

谭峥峥1，魏中伟2，马国辉2*

（1湖南农业大学农学院，长沙410128；2湖南杂交水稻研究中心／杂交水稻国家重点实验室，长沙410125）

以湖南省2004～2011年（2007年除外）共7年中稻区试的120个中籼稻品种（中熟组31个，迟熟组89个）试验数据为材料，研究分析了产量与产量构成因素之间的关系。结果表明，中稻产量的变化趋势与穗实粒数有密切的正向关系；中熟组在保持适宜穗数的基础上通过扩充源库，同时增加粒重和穗粒数可以达到增产目的；迟熟组通过适当减少穗数，提高粒重或增加穗粒数可以达到增产目的。通过多元回归分析建立的中稻产量结构模型可知:中稻中熟组、迟熟组每增加1单位（万穗）有效穗，产量分别增加21.681、17.124 kg／hm2，每增加1单位（g）千粒重，产量分别增加175.669、169.675 kg／hm2，每增加1单位（%）结实率，产量分别增加173.66、63.347 kg／hm2，每增加1单位（粒）穗颖花数，产量分别增加28.16、35.713 kg／hm2。

水稻；产量；产量构成

水稻是我国重要的粮食作物，全国近三分之二的人口以稻米为主食，水稻生产和消费在我国国计民生中占有举足轻重的地位［1］。据报道，2030年我国人口将达到16亿，粮食总产量需要从2014年的6.07亿吨增加到7.4亿吨才能满足需要［2］。因此提高水稻产量对保障国家粮食安全、促进社会稳定具有重大意义。近年来，国内外学者围绕超高产水稻品种的特征特性、产量结构关系、超高产形成规律等方面开展了大量的研究，较一致地认为稳穗增粒、主攻大穗扩大总库容是实现水稻超高产目标的主要途径［3～8］。但目前国内对中稻产量及其构成因素之间的关系研究大多局限于少数品种，对于跨时长，多品种数据的系统研究不多。笔者调取湖南省种子管理站2004～2011年（2007年除外）共7年的中稻区试试验数据，筛选出部分通过区试，达到申报审定标准的中稻品种，对其产量及产量构成因素进行分析，着重研究产量及其构成因素的年度变化趋势，探讨产量及其构成因素之间的关系，以期对探寻中稻合理、有效的增产途径提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试材料为120个中籼稻组合，共154组产量数据（有重复）。按照生育期进行分类统计，其中31个中熟组合，如华优7号、金优299、黄华占等，共38组产量数据；89个迟熟组合，如D优207，金优997、科优21号等，共116组产量数据（表1）。

表1　供试材料

1.2数据计算与统计分析

采用SPSS、Minitab数据处理系统软件进行相关性分析、偏相关分析、多元回归分析。

2　结果与分析

2.1产量及构成

由表2可知，中稻中熟组产量变幅为7 088.1～9 361.8 kg／hm2，平均产量为8 111.0 kg／hm2，中稻迟熟组产量变幅为7 780.5～10 184.3 kg／hm2，平均产量为8 714.0 kg／hm2。中稻迟熟组平均产量比中熟组高7.43%，两组的有效穗数和穗颖花数相近，但迟熟组的结实率比中熟组高3.3%，千粒重比中熟组高3.7%，说明迟熟组高产的原因可能是由于其籽粒充实度和穗部灌浆程度都优于中熟组。

表2　中稻产量及其构成因素的描述性统计

中稻迟熟组有效穗数、千粒重、穗实粒数、结实率、穗颖花数的标准差和变异系数均小于中熟组，说明迟熟组产量构成因素的变异程度较中熟组小，数据分布更靠拢平均值。按照变异系数的等级划分（弱变异性:变异系数＜10%；中等变异性:10%＜变异系数＜100%；强变异性:变异系数＞100%［9］），中稻迟熟组各因素数据都为弱变异性，中熟组除穗实粒数和穗颖花数外也都为弱变异性，说明中稻产量及其构成因素数据较稳定，整体分布比较集中。

2.2产量及产量结构趋势

为更直观地呈现产量及产量构成的变化趋势，将每年度产量、有效穗数、穗实粒数、千粒重的中位值转化成浮动范围为0～1的相对量值（即各组数据均除以该组最大值），得到相对量值后作折线图如图1。

图1　中稻产量及产量结构变化趋势

由图1可知，中稻中熟组产量在2008年后出现下降，但在2011年上升并达到极大值，迟熟组产量表现出历年递增的趋势。中熟组和迟熟组的有效穗数整体呈现逐年递减的趋势，穗实粒数均呈逐年递增趋势，千粒重变幅较稳定，说明中稻产量的逐年提升可能是由于有效穗数在适量减少的同时穗粒数有所增加，从而导致增产，反映出近年来大穗型的育种趋势。

2.3产量与产量构成因素相关性分析

由表3可知，中稻中熟组产量与有效穗数几乎没有相关性，与千粒重、穗实粒数也呈不显著正相关，可能因为整个中熟组群体的产量构成三因素数据变化幅度都较小所导致；结实率与产量呈显著正相关，而穗颖花数与产量并无显著相关性，说明中熟组存在库足源不足的现象，增源有利于增产；有效穗数与穗实粒数呈极显著负相关，相关系数高达-0.748，说明该组群体已达到田间郁蔽严重影响穗粒数的程度；有效穗数与结实率相关性不显著，说明有效穗的增加没有降低结实率，而是通过减少总颖花数来影响实粒数；千粒重与穗实粒数相关性不显著，说明该组稻穗在多粒和大粒的选择上有一定的调和空间。

表3　中稻产量及其构成因素的相关系数

中稻迟熟组产量与有效穗数呈不显著负相关，与千粒重呈不显著正相关，而与穗实粒数、穗颖花数呈极显著正相关，说明千粒重和有效穗数的增加对产量影响不大，但穗实粒数对产量有较大影响，随实粒数增加产量有明显提升，说明在当前水平下扩充库容量、保持较高的穗粒数是保证水稻高产的基础；有效穗数与千粒重、穗实粒数都呈极显著负相关，说明该组群体已达到田间郁蔽严重影响穗粒数和穗粒重的程度，有效穗数的增加对籽粒灌浆造成了较大的牵制作用，要达到增产目的，需对有效穗数进行适当控制；有效穗数与结实率相关性不显著，说明有效穗数的增加虽然使总颖花数减少，但对结实率影响较小；穗实粒数与千粒重呈极显著负相关，说明同一穗上多粒和大粒难以并存，目前要获得高产只能通过其中之一达到，凸显了当前群体库足源不足的矛盾。

2.4偏相关分析

由表4可知，中稻中熟组和迟熟组的有效穗数均与产量达到极显著正相关，说明排除其他因素影响之后，有效穗数仍然是影响产量的极为重要的因素，而其他三因素也与产量达到极显著正相关，说明产量构成因素都与产量存在着真实而极其密切的关系。

表4　中稻产量及其构成因素的偏相关系数

中稻中熟组中与产量相关性最高的是千粒重，偏相关系数为0.667，说明籽粒充实度是真实影响产量的最重要的因素，保证源充足，促进籽粒灌浆可能是中稻中熟组的有效增产途径。中稻迟熟组中与产量相关性最高的是总颖花数，偏相关系数达到0.664，说明库容量的充足与否是真实影响该组产量的最重要的因素，扩充库容量可能是中稻迟熟组的有效增产途径。

2.5多元回归分析

为进一步明确产量构成因素与产量的关系，建立有效穗数（x1）、千粒重（x2）、结实率（x3）、穗颖花数（x4）对产量（y）的多元回归方程:

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

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

在其他因素稳定的条件下，中稻中熟组、迟熟组每增加1单位（万穗）有效穗数，产量分别增加21.681、17.124 kg／hm2，每增加1单位（g）千粒重，产量分别增加175.669、169.675 kg／hm2，每增加1单位（%）结实率，产量分别增加173.66、63.347 kg／hm2，每增加1单位（粒）穗颖花数，产量分别增加28.16、35.713 kg／hm2。通过以上方程式可以在一定程度上预测产量。

3　讨论

获得高产需要协调好水稻个体与群体的优势，使个体与群体的产量构成因素达到统一。谢华安等［3］认为，靠培育大穗获得大库容量和中、后期的干物质生产优势是杂交水稻超高产的主要原因。张洪程等［6］认为，穗型大，群体颖花数多是超高产品种产量高于普通品种的主要原因。吴桂成等［8］认为，在足量大穗的同时保持正常的充实度，提高群体库容总充实量，是粳型超级稻的超高产特征。

中稻迟熟组在总颖花数接近、有效穗数略低于中稻中熟组的前提下，因为穗部灌浆程度和籽粒充实度更加突出，最终其产量要比中稻中熟组高出7.3%，说明保持中稻群体的源充足是保障高产的重要条件。2004～2011年间，在中稻有效穗数呈现明显下降趋势，而千粒重变幅较稳定的情况下，中稻产量依然能够逐年递增也是由于穗粒数的增加所致。可见品种的大穗、重穗特性对增产十分重要，同时也反映出2004～2011年时间段中稻育种偏向大穗型的趋势。

从相关性分析来看，中稻中熟组可以在保持现有穗数的基础上同时扩充源库，通过增加粒重和穗粒数来达到增产目的。中稻迟熟组可以通过适当减少穗数，同时扩充源库，在提高粒重和增加穗粒数两条途径中选择其一来达到增产目的。偏相关分析结果表明，有效穗数与产量存在着真实而密切的关系，但由于偏相关分析中剥离了其他因素的影响，其结果在大田生产中可能并不具有指导意义，在真实环境中，有效穗数的增加势必将导致穗粒数、结实率等其他因素的骤减，反而不利于增产。通过保障源足促进籽粒充实度是中稻中熟组较为有效的增产途径，而扩充库容量是中稻迟熟组较为有效的增产途径。以上结论与前人研究结果基本一致。

不论是产量及其构成因素的变化趋势分析还是相关性分析，其结果都表明，中稻中熟组、迟熟组均适于向大穗型发展，现阶段不宜继续扩增有效穗数，中熟组通过粒重和穗粒数的同时扩增，迟熟组通过粒重或穗粒数的扩增均能有效增产。

［1］ 施能浦.近期我国稻谷（米）供求趋势分析及发展预测与对策［J］.中国稻米，2015，21（1）:1-5.

［2］ 吴绍洪，李荣生.中国耕地与未来30年食物需求、保障及对策［J］.地理科学进展，2002，21（2）:121-129.

［3］ 谢华安，王乌齐，杨惠杰，等.杂交水稻超高产特性研究［J］.福建农业学报，2003，18（4）:201-204.

［4］ 杨惠杰，杨仁崔，李义珍，等.水稻超高产的决定因素［J］.福建农业学报，2002，17（4）:199-203.

［5］ 吴文革，张洪程，吴桂成，等.超级稻群体籽粒库容特征的初步研究［J］.中国农业科学，2007，40（2）:250-257.

［6］ 张洪程，吴桂成，李德剑，等.杂交粳稻13.5 t／hm2超高产群体动态特征及形成机制的探讨［J］.作物学报，2010，36（9）:1547-1558.

［7］ 杨建昌，杜 永，吴长付，等.超高产粳型水稻生长发育特性的研究［J］.中国农业科学，2006，39（7）:1336 -1345.

［8］ 吴桂成，张洪程，钱银飞，等.粳型超级稻产量构成因素协同规律及超高产特征的研究［J］.中国农业科学，2010，43（2）:266-276.

［9］ 邓小华，谢鹏飞，彭新辉，等.土壤和气候及其互作对湖南烤烟部分中性挥发性香气物质含量的影响［J］.应用生态学报，2010，21（8）:2063-2071.

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

谭峥峥（1989-），男，湖南益阳人，硕士研究生，Email:xiaoc1989＠163.com。*通信作者:马国辉，研究员，Email:maguohui＠hhrrc.ac.cn。

国家自然科学基金（31271659）；国家科技支撑计划（2012BAD04B10；2011BAD16B01；2013BAD07B14）。