不同種植地點超級雜交稻產量及其構成的變化特點

夏 冰，趙 楊，魏穎娟，黃 敏，敖和軍，鄒應斌

（湖南農業大學農學院，長沙　410128）

不同種植地點超級雜交稻產量及其構成的變化特點

夏 冰，趙 楊，魏穎娟，黃 敏，敖和軍，鄒應斌*

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

為探明不同生態條件下超級雜交稻產量穩定性及其與產量構成因子的關系，以兩優培九、中浙優1號等8個具有代表性的超級雜交稻品種為材料，普通雜交稻汕優63和超級常規稻品種勝泰1號為對照，于2007～2009年在湖南桂東、長沙、南縣進行了大田栽培試驗。結果表明，超級雜交稻在不同地點種植條件下籽粒產量及其構成因子表現出顯著的基因型差異、地點間差異及年度間差異。其中，超級雜交稻比汕優63平均增產2.3%～22.2%，比勝泰1號平均增產4.3%～29.3%；不同地點間產量均以桂東點最高，3年平均為11.45±1.08 t／hm2，其原因是有效穗數多、結實率高。超級雜交稻品種的產量構成表現出大穗型、多穗型、大粒型等多種類型，但不同類型品種均以單位面積有效穗數對產量的貢獻最大，其次為每穗粒數。

超級稻；栽培；產量；產量構成；種植地點

中國于20世紀50年代和70年代先后推廣應用矮稈水稻和雜交水稻，大幅度地提高了單產。近

年培育的超級雜交稻在水稻主產區小面積試驗種植，產量達到13.5 t／hm2以上，但大面積種植存在30%左右的產量差距。因此，研究超級雜交稻的產量穩定性及其與產量構成的關系，對于發揮超級雜交稻的高產潛力具有極其重要的意義。水稻產量由單位面積有效穗數、每穗總粒數、結實率、千粒重等因子構成，各因子對產量的作用又因品種、地點及栽培措施的不同而異，有人認為是有效穗數對產量的貢獻最大［1～7］，有人認為是每穗總粒數對產量的貢獻最大［8～11］。水稻產量既受遺傳因子的影響，又與栽培環境有關。研究表明超級稻產量及其構成不僅存在顯著的基因型差異［2，7］和地點間差異［13，16］，同時又受氮肥用量、栽插密度、播種量等栽培環境因素的影響［1，8，10，15，16］。如何確保在足夠有效穗數的基礎上，增加每穗粒數，同時也兼顧結實率和千粒重，對于充分發揮超級稻增產潛力具有重要意義。因此，筆者選擇有代表性的超級雜交稻品種，在不同生態地點進行聯合比較試驗，研究超級雜交稻籽粒產量構成因子的變化特點及其基因型差異，以為超級雜交稻高產栽培提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為農業部認定的超級雜交稻品種兩優培九（LYPJ）、Ⅱ優084（EY084）、Ⅱ優航1號（EYH -1）、內兩優6號（NLY-6）、D優527（DLY527）、Y兩優1號（YLY-1）、中浙優1號（ZZY-1）、準兩優527（ZLY527），對照為超級常規稻品種勝泰1號（STai-1）和普通雜交稻品種汕優63（SY-63）。種子由中國水稻研究所、國家雜交水稻工程研究中心等育種單位提供。

1.2試驗方法

試驗于2007～2009年在湖南省桂東縣寨前鄉水灣村（海拔724 m，北緯25°08′）、南縣南洲鎮北洋村（海拔32 m，北緯29°20′）和湖南農業大學長沙水稻試驗基地（海拔53 m，北緯28°12′）大田栽培條件下進行。各試驗地點的品種和栽培方法相同。田間采用隨機區組排列，3次重復，小區面積25 m2。各試驗地點肥料用量相同，即施尿素375 kg／hm2，過磷酸鈣750 kg／hm2，氯化鉀210 kg／hm2。其中尿素分基肥（50%）、分蘗肥（20%）、穗肥（30%）三次施用；鉀肥分基肥和穗肥兩次施用；磷肥作基肥于插秧前一次施用。各試驗地點稻田土壤肥力水平中等偏上（表1），排灌方便，田間栽培管理一致。桂東點于4月15～20日播種，長沙點和南縣點于5月15～20日播種，濕潤育秧，播種量15 g／m2，秧齡25 d。栽插密度23.33 cm×23.33 cm，每穴栽插2本苗，雜交稻和常規稻相同。在插秧后淺水灌溉，當多數品種達到夠苗期時開始曬田，曬田15 d后保持淺水灌溉到抽穗期，抽穗后至收割前7 d，采用間歇灌溉。其它按照高產栽培要求嚴格控制病害和蟲害，不施用除草劑，采用人工中耕除草。

表1　各試驗地點稻田土壤有機質及養分含量Table 1 Organic matter and nutrients content of tested paddy soils in d ifferent locations

試驗測定的內容及方法:

（1）成熟期取樣測定干物質重。成熟期每小區取樣10穴，連根拔起，用自來水沖洗干凈，在自然條件下風干，剪除根系，計數每穴株數或有效穗數。樣品脫粒后，分為稻草、稻谷和空秕谷粒3部分風干，再將稻谷和空秕谷粒用清水漂洗，分為實粒（下沉）和空秕粒（上浮）測定干重。在105℃恒溫條件下殺青20 min，然后在80℃恒溫條件下，烘干至恒重，冷卻后稱重，按照栽插密度計算植株器官的干物質重。同時調查株高和穗長，其中株高為第一個伸長節到穗頂的距離，穗長為穗頸節到穗頂的距離。

（2）產量構成因子。產量構成因子包括有效穗數、每穗粒數、結實率和千粒重。在每個小區的邊3行以內，調查每穴的有效穗數，連續調查30穴，再按栽插密度計算有效穗數。成熟期取樣每個小區稱取實粒30 g的3份樣品計數，空粒及秕粒則全部計數。計算所取樣品的每穗總粒數、結實率、千粒重（烘干重）。同時，用烘干后的實粒重除以成熟期植株總干物質重，得到收獲指數；用有效穗數乘以每穗總粒數，得到總穎花數。

（3）收割產量。在每個小區的邊3行以內，連續收割125穴脫粒，曬干后稱重，同時取樣500 g，在80℃恒溫條件下烘干至恒重，按照13.5%標準含水量計算稻谷重量，再按照栽插密度計算各處理的稻谷產量。

（4）標準化的穎花量計算。對不同地點各品種單位面積穎花量進行標準化處理，即某品種標準化的穎花量=某品種穎花量×某品種千粒重／平均千粒重。

1.3數據統計分析

全部數據結果用Excel和Statistix軟件分析處理。

2　結果與分析

2.1產量表現

與普通雜交稻和常規稻品種比較，超級雜交稻品種具有明顯的產量優勢。從表2可見:（1）超級雜交稻3地點平均產量顯著高于普通雜交稻SY-63和常規稻STai-1，其中2007年為8.56～10.06 t／hm2，2008年為9.07～10.39 t／hm2，2009年為9.74～10.54 t／hm2，分別比SY-63增產4.0% ～22.2%，2.3%～17.1%和2.5% ～10.9%，分別比STai-1增產10.0% ～29.3%，6.1% ～21.5%和4.3%～12.8%。（2）不同超級雜交稻品種的產量表現存在顯著的基因型差異，其中2007以LYPJ產量最高，3地點平均為10.06 t／hm2，顯著高于其它品種；2008年同樣以LYPJ產量最高，3地點平均為10.39 t／hm2，但與ZZY-1和ZLY-527的產量差異不顯著；2009年則以ZZY-1和ZLY-527的產量最高，3地點平均分別為10.54 t／hm2和10.48 t／hm2，但與其它品種的產量差異不顯著。表2還表明，超級雜交稻品種及對照品種的產量表現均存在顯著的地點間差異和年度間差異。其中:不同地點試驗以桂東點產量最高，3年平均產量達到11.45 t／hm2，極顯著高于南縣點的3年平均產量（8.81 t／hm2）和長沙點的3年平均產量（8.29 t／hm2）；不同年份試驗以2009年產量最高，2008年次之，3地點的平均產量分別為10.01 t／hm2和9.57 t／hm2，顯著高于2007年3地點的平均產量（8.96 t／hm2）。

表2　不同地點超級雜交稻產量表現的品種間差異和年度間差異Table2 Differences in yield of super hybrid rice among different cultivars and years in different locations

（續表2）

2.2產量構成特點

超級雜交稻品種的產量結構協調，有利于形成高產。從表3可以看出，不同基因型超級雜交稻品種的產量構成表現出多種類型:①大穗型（≥160粒／穗）品種，如EYH-1、LYPJ、EY-084、DY-527、YLY-1，以及STai-1；②多穗型（≥250×104／hm2）品種，如ZZY-1、YLY-1、LYPJ，以及常規稻品種STai-1和普通雜交稻品種SY-63；③高結實率型（≥85%）品種，如ZLY-527、ZZY-1、YLY-1；④大粒型（千粒重≥30 g）品種，如ZLY-527和NLY-6。如果以每穗粒數×結實率×千粒重，得到單穗重，則表現出穗數型和穗重型（≥3.7 g）兩種類型，前者如上述多穗型品種，后者如ZLY-527、EYH-1和NLY-6。與常規稻品種STai-1和普通雜交稻品種SY-63比較，超級雜交稻品種的單穗重較大，3地點3年平均為3.32～3.86 g（烘干重），同時有效穗數較多，3地點3年平均為（227.1～257.9）×104／hm2。另外，不同基因型超級雜交稻品種的產量構成存在顯著的地點間差異和年度間差異（表3中方差分析標示省略）。地點間以桂東點的有效穗數多（270.7×104／hm2）和結實率高（87.1%），顯著高于南縣點和長沙點。年度間則以2009年的有效穗數多（264.7×104／hm2），2008年的每穗粒數多（171.1粒／穗），2007年的結實率高（84.4%），差異顯著。值得指出的是，不同地點和不同年份下，產量構成因子中以有效穗數的變異系數最大（10.3%～14.7%），每穗粒數（8.1%～13.2%）和結實率（6.0%～10.4%）的變異系數次之，千粒重的變異系數最小（3.5%～5.0%）。

表3　不同基因型超級雜交稻品種產量及產量構成的地點間差異和年度間差異Table 3 Differences in yield and yield com ponents of super hybrid rice am ong d ifferent locations and years in different

2.3 產量與產量構成因子的關系

表4表明，超級雜交稻產量構成因子以有效穗數對產量的直接作用最大，為0.734，其它產量構成因子對產量的直接作用依次為:每穗粒數0.511，千粒重0.371，結實率0.356。對照品種SY-63和STai-1同樣以有效穗數對產量的直接作用最大，分別為0.747和0.925，其次為每穗粒數，分別為0.308和0.546，但以千粒重對產量的直接作用最小，分別為0.235和0.231。表4還表明，結實率通過有效穗數對產量的間接作用較大，其中超級雜交稻為0.249，SY-63為0.173，STai-1為0.364，均表現為正向效應，而其它產量構成因子通過有效穗數對產量的間接作用均表現為負向效應。除STai-1結實率通過每穗粒數對產量的間接作用表現為正向效應外，其它產量構成因子通過每穗粒數的間接作用均表現為負向效應。

表4　超級稻產量構成因子對產量的直接作用和間接作用Table4 Direct and indirect contribution of yield com ponents to yield in super rice cultivars and the check

從圖1左可以看出，不同水稻品種單位面積穎花量（單位面積有效穗數×每穗粒數）與籽粒產量之間顯著正相關（R2=0.3834*），說明增加穎花量有利于增加產量。但單位面積產量對于穎花量的依賴程度只有38.3%，說明穎花量不能完全代表庫容量，因為不同品種的千粒重不同，即籽粒大小不同。應用標準化的單位面積穎花量與產量進行相關分析（圖1右），發現單位面積產量與標準化的穎花量之間的依賴程度提高到了62.9%，說明只有同一品種，或者千粒重相同的品種，單位面積穎花量才能較好地代表其庫容量。

圖1　超級雜交稻及對照品種單位面積穎花量與產量的關系（左:產量與穎花量的關系；右:產量與標準化穎花量的關系）Fig.1 Relationship between the yield and spikelet number per unit area in super hybrid rice and the check

3　結論與討論

本研究表明，不同超級雜交稻品種在同一地點種植條件下的產量及其構成因子存在顯著的基因型差異，而同一超級雜交稻品種在不同地點種植條件下的產量及其構成因子存在顯著的地點間差異。其中，品種間差異以普通雜交稻品種汕優63、超級常規稻品種勝泰1號分別比超級雜交稻減產2.3%～22.2%和4.3%～29.3%，但在不同地點種植條件下各品種產量構成因子表現不同，這與以往的研究報道一致［2，7，13，16］。不論是常規稻，還是雜交稻，3個地點間產量均以桂東點最高，3年平均產量達到11.45±1.08 t／hm2，其高產的原因是桂東點的有效穗數多（270.7×104／hm2）、結實率高（87.1%），這與敖和軍等人［13］的研究報道一致。

本研究發現，不同基因型超級雜交稻的產量構成存在大穗型（≥160粒／穗）品種、多穗型（≥250× 104／hm2）品種、高結實率型（≥85%）品種、大粒型（千粒重≥30 g）品種等多種類型。但是，不論是哪種類型的品種，均以單位面積有效穗數對產量的直接作用最大（通徑系數為0.734～0.925），其次為每穗粒數（通徑系數為0.308～0.546），這與之前的研究報道一致［1～7］。

水稻單位面積穎花量與籽粒產量呈顯著正相關，但由于品種間千粒重的大小不同，穎花量不能完全代表庫容量。圖1表明，如果對不同品種的千粒重進行標準化處理，則標準化處理的單位面積穎花量能較好地代表庫容量，便于不同品種間庫容量大小的比較及其與籽粒產量間建立精確性高的回歸模型。

［1］ Gravois KA，Helms RS.Path analysis of rice yield and yield components as affected by seeding rate［J］.Agronomy Journal，1992，84（1）:1-4.

［2］ 楊惠杰，楊仁崔，李義珍，等.水稻超高產品種的產量潛力及產量構成因素分析［J］.福建農業學報，2000， 15（3）:1-8.

［3］ Katsura K，Maeda S，Horie T，et al.Analysis of yield attributes and crop physiological traits of Liangyoupeijiu，a hybrid rice recently bred in China［J］.Field Crops Research，2007，103:170-177.

［4］ 吳文革，張洪程，吳桂成，等.超級稻群體籽粒庫容特征的初步研究［J］.中國農業科學，2007，40（2）:250-257.

［5］ Huang M，Zou YB，Jiang P，et al.Relationship between grain yield and yield components in super hybrid rice［J］.Agricultural Sciences in China，2011，10（10）:101-105.

［6］ Nakano H，Tsuchiya S.Yield response to cultivar and sowing pattern in high-yielding rice［J］.Crop Science，2012，52:2800-2806.

［7］ 姜心祿，吳茂力，池忠志，等.不同類型水稻品種的產量構成因素與產量的關系［J］.西南農業學報，2012，25（3）:792-797.

［8］ Ying JF，Peng SB，He QR，et al.Comparison of highyield riceintropical andsubtropical environments I.Determinants of grain and drymatter yields［J］.Field Crops Research，1998，57:71-84.

［9］ Sheehy JE，Dionora MJA，Mitchell PL.Spikelet numbers，sink size and potential yield in rice［J］.Field Crops Research，2001（7）:77-85.

［10］Ottis BV，Talbert RE.Rice yield components as affected by cultivar and seedling rate［J］.Agronomy Journal，2005，97:1622-1625.

［11］陳達剛，周新橋，李麗君，等.超級稻產量構成因素與產量的關系研究［J］.廣東農業科學，2008（7）:3-6.

［12］Katsura K，Maeda S，Lubis I，et al.The high yield of irrigated rice in Yunnan，China A cross-location analysis［J］.Field Crops Research，2008，107:1-11.

［13］敖和軍，王淑紅，鄒應斌，等.超級雜交稻干物質生產特點與產量穩定性研究［J］.中國農業科學，2008，41（7）:1927-1936.

［14］王 強，梁天鋒，唐茂艷，等.超級稻桂兩優2號在廣西多個生態點作早晚稻種植的產量差異分析［J］.中國稻米，2014，20（2）:66-68.

［15］Fageria NK，Baligar VC.Yield and yield components of lowland rice as influenced by nitrogen fertilization［J］. Journal of Plant Nutrition，1999，22:23-32.

［16］Bond JA，Walker TW，Ottis BV，et al.Rice seeding and nitrogen rate effects on yield and yield components of two rice cultivars［J］.Agronomy Journal，2008，100（2）:393 -397.

Variation Characteristics of Yield and Yield Com ponents of Super Hybrid Rice in Different Grow ing Locations

XIA Bing，ZHAO Yang，WEIYing-juan，HUANG Min，AO He-jun，ZOU Ying-bin*
（Agronomy of College，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

To ascertain the stability of grain yield and its relation to the yield components of super hybrid rice under different ecology conditions，the field experiments were conducted in Guidong county，Changsha city and Nanxian county of Hunan province with 8 representative varieties of super hybrid rice（Liangyoupeijiu，Zhongzheyou 1，et al）asmaterials from 2007 to 2009，ofwhich common hybrid rice（Shanyou 63）and super inbred rice（Shengtai1）were used as the check.The results showed that the grain yield of super hybrid rice displayed the significant differences among different varieties，locations and years，respectively.Compared with check varieties Shanyou 63 and Shengtai No.1，yield of super rice was increased by 2.3%-22.2%and 4.3%-29.3%，respectively.The highest yield wasup to11.45±1.08 t／hm2in Guidong site and owing to both of the higher panicle number and the higher setting grain rate.The yield components of super hybrid rice performed as themultiple types of greater panicle size，higher panicle number and bigger grains，but nomatter that their yield component type，the panicle number per unit area showed the greatest contribution to the grain yield，and the nextwas spikelet number per panicle.

super rice；cultivation；yield；yield component；growing location

S511.04

A

1001-5280（2015）05-0457-06

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.01

2015-04-03

夏 冰（1980-），女，博士研究生，實驗師，主研方向水稻栽培生理，Email:fifaice＠163.com。*通信作者:鄒應斌，教授，Email: ybzou123＠126.com。

湖南省科技計劃一般項目（2012FJ6118）。