杂交水稻广两优916产量性状分析

2020-09-02全瑞兰鲁伟林霍二伟沈光辉扶定马汉云郭桂英黄涛王青林

天津农业科学 2020年6期

全瑞兰鲁伟林霍二伟沈光辉扶定马汉云郭桂英黄涛王青林

摘要：為了进一步挖掘两系杂交籼稻广两优916的高产潜力，利用区域试验和生产试验资料，对广两优916的全生育期（X1）、株高（X2）、有效穗（X3）、穗长（X4）、穗粒数（X5）、结实率（X6）、千粒质量（X7）和产量（Y）进行相关、通径和回归分析，计算各农艺性状对产量的通径系数与决定系数，并建立回归方程。结果表明，水稻广两优916的农艺性状变异系数较小，平均产量高，稳产丰产性好;相关分析表明，结实率和千粒质量与广两优916产量呈极显著正相关（P<0.01），千粒质量与产量显著偏相关（P<0.05）;通径分析中对产量直接作用最大的是千粒质量，其次是有效穗和结实率;决定系数显示千粒质量、结实率、有效穗对产量的决定作用最明显;用逐步回归筛选出有效穗和千粒质量2个变量建立了回归方程y=-6 215.689+12.826X3+427.316X7，方程显著性检验达到极显著水平（P<0.01）。综上，千粒质量、有效穗和结实率是影响广两优916产量的主要性状，在推广应用以及高产创建时要注意保证有效穗，提高结实率和千粒重。

关键词：杂交水稻;广两优916;产量;相关分析;通径分析;回归分析

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.06.008

Abstract： In order to further tap the high-yield potential of the two-line hybrid indica rice Guangliangyou916， the regional test and production test data were used， the correlation analysis， path analysis and regression analysis were carried out for traits such as the whole growth period （X1）， plant height （X2）， effective panicle （X3）， ear length （X4）， grain number per panicle （X5）， seed setting rate （X6）， thousand-grain weight（X7） and yield （Y）. At the same time， the path coefficient and determination coefficient of each agronomic character to yield of Guangliangyou916 were calculated， and the regression equation was also established. The results showed that the variation coefficient of agronomic traits of Guangliangyou916 was small， and the cultivar appeared high and steady yield. The correlation analysis showed that the seed setting rate and thousand-grain weight were positively correlated with the yield of Guangliangyou 916（P<0.01）， and the partial correlation between thousand-grain weight and yield of Guangliangyou 916 was also significant（P<0.05）. The path analysis results showed that the thousand-grain weight had the greatest direct effect on the yield of Guangliangyou916， followed by effective panicle and seed setting rate. The determination coefficient showed that thousand-grain weight， seed setting rate and effective panicle had the most important effect on the yield of Guangliangyou916. The stepwise regression analysis established the regression models between the yield and the two variables of effective panicle and thousand-grain weight： y=-6 215.689+12.826X3+427.316X7，and reached the most outstanding level（P<0.01） through outstanding test. In conclusion， thousand-grain weight， effective panicle and seed setting rate are the main characters to affect the yield of Guangliangyou916. Therefore， we must pay attention to ensure effective panicle， improve seed setting rate and thousand-grain weight in popularizing and creating high yield of Guangliangyou 916.

Key words： hybrid rice; Guangliangyou916; yield; correlation analysis; path analysis; regression analysis

水稻（Oryza sativa L.）是我国的主要粮食作物，采取有效措施提高水稻产量对我国粮食安全和经济社会的稳定发展具有重要意义[1-2]。水稻的产量是由多因素构成的复杂性状，分析各因素对产量影响的贡献，并进一步在栽培和育种中进行干预，是提高水稻产量和育种改良的有效途径[3-4]。水稻产量的形成是各种农艺性状综合作用的结果，包括生育期、株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率和千粒质量等[5-6]。不同水稻品种，各农艺性状在产量形成中所起的作用及决定程度各不相同[7-8]。张进帅等[9]研究了水稻单株产量与各农艺性状的关系，结果表明有效穗、结实率和千粒质量与产量呈显著正相关，对产量的形成有明显的促进作用。陈飘等[10]对广西典型地区水稻产量形成要素进行了分析研究，认为首先要保障结实率其次控制有效穗和千粒质量是广西水稻品种高产栽培的关键。李树杏等[11]对杂交水稻成优489研究发现，产量与千粒质量、有效穗和全生育期呈显著正相关，与株高呈显著负相关，并根据研究结果提出平衡有效穗、穗粒数和千粒质量的高产创建建议。刘伟明[12]对甬优12产量性状的研究表明，产量与穗粒数、实粒数和结实率呈极显著正相关，而与有效穗、千粒质量呈极显著负相关，并提出了控制有效穗，提高结实率的高产栽培方向。廖朝阳[13]对杂交稻Ⅱ优1259的产量构成要素进行了相关分析和通径分析，认为Ⅱ优1259高产的关键是稳定有效穗，增加穗粒数。姜萍等[14]对民优93的产量构成因素进行了分析，结果表明有效穗对产量的直接贡献最大，其次是穗实粒数。陶永刚等[15]分析了杂交稻甬优12的产量构成因素，结果表明，有效穗对产量的贡献最大，增加有效穗有利于进一步提高甬优12的产量。林太赟等[16]采用相关、回归通径分析方法分析了早籼稻中早39超高产群体的产量构成，结果表明农艺性状中千粒质量、有效穗、穗实粒数和结实率对产量的效应较大，并提出了增加穗数、稳定粒质量和保结实率的高产栽培技术路线。水稻产量形成是穗、粒等多个农艺性状间共同作用的结果，明确这些性状间的关系，以及这些性状在产量形成中的作用，对于促进水稻高产具有重要意义。

广两优916是由河南省信阳市农业科学院选育的水稻新品种。该品种于2014年通过河南省农作物品种审定委员会审定，审定编号为豫审稻2014011。广两优916是由广占63-4S和香丰916组配而成的籼型两系杂交稻组合，全生育期143 d左右，属迟熟型两系杂交中籼稻组合，茎秆弹性好，耐肥抗倒，分蘖力强，中抗稻瘟病，稻米品质达国标三级以上，米饭有清香味，适口性好，适宜在豫南及生态条件相近的稻区种植[17-18]。近年来广两优916种植表现突出，种植面积不断扩大，为充分挖掘广两优916的产量潜力，利用广两优916参加河南省水稻中间试验的数据资料，运用相关性分析和通径分析，明确该组合高产栽培主攻方向，以期为大面积生产应用提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验以两系杂交籼稻广两优916为材料，数据源于河南省南部稻区中籼迟熟组水稻区域试验及生产试验结果。各试验点参照当地大田生产方式进行栽培管理，取样及性状考察标准均按《河南省水稻品种区域试验技术操作规程》执行。

1.2 研究方法

运用Excel2007进行数据的统计，结合SPSS17.0软件分析各农艺性状的估计值和变异系数，并对产量性状进行正态性检验;参考杜家菊[19]、袁志发等[20]的方法，进行各农艺性状的相关分析和通径分析，计算通径系数和决定系数;运用SPSS17.0进行逐步回归分析建立最优回归方程，并对方程进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 农艺性状的变异性分析

农艺性状的表现是遗传和环境共同作用的结果，变异系数越大，表明该性状受环境因素影响越大，生产中越容易通过栽培措施改变;变异系数越小，表明该性状受环境因素影响越小，受遗传因素影响越大[21-22]。由表1可以看出，水稻广两优916的产量和7个农艺性状变异系数变化范围为3.20%～7.25%，均不到10%，变异小，农艺性状稳定性好。广两优916变异系数超过5%的农艺性状有株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率和产量，分別为6.97%，7.25%，5.77%，6.11%，6.59%和6.61%;变异系数小于5%的有全生育期和千粒质量，分别为3.20%和3.55%。由表2可以看出，对照水稻品种Ⅱ优838产量和各农艺性状变异系数的变化范围为2.74%～13.33%，穗粒数的变异系数最大为13.33%;变异系数介于5%～10%的有株高、有效穗、结实率和产量，分别为7.34%，9.11%，7.03%和8.36%;变异系数小于5%的有全生育期、穗长和千粒质量，分别为2.74%，4.47%和4.84%;除全生育期和穗长外，其他农艺性状的变异系数广两优916均比Ⅱ优838小，说明广两优916农艺性状的稳定性好。广两优916和Ⅱ优 838的7个农艺性状中，全生育期、千粒质量和穗长的变异系数均较小，而穗粒数、有效穗、株高、结实率和产量的变异系数均较大，表现较为一致。广两优916的平均产量高于对照Ⅱ优 838，说明广两优916高产、稳产性能优于Ⅱ优 838。

2.2 产量的正态性检验

正态性检验可以用来判断数据是否符合正态分布。Kolmogorov-Smirnov适用于大样本的检测，而Shapiro-Wilk适用于小样本的检验[19]。本研究n=16属于小样本（表3），因此对产量进行正态性检验后利用Shapiro-Wilk的输出结果。由表3可以看出，Shapiro-Wilk的统计量为0.951，显著水平0.503>0.05，产量服从正态分布，可以进行回归及通径分析。

2.3 农艺性状的相关性分析

由表4可知，产量与各农艺性状之间均呈正相关，其中与结实率和千粒质量的相关系数分别为0.680和0.762，达极显著水平（P<0.01）;此外，农艺性状之间也存在着相互促进和相互制约的关系，其中有效穗与穗长的相关系数为0.554，结实率与千粒质量的相关系数为0.550，均达显著水平（P<0.05），其它农艺性状间的相关性不显著。

在多变量资料中，简单相关系数反映两两变量之间的表面联系，而偏相关系数反映剔除其他自变量影响后自变量与因变量的相关程度，又称净相关分析[23]。由表5可知，千粒质量与产量的偏相关系数最大，且达到显著水平（P<0.05），说明千粒质量对产量起着重要作用;再次是有效穗和结实率，二者的偏相关系数与产量表现不显著，株高、穗长和穗粒数与产量的偏相关系数较小;全生育期与产量的偏相关系数为负数，表明随着全生育期的延长，产量会有所下降，说明控制合适的生育期对广两优916高产至关重要;结果表明，剔除其他因素的影响，千粒质量、有效穗和结实率对广两优916影响较大，在高产创建中，要重点关注这3个因素，适当控制有效穗，提高结实率和千粒质量，从而实现高产。

2.4 产量与各农艺性状的通径分析

为评价广两优916各农艺性状对产量形成的效应的大小和性质，利用通径分析将各农艺性状与产量的简单相关系数分解为直接通径系数（直接作用）和间接通径系数（间接作用）[19-20]，结果如表6所示。由表6可知，除全生育期对产量的直接通径系数为负值外，其他农艺性状对产量的直接通径系数均为正值，说明这些性状对广两优916产量的提高均有直接的正效应;其中千粒质量（X7）对产量（Y）的直接通径系数最大为0.573，达到显著水平（P<0.05），说明对产量的直接正效应最大;其次是有效穗对产量的直接通径系数为0.334，对产量的直接正效应也较大;其他农艺性状对广两优916产量的直接通径系数均小于间接通径系数，说明这些性状对产量形成的间接作用大于直接作用，它们对产量的影响主要通过千粒质量和有效穗间接实现。根据上述分析，广两优916在进行高产栽培时，要特别重视有效穗和千粒质量，以实现高产。

2.5 各农艺性状对产量的决定效应

决定系数是通径分析中的决策指标，可用来确定各变量作用的大小和强弱[20，24]。由图1可知，千粒质量对产量的直接决定效应最大，为33%;全生育期对产量的间接决定效应最大，为-6%;综合作用效应的大小排序为千粒质量>结实率>有效穗>株高>穗长>穗粒数>全生育期，其中全生育期的综合决定系数为负数，因此千粒质量是主要决策变量，全生育期为主要限制性变量，因为其他变量通过它的间接作用均为负。因此，要提高广两优916的产量，必须注意全生育期的负效应，保证较高的千粒质量，提高结实率和有效穗。

2.6 农艺性状的回归分析

运用逐步回归分析方法，以广两优916的全生育期（X1）、株高（X2）、有效穗（X3）、穗长（X4）、穗粒数（X5）、结实率（X6）、千粒质量（X7）为自变量，以广两优916的产量（Y）为依变量，建立最优回归方程：y=-6 215.689+12.826X3+427.316X7，回归方程中回归系数的显著性检验见表7。由表7可以看出，千粒质量的偏回归系数显著性检验达到极显著水平（P<0.01），有效穗的偏回归系数显著性检验达到显著水平（P<0.05）。多元回归方程的显著性检验达到极显著水平（P<0.01）（表8），因此该方程可用于广两优916的评价和选择。逐步回归分析共筛选出2个对产量有显著效应的自变量，分别为有效穗和千粒重，方程的意义为：有效穗（X2）每增加1万穗，产量（Y）增加12.826 kg;千粒质量（X7）每增加1 g，产量（Y）增加427.316 kg。

3 结论与讨论

水稻广两优916的变异系数小，除全生育期和穗长变异系数比对照Ⅱ优838大，其他变异系数均比Ⅱ优838小，平均亩产比Ⅱ优838高，说明广两优916是一个高产、稳产的水稻品种。广两优916变异系数分析表明，易受环境和栽培措施影响有效穗、结实率、穗粒数变异系数较大，受遗传因素控制较多的千粒重和全生育期变异系数小，这与冈8优785[25]、成优489[11]的研究结果相似。相关分析、偏相关分析和通径分析的结果基本一致，相关性分析中，与广两优916产量相关程度由大到小排序依次为千粒质量、结实率、有效穗、穗长、株高、穗粒数和全生育期;偏相关分析和通径分析中，与产量相关程度大小均为千粒质量>有效穗>結实率>株高>穗粒数>穗长>全生育期;回归分析中，经过逐步回归分析、显著性检验，筛选出千粒质量和有效穗2个主要产量影响因子，建立最优回归方程为：y=-6 215.689+12.826X3+427.316X7能够反应广两优916各农艺性状对产量的效应合理性。

多种分析方法证明广两优916产量构成因子中千粒质量与产量的关系最为密切，与产量呈极显著正相关，对产量的直接作用和总决定效应也最大，提高千粒质量可以有效提高产量。这与林太赟等[16]对中早39的研究结果相近，但姜萍等[14]发现杂交稻民优93的千粒质量与产量呈不显著正相关，龚大琨等[25]发现杂交水稻冈8优785千粒质量与产量呈负相关，这可能是由于品种差异及栽培环境不同造成的。结实率与产量也呈极显著正相关，对产量的决定系数仅次于千粒质量，说明提高结实率有利于提高产量，这与陈飘等[10]对广西地区水稻产量的研究结果一致。有效穗对产量的直接效应也较大，提高有效穗有助于高产，这与陶永刚等[15]对甬优12的研究结果相似。有效穗通过全生育期和穗粒数对产量产生负向间接效应，结实率通过全生育期和株高对产量产生负向间接效应，全生育期的偏相关系数和直接通径系数均为负数，因此应对生育期进行合理控制。其他产量构成因子（株高、穗粒数、穗长）对产量的直接作用和决定效应不大。因此，广两优916的高产栽培中，要注意各性状间的负效应，协调好群体与个体间的关系，通过控制群体结构获得较高的有效穗数，加强中后期肥水管理及病虫害防治，提高结实率和千粒质量有利于获得高产。

水稻产量的形成是个系统工程，而影响水稻产量的各个性状间又存在着复杂的相关关系，因此，不论是在育种实践中还是在生产实践中，都要对诸多性状综合考评，才能达到协调一致。水稻产量的形成除了受到品种本身遗传因素的影响，更受到环境因素的制约，本研究仅选取产量构成要素进行分析，未充分考虑土壤、气象因子等其他因素对产量的影响，难免存在一定的局限性。关于气象因子对广两优916产量的影响，是个值得深入探究的课题，以便根据气象条件对产量構成要素进行科学的生产管理，达到产量最大化。

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