高原粳稻收獲指數研究及超高產育種設想

釧興寬 李國生 王碩 王錦艷 康洪燦 楊釧杰

（云南省保山市農業科學研究所，云南保山678000；第一作者：bscxk@163.com）

水稻收獲指數（HI）是指稻谷產量與地上部生物產量的比值。發生于上世紀50-70年代以矮化育種為重點的第1次綠色革命使我國水稻增產20%以上，重點解決了高稈品種分蘗力弱、株型差、易倒伏、耐肥性差、單位面積庫容量低等問題，核心是將稻谷收獲指數從0.3提高到0.4以上[1]。當前水稻主要栽培品種的收獲指數一般在0.5左右，特殊品種超過0.6[2]，超級雜交稻品種的收獲指數已經達到了0.55～0.62[3-4]。多數研究認為，稻谷收獲指數是可遺傳的性狀，表現典型的數量性狀特征，遺傳力不高[5]，但育種實踐認為，2個高收獲指數親本雜交后代多數表現高收獲指數，收獲指數是品種特性之一。稻谷收獲指數與株高和植株群體的關系十分密切，受環境的影響很大，既是光合物質形成、轉運、積累效果的綜合表現，也是田間管理、群體控制的結果。云南高原粳稻育種應用同樣經歷了從高稈大穗到矮稈多穗的變化，產量不斷提高，表現在收獲指數不斷提高。上世紀80年代以來，云南高原粳稻育種取得顯著進展，形成了自主的品種選育應用體系。在云南粳稻高產育種中，有關穗粒結構的爭論較多，但從收獲指數的角度研究云南高原粳稻至今未見報道。蔣志農[6]在總結大穗型和多穗型品種優劣的基礎上提出高原常規粳稻株高100 cm，分蘗率中等，每穗實粒100粒左右，千粒重25～26 g的“中間型”結構，育成了一系列粳稻品種，實現了9.0～10.5 t/hm2的產量目標，其實質就是在保持較高收獲指數的基礎上適當增加株高，增加生物產量從而提高產量。高原粳稻如何實現更高產量目標，值得育種工作者深思。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

選取近年來云南省育成的幾個代表性品種為研究對象，各品種情況見表1。

1.2 試驗設計和方法

采用隨機區組試驗設計，3次重復，小區面積13.3 m2。試驗于2015年4月8日播種，播種前統一曬種2 d后用藥劑浸種72 h，常溫催芽24 h。采用旱育壯秧，每hm2秧田播種合格凈谷450 kg，栽插密度為33.3萬叢/hm2，每叢栽2個基本苗，等行移栽，行距為25 cm，株距為12 cm，每小區栽8行。試驗按當地正常施肥管理。

移栽后10 d每小區定點10叢調查莖蘗消長情況，調查田間有效穗數、株高。成熟期每小區隨機取3叢進行室內考種。于2015年10月5日統一收獲，收獲時每小區收地上部分50叢分別計算稻谷凈質量和稻草干質量，折算收獲指數。按小區凈谷計產。用DPS數據處理系統進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種收獲指數、產量和主要性狀比較

從表2可以看出，參試品種的產量及主要性狀差異達極顯著水平，說明選用的參試品種具有高原粳稻品種的代表性，品種間存在較大差異。參試品種的收獲指數在0.499～0.545之間，收獲指數最高的品種是岫粳18號，為0.545，楚粳27號最低，為0.499，其余品種收獲指數均在0.5以上，品種間差異達極顯著水平。

2.2 收獲指數與產量和主要經濟性質的相關性分析

從表3可以看出，收獲指數與產量、千粒重、結實率、有效穗數、最高莖蘗數、穗長呈正相關，但相關性未達顯著水平；收獲指數與株高的相關系數為-0.7445，達顯著水平；收獲指數與每穗總粒數、每穗實粒數、著粒密度呈負相關，但相關性不顯著。

表1 參試品種情況

表2 品種收獲指數、產量及主要經濟性狀比較

表3 收獲指數與產量和主要性狀的相關性

3 小結與討論

研究結果表明，參試高原粳稻品種收獲指數基本達到了0.5以上的正常水平，收獲指數與產量呈正相關關系，但相關性不顯著。水稻產量=生物產量×收獲指數（HI），在現有高原粳稻收獲指數的基礎上提高收獲指數還有一定空間，理論上講，收獲指數從0.50提高到0.55，水稻產量將增加5%，增加到0.60，將有10%的增產效果。因此，發掘利用高收獲指數的種質資源，育成收獲指數0.6左右的高收獲指數品種是高原粳稻高產育種努力的方向之一。

按照上式，保持正常收獲指數水平，要實現水稻產量突破關鍵是提高生物產量。為此，袁隆平院士提出了今后超高產雜交稻育種設想是增加株高，大幅提高生物產量[7]。當前高原粳稻的收獲指數均達到0.5以上的正常水平，提高產量的途徑更多的是依賴生物產量的提高。在現有株高條件下，高產水稻靠加大群體增加生物產量已經非常有限，因此，需要增加株高重新調整植株的空間分布來實現。本研究結果表明，高原粳稻收獲指數與株高呈顯著負相關，增加株高可能意味著收獲指數降低，同時因株高增加，倒伏肯定是避不開的實際問題。那么，是否又回到了高稈品種的老路上了呢？按照哲學關于事物發展的觀點，事物的發展是螺旋式上升的，新的“高稈品種”必須是收獲指數保持在0.5以上，具有超強抗倒伏能力，產量超高的“超級”品種，這需要運用現代科學技術和生物技術作深入改造。對此，我們充滿期待。

[1]何強，邢俊杰，舒服，等.水稻收獲指數研究概況與展望[J].雜交水稻，2012，27（6）：3-5.

[2]何秀英，廖耀平，陳釗明，等.收獲指數在水稻高產育種中的作用[J].種子，1999，5（6）：39-41.

[3]廖耀平，陳釗明，陳順佳.高產高收獲指數水稻新品種粵香占的主要特性及其討論[J].中國稻米，1999，5（2）：11-12.

[4]鄧華鳳.長江流域超級雜交稻目標性狀研究[D].長沙：湖南農業大學，2008.

[5]李曉方，毛興學，羅文永，等.水稻收獲指數相關性狀的研究[J].廣東農業科學，2007（3）：3-6.

[6]蔣志農.云南稻作[M].昆明：云南科技出版社，1995.

[7]袁隆平.選育超高產雜交水稻的進一步設想[J].雜交水稻，2012，27（6）：1-2.