优质高产常规籼型糯稻‘珍珠糯’产量性状分析

2022-07-14全瑞兰扶定马汉云霍二伟沈光辉郭桂英王青林

农学学报 2022年2期

全瑞兰扶定马汉云霍二伟沈光辉郭桂英王青林

摘要：為了进一步挖掘优质高产籼糯品种‘珍珠糯’的高产潜力，提高种植效益，利用近年来信阳市农业科学院水稻品比试验结果数据，对‘珍珠糯’的全生育期（x1）、株高（x2）、有效穗（x3）、穗长（x4）、穗粒数（x5）、结实率（x6）、千粒重（x7）和产量（y）进行相关、通径和回归分析。结果表明，‘珍珠糯’各农艺性状变异系数表现为穗粒数>有效穗>穗长>结实率>产量>千粒重>株高>全生育期，变化范围5.27%～19.74%；相关、通径和回归分析发现，有效穗、穗粒数和结实率对产量的作用最大，其与产量的相关系数、偏相关系数和直接通径系数达到极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）水平，综合决定效应穗粒数>结实率>有效穗；用逐步回归筛选出有效穗、穗粒数和结实率3个对‘珍珠糯’产量有显著效应的自变量建立了最优回归方程y=1729.381+8.859x3+7.743x5+37.755x6。综上，有效穗、穗粒数和结实率是影响‘珍珠糯’产量的主要性状，在推广应用以及高产创建时要注意在一定有效穗的基础上，采取措施提高穗粒数和结实率。

关键词：常规糯稻；‘珍珠糯’；产量；相关分析；通径分析；回归分析

中图分类号：S511文献标志码：A论文编号：cjas2020-0005

Yield Traits of High-quality and High-yield Conventional Indica Glutinous Rice‘Zhenzhunuo’

QUAN Ruilan， FU Ding， MA Hanyun， HUO Erwei， SHEN Guanghui， GUO Guiying， WANG Qinglin

（Rice Research Institute， Xinyang City Academy of Agricultural Sciences， Xinyang 464000， Henan， China）

Abstract： To further explore the yield potential of the high-quality and high-yield indica glutinous rice variety‘Zhenzhunuo’and improve planting efficiency， the rice comparison test data of Xinyang City Academy of Agricultural Sciences in recent years were used in this study. The correlation analysis， regression analysis and path analysis were carried out to analyze the whole growth period （x1）， plant height （x2）， effective panicle （x3）， ear length （x4）， grain number per ear （x5）， seed setting rate （x6）， thousand-grain weight （x7） and yield （y）. The results showed that the variation coefficient of agronomic traits of‘Zhenzhunuo’was expressed as follows： grain number per ear>effective panicle>ear length>seed setting rate>yield>thousand- grain weight>plant height>whole growth period， and the coefficient ranged from 5.27% to 19.74%. The correlation analysis， path analysis and regression analysis results showed that the agronomic traits of effective panicle， grain number per ear and seed setting rate had the greatest effect on the yield of‘Zhenzhunuo’， and their correlation coefficient， partial correlation coefficient and direct path coefficient with yield reached extremely significant （P<0.01） or significant （P<0.05） level. The comprehensive decisive effect on yield was as follows： grain number per ear>seed setting rate>effective panicle. Through stepwise regression analysis， the agronomic traits of effective panicle， grain number per ear and seed setting rate significantly affecting the yield of‘Zhenzhunuo’were screened out to establish the optimal regression equation：y=1729.381+8.859x3+7.743x5+37.755x6. Therefore we must take measures to increase the effective panicle， grain number per ear and seed setting rate， which are the main agronomic traits affecting the yield of‘Zhenzhunuo’， to promote the variety’s application and achieve high yield.

Keywords： conventional glutinous Rice；‘Zhenzhunuo’； yield； correlation analysis； path analysis； regression analysis

0引言

糯稻作为一种特种稻，在中国有着悠久的种植和食用历史。糯米胚乳以支链淀粉为主，粘度大，糊化温度低，营养丰富，一直是大众喜爱的主食之一[1]。糯米粉是汤圆、粽子、糍粑等各种糕点和各种米酒、黄酒、饮料、保健品的主要原料，糯米水解产生的多孔淀粉还适用于医学、化妆品等领域，应用十分广泛[2]。河南省豫南地区素有种植糯稻的传统，糯稻种植面积和产量稳居全国前列，糯米粉加工企业众多，年产糯米粉占全国产量的40%以上[3]，对高产优质糯稻的需求很大。目前推广的杂交糯稻虽然产量比常规糯稻高，但品质往往不及常规糯稻，生产上大面积种植的籼糯稻仍以常规糯稻品种为主[4]。因此提高糯稻产量对促进糯稻产业的发展具有重要意义。

水稻产量性状是多个农艺性状综合作用的结果，明确各农艺性状对产量的效应及其相互关系的性质，并进一步在栽培和育种中进行干预，是提高籼糯稻产量和育种效率的有效途径。苏国藩[5]研究了不同品种常规籼糯稻产量性状对产量的效应，发现在一定千粒重基础上提高有效穗是提高早籼糯产量的主攻方向；而在一定有效穗的基础上提高穗粒数是提高晚籼糯稻产量的主攻方向。郝留根等[6]对‘黔糯优11’产量性状的研究发现，有效穗、穗粒数和结实率对产量的影响大，在合理保证有效穗的同时，提高穗粒数和结实率是确保增产的关键。兰志斌[7]、李双盛等[8]比较了常规籼糯品种和高产籼稻品种的产量构成，结果发现穗粒数少和生物产量低是常规籼糯品种高产的主要限制因素。钟干清[9]、游月华[10]、王阳青等[11]发现生物产量低和穗粒数少是常规籼糯稻产量低的主要原因，增加穗粒数、生物产量和经济系数是提高常规籼糯稻产量的突破方向。适当的栽培措施可以通过改变水稻产量相关的农艺性状而影响产量。杨立帆等[12]发现有机硅高塔复合肥可以增加有效穗和穗粒数，从而提高产量。赵锋等[13]发现栽培密度、播期均与产量呈抛物线关系，栽培密度增大和播期的推迟，会导致无效分蘖的增多和穗实粒数的减少。卢凤初等[14]发现在0～200 kg/hm2范围内，随着氮肥水平的提高，‘嘉糯1优6号’的有效穗、穗粒数、产量都显著提高。蒋鹏等[15]发现‘渝香糯1号’在中氮和高氮处理下有效穗和穗粒数增多，最终产量比低氮处理增加了29.9%和31.8%。水稻产量形成是穗、粒等多个农艺性状间共同作用的结果，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，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，并在生产中进行适当干预，是促进高产的有效途径。

‘珍珠糯’是河南省信阳市农业科学院利用‘豫籼9号’和‘特糯2072’杂交选育的常规籼糯稻品种，全生育期140天左右，属迟熟中籼型糯稻品种，株高110 cm左右，茎秆粗耐肥抗倒、着粒密、抗稻瘟病、白叶枯病、中感纹枯病、产量高，稻米品质达到国家稻谷优质糯稻标准，适宜在河南省南部中籼稻区及生态条件相近的地区种植[16-17]。多年来，‘珍珠糯’累计推广种植面积近30万hm2，是深受豫南地区人民喜欢的常规糯稻品种。为了充分挖掘‘珍珠糯’的产量潜力，促进糯稻产业的发展，对其近年来在信阳市农业科学院水稻品比试验中的结果进行相关性分析和通径分析，明确各农艺性状对产量的贡献，探讨其高产栽培主攻方向，以期为‘珍珠糯’的高产栽培提供参考。

1材料与方法

1.1试验设计

试验以高产优质常规糯稻品种‘珍珠糯’为材料，数据源于近年来信阳市农业科学院水稻品比试验结果。试验在信阳市农业科学院试验基地进行，每年4月24日播种，5月25日移栽，大田品比试验采取随机区组设计，3次重复，每个小区面积13.5 m2，行、株距16.7 cm×26.4 cm，品比田四周设置保护行。移栽之后稻田管理与当地大田生产相同。

1.2测定项目与方法

在生育期对主要性状进行田间记载调查，收获前取样进行室内考种，各小区单独收割脱粒测产。主要测定方法如下。

全生育期（d）：自播种至成熟的天数。

株高（cm）：在成熟期每个小区选取有代表性的稻株5穴，测量自茎基部至穗顶部的距离。

有效穗（万/hm2）：成熟期在每个小区调查基本苗的定点处调查有效穗，每个小区定点2处，每处5穴，取平均值并折算成每公顷有效穗。

穗长（cm）：测量选取的每穴稻株的每个稻穗的穗基部至穗顶（不连芒）的長度。

千粒重（g）：每穴脱粒的稻谷中随机取3个1000粒分别称重，保证3次称重差值在5%以内，取其平均值。

产量（kg/hm2）：成熟后分小区收割脱粒，稻谷晒干后去除杂质称重。

穗粒数和结实率的计算见公式（1）、（2）。

1.3分析方法

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[18]、袁志发等[19]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；通过逐步回归剔除偏回归系数不显著的性状，建立最优回归方程，并对方程进行显著性检验。相关系数和通径系数的关系式、自变量xi对因变量y的直接决定系数、自变量xi对因变量y的间接决定系数和自变量xi对因变量y的决定系数分别见公式（3）、（4）、（5）、（6）。

2结果与分析

2.1农艺性状的统计分析

由表1可以看出‘，珍珠糯’和‘Ⅱ优838’相比，全生育期和有效穗的平均值相近，穗粒数和产量的平均值明显大于‘Ⅱ优838’，株高、穗长、结实率和千粒重的平均值均小于‘Ⅱ优838’，说明‘珍珠糯’是个矮秆粒密高产的糯稻品种。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[20-21]。‘珍珠糯’的产量和7個农艺性状变异系数的范围为5.27%～19.74%，变异系数超过10%的农艺性状有穗粒数、有效穗、穗长、结实率，分别为19.74%、12.92%、11.19%、11.13%；变异系数小于10%的有全生育期、株高、千粒重、产量，分别为5.27%、7.31%、9.25%、9.30%。对照品种‘Ⅱ优838’产量和各农艺性状变异系数的范围为2.93%～22.23%，变异系数大于10%的有穗粒数、穗长、有效穗，分别为22.23%、13.9%、11.8%；变异系数小于10%的有全生育期、株高、千粒重、结实率、产量，分别为2.93%、4.58%、5.12%、6.46%、8.11%。穗粒数、有效穗和穗长在2个品种中的变异系数均较大，结实率和千粒重的变异系数珍珠糯是‘Ⅱ优838’的1.7倍和1.8倍，其他性状的变异系数差别不大，说明‘珍珠糯’高产稳产受环境和栽培措施的影响较‘Ⅱ优838’大，在生产中，要采取合理的栽培管理措施，在一定有效穗的基础上，协调穗长、结实率、穗粒数和千粒重的关系，以实现高产稳产。

2.2产量的正态性检验

正态性检验用于检测数据的正态分布特征进而判断是否符合回归和通径分析的条件。KolmogorovSmirnov适用于大样本的检测，而Shapiro-Wilk适用于小样本的检验[18]。本研究n=17属于小样本（表3），因此对‘珍珠糯’产量进行正态性检验后利用ShapiroWilk输出结果。由表2可以看出，Shapiro-Wilk的统计量为0.939，显著水平0.312大于0.05，‘珍珠糯’的产量服从正态分布，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3可知，‘珍珠糯’产量与各农艺性状之间均呈正相关，其中与结实率、穗粒数、千粒重、有效穗、穗长的相关系数分别为0.917、0.841、0.749、0.703、0.699，均达极显著水平（P<0.01）；此外，农艺性状之间也存在着显著的相关关系，其中穗长与穗粒数的相关系数为0.553，有效穗与结实率之间的相关系数为0.523，有效穗与千粒重之间的相关系数为0.497，均呈显著正相关（P<0.05）；结实率与穗长之间的相关系数为0.764，结实率与穗粒数之间的相关系数为0.802，千粒重与穗长之间的相关系数为0.618，千粒重与穗粒数之间的相关系数为0.755，千粒重与结实率之间的相关系数为0.767，均呈极显著正相关（P<0.01）；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[22]。由表4可知，有效穗与产量的偏相关系数最大为0.879，穗粒数与产量的偏相关系数为0.822，均达到极显著水平（P<0.01），说明有效穗和穗粒数对‘珍珠糯’产量提高有显著的促进作用；其次是结实率与产量的偏相关系数为0.622，达到显著水平（P<0.05），对‘珍珠糯’产量提高也有重要作用。全生育期和千粒重与‘珍珠糯’产量的偏相关系数为负数但不显著，株高、穗长与产量偏相关系数较小，说明对‘珍珠糯’产量的影响小；偏相关分析结果表明，剔除其他因素的影响，有效穗、穗粒数和结实率对‘珍珠糯’产量影响较大，在栽培管理中，要重点关注这3个因素，提高有效穗、穗粒数和结实率，从而保证产量。

2.4产量与各农艺性状的通径分析

为评价‘珍珠糯’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）[18-19]，结果如表5所示。由表5可知，全生育期和千粒重对产量的直接通径系数为负值，说明对‘珍珠糯’产量形成起直接的负效应；其他农艺性状对产量的直接通径系数均为正值，说明在‘珍珠糯’产量的形成过程中均起直接的促进效应；其中穗粒数和有效穗对产量的直接通径系数为0.485和0.404，对‘珍珠糯’产量的直接正效应达到极显著水平（P<0.01），其次结实率对产量的直接通径系数为0.360，对‘珍珠糯’产量的直接正效应达到显著水平（P<0.05），穗粒数、有效穗和结实率能够直接显著的促进‘珍珠糯’产量的提高；其他农艺性状对‘珍珠糯’产量的直接通径系数较小不显著。各农艺性状的间接通径系数均为正值，说明各农艺性状通过间接作用对‘珍珠糯’的产量起促进效应；除穗粒数和有效穗的间接通径系数小于直接通径系数外，其他农艺性状的间接通径系数均大于直接通径系数，这些农艺性状对产量的间接作用大于直接作用，它们对‘珍珠糯’产量的影响主要通过有效穗、穗粒数和结实率间接实现；除株高之外，其他农艺性状通过全生育期的间接通径系数均为负，所有农艺性状通过千粒重的间接通径系数也为负数，削弱了各农艺性状对‘珍珠糯’产量的间接促进作用。因此，在‘珍珠糯’进行高产栽培时，要注意生育期和千粒重的负效应，合理控制生育期，在一定千粒重的基础上提高有效穗、穗粒数和结实率。

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[19，23]。由图1可知，穗粒数对‘珍珠糯’产量的直接决定效应最大为24%；结实率对‘珍珠糯’产量的间接决定效应最大为40%；综合决定系数的大小排序为穗粒数>结实率>有效穗>穗长>株高>全生育期>千粒重，因此穗粒数是主要决策变量，全生育期和千粒重为主要限制性变量，因为全生育期和千粒重的直接通径系数为负，其他农艺性状通过它们对珍珠糯产量的作用也为负。因此，在‘珍珠糯’的高产栽培管理中，必須注意全生育期和千粒重的负效应，合理安排和调节生育期，协调好穗粒数、结实率、有效穗与千粒重的关系，以获得稳产高产。

2.6农艺性状的回归分析

运用逐步回归分析方法，以全生育期（x1）、株高（x2）、有效穗（x3）、穗长（x4）、穗粒数（x5）、结实率（x6）、千粒重（x7）为自变量，产量（y）为依变量，建立最优回归方程：y=1729.381+8.859x3+7.743x5+37.755x6，回归系数和回归方程的显著性检验均达到极显著水平（P<0.01）（表6，表7），方程有统计意义表明该方程可用于珍珠糯的评价和选择。逐步回归分析共筛选出3个对‘珍珠糯’产量有显著效应的自变量，分别为有效穗、穗粒数和结实率，方程的意义为：有效穗（x3）每增加1万穗，产量（y）增加8.859kg；穗粒数（x5）每增加1粒，产量（y）增加7.743kg；结实率（x6）每增加1%，产量（y）增加37.755 kg。

3讨论

‘珍珠糯’变异系数的变化范围为5.27%～19.74%，Ⅱ优838的变异系数变化范围为2.93%～22.23%，‘珍珠糯’的综合性状表现比‘Ⅱ优838’集中。‘Ⅱ优838’是长江中下游地区水稻国家区域试验中籼迟熟组的对照品种，具有优异的稳产性与广适性[24]。‘珍珠糯’的平均株高比‘Ⅱ优838’矮，穗长比‘Ⅱ优838’略短，穗粒数比‘Ⅱ优838’多，平均产量8234.26 kg/hm2高于‘Ⅱ优838’的8082.78 kg/hm2，是个矮秆粒密高产稳产的常规糯稻品种。‘珍珠糯’的结实率变异系数比‘Ⅱ优838’大，说明‘珍珠糯’的结实状况与‘Ⅱ优838’相比对环境和栽培措施更敏感，在生产中需要特别注意采取措施提高‘珍珠糯’的结实率，以提高产量。

相关、通径和回归分析发现，有效穗、穗粒数和结实率对产量的作用最大，这与郝留根等[6]对‘黔糯优11’的研究结果相似。‘珍珠糯’的穗粒数和有效穗与产量的简单相关系数和偏相关系数均达到极显著水平（P< 0.01），对产量的直接正效应和综合正效应都比较大，提高穗粒数和有效穗有助于‘珍珠糯’的高产，这与苏国藩[5]对常规晚籼糯的研究结果相似。‘珍珠糯’的结实率与产量的简单相关系数和偏相关系数达到显著水平（P<0.05），对产量的直接正效应和综合正效应也较大，提高结实率有助于提高‘珍珠糯’的产量，这与陈飘等[26]对广西地区水稻产量要素的研究结果一致。不同品种间千粒重与产量的关系也不不尽相同[25，27]。本研究发现千粒重与产量的简单相关系数呈极显著正相关，但偏相关分析、直接通径分析和综合效应分析均为负，间接通径系数显示千粒重主要通过间接作用对‘珍珠糯’产量产生正效应，但其他性状通过千粒重对产量的间接效应均为负，因此在‘珍珠糯’的高产创建中不能单独强调千粒重的提高，要与其他农艺性状综合考虑。除了株高，其它农艺性状通过全生育期对产量的间接效应均为负，在生产中应对生育期进行合理的控制。

水稻产量的形成是各农艺性状综合作用的结果，各农艺性状间又存在着复杂的促进或制约关系，因此在生产中要综合协调各个农艺性状间的平衡，才能获得理想的产量结果。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、气象因子等其他环境因素对产量的影响，难免存在一定的局限性。关于气象因子对‘珍珠糯’产量的影响，是值得深入探究的课题，以便根据气象条件对产量构成要素的影响进行生产管理，达到产量的最大化。

4结论

综上‘，珍珠糯’多年试验平均产量达到8234.26kg/hm2，各农艺性状变异系数变化范围5.27%～19.74%，是矮秆粒密高产稳产的常规糯稻品种，经济性状良好。有效穗（x3）、穗粒数（x5）、结实率（x6）是影响‘珍珠糯’产量的主要农艺性状，与产量间的回归方程为y=1729.381+8.859x3+7.743x5+37.755x6，方程相关系数R=0.978，因此在‘珍珠糯’的高产栽培中，要重点关注有效穗、穗粒数和结实率。生产上要合理密植并通过肥水管理调控分蘖构建合适的群体结构，从而提高分蘖成穗率获得较高的有效穗，灌浆期加强肥水管理及病虫害防治，并适当增施粒肥，提高穗粒数和结实率，从而获得高产。

参考文献

[1]刘宇强，刘晴，高世伟，等.黑龙江省主栽糯稻遗传背景研究[J].中国稻米，2016，22（1）：22-24.

[2]邓艳，高发富，吉勇，等.浅谈糯稻加工利用与遗传育种的研究进展[J].农业与技术，2018，38（24）：63.

[3]杨开术，彭丽，叶春丽，等.潢川县发展糯稻产业的现状及高产栽培技术[J].农业科技通讯，2019（4）：246-247.

[4]湯圣祥.中国20世纪80年代以来育成糯稻品种的品质及其优质达标率分析[J].中国农业科学，2010，43（1）：12-19.

[5]苏国藩.籼糯稻产量性状及育种分析[J].中国农学通报，2012，28（15）：10-14.

[6]郝留根，张宏伟，甘雨，等.杂交糯稻新品种‘黔糯优11’主要农艺性状与产量的相关性[J].农技服务，2018，35（6）：24-26.

[7]兰志斌.限制籼糯品种高产的内在因素分析[J].福建农业学报， 2003，18（4）：218-221.

[8]李双盛，游月华.高产籼糯与高产籼稻品种性状之比较[J].江西农业学报，2004，16（2）：38-42.

[9]钟干清.籼糯稻品种特征特性和高产栽培技术研究[J].福建稻麦科技，2008，26（3）：4-7.

[10]游月华.籼糯稻品种的产量构成特征和库源特性研究[J].江西农业学报，2006，18（5）：14-16.

[11]王阳青，李双盛，游月华.籼糯稻的产量构成因素和库源结构分析[J].福建农业科技，2005（4）：1-3.