桂东南地区杂交水稻理想株型初探

易小林 陈会鲜 王彩先 容林熙 黄春兴

摘要：【目的】研究以玉林为代表桂东南地区杂交水稻理想株型的形态特征并量化其形态指标，为当地水稻育种和水稻株型改良提供理论依据。【方法】以桂东南地区15个杂交水稻品种为材料，观察记载其生育期、农艺性状及产量表现，综合分析各形态指标与产量之间的关系，初步确定桂东南地区水稻理想株型主要性状的量化指标。【结果】15个杂交水稻品种生育期介于113～124 d，株高为96～122 cm，剑叶长和宽分别为28.4～42.3 cm和1.3～1.9 cm，穗长为22.2～27.4 cm，有效穗数为229.5万～304.5万穗/ha，每穗粒数130～198粒，结实率均超过80.0%，千粒重均在20.0 g以上，产量为7762.5～8887.5 kg/ha。相关性分析结果表明，生育期、株高、穗长、每穗粒数、结实率和千粒重均与产量呈正相关，其中生育期和千粒重与产量的正相关达极显著水平（P<0.01，下同）；剑叶长、剑叶宽和有效穗数与产量呈负相关，其中有效穗数与产量的负相关达极显著水平。通径分析结果表明，生育期、剑叶长、穗长、结实率和千粒重5个指标对产量的直接作用系数均为正值，其中生育期的正直接作用最大（0.60）；株高、剑叶宽、有效穗数和每穗粒数4个指标对产量的直接作用系数为负值，以株高的负直接作用最大（-0.40）。【结论】桂东南地区杂交水稻理想株型形态的量化指标为：生育期124 d左右 ，株高114～122 cm，剑叶长29.0～37.0 cm，叶宽1.3～1.5 cm，穗长26.0～27.0 cm，有效穗数225.0万穗/ha左右，每穗粒数140～160粒，结实率85.0%～89.0%，千粒重约29.0 g。

关键词： 杂交水稻；理想株型；桂东南

中图分类号： S511 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）02-0196-05

0 引言

【研究意义】广西玉林地区土地肥沃，气候适宜，是桂东南乃至广西重要的水稻产区之一。目前，玉林地区水稻育种奉行的选种目标是“秆粗、叶直、穗大、谷粒饱满”，但这些形态特征均是模糊概念。理想水稻株型可最大限度地提高水稻群体的光合利用率，增加其生物学产量并提高经济系数，从而提高水稻单产。通过量化水稻株型形态指标，可为水稻育种、栽培及株型改良提供理论依据，也是实现水稻生产高产高效的有效途径之一。因此，研究桂东南地区杂交水稻理想株型形态并量化相关形态指标，可使桂东南地区杂交水稻选种形成一个统一标准，对生产中明确育种目标及实现水稻生产高产高效均具有重要意义。【前人研究进展】理想株型的概念是由澳大利亚学者Donald于1968年首次提出。国内也有学者探讨了理想水稻株型的标准，黄耀祥（1990）研究表明，理想水稻株型的每穗实粒数应为100～200粒，千粒重为25～30 g，并以这一标准成功育成了特青、双青、新秀299、胜优1号和胜优2号等耐肥抗倒伏抗病的水稻品种；周开达等（1995）研究认为，水稻理想株型为株高120 cm左右，株型松紧适中，有效穗数为225万穗/ha，并按此模式组配出了高产品种I优6078；杨守仁等（1996）研究表明，水稻理想株型应具备耐肥抗倒伏、生长量大、短枝立叶、大穗直穗，并成功育成了符合此种株型设计的水稻品种沈农256；袁隆平（1997）针对长江中下游生态区的中稻提出杂交水稻理想株型为株高100 cm，秆长70 cm，穗长25 cm左右，且上部3叶修长；吕川根和邹江石（2003）研究认为，长江中下游籼稻的理想株型水稻株高应为110～120 cm。【本研究切入点】前人关于水稻理想株型模式的研究大多停留在经验总结之上，而鲜见立足于生产实践，并有针对性地探讨以玉林为代表的桂东南地区杂交水稻理想株型特征的研究报道。【拟解决的关键问题】对桂东南地区15个优质杂交水稻品种的生育期、农艺性状及产量进行观测，综合分析各形态指标与产量之间的关系，总结出以玉林为代表的桂东南地区杂交水稻理想株型的形态特征，并量化其形态指标，为桂东南地区杂交水稻育种及株型改良提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验水稻品种有14个，分别为128优1069、Y两优136、深两优9516、良丰优145、良丰优838、竞优251、兆两优7213、特优269、特优7571、特优227、特优831、良丰优303、良丰优1069和Y两优087，以广西水稻区试中的特优582为对照品种。所有水稻品种均由国家现代农业产业技术体系广西（水稻）创新团队提供。

试验用肥料为尿素（N 46%，重庆建峰化工股份有限公司）、过磷酸钙（P2O5 12%，灵山县骄丰化肥有限公司）、碳铵（N 17%，江苏禾友化工有限公司）、复合肥（15-15-15，芬兰产）、氯化钾（K2O 60%，加拿大產）。

1. 2 试验设计

试验于2013年早造在玉林北流市民安镇才旺村进行。以水稻品种为处理，共15个处理，每处理随机区组排列，小区面积66.7 m2。3次重复。3月11日播种，采用塑软盘+壮秧剂浆播旱管覆盖农膜防寒方法进行育秧，并依秧苗生长及天气情况确定秧苗施肥。大田经过第1次犁耙沤田15 d后，施足基肥再进行第2次耙田，大田耙平后第2 d进行插植，插植规格为20 cm×30 cm。大田施肥按照前期施纯N占总施N量的78.6%、中期占16.2%、后期占5.2%，N、P、K按1∶0.4∶1的比例搭配施用。整个生育期施肥总量为碳铵40.0 kg、过磷酸钙40.0 kg、尿素27.5 kg、复合肥17.5 kg、氯化钾32.0 kg。田间管理按照当地常规栽培方法进行。分别观察记录各品种的抽穗期、成熟期、全生育期，并于收获期测定各品种的主要农艺性状及产量。

1. 3 统计分析

试验数据用Excel 2003软件进行处理，用SPSS 17.0软件进行差异显著性、相关性及通径分析。

2 结果与分析

2. 1 不同杂交水稻品种生育期比较

从表1可看出，15个杂交水稻品种在玉林市种植的生育期介于113～124 d，其中以Y两优136的生育期最短，特优269、Y两优087、兆两优7213和良丰优303的生育期最长。特优系列品种中，除特优269的生育期为124 d外，其他品种的生育期均在115 d左右；两优系列品种中，除Y两优136生育期为113 d外，其他品种的生育期均超过121 d；良丰优系列品种的生育期在120 d左右波动。由此可见，特优系列的杂交水稻品种在玉林市种植时更趋于早熟，而两优系列和良丰优系列的杂交水稻品种趋于中熟。

2. 2 不同杂交水稻品种农艺性状比较

从表2可看出，15个水稻品种的株高差异较明显，其中特优831和Y两优087的株高最高，均为122 cm，显著高于其他品种（P<0.05，下同）；对照品种特优582株高最低，仅96 cm，显著低于其他品种。15个品种的剑叶长为28.4～42.3 cm，剑叶宽为1.3～1.9 cm，其中良丰优145的剑叶长与剑叶宽均最大，而深两优9516的剑叶长与剑叶宽最小。各品种穗长为22.2～27.4 cm，有效穗数为229.5万～304.5万穗/ha，每穗粒数为130～198粒。各品种结实率均在80%以上，其中以良丰优303的结实率最高，为89.4%；而兆两优7213和良丰优145的结实率最低，为81.8%。千粒重均在20.0 g以上，其中以深两优9516千粒重最高，为29.1 g；128优1069千粒重最低，仅20.3 g。

2. 3 不同杂交水稻品种产量比较

由表3可知，15个水稻品种中Y两优087的产量最高，良丰优1069产量最低，分别为8887.5和7762.5 kg/ha。与对照品种特优582相比，良丰优1069、特优7571、128优1069、Y两优136和良丰优303等5个品种产量较低，其中良丰优1069、特优7571和128优1069的产量显著低于对照。有9个品种产量高于对照，除深两优9516与对照产量差异不显著外（P>0.05），Y两优087、特优269、兆两优7213、良丰优838、特优227、竞优251和良丰优145的产量均显著高于对照，增产率为0.71%～5.33%。

2. 4 水稻生育期、农艺性状及产量间的相关性分析

从表4可看出，水稻生育期与农艺性状之间存在着不同的相关性，其中生育期与株高和穗长呈极显著正相关（P<0.01，下同），与剑叶长呈显著正相关（P<0.05，下同），与有效穗数呈显著负相关；株高与穗长呈极显著正相关；剑叶长与每穗粒数及千粒重呈极显著负相关；剑叶宽与有效穗数及结实率呈显著负相关，与每穗粒数呈极显著负相关；有效穗数与千粒重呈极显著负相关；每穗粒数与千粒重呈极显著正相关。说明水稻各农艺性状之间存在一定的相互作用关系。进一步分析水稻产量与生育期及农艺性状之间的相关性，可看出生育期、株高、穗长、每穗粒数、结实率和千粒重均与产量呈正相关，且生育期和千粒重与产量的正相关达极显著水平；而剑叶长、剑叶宽和有效穗数与产量呈负相关，其中有效穗数与产量的负相关达极显著水平。

2. 5 水稻各株型形态与产量的通径分析

从表5可看出，生育期、剑叶长、穗长、结实率和千粒重5个指标对产量的直接作用系数均为正值，其中以生育期的正直接作用最大（0.60）；而株高、剑叶宽、有效穗数和每穗粒数4个指标对产量的直接作用系数为负值，且株高的负直接作用最大（-0.40）。综合分析表4和表5可知，生育期、剑叶宽、穗长、有效穗数、结实率和千粒重6个指标的相关性和通径作用的方向一致，而其他3个指标的相关性和通径作用的方向相反。说明水稻有些农艺性状指标可直接作用于产量，有些指标则是通过对其他农艺性状的影响来间接作用于产量。

2. 6 杂交水稻理想株型各农艺性状指标值的确定

杂交水稻理想株型各农艺性状指标值的确定原则参照陈友订等（2004）的方法，主要依据各杂交水稻品种农艺性状的表现及差异显著性，并结合相关性分析与通径分析的结果确定其适宜值。当农艺性状指标与产量呈正相关且直接作用系数为正值者，取上限值；当农艺性状指标与产量呈负相关且直接效应为负值者，取下限值；当相关性和通径作用的方向不一致时，则参照产量最高的前3个水稻品种的农艺性状来确定其适宜指标值。根据以上原则，可确定桂东南地区杂交水稻理想株型农艺性状的适宜指标值为：生育期124 d左右，株高114～122 cm，剑叶长29.0～37.0 cm，剑叶宽1.3～1.5 cm，穗长26.0～27.0cm，有效穗数225.0万穗/ha左右，每穗粒数140～160粒，结实率85.0%～

89.0%，千粒重29.0 g。

3 讨论

农艺性状是水稻长势最直接的表现，在一定程度上决定着水稻“库”与“源”的大小，对水稻产量起決定作用（杨文钰和屠乃美，2003）。通过分析15个水稻品种的农艺性状与产量之间的关系，发现产量排在前3的品种，其大部分农艺性状指标并不是15个品种中的较大值；一些农艺性状指标较大的水稻品种，其产量反而较低。说明水稻并不是农艺性状指标越大越易高产，而是各农艺性状相互协调发展才更有利于提高产量。王志祥和尚湘莲（2005）在研究群体起点对水稻生理及农艺性状的影响时发现，水稻高产是产量及各农艺性状综合协调的结果，与本研究结果大致相同。此外，试验数据表明农艺性状指标较大、产量偏低的品种，其结实率或是千粒重较小，说明农艺性状指标的不协调发展可能会抑制水稻的结实和灌浆，从而降低其产量。

高良艳和周鸿飞（2007）在研究水稻产量构成时发现，每穗粒数、结实率、千粒重与产量均呈正相关；孙忠明等（2012）在研究水稻产量构成因素对产量的影响时发现，无论是单相关还是偏相关，产量与分蘖力、穗粒数、结实率均呈正相关。本研究结果表明，生育期、株高、穗长、每穗粒数、结实率和千粒重均与产量呈正相关，且生育期和千粒重与产量的正相关达极显著水平。这与高良艳和周鸿飞（2007）、孙忠明等（2012）的研究结果相似。

依据各杂交水稻品种农艺性状的表现及差异显著性，并结合相关性分析与通径分析的结果，本研究认为，桂东南地区杂交水稻理想株型的株高为114～121 cm，与吕川根和邹江石（2003）在研究长江中下游籼稻的理想株型得出的株高应为110～120 cm的结论相似；其次，本研究认为理想株型每穗粒数应为140～160粒，有效穗数为225.0万穗/ha，千粒重为29.0 g，与黄耀祥（1990）和周开达等（1995）每穗实粒数应为100～200粒、有效穗数225万穗/ha、千粒重25～30 g的研究结果相似。本研究得出的水稻理想株型生育期、剑叶长、剑叶宽、穗长和结实率等指标的适宜值与前人研究结果存在一定差异，可能是水稻理想株型会随着种植区域的变化而变化，具体原因有待进一步探究。

4 结论

本研究通过对比分析15个杂交水稻品种的生育期、农艺形状及产量，初步确定以玉林为代表的桂东南地区水稻理想株型性状指标为：生育期124 d左右，株高114～122 cm，剑叶长29.0～37.0 cm，叶宽1.3～1.5 cm，穗长26.0～27.0 cm，有效穗数225.0万穗/ha左右，每穗粒数140～160粒，结实率85.0%～89.0%，千粒重约29.0 g。

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（责任编辑 王 晖）