機(jī)插水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀及農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究

吳正貴 蔡林運(yùn) 盛雪雯 邱楓 徐建方 黃潔 周培南

摘要[目的]探究水稻產(chǎn)量與其相關(guān)性狀間的相關(guān)性。[目的]以有代表性的44塊田作為樣本點(diǎn)，采集影響水稻產(chǎn)量的有關(guān)性狀，并分為產(chǎn)量相關(guān)性狀組和農(nóng)藝性狀組，系統(tǒng)運(yùn)用簡單相關(guān)、復(fù)相關(guān)和典型相關(guān)分析等方法進(jìn)行全面分析。[結(jié)果]產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀組之間存在極強(qiáng)的相關(guān)性，其中與穗數(shù)和穗粒數(shù)的相關(guān)性較強(qiáng)；產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀組的相關(guān)性并不顯著，但農(nóng)藝性狀組可通過產(chǎn)量相關(guān)性狀組間接作用于產(chǎn)量；在一定范圍內(nèi)，二次枝梗數(shù)越多，倒1葉長度越短，產(chǎn)量也越高。[結(jié)論]實(shí)際生產(chǎn)中，同時(shí)增加有效穗數(shù)和穗粒數(shù)是奪取高產(chǎn)、超高產(chǎn)的根本途徑，但在高產(chǎn)水平上實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)，關(guān)鍵要在足穗數(shù)的基礎(chǔ)上增加穗粒數(shù)。

關(guān)鍵詞機(jī)插水稻；產(chǎn)量相關(guān)性狀組；農(nóng)藝性狀組；相關(guān)性

中圖分類號(hào)S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）32-0021-03

Research on Correlation Between Yield and Yieldrelated Traits and Agronomic Characters in Machinetransplanted Rice

WU Zhenggui，CAI Linyun，SHENG Xuewen et al（Suzhou Agricultural Technology Promotion Center，Suzhou，Jiangsu 215006）

Abstract[Objective]To explore the correlation between rice yield and its related characters.[Method]We took the representative 44 plots as the sample points， the paper collected the related traits affecting the yield of rice， and divided it into yieldrelated traits and agronomic traits， systematically useds simple correlation， complex correlation and canonical correlation analysis. [Result]It had a strong correlation between yield and yieldrelated traits， among which the correlation between spike number and spike grain number was the strongest，the correlation between yield and agronomic trait group was not significant， but the agronomic trait group could indirectly affect the yield by yieldrelated trait group. In a certain range，the more secondary branches，the shoter length of flag leaf，and the higher yield.[Conclusion]In actual production， increasing both effective panicle number and grain number per area is the basic way to capture high yield and super yield， but to achieve more high yield in a high level， the key is to increase the number of grains on the basis of enough spikes.

Key wordsMachinetransplanted rice；Yieldrelated traits group；Agronomic traits group；Correlation

在栽培學(xué)研究上，水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重、結(jié)實(shí)率等的相關(guān)性研究已較為深入[1]。該研究將影響水稻產(chǎn)量的性狀分為產(chǎn)量相關(guān)性狀組（穗數(shù)、穗粒數(shù)、穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重）及農(nóng)藝性狀組（一次枝梗數(shù)、二次枝梗數(shù)、倒1葉長、倒2葉長、倒3葉長），并運(yùn)用多種相關(guān)分析手段，試圖找出產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀組及農(nóng)藝性狀組之間的相關(guān)性，為進(jìn)一步豐富栽培學(xué)理論，指導(dǎo)大面積實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、超高產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料試驗(yàn)材料為蘇州地區(qū)主推水稻品種武運(yùn)粳30，播栽方式為機(jī)插秧。于2016年11月水稻收獲前分別在張家港市、常熟市、太倉市、昆山市及吳江區(qū)，選擇生產(chǎn)水平相對(duì)較高且在當(dāng)?shù)赜写硇缘乃揪G色高產(chǎn)增效創(chuàng)建示范片進(jìn)行取樣，其中常熟市取樣4塊田，其他市、區(qū)各取樣10塊田，共44個(gè)樣本點(diǎn)。每塊田機(jī)械實(shí)收產(chǎn)量（Y），5點(diǎn)取樣法測定株距（X1）、穗數(shù)（X2）、穗粒數(shù)（X3）、穎花數(shù)（X4）、結(jié)實(shí)率（X5）、千粒重（X6）、倒1葉長（X7）、倒2葉長（X8）、倒3葉長（X9）、一次枝梗數(shù)（X10）和二次枝梗數(shù)（X11）。

1.2方法將所有性狀指標(biāo)劃分為 3個(gè)組：產(chǎn)量（Y）、產(chǎn)量相關(guān)性狀組（X1～X6）以及農(nóng)藝性狀組（X7～X11），從簡單相關(guān)分析、復(fù)相關(guān)分析和典型相關(guān)分析3個(gè)方面對(duì)各性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所有數(shù)據(jù)分析通過R語言軟件實(shí)現(xiàn)。

2結(jié)果與分析

2.1基本統(tǒng)計(jì)特征

由表1可知，44個(gè)樣本點(diǎn)的實(shí)產(chǎn)平均為1.08×104 kg/hm2，達(dá)到高產(chǎn)水平，產(chǎn)量最低為0.87×104 kg/hm2、最高為1.26×104 kg/hm2，平均株距、每穴穗數(shù)和穗數(shù)這3個(gè)指標(biāo)表現(xiàn)相對(duì)突出[2]。部分性狀相較于高產(chǎn)下的理想水平存在較大爭議[3-4]，尤其突出的指標(biāo)就是結(jié)實(shí)率相對(duì)較低，僅為87%[5]，推測其主要原因?yàn)樯笃诘拈L期陰雨。此外，農(nóng)藝性狀組中葉片狀態(tài)、大小等表現(xiàn)一般，光合源存在提升空間等[4]。

2.2多種相關(guān)分析結(jié)果

2.2.1產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)狀組及農(nóng)藝性狀組的復(fù)相關(guān)分析。

為研究不同性狀指標(biāo)與產(chǎn)量間的相關(guān)性，首先從整體角度出發(fā)，基于復(fù)相關(guān)分析，分別研究2組性狀組與產(chǎn)量間的相關(guān)性，分析結(jié)果匯總于表2。

由表2可知，2組性狀組中，農(nóng)藝性狀組與產(chǎn)量的復(fù)相關(guān)系數(shù)未達(dá)顯著水平（0.456）。而產(chǎn)量相關(guān)性狀組與產(chǎn)量的復(fù)相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（0.996），說明產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)是影響產(chǎn)量最直接、最重要的因子，在產(chǎn)量形成過程中起決定性作用，產(chǎn)量相關(guān)性狀與產(chǎn)量的復(fù)相關(guān)變量（V）構(gòu)成如下：V=0.025X2+0.026X3+0.160X4+0.085X5+0.070X6，其系數(shù)絕對(duì)值的大小反映出原變量對(duì)復(fù)相關(guān)系數(shù)的影響程度，其中穎花數(shù)（X4）較其他因子有較大的載荷，表明產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)中與產(chǎn)量最為密切的即為穎花數(shù)。

2.2.2產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀組各指標(biāo)間的簡單相關(guān)分析。

為進(jìn)一步剖析產(chǎn)量相關(guān)性狀組中各性狀指標(biāo)之間、各性狀指標(biāo)與產(chǎn)量之間的相關(guān)性，該研究僅提取了44個(gè)樣本點(diǎn)的產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)與產(chǎn)量做簡單相關(guān)分析，結(jié)果匯總于表3。

由表3可知，與產(chǎn)量相關(guān)性最大的性狀指標(biāo)是穎花量，其簡單相關(guān)性系數(shù)達(dá)0.755，進(jìn)一步驗(yàn)證了上述復(fù)相關(guān)分析得出的結(jié)論，且與前人的研究結(jié)果一致[5-6]。此外，穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗數(shù)與千粒重間均存在顯著負(fù)相關(guān)，因此，在高產(chǎn)栽培過程中，既要考慮到與產(chǎn)量相關(guān)性最為密切的性狀指標(biāo)的促進(jìn)作用，又要考慮到產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)間互相存在的顯著拮抗關(guān)系，只有協(xié)調(diào)發(fā)展好各產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、超高產(chǎn)的目標(biāo)。

2.2.3產(chǎn)量相關(guān)性狀組與農(nóng)藝性狀組間的典型相關(guān)分析。

在上述研究中農(nóng)藝性狀組與產(chǎn)量沒有直接相關(guān)性的結(jié)論下，為進(jìn)一步研究農(nóng)藝性狀組是否通過產(chǎn)量相關(guān)性狀組間接作用于產(chǎn)量，該研究額外采用典型相關(guān)分析對(duì)農(nóng)藝性狀組與產(chǎn)量相關(guān)性狀組之間的相關(guān)性進(jìn)行研究，以解釋產(chǎn)量相關(guān)性狀組與農(nóng)藝性狀組之間變異的關(guān)系，分析結(jié)果匯總于表4。

鑒于典型相關(guān)系數(shù)的平方（λ2）是一組變量的變異可以被另一組變量的變異量解釋的百分比，而在該試驗(yàn)中，農(nóng)藝性狀組與產(chǎn)量相關(guān)性狀組間前2個(gè)典型相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平，故而可通過農(nóng)藝性狀大致推測產(chǎn)量結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量，這對(duì)于提高栽培措施的實(shí)施精準(zhǔn)度極具參考意義。

其中，第一典型相關(guān)系數(shù)為0.923，第1對(duì)典型變量V1和W1分別表示為V1=-0.001X7+0.122X8+0.024X9 +0.007X10+0.056X11，W1=0.004X1+0.124X2+0.233X3-0.106X4-0.040X5-0.005X6。方程式V1中以X8的載荷最大，方程式W1中以X3的載荷最大，X2次之，說明農(nóng)藝性狀組中影響產(chǎn)量相關(guān)性狀組的主要因素是二次枝梗數(shù)（X8），且在一定范圍內(nèi)也間接說明了二次枝梗數(shù)越多，穗粒數(shù)越多（X3），產(chǎn)量也越高（X2和X8的典型相關(guān)系數(shù)同為正數(shù)）。

第二典型相關(guān)系數(shù)為0.765，第2對(duì)典型變量V2和W2分別表示為V2=0.080X7+0.097X8-0.129X9 -0.038X10-0.057X11，W2=0.007X1+0.042X2+0.200X3-0.151X4-0.024X5-0.092X6，方程式V2中X9、X8和X7的載荷較大，方程式W2中同樣以X3的載荷最大，說明農(nóng)藝性狀組中影響產(chǎn)量相關(guān)性狀組的主要因素依次是倒1葉長度（X9）、二次枝梗數(shù)（X8）和一次枝梗數(shù)（X7），且在一定范圍內(nèi)，倒1葉長度越短，穗粒數(shù)（X2）越多，產(chǎn)量也越高（X2和X9的典型相關(guān)系數(shù)正負(fù)號(hào)不同）。

2.3產(chǎn)量分級(jí)及高產(chǎn)實(shí)現(xiàn)途徑

當(dāng)產(chǎn)量水平存在明顯差距時(shí)，產(chǎn)量構(gòu)成會(huì)有顯著變化，更易得出高產(chǎn)取得的途徑，試驗(yàn)將44個(gè)樣本點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)劃分為3個(gè)等級(jí)：超高產(chǎn)（單產(chǎn)>1.125×104 kg/hm2）、高產(chǎn)（0.975×104～1.125×104 kg/hm2）和一般產(chǎn)（單產(chǎn)<0.975×104 kg/hm2），并分別統(tǒng)計(jì)各產(chǎn)量級(jí)下株距、穎花數(shù)、穗數(shù)、穗粒數(shù)等指標(biāo)的平均值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果總結(jié)于表5。

由表5可知，就相對(duì)低產(chǎn)級(jí)而言，高產(chǎn)、超高產(chǎn)級(jí)下的穗數(shù)和穗粒數(shù)均占優(yōu)勢(shì)；而相較于高產(chǎn)級(jí)，超高產(chǎn)級(jí)穗粒數(shù)明顯增多，其他各產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)差異不大。上述結(jié)果說明，同時(shí)增加穗數(shù)和穗粒數(shù)是奪取高產(chǎn)、超高產(chǎn)的根本途徑，但在高產(chǎn)水平上實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)，關(guān)鍵要在足穗數(shù)的基礎(chǔ)上增加穗粒數(shù)[7-8]，這為高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培進(jìn)一步指明了方向。

3結(jié)論與討論

已有研究表明，對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成最為重要的影響因素是穗數(shù)和穗粒數(shù)，其余產(chǎn)量構(gòu)成因子協(xié)調(diào)發(fā)揮才能起到正向效應(yīng)，取得高產(chǎn)高效[9]。武運(yùn)粳30分蘗性中等，移栽期秧苗較瘦長，而品種的穗型潛力大，因此，需要合理密植以適當(dāng)增加插秧密度，確保及早夠苗，為后期主攻大穗獲高產(chǎn)打下基礎(chǔ)[2]，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、爭取高產(chǎn)。

影響水稻產(chǎn)量的性狀指標(biāo)很多，前人在研究分析時(shí)，多采用簡單相關(guān)分析和通徑分析等統(tǒng)計(jì)方法，但由于這些簡單的分析方法僅能反映出單一的2個(gè)性狀之間的相關(guān)性程度，因此一些性狀的作用也容易被極大化或極小化。該研究額外采用復(fù)相關(guān)分析和典型相關(guān)分析的統(tǒng)計(jì)手段，綜合反映了產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀組、產(chǎn)量相關(guān)性狀組與農(nóng)藝性狀組間的相關(guān)本質(zhì)，指出了各性狀在組內(nèi)的相對(duì)重要性，了解這些信息對(duì)于栽培實(shí)踐中抓主要矛盾、協(xié)調(diào)各個(gè)性狀的相互關(guān)系有

重要作用。

該研究結(jié)果與前人研究一致，產(chǎn)量相關(guān)性狀相關(guān)性分析和各產(chǎn)量級(jí)統(tǒng)計(jì)特征都說明了穎花數(shù)的重要性，農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀也是高度相關(guān)；而不同產(chǎn)量級(jí)下各產(chǎn)量相關(guān)性狀與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性未達(dá)顯著水平，可能是試驗(yàn)的樣本采集量偏小，不能全面說明武運(yùn)粳30在蘇州地區(qū)種植產(chǎn)量相關(guān)的所有問題，需要后續(xù)進(jìn)一步研究。

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