赣南地区杂交水稻组合再生稻筛选及产量构成因素分析

蒋 龙,汪雨萍,刘海平,谢芳腾,钟晓英,张 璞,欧阳春荣,李德悦,谢建萍,章 萍,张家健,欧阳真程,杨福权,席建才,张红林*

(1.江西省赣州市农业科学研究所,江西 赣州 341000；2.江西省赣州市农业农村局，江西 赣州 341000)

再生稻是头季稻收割后蓄留桩,栽培存活的休眠芽萌发、生长、抽穗至成熟的水稻。再生稻优点突出,生育期短，一种两收，复种指数高，省工、省种、省水，生产成本低。因此,发展再生稻对缓解农村劳动力不足、提高稻田复种指数和增加农民经济收入有重要意义[1]。我国再生稻的栽培种植可追溯到1700多年前,但直到近几十年才得到长足发展。随着杂交水稻组合汕优63等一批头季高产、再生能力强的杂交水稻组合培育成功,再生稻得到了大面积的推广,水稻产量也在很大程度上得到了提高[2]。1997年全国再生稻收获面积达75万hm2,再生稻平均产量达2040 kg/hm2[3]。但是由于种植年限久,品种退化,组合比较单一,在一定程度上影响了再生稻的生产,培育、筛选可利用的杂交稻新组合是发展再生稻的一种必要的途径[4]。

迄今,我国再生稻以中稻再生稻为主,其利用最广、种植面积最大[5]。1997～1999年两优培九和65396等两系杂交稻组合在赣南地区崇义、宁都种植,表现出头季稻高产,且蓄留再生稻单产普遍达到3.00～3.75 t/hm2[6]。2000年在福建省尤溪县“百亩示范片”种植超级稻作再生稻,头季平均单产达到12.68 t/hm2,再生季平均单产达到7.53 t/hm2,两季合计产量达20.20 t/hm2,表明杂交稻作再生稻有很大的增产潜力[7]。近期,曹玉贤等研究认为，我国再生稻头季、再生季和两季总产量仍有很大的提升空间,增产的潜力分别为3.38、3.27和5.41 t/hm2[8]。产量一直作为水稻育种的主要目标,其他优良性状也是建立在一定产量的基础上的[9]。对水稻的产量构成因素进行研究,有利于协调各个因素从而提高水稻产量。本研究从8个水稻杂交组合中筛选高产、再生能力强的再生稻,并对其产量构成因素进行了分析,以期为再生稻的高产栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用杂交水稻组合材料有禾两优712、晶优7011、内10优7185、内10优702、晶优712、恒丰优712、长泰优711、荃优712，均来自谢华安院士团队;对照组合深两优814从市场采购。

1.2 试验方法

试验地设在江西省赣州市大余县,采用大田试验方式;试验数据处理及分析使用Excel和SPSS 17.0。

1.2.1 试验材料种植 试验材料9个组合于2019年4月1日播种,4月26日移栽。每个组合设3次重复,种植采取随机区组排列,插秧规格为19.8 cm×16.5 cm,小区面积为13.33 m2。人工移栽和收割水稻,头季稻收割时各小区统一留桩高度约30 cm。头季稻和再生稻成熟后,每个组合分别取3株进行室内考种。

1.2.2 水、肥管理 基肥:农家肥6500 kg/hm2、复合肥(N∶P∶K=1∶0.5∶1.3)550 kg/hm2。追肥:在移栽插秧后第5天用尿素150 kg/hm2与除草剂(13包/hm2)混合撒施;在水稻孕穗期撒施复合肥220 kg/hm2。在头季稻收割前7 d撒施尿素180 kg/hm2;在收割后第7天撒施复合肥220 kg/hm2。田间水分管理参考一般再生稻栽培管理。

2 结果与分析

2.1 产量

2.1.1 头季稻 如表1所示,9个参试组合的头季稻平均产量为9.20 t/hm2,其中4个组合的头季稻产量显著高于对照组合，长泰优711、内10优702、恒丰优712和禾两优712分别较对照组合增产2.6%、2.0%、1.7%和0.5%。另有4个组合的头季稻产量低于对照组合,这4个组合都属于三系杂交水稻。

2.1.2 再生稻 9个参试组合的再生稻平均产量为4.94 t/hm2,其中3个组合的产量高于对照组合(如表1)。具体来说，长泰优711的产量为5.69 t/hm2，内10优702的产量为5.33 t/hm2，恒丰优712的产量为5.26 t/hm2,分别比对照组合增产8.3%、3.3%和1.9%。

2.1.3 头季稻+再生季 从总产量上看, 9个参试组合的两季稻平均总产量达14.15 t/hm2(如表1)。其中3个组合的总产量显著高于对照组合的。长泰优711的总产量最高，达15.13 t/hm2,比对照组合增产4.6%;内10优702的总产量次之，达14.82 t/hm2,比对照组合增产2.5%;恒丰优712的总产量居第3位,达14.72 t/hm2,比对照组合增产1.8%。

2.2 生育期

从表1可以看出,参试组合头季稻的生育期平均为129.1 d,以恒丰优712的生育期最短，为125 d；以荃优712的生育期最长，达135d。9个参试组合再生季的平均生育期为62.9 d,变化范围为60～64 d。从整体看,头季稻+再生季的全生育期平均为192 d；组合恒丰优712的全生育期最短，为188 d；组合长泰优711的全生育期最长，为196 d。内10优702、恒丰优712的全生育期均比对照组短,表现为高产早熟。

2.3 单位面积的有效穗数

除晶优7011外,其他组合再生季的单位面积有效穗数均高于头季稻(表1)。对照组深两优814表现最明显,再生季的有效穗数比头季稻平均增加了4.7万穗/667 m2,表明该组合的再生能力强。此外，长泰优711、恒丰优712、内10优702都有较强的再生能力,并且产量较对照组高,可以作为高产再生稻组合。

表1 参试组合在两季的产量及生育期

2.4 不同组合的性状比较

由表2可见：9个参试组合头季稻的株高、穗长、每穗颖花数均高于或多于再生季;头季稻的结实率普遍低于再生季,这是因为头季稻的抽穗扬花期和灌浆结实期正值7月中旬～8月上旬,结实易受夏季高温影响；两季水稻的千粒重没有明显差异,这也说明千粒重在产量构成因素中相对稳定,选育大粒型品种可以作为提高水稻产量的途径之一。

表2 两季稻部分性状比较

2.5 水稻产量因素的通径分析

2.5.1 产量正态性检验 如表3所示,两季稻产量构成因素结果属于小样本,适用Shapiro-Wilk检验;统计显著性水平头季Sig.=0.527﹥0.05,再生季Sig.=0.259﹥0.05;产量性状y服从正态分布,可以对其进行回归分析。

表3 两季稻产量正态性检验结果

2.5.2 头季稻产量因素的通径分析 头季稻产量因素的通径分析结果如表4所示,结实率对产量的直接效应最大,通径系数为0.959;其次是单位面积有效穗数，通径系数为0.648;每穗颖花数对产量的直接作用最小,通径系数只有0.275。结实率通过千粒重对产量的积极作用较大，r34×P4y=0.0607,与单位面积有效穗数、每穗颖花数两个要素呈负相关。单位面积有效穗数通过每穗颖花数对产量的间接作用较大，r12×P2y=0.0971,可见较多有效分蘖对产量有利。每穗颖花数通过单位面积有效穗数对产量的间接作用较大，r21×P1y=0.2287。头季稻产量因素的决定系数R2=0.955,剩余因子Pe=0.200,该值较大,说明头季稻产量不仅受到以上4个因素的影响,还在一定程度上受其他因素的影响。

表4 头季稻产量构成因素的通径分析结果

2.5.3 再生季产量因素的通径分析 如表5所示，在再生季中,单位面积有效穗数对产量的直接效应最大,通径系数为0.773;其次是每穗颖花数,直接通径系数为0.614;结实率对产量的直接作用最小,通径系数只有0.233。单位面积有效穗数通过每穗颖花数、千粒重对产量产生积极作用,但通过结实率负向作用于产量。每穗颖花数通过单位面积有效穗数对产量的间接积极作用较大，r21×P1y=0.0812。结实率通过其他3个因素负向作用于产量。

表5 再生季产量构成因素的通径分析结果

从两季稻4个产量构成因素的通径分析结果可以看出,单位面积有效穗数和每穗颖花数对产量贡献中关系密切;结实率在两季间对产量的贡献变化最大,而千粒重在产量构成中相对稳定。

3 讨论

3.1 产量与经济性状

关于再生稻的研究已有大量的报道,普遍认为头季稻是再生稻的基础,而且头季与再生季产量存在极显著正相关[10]。易镇邪等的研究表明再生稻的LAI和产量都低于头季稻[11]。本研究筛选出长泰优711、恒丰优712、内10优702这3个高产、再生能力强的组合,头季稻+再生稻产量也高于对照组合，并且有较多的有效穗和较强的再生能力,其中长泰优711的表现尤为突出。本研究还发现再生季水稻的株高、穗长明显较头季稻要矮、短,说明再生季干物质积累量比头季稻有所减少,这对再生季的产量也有一定的影响。株高和穗长作为水稻重要的性状,对构建水稻理想株型、提高水稻产量具有积极的意义[12,13]。在“源-库-流”系统中,干物质积累量作为衡量“源”的指标,水稻株高和穗长与干物质的积累以及再生稻的产量密切相关[7,14]。因此,提高再生稻的干物质积累可以作为提高再生稻产量的一个途径。

3.2 产量构成因素的通径分析

本研究的通径分析结果表明，头季稻的结实率、单位面积有效穗数对产量的直接作用居前2位。结实率是水稻产量的重要构成要素,不仅与杂交水稻的自身特性有关，还受环境等其他因素的影响[15]。袁伟玲等研究认为在提高结实率的基础上加大播种密度,可提高水稻产量[16]。在本研究中，头季稻的结实率为68.0%～86.1%,还有较大的提升空间。再生季的单位面积有效穗数、每穗颖花数对产量的直接作用较大,表明单位面积有效穗数、每穗颖花数是决定再生稻产量的主导因素。有关研究发现，有效穗、颖花总量与产量具有显著关系,通过适当增加栽插密度、选育大穗组合可提高谷物产量[17-19]。千粒重对头季稻和再生季产量的直接作用均比较小,表明千粒重在产量构成因素中是相对稳定的要素。综上所述,头季稻适当选育大穗和增加栽插密度保证足够有效穗数,再生季争取多穗有利于提高再生稻的产量。