湖南中秈稻產量及其構成因素分析

譚崢崢，魏中偉，馬國輝*

（1湖南農業大學農學院，長沙410128；2湖南雜交水稻研究中心／雜交水稻國家重點實驗室，長沙　410125）

湖南中秈稻產量及其構成因素分析

譚崢崢1，魏中偉2，馬國輝2*

（1湖南農業大學農學院，長沙410128；2湖南雜交水稻研究中心／雜交水稻國家重點實驗室，長沙410125）

以湖南省2004～2011年（2007年除外）共7年中稻區試的120個中秈稻品種（中熟組31個，遲熟組89個）試驗數據為材料，研究分析了產量與產量構成因素之間的關系。結果表明，中稻產量的變化趨勢與穗實粒數有密切的正向關系；中熟組在保持適宜穗數的基礎上通過擴充源庫，同時增加粒重和穗粒數可以達到增產目的；遲熟組通過適當減少穗數，提高粒重或增加穗粒數可以達到增產目的。通過多元回歸分析建立的中稻產量結構模型可知:中稻中熟組、遲熟組每增加1單位（萬穗）有效穗，產量分別增加21.681、17.124 kg／hm2，每增加1單位（g）千粒重，產量分別增加175.669、169.675 kg／hm2，每增加1單位（%）結實率，產量分別增加173.66、63.347 kg／hm2，每增加1單位（粒）穗穎花數，產量分別增加28.16、35.713 kg／hm2。

水稻；產量；產量構成

水稻是我國重要的糧食作物，全國近三分之二的人口以稻米為主食，水稻生產和消費在我國國計民生中占有舉足輕重的地位［1］。據報道，2030年我國人口將達到16億，糧食總產量需要從2014年的6.07億噸增加到7.4億噸才能滿足需要［2］。因此提高水稻產量對保障國家糧食安全、促進社會穩定具有重大意義。近年來，國內外學者圍繞超高產水稻品種的特征特性、產量結構關系、超高產形成規律等方面開展了大量的研究，較一致地認為穩穗增粒、主攻大穗擴大總庫容是實現水稻超高產目標的主要途徑［3～8］。但目前國內對中稻產量及其構成因素之間的關系研究大多局限于少數品種，對于跨時長，多品種數據的系統研究不多。筆者調取湖南省種子管理站2004～2011年（2007年除外）共7年的中稻區試試驗數據，篩選出部分通過區試，達到申報審定標準的中稻品種，對其產量及產量構成因素進行分析，著重研究產量及其構成因素的年度變化趨勢，探討產量及其構成因素之間的關系，以期對探尋中稻合理、有效的增產途徑提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試材料為120個中秈稻組合，共154組產量數據（有重復）。按照生育期進行分類統計，其中31個中熟組合，如華優7號、金優299、黃華占等，共38組產量數據；89個遲熟組合，如D優207，金優997、科優21號等，共116組產量數據（表1）。

表1　供試材料

1.2數據計算與統計分析

采用SPSS、Minitab數據處理系統軟件進行相關性分析、偏相關分析、多元回歸分析。

2　結果與分析

2.1產量及構成

由表2可知，中稻中熟組產量變幅為7 088.1～9 361.8 kg／hm2，平均產量為8 111.0 kg／hm2，中稻遲熟組產量變幅為7 780.5～10 184.3 kg／hm2，平均產量為8 714.0 kg／hm2。中稻遲熟組平均產量比中熟組高7.43%，兩組的有效穗數和穗穎花數相近，但遲熟組的結實率比中熟組高3.3%，千粒重比中熟組高3.7%，說明遲熟組高產的原因可能是由于其籽粒充實度和穗部灌漿程度都優于中熟組。

表2　中稻產量及其構成因素的描述性統計

中稻遲熟組有效穗數、千粒重、穗實粒數、結實率、穗穎花數的標準差和變異系數均小于中熟組，說明遲熟組產量構成因素的變異程度較中熟組小，數據分布更靠攏平均值。按照變異系數的等級劃分（弱變異性:變異系數＜10%；中等變異性:10%＜變異系數＜100%；強變異性:變異系數＞100%［9］），中稻遲熟組各因素數據都為弱變異性，中熟組除穗實粒數和穗穎花數外也都為弱變異性，說明中稻產量及其構成因素數據較穩定，整體分布比較集中。

2.2產量及產量結構趨勢

為更直觀地呈現產量及產量構成的變化趨勢，將每年度產量、有效穗數、穗實粒數、千粒重的中位值轉化成浮動范圍為0～1的相對量值（即各組數據均除以該組最大值），得到相對量值后作折線圖如圖1。

圖1　中稻產量及產量結構變化趨勢

由圖1可知，中稻中熟組產量在2008年后出現下降，但在2011年上升并達到極大值，遲熟組產量表現出歷年遞增的趨勢。中熟組和遲熟組的有效穗數整體呈現逐年遞減的趨勢，穗實粒數均呈逐年遞增趨勢，千粒重變幅較穩定，說明中稻產量的逐年提升可能是由于有效穗數在適量減少的同時穗粒數有所增加，從而導致增產，反映出近年來大穗型的育種趨勢。

2.3產量與產量構成因素相關性分析

由表3可知，中稻中熟組產量與有效穗數幾乎沒有相關性，與千粒重、穗實粒數也呈不顯著正相關，可能因為整個中熟組群體的產量構成三因素數據變化幅度都較小所導致；結實率與產量呈顯著正相關，而穗穎花數與產量并無顯著相關性，說明中熟組存在庫足源不足的現象，增源有利于增產；有效穗數與穗實粒數呈極顯著負相關，相關系數高達-0.748，說明該組群體已達到田間郁蔽嚴重影響穗粒數的程度；有效穗數與結實率相關性不顯著，說明有效穗的增加沒有降低結實率，而是通過減少總穎花數來影響實粒數；千粒重與穗實粒數相關性不顯著，說明該組稻穗在多粒和大粒的選擇上有一定的調和空間。

表3　中稻產量及其構成因素的相關系數

中稻遲熟組產量與有效穗數呈不顯著負相關，與千粒重呈不顯著正相關，而與穗實粒數、穗穎花數呈極顯著正相關，說明千粒重和有效穗數的增加對產量影響不大，但穗實粒數對產量有較大影響，隨實粒數增加產量有明顯提升，說明在當前水平下擴充庫容量、保持較高的穗粒數是保證水稻高產的基礎；有效穗數與千粒重、穗實粒數都呈極顯著負相關，說明該組群體已達到田間郁蔽嚴重影響穗粒數和穗粒重的程度，有效穗數的增加對籽粒灌漿造成了較大的牽制作用，要達到增產目的，需對有效穗數進行適當控制；有效穗數與結實率相關性不顯著，說明有效穗數的增加雖然使總穎花數減少，但對結實率影響較小；穗實粒數與千粒重呈極顯著負相關，說明同一穗上多粒和大粒難以并存，目前要獲得高產只能通過其中之一達到，凸顯了當前群體庫足源不足的矛盾。

2.4偏相關分析

由表4可知，中稻中熟組和遲熟組的有效穗數均與產量達到極顯著正相關，說明排除其他因素影響之后，有效穗數仍然是影響產量的極為重要的因素，而其他三因素也與產量達到極顯著正相關，說明產量構成因素都與產量存在著真實而極其密切的關系。

表4　中稻產量及其構成因素的偏相關系數

中稻中熟組中與產量相關性最高的是千粒重，偏相關系數為0.667，說明籽粒充實度是真實影響產量的最重要的因素，保證源充足，促進籽粒灌漿可能是中稻中熟組的有效增產途徑。中稻遲熟組中與產量相關性最高的是總穎花數，偏相關系數達到0.664，說明庫容量的充足與否是真實影響該組產量的最重要的因素，擴充庫容量可能是中稻遲熟組的有效增產途徑。

2.5多元回歸分析

為進一步明確產量構成因素與產量的關系，建立有效穗數（x1）、千粒重（x2）、結實率（x3）、穗穎花數（x4）對產量（y）的多元回歸方程:

y（中熟）=-20770.882+21.681x1+175.669x2+ 173.66x3+28.16x4（R=0.761，F=11.329）

y（遲熟）=-11304.42+17.124x1+169.675x2+ 63.347x3+35.713x4（R=0.676，F=23.303）

在其他因素穩定的條件下，中稻中熟組、遲熟組每增加1單位（萬穗）有效穗數，產量分別增加21.681、17.124 kg／hm2，每增加1單位（g）千粒重，產量分別增加175.669、169.675 kg／hm2，每增加1單位（%）結實率，產量分別增加173.66、63.347 kg／hm2，每增加1單位（粒）穗穎花數，產量分別增加28.16、35.713 kg／hm2。通過以上方程式可以在一定程度上預測產量。

3　討論

獲得高產需要協調好水稻個體與群體的優勢，使個體與群體的產量構成因素達到統一。謝華安等［3］認為，靠培育大穗獲得大庫容量和中、后期的干物質生產優勢是雜交水稻超高產的主要原因。張洪程等［6］認為，穗型大，群體穎花數多是超高產品種產量高于普通品種的主要原因。吳桂成等［8］認為，在足量大穗的同時保持正常的充實度，提高群體庫容總充實量，是粳型超級稻的超高產特征。

中稻遲熟組在總穎花數接近、有效穗數略低于中稻中熟組的前提下，因為穗部灌漿程度和籽粒充實度更加突出，最終其產量要比中稻中熟組高出7.3%，說明保持中稻群體的源充足是保障高產的重要條件。2004～2011年間，在中稻有效穗數呈現明顯下降趨勢，而千粒重變幅較穩定的情況下，中稻產量依然能夠逐年遞增也是由于穗粒數的增加所致。可見品種的大穗、重穗特性對增產十分重要，同時也反映出2004～2011年時間段中稻育種偏向大穗型的趨勢。

從相關性分析來看，中稻中熟組可以在保持現有穗數的基礎上同時擴充源庫，通過增加粒重和穗粒數來達到增產目的。中稻遲熟組可以通過適當減少穗數，同時擴充源庫，在提高粒重和增加穗粒數兩條途徑中選擇其一來達到增產目的。偏相關分析結果表明，有效穗數與產量存在著真實而密切的關系，但由于偏相關分析中剝離了其他因素的影響，其結果在大田生產中可能并不具有指導意義，在真實環境中，有效穗數的增加勢必將導致穗粒數、結實率等其他因素的驟減，反而不利于增產。通過保障源足促進籽粒充實度是中稻中熟組較為有效的增產途徑，而擴充庫容量是中稻遲熟組較為有效的增產途徑。以上結論與前人研究結果基本一致。

不論是產量及其構成因素的變化趨勢分析還是相關性分析，其結果都表明，中稻中熟組、遲熟組均適于向大穗型發展，現階段不宜繼續擴增有效穗數，中熟組通過粒重和穗粒數的同時擴增，遲熟組通過粒重或穗粒數的擴增均能有效增產。

［1］ 施能浦.近期我國稻谷（米）供求趨勢分析及發展預測與對策［J］.中國稻米，2015，21（1）:1-5.

［2］ 吳紹洪，李榮生.中國耕地與未來30年食物需求、保障及對策［J］.地理科學進展，2002，21（2）:121-129.

［3］ 謝華安，王烏齊，楊惠杰，等.雜交水稻超高產特性研究［J］.福建農業學報，2003，18（4）:201-204.

［4］ 楊惠杰，楊仁崔，李義珍，等.水稻超高產的決定因素［J］.福建農業學報，2002，17（4）:199-203.

［5］ 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.

［6］ 張洪程，吳桂成，李德劍，等.雜交粳稻13.5 t／hm2超高產群體動態特征及形成機制的探討［J］.作物學報，2010，36（9）:1547-1558.

［7］ 楊建昌，杜 永，吳長付，等.超高產粳型水稻生長發育特性的研究［J］.中國農業科學，2006，39（7）:1336 -1345.

［8］ 吳桂成，張洪程，錢銀飛，等.粳型超級稻產量構成因素協同規律及超高產特征的研究［J］.中國農業科學，2010，43（2）:266-276.

［9］ 鄧小華，謝鵬飛，彭新輝，等.土壤和氣候及其互作對湖南烤煙部分中性揮發性香氣物質含量的影響［J］.應用生態學報，2010，21（8）:2063-2071.

Analysis on Yield and Yield Com ponents of Midd le-season Indica Rice in Hunan

TAN Zheng-zheng1，WEIZhong-wei2，MA Guo-hui2*
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 State Key Laboratory of Hybrid Rice，Hunan Hybrid Rice Research Center，Changsha，Hunan 410125，China）

120 middle-season indica rice varieties（31 belong to medium maturity group，89 belong to late maturing group）came from regional testofmiddle-season rice in 2004～2011were chosen to study the relationships between yield components and yield.The results showed that:The change trend of yield had close relation with filled grain number.To maintain appropriate number of effective panicles and increase grain weight and grain number per spike could achieve the purpose of increasing yield in medium maturity group.To properly reduce the number of effective panicles，increase grain weight or increase grain number could reach the goal of increasing yield in latematuring group.Looked from the yield structuremodel established by multiple regression analysis，the grain yield of medium maturity group and late maturing group would increased by 21.681 kg／hm2and 17.124 kg／hm2when the ear numberwas increased by 10 000 panicles，the grain yield would increased by 175.669 kg／hm2and 169.675 kg／hm2when the grain weightwas increased by 1 g，and the grain yield would increased 173.66 kg／hm2and 63.347 kg／hm2when the seed setting ratewas increased by 1%，and the grain yield would increased by 28.16 kg／hm2and 35.713 kg／hm2when the number of spikelets was increased by 1 per panicle.

rice；yield；yield components

S511.3+20.1

A

1001-5280（2015）05-0463-05

10.3969／j.issn.1001-5280.2015.05.02

2015-05-05

譚崢崢（1989-），男，湖南益陽人，碩士研究生，Email:xiaoc1989＠163.com。*通信作者:馬國輝，研究員，Email:maguohui＠hhrrc.ac.cn。

國家自然科學基金（31271659）；國家科技支撐計劃（2012BAD04B10；2011BAD16B01；2013BAD07B14）。