水稻超高產潛力鑒定品種農藝性狀相關及通徑分析

夏祥華，喬保建，鄭立平，陳庭木

(1．安徽袁糧水稻產業有限公司，安徽蕪湖241003;2．江蘇連云港市農科院，江蘇連云港222006)

水稻超高產，一直是我國以至世界農學家奮斗的目標。1982年桂朝2號創高產16 130 kg/hm2，刷新了由印度創造的水稻世界高產紀錄;2001年II優明86創高產17 947．5 kg/hm2;2003年II優084創高產1 847．5 kg/hm2;2006年南京大學選育的協優107創高產19 305 kg/hm2［1］。水稻超高產育種已經取得了較好的成就，超高產條件下，各性狀與中低產間差異明顯［2］，但性狀間的關系仍報道較少。筆者對2011年云南水稻高產潛力鑒定與篩選試驗品種作性狀的偏相關分析、通徑分析與逐步線性回歸分析，研究超高產條件下水稻各性狀的關系，明確育種與栽培中主攻目標，以期為水稻超高產育種及栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1．1試驗材料 試驗受理來自全國61個雜交稻新品種(組合)，有完整觀測數據品種分別為編號 A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A16、A17、A18、A19、A20、B1、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17、B18、B19、B20、C1、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21，共58個(含對照)

1．2 試驗設計 2011年云南永勝水稻綜合試驗站實施了水稻新品種高產潛力鑒定及篩選試驗，無重復，施純氮375 kg/hm2、普鈣 450 kg/hm2、鋅肥 30 kg/hm2、硫酸鉀 135 kg/hm2。考察了單產(kg/hm2)、全生育期(d)、穗高(cm)、穗頸高(cm)、高峰苗(萬/hm2)、有效穗(萬/hm2)、成穗率(%)、總粒數、結實率(%)、千粒重(g)10項指標。

1．3 分析方法 ①應用EXCEL描述統計對所有樣本統計指標均值、方差、極小值、極大值。②應用相關及偏相關分析方法分析各指標間的相關系數［3］。③應用通徑分析方法分析各指標對產量的通徑系數，并計算各指標對產量的直接與所有間接作用［3］。④多元線性回歸方程采用袁志發等［4］的緊湊變換法，以多元逐步線性回歸法求產量最優回歸方程，以EXCEL2007 VBA編程計算。

表1 主要性狀統計

2 結果與分析

2．1 各指標的均值與變異情況 由表1可知，全生育期平均169．2 d，最短 152 d，最長196 d，變幅達 44 d，變異系數4．23%，整體長生育期樣本較少;穗高與穗頸高表現高度一致，變異系數相當;高峰苗變異系數19．66%，最大，變幅364．5萬～930．0萬/hm2，表明不同組合在高峰苗即分蘗能力上差異極大;有效穗變異系數11．34%，較大，變幅229．5萬～409．5萬/hm2，低者與平原地區相當或略高，高者相當高，此為造成產量差異的最大原因;成穗率平均55．1%，變幅35.7% ～74.7%，較大，表現高高峰苗者低成穗率，要提高成穗率適當降低高峰苗數，減少無效分蘗;總粒數變異系數17.66%，變幅137．8～289．3粒，從小穗型到大穗型均有，品種類型很豐富;結實率平均87．1%，變異系數6．69%，不大，變幅71．8% ～97.8%，從中低結實率到高結實率均有，少數品種的恢復度適應性不強，結實不良;千粒重均值29．7 g，較高，變異系數9.51%，較大，變幅24．1～36．6 g，小粒型品種與大粒型品種均有;產量平均14 653．5 kg/hm2，遠高于各水稻主產區平均產量，變異系數8．29%，較大，變幅10 630．5～17 541．0 kg/hm2，最高產量低于2010年最高產量九兩優28創造的 18 988．7 kg/hm2。

2．2 各指標的相關分析 由表2可知，各性狀中僅總粒數與產量間復相關顯著，其他不顯著，但全生育期與單產間負相關顯著，產量結構四因子(有效穗、總粒數、結實率、千粒重)與產量間偏相關極顯著，表明用偏相關描述產量與各性狀間關系更科學。全生育期與穗頸高間正相關顯著，長生育期易形成高的營養體，增加生物產量。穗高與多個性狀間存在相關，與穗頸高、千粒重間極顯著正相關，表明株高易形成大粒，與有效穗、總粒數間存在顯著正相關，株高易形成大穗。高峰苗與有效穗間正相關極顯著，分蘗力越強，有效穗越多，有效穗與穗高間顯著正相關，與穗頸高間顯著負相關，表明高稈分蘗力偏弱，但穗長偏大。產量結構四因子間存在極顯著的負相關。該試驗的相關關系與一般水平條件下觀測結果相似，無特異性，未帶來新的相關關系。

表2 各性狀間及與產量間相關系數

2．3 各指標對產量的最優線性回歸統計 將各指標與產量間用逐步線性回歸的方法建立最優回歸方程，僅產量結構四因子進入方程:y=40．578 2x1+4．355 1x2+11．748 4x3+26.533 1x4－2 527．33 ，方差貢獻均極顯著，方程F 值21．719 3，極顯著，回歸結果與偏相關分析結果高度相似(表3)。

表3 多元逐步線性回歸方程參數

2．4 各指標對產量的通徑分析 對全生育期、穗高、穗頸高、高峰苗、有效穗、總粒數、結實率、千粒重8因子對產量作通徑分析，僅產量結構四因子對產量通徑系數達極顯著水平，其余均不顯著，通徑模型相關系數0．821 5＊＊，極顯著。

有效穗對產量直接決定作用較大，通過與總粒數的負相關，對產量的綜合決定作用微弱。總粒數對產量直接決定作用最大，通過與其他產量三因子負相關，綜合決定作用弱化，仍達顯著水平。結實率與千粒重對產量的直接決定作用大，二者均與總粒數負相關，致對產量的綜合決定作用變微弱。

通徑分析與偏相關、逐步線性回歸分析結果高度相似，表明多種統計方法在結論上有很好的一致性，并能相互補充。

表4 通徑分析自變量對單產的作用路徑剖分

3 討論

3．1 超高產條件下性狀對產量的影響 水稻在超高產條件下與一般產量水平下，各性狀的相互關系基本相同，但超高產條件下，各指標的均值，特別是全生育期、有效穗、高峰苗存在較大差異，其他差異則明顯偏小。全生育期在一般情況下均可能表現與產量間明顯的正相關，有的能進入回歸方程［5］，但在該試驗中，反而表現為顯著負相關，可能是該試驗中多數組合生育期全拉長后產生的新統計規律，有待深入研究。

3．2 超高產條件下應該采取的育種策略 該試驗中總粒數對產量的影響最大，其次為有效穗數、結實率與千粒重。可見，超高產育種中，有穩定穗數的基礎上攻大穗很有必要，該試驗中平均穗數300．15萬/hm2，總粒數201粒，相對于普通生產水平，穗數已經很多，但總粒數不太多。相對于最多有效穗409．50萬穗/hm2，最大總粒數289．3粒，總粒數與有效穗均有很大上升空間。基于產量結構因子間存在顯著的拮抗關系，必須將有效穗、總粒數及千粒重協調，不能過分地強調一個因子。另外結實率不僅與其他三因子間存在拮抗關系，還與品種本身的遺傳及環境有極大關系，結實率一定要高而穩定，結實率穩定是產量穩定的基礎，當然片面強調高結實率也不可行，無論如何配置產量結構因子，均以產量最大化為目標。

3．3 株高的討論 該試驗中采用穗高代替了傳統的株高定義，并增加穗頸高指標，統計分析表明穗頸高與產量因子間均存在顯著或極顯著相關，通徑作用路徑表明穗頸高與有效穗、總粒數及結實率間有密切關系，更重要是提高總粒數。通過提高穗頸高能提高總粒數而間接提高產量。傳統株高定義中包含了穗長，而采用穗頸高能更大程度地以此表示植株營養體，較株高能更科學地提示農藝性狀間的關系。

［1］赴云南省濤源鄉國家水稻超高產科技示范場考察簡報［J］．麗水農業科技，2007(4):38 －40．

［2］程式華．中國超級稻育種［M］．北京:科學出版社，2010:96－97．

［3］陳庭木，徐大勇，秦德榮，等．偏相關與通徑分析的EXCEL VBA程序設計［J］．農業網絡信息，2007(3):101－103．

［4］袁志發，周靜芋．多元統計分析［M］．北京:科學出版社，2002:138 －144．

［5］楊久，丁鯤，盧義宣，等．云南秈粳交錯區水稻農藝性狀與產量間相關及通徑分析［J］．西南農業學報，2011，24(2):391 －395．