抗稻瘟病、抗稻瘿蚊杂交稻“赣优明占”的生物学特性与产量结构分析

郭生河,饶鸣钿,黄显波,林成豹,邓则勤,唐江霞

(1.福建省龙岩市农业学校,福建 龙岩 364000;2.福建省三明市农业科学研究院,福建 沙县 365050)

抗稻瘟病、抗稻瘿蚊杂交稻“赣优明占”的生物学特性与产量结构分析

郭生河1,饶鸣钿2*,黄显波2,林成豹2,邓则勤2,唐江霞2

(1.福建省龙岩市农业学校,福建 龙岩 364000;2.福建省三明市农业科学研究院,福建 沙县 365050)

根据抗稻瘟病、抗稻瘿蚊杂交稻“赣优明占”参加福建中稻区域试验的结果，分析了该组合的抗性、稻米品质、农艺性状以及产量结构特征。赣优明占高产、适应性广，在海南省高抗稻瘟病,在福建省中抗稻瘟病,在重庆抗稻瘟病。相关分析和通径分析结果表明：每穗粒数对产量的贡献率最大(0.475),其次是单位面积穗数(0.420),而结实率和千粒重对产量的贡献率很小；稻谷产量主要取决于库容量，库容量主要取决于单位面积总粒数，而单位面积总粒数又由单位面积穗数和每穗粒数共同决定。因此赣优明占高产的关键是培育多穗大穗,增加单位面积的总粒数,扩大库容量。

杂交稻;赣优明占;产量构成;相关系数;通径系数;决定系数

水稻产量是由单位面积有效穗数、每穗粒数、结实率和粒重构成的,这4个因素是相互联系、相互制约和相互补偿的,只有在各因素协调的情况下,才能获得较高的产量。分析水稻产量构成因素与产量的关系是研究水稻产量形成的有效手段,可以了解水稻品种的产量构成特点,制定相应的栽培措施在生产上加以调控,从而取得稳产和高产。“赣优明占”是三明市农业科学研究院、福建六三种业有限责任公司以江西省农业科学院水稻研究所选育的三系不育系“赣香A”为母本,自选强优恢复系“双抗明占”为父本配组选育的杂交稻组合[1]。“双抗明占”来源于“抗蚊青占”/“多系1号”,是经多年抗性鉴定表现出抗稻瘟病和抗稻瘿蚊的恢复系,并经广东省农科院植保所分子标记鉴定具有抗稻瘿蚊基因Gm6[2]。赣优明占产量高,适应性广,米质较优;该组合于2010年通过了海南省审定(审定号:琼审稻2010012),2011年通过了福建省审定(审定号:闽审稻2011004),2012年通过了云南省审定(审定号:滇审稻2012017),2014年通过了重庆市审定(审定号:渝审稻2014004);其父本于2014年获得了植物新品种授权保护(品种权号:CNA20080103.1)。我们利用赣优明占2009～2010年参加福建省中稻组区域试验的结果,统计分析了其产量结构特征,旨在为该组合的高产栽培提供科学依据。

1 材料与方法

赣优明占的产量结构数据来源于2009～2010年福建省中稻区域试验。利用EXCEL 2003软件计算出产量与构成因素间以及各构成因素间的相关系数;以相关系数建立方程组,求出通径系数,分析各因素对产量的作用大小和相互之间的关系。

2 结果与分析

2.1 产量表现

赣优明占于2009年参加海南省早造区试,平均产量7688.0 kg/hm2,比对照“Ⅱ优128”增产8.51%,达极显著水平;2010年续试,平均产量8247.8 kg/hm2,比对照“T优551”增产8.76%,达极显著水平;两年平均产量7967.9 kg/hm2,比对照增产8.64%。2010年参加生产试验,平均产量7325.7 kg/hm2,比对照“T优551”减产2.08%。

赣优明占于2009年参加福建省中稻区试,平均产量9612.0 kg/hm2,比对照“Ⅱ优明86”增产5.25%,达极显著水平,居第1位,增产点率100%;2010年续试,平均产量8916.0 kg/hm2,比对照增产10.85%,达极显著水平,居第3位,增产点率90.90%;两年平均产量9264.0 kg/hm2,比对照增产8.06%,增产点率95.20%。于2010年参加生产试验,平均产量9495.2 kg/hm2,比对照增产10.22%。

2010～2011年参加云南省区试,两年平均产量10473.0 kg/hm2，比对照“Ⅱ优838”增产7.71%,增产点次63.16%。2011年生产试验平均产量10688.0 kg/hm2,比对照增产19.28%。

2012年参加重庆市区试,平均产量9026.7 kg/hm2,比对照“Ⅱ优838”增产8.40%,增产极显著,产量居第2位,增产点比率100%。2013年续试,平均产量8937.5 kg/hm2,比对照增产7.90%,增产极显著,产量居第3位,增产点比率83.30%。两年平均产量8982.1 kg/hm2,比对照增产8.20%。2013年参加生产试验,平均产量8494.1 kg/hm2,比对照增产9.20%。

2012年在福建省尤溪县管前镇鸭墓村7.06 hm2赣优明占示范片,经专家测产验收,平均产量达10756.5 kg/hm2。2015年福建省尤溪县梅仙镇梅营村7.20 hm2赣优明占高产栽培示范片,经专家测产验收,平均产量为11580.0 kg/hm2。

2.2 抗性鉴定结果

赣优明占参加海南省早造区试,两年田间综合表现高抗苗瘟,高抗穗颈瘟,轻感白叶枯病。参加福建省区试,2009年田间鉴定表现抗叶稻瘟,抗穗颈瘟,苗期室内人工接种鉴定表现抗苗瘟;2010年田间鉴定表现中抗叶稻瘟,抗穗颈瘟,苗期室内人工接种鉴定表现抗苗瘟;两年综合评价为中抗稻瘟病。2011年参加云南省区试,接种鉴定表现中抗稻瘟病和白叶枯病。2012年重庆市区试,稻瘟病抗性鉴定叶瘟3级,穗瘟发病率5.0%,穗瘟发病率病级1级,穗瘟损失率1.1%,穗瘟损失率病级1级,综合抗性指数1.5级,综合评价1级,抗稻瘟病。2013年稻瘟病抗性鉴定叶瘟4级,穗瘟发病率2.9%,穗瘟发病率病级1级,穗瘟损失率1.2%,损失率病级1级,综合抗性指数1.75级,综合评价1级,抗稻瘟病。两年综合评价1级,抗稻瘟病。

2.3 稻米品质

海南省早造区试米质检测结果,赣优明占糙米率79.4%,精米率69.5%,整精米率29.4%,粒长7.0 mm,长宽比3.3,垩白粒率67.0%,垩白度26.8%,透明度2级,碱消值6.5,胶稠度48 mm,直链淀粉含量21.0%,米质一般。

福建省中稻区试米质检测结果,赣优明占两年平均糙米率79.4%,精米率70.9%,整精米率62.5%,粒长7.4 mm,长宽比3.0,垩白粒率32.0%,垩白度5.4%,透明度1级,碱消值6.9,胶稠度36 mm,直链淀粉含量23.3%,蛋白质含量8.2%,米质达部颁三等优质食用稻品种标准。

2010年云南省区试米质检测结果,赣优明占出糙率81.4%,精米率71.6 %,整精米率66.2%,垩白粒率24.0%,垩白度3.4%,直链淀粉24.0%,胶稠度50 mm,粒长7.2 mm,长宽比3.0,透明度1级,碱消值7.0级,水分12.5%,达到国标优质3级标准。

重庆区试米质检测结果,赣优明占两年平均糙米率81.4%,整精米率51.3%,长宽比3.1,垩白粒率56.0%,垩白度9.3%,胶稠度78 mm,直链淀粉含量21.8%,属普通杂交稻。

2.4 主要农艺和经济性状

根据赣优明占参加福建省和重庆市区试的主要农艺和经济性状(表1),赣优明占比对照“Ⅱ优明86”增产的主要原因是单位面积穗数增多,比“Ⅱ优838”增产的主要原因是单位面积穗数和每穗粒数增加。

2.5 产量结构分析

2.5.1 不同产量水平下的产量构成及其变异 根据赣优明占2009～2010年参加福建中稻区试的产量结构调查结果,按每公顷理论产量<8500 kg、8500～10000 kg、>10000 kg划分为3个产量区间。从表2可以看出:赣优明占的平均产量为7133.7～11892.3 kg/hm2,单位面积穗数为195.6～225.0穗/m2,每穗粒数为143.4～198.3粒;随着平均产量从7133.7 kg/hm2增加到11892.3 kg/hm2,单位面积穗数增加了15.0%,每穗粒数提高了38.3%,而结实率和千粒重的变化不大。在4个产量构成因素中,以每穗粒数的变异系数最大,其次为单位面积穗数,结实率居第三,而千粒重的变异系数最小。

表1 赣优明占在参加区试的主要农艺和经济性状

表2 赣优明占在不同产量水平下的产量结构

2.5.2 产量构成因素对产量的作用 根据28套产量结构数据的相关分析结果[3]如表3所示。由表3可知,在4个产量构成因素中,每穗粒数、单位面积穗数与产量呈极显著正相关,但结实率、千粒重与产量的正相关均未达到显著水平,表明主要是每穗粒数和单位面积穗数影响赣优明占的产量。另外，4个产量构成因素间的负相关未达到显著水平,这主要是因为赣优明占作中稻种植,插植密度较低,一般只有15～22丛/m2,区试调查的有效穗数范围为165.0～280.0穗/m2,4个因素间的矛盾并不突出。

表3 赣优明占产量及产量构成因素间的相关系数

注:结实率数据经sin-1转换；相关系数r0.05=0.374,r0.01=0.478。

单位面积总粒数与其构成因素每穗粒数、单位面积穗数均呈极显著正相关,其中与每穗粒数的相关系数r=0.755**,与单位面积穗数的相关系数r=0.692**。单位面积总粒数与产量呈极显著正相关,相关系数r=0.914**。

库容量与其构成因素单位面积总粒数呈极显著正相关,相关系数r=0.984**；但库容量与其构成因素千粒重相关不显著。此外，库容量与产量呈极显著正相关,相关系数r=0.942**。

通径分析[4-5]结果(表4)显示：在4个产量构成因素中,以变异系数大的因素对产量的直接通径系数为大,直接通径系数的大小顺序为每穗粒数(0.704)>单位面积穗数(0.650)>结实率(0.355)>千粒重(0.177)；因为产量构成因素间的负相关较小,所以直接通径系数加上所有间接通径系数之后的总和(净效应)略小于直接通径系数,且净效应等于该因素与产量间的相关系数。

各因素对产量的决定系数的大小顺序与直接通径系数的一致,即每穗粒数(0.495)>单位面积穗数(0.422)>结实率(0.126)>千粒重(0.031);因为各因素通过其它因素对产量的共同决定系数较小,因此决定系数加上所有共同决定系数之后的总和(即贡献率)略小于该因素对产量的决定系数。各因素对产量的贡献率的大小顺序为每穗粒数(0.475)>单位面积穗数(0.420)>结实率(0.078)>千粒重(0.016),总决定系数为98.9%,剩余决定系数为1.1%。

2.5.3 产量构成因素的多层次结构分析 根据水稻产量的形成过程,单位面积穗数与每穗粒数的乘积构成单位面积总粒数,单位面积总粒数与千粒重的乘积形成库容量,库容量与结实率的乘积形成产量[6-8]。各层次构成因素对目标因素的相关系数、通径系数和贡献率见表5。由表5可知,单位面积穗数、每穗粒数与单位面积总粒数的相关系数分别为0.692**和0.755**,对单位面积总粒数的通径系数分别为0.648和0.715,贡献率分别为0.448和0.540,表明要形成较多的单位面积总粒数,要培育多穗大穗。

表4 赣优明占产量构成因素对产量的通径系数与决定系数

表5 产量各层次结构中构成因素对目标因素的通径系数和贡献率

注:相关系数r0.05=0.374,r0.01=0.478。

单位面积总粒数、千粒重与库容量的相关系数分别为0.984**和0.040,对库容量的通径系数分别为1.004和0.164,贡献率分别为0.988和0.007,说明千粒重比较稳定,主要是单位面积总粒数决定了库容量。

库容量、结实率与产量的相关系数分别为0.942**和0.219,对产量的通径系数分别为0.979和0.330,贡献率分别为0.922和0.073,表明主要是库容量决定产量。单位面积总粒数决定了库容量,也决定了产量。

综上所述,依靠提高结实率和千粒重来增产的潜力有限,高产、超高产的主攻目标是培育多穗大穗,增加单位面积的总粒数,扩大库容量。

3 讨论与结论

区试和示范生产试验结果表明：赣优明占高产、抗稻瘟病、抗稻瘿蚊,适应性广,稻米品质较优；该品种在海南省可作早稻种植；在福建省中北部可作中稻种植,在南部可作中稻、晚稻种植;在云南省海拔1350 m以下籼稻区可以种植；在重庆市海拔800 m以下地区可作一季中稻种植。

本文分析结果表明，在4个产量构成因素中,以每穗粒数、单位面积穗数对产量的作用较大,而结实率和千粒重的贡献较小。

稻谷产量取决于库容量的大小和库藏物质生产量的多少。每穗粒数对单位面积总粒数的作用大于单位面积穗数的作用。单位面积总粒数决定了库容量,而千粒重对库容量的作用较小。库容量决定了产量,而结实率对产量的作用较小。因此,赣优明占的高产、超高产栽培必须培育多穗大穗,增加单位面积的总粒数,扩大库容量。这与相关研究结果[6，9-12]一致。

[1] 林成豹,黄显波,邓则勤,等.杂交水稻新组合赣优明占[J].杂交水稻,2014,29(2):84-86.

[2] 黄显波,邓则勤,郑家团,等.抗稻瘿蚊和稻瘟病恢复系的选育与抗性分析[J].福建农业学报,2007,22(1):1-4.

[3] 南京农业大学.田间试验与统计方法[M].北京:中国农业出版社,1999:128-155.

[4] 刘德金,肖承和.农业试验设计与分析[M].北京:中国农业科技出版社,2005:505-533.

[5] 王钦德,杨坚.高级食品试验设计与统计分析[M].第2版.北京:中国农业大学出版社,2009:37-53.

[6] 杨惠杰,郑景生,姜照伟,等.再生稻超高产库的结构特征[J].福建农业学报,2005,20(2):65-68.

[7] 杨惠杰,杨仁催,李义珍,等.水稻超高产品种的产量潜力及产量构成因素分析[J].福建农业学报,2000,15(3):1-8.

[8] 李义珍.南方再生稻超高产理论与技术模式研究及应用[M]//姜绍丰．福建再生稻．福州:福建科学技术出版社,2008:111-140.

[9] 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.

[10] 陈晓波,饶鸣钿.超级杂交稻Ⅱ优航1号高产栽培产量结构分析[J].四川农业大学学报,2012,30(2):130-133.

[11] 张上守,卓传营,姜兆伟,等.超高产再生稻产量形成与栽培技术分析[J].福建农业学报,2003,18(1):1-6.

[12] 刘建，魏亚凤，李波，等.麦稻互套耕作下配施有机氮无机氮穗肥对水稻产量及其构成的影响[J].江西农业学报,2016,28(2):1-5.

(责任编辑:黄荣华)

Biological Characteristics and Yield Structure of Rice-blast-resistant and Rice-gall-midge-resistant Hybrid Rice “Ganyoumingzhan”

GUO Sheng-he1, RAO Ming-dian2*, HUANG Xian-bo2,LIN Cheng-bao2, DENG Ze-qin2, TANG Jiang-xia2

(1. Longyan Agricultural School in Fujian Province, Longyan 364000, China;2. Sanming Academy of Agricultural Sciences in Fujian Province, Shaxian 365050, China)

According to the results of rice-blast-resistant and rice-gall-midge-resistant hybrid rice variety “Ganyoumingzhan” in Fujian provincial regional tests for middle rice varieties, we analyze the resistance, rice quality, agronomic traits and yield structural characteristics of this combination. “Ganyoumingzhan” has high yield and wide adaptability, and it is highly resistant, moderately resistant, and resistant to rice blast in Hainan province, Fujian province, and Chongqing city, respectively. The results of correlation analysis and path analysis indicate that: the number of grains per spike has the largest contribution rate (0.475) to the yield, followed by the number of spikes per unit area (0.420), while the seed-setting rate and 1000-grain weight have a very small contribution to the yield; the grain yield mainly depends on the sink capacity, the sink capacity mainly depends on the number of total grains per unit area, and the number of total grains per unit area is decided by both the number of spikes per unit area and the number of grains per spike. So, the keys to obtain high yield of “Ganyoumingzhan” are to cultivate more and large spikes, increase the number of total grains per unit area, and enlarge the sink capacity.

Hybrid rice; Ganyoumingzhan; Yield component; Correlation coefficient; Path coefficient; Determination coefficient

2017-03-20

福建省科技厅科技重大专项“优质、高产、抗病杂交稻新组合选育”(2004NZ01-4)。

郭生河(1964─),男,福建龙岩人,高级讲师,主要从事作物栽培、育种的教学与研究工作。*通讯作者:饶鸣钿。

S511.034

A

1001-8581(2017)07-0014-04