雜交水稻新品種瀘優(yōu)692產(chǎn)量構(gòu)成因子間的關(guān)系

李樹(shù)杏， 徐 婭， 黃佑崗， 郭 慧

(貴州省水稻研究所， 貴州 貴陽(yáng) 550006)

水稻生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量形成既受自身遺傳因素的影響，也受外界環(huán)境因素的影響。遺傳因素相對(duì)穩(wěn)定，但在不同生態(tài)區(qū)域、不同氣候條件下，受環(huán)境因素影響，水稻農(nóng)藝性狀變化也很大[1]。因此，水稻新組合在不同生態(tài)區(qū)域進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)非常必要，只有經(jīng)過(guò)多年多點(diǎn)綜合適應(yīng)性試驗(yàn)，才能篩選出高產(chǎn)、多抗、適應(yīng)性廣的優(yōu)良品種。在一定生態(tài)環(huán)境下，水稻產(chǎn)量的形成主要與全生育期、有效穗、穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、株高、穗長(zhǎng)等農(nóng)藝性狀相關(guān)，但不同品種產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量的相關(guān)性也不盡相同。因此，在育種實(shí)踐過(guò)程中需要對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行有效選擇，使其與產(chǎn)量協(xié)調(diào)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[2]。李如海等[3]研究表明，水稻不同產(chǎn)量水平下，產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的作用不同，低產(chǎn)水平下，穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的促進(jìn)作用最大；中產(chǎn)和高產(chǎn)條件下，千粒重對(duì)產(chǎn)量的影響最大。姜萍等[4]研究表明，有效穗對(duì)水稻產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大，千粒重對(duì)產(chǎn)量的影響較小。王術(shù)等[5]研究表明，在一定產(chǎn)量基礎(chǔ)上結(jié)實(shí)率和穗粒數(shù)繼續(xù)提高會(huì)抑制產(chǎn)量進(jìn)一步提高。鄭亨萬(wàn)[6]研究表明，有效穗、穗粒數(shù)是決定新品種廣兩優(yōu) 676產(chǎn)量的重要因素。瀘優(yōu)692是貴州省水稻研究所選育的高產(chǎn)廣適性水稻新品種，2021年9月通過(guò)貴州省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。為探明該品種全生育期、有效穗等主要農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的影響，對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量進(jìn)行變異性、相關(guān)性、回歸分析和通徑分析，明確其最適高產(chǎn)栽培模式、優(yōu)質(zhì)群體結(jié)構(gòu)和最優(yōu)增產(chǎn)途徑，為生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、超高產(chǎn)目標(biāo)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為瀘優(yōu)692，數(shù)據(jù)來(lái)源于貴州省2019—2020年水稻區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果，區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)分布于海拔389～1 213 m的10個(gè)不同生態(tài)區(qū)域(表1)。

表1 試驗(yàn)點(diǎn)分布情況

1.2 試驗(yàn)方法

按照《貴州省水稻品種區(qū)域試驗(yàn)實(shí)施方案》進(jìn)行試驗(yàn)，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積13.33 m2，小區(qū)設(shè)保護(hù)行。按照《貴州省水稻品種區(qū)域試驗(yàn)技術(shù)操作規(guī)程》執(zhí)行，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)同期播種、移栽，耕作施肥以及病蟲(chóng)害防治等措施相同，測(cè)定指標(biāo)包括全生育期、有效穗、株高、穗長(zhǎng)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計(jì)，用DPS軟件進(jìn)行變異性、相關(guān)性、回歸分析和通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 瀘優(yōu)692各性狀的變異系數(shù)

從表2看出，瀘優(yōu)692產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的變異系數(shù)在3.86%～13.94%，表現(xiàn)為穗粒數(shù)>實(shí)粒數(shù)>有效穗>產(chǎn)量>結(jié)實(shí)率>株高>全生育期>穗長(zhǎng)>千粒重。說(shuō)明，對(duì)瀘優(yōu)692產(chǎn)量影響較大的因子是穗粒數(shù)，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加穗粒數(shù)，對(duì)產(chǎn)量增加效應(yīng)更加明顯，同時(shí)在育種實(shí)踐中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)穗粒數(shù)的多樣性選擇。

表2 瀘優(yōu)692各性狀的變異系數(shù)

2.2 瀘優(yōu)692各性狀間的相關(guān)系數(shù)

從表3看出，瀘優(yōu)692產(chǎn)量與全生育期、有效穗、穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為有效穗>實(shí)粒數(shù)>結(jié)實(shí)率>全生育期>穗粒數(shù)，其中，產(chǎn)量與有效穗呈顯著正相關(guān)；產(chǎn)量與株高、穗長(zhǎng)、千粒重呈負(fù)相關(guān)。穗粒數(shù)與實(shí)粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與實(shí)結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)。穗長(zhǎng)與全生育期、有效穗呈極顯著負(fù)相關(guān)。有效穗與穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。千粒重與實(shí)粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 瀘優(yōu)692各性狀間的相關(guān)系數(shù)

2.3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的回歸分析

經(jīng)多元線性回歸分析，瀘優(yōu)692產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.996 3，決定系數(shù)為0.992 7，調(diào)整系數(shù)為0.993 4。根據(jù)多元線性回歸結(jié)果(表4)，建立產(chǎn)量(y)與全生育期(x1)、有效穗(x2)、株高(x3)、穗長(zhǎng)(x4)、穗粒數(shù)(x5)、實(shí)粒數(shù)(x6)、結(jié)實(shí)率(x7)和千粒重(x8)的多元線性回歸方程：y=-22 114.606+0.124x1+47.888x2+1.062x3+3.464x4+5.083x5+51.180x6+15.964x7+382.336x8。進(jìn)一步進(jìn)行逐步回歸分析，其復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.996 2，決定系數(shù)為0.992 5，調(diào)整系數(shù)為0.995 5。根據(jù)表5分析結(jié)果，建立產(chǎn)量為6 462.11～15 754.11 kg/hm2的最優(yōu)回歸方程：y=-20 586.123+47.784x2+57.816x6+380.774x8，表明，在8個(gè)農(nóng)藝性狀中有效穗、實(shí)粒數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量有直接顯著影響；當(dāng)3個(gè)自變量中2個(gè)變量不變時(shí)，有效穗(x2)每增加1穗，產(chǎn)量(y)增加47.784 kg；實(shí)粒數(shù)(x6)每增加1粒，產(chǎn)量(y)增加57.816 kg；千粒重(x8)每增加1 g，產(chǎn)量(y)增加380.774 kg。因此，瀘優(yōu)692的產(chǎn)量主要通過(guò)有效穗、實(shí)粒數(shù)、千粒重的增加來(lái)促進(jìn)產(chǎn)量提升。

表4 瀘優(yōu)692產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的多元逐步回歸系數(shù)

表5 瀘優(yōu)692產(chǎn)量與3個(gè)農(nóng)藝性狀的多元最優(yōu)回歸系數(shù)

2.4 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的通徑分析

從表6看出，8個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)瀘優(yōu)692產(chǎn)量起正向作用的分別是有效穗、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、全生育期、穗粒數(shù)。其中，有效穗對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)最大，為0.989 6；其次是實(shí)粒數(shù)，為0.918 4；第三是千粒重，為0.357 6。直接通徑系數(shù)越大，表示該性狀對(duì)產(chǎn)量的影響越大。由此表明，有效穗、實(shí)粒數(shù)、千粒重對(duì)瀘優(yōu)692產(chǎn)量有重要影響。結(jié)實(shí)率除直接對(duì)產(chǎn)量影響外，還通過(guò)有效穗和實(shí)粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生作用。全生育期主要是通過(guò)有效穗影響產(chǎn)量。表明，影響產(chǎn)量的因子不是獨(dú)立存在的，也能夠通過(guò)其他因子互作共同影響產(chǎn)量。

表6 瀘優(yōu)692各性狀的通徑分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

水稻產(chǎn)量形成受多個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素的共同作用，同時(shí)受環(huán)境因素的影響，是基因和環(huán)境互作的結(jié)果。研究結(jié)果表明，瀘優(yōu)692產(chǎn)量構(gòu)成因子穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率、有效穗的變異系數(shù)高于千粒重、株高、全生育期和穗長(zhǎng)，這與雜交水稻品種協(xié)優(yōu)385的研究結(jié)果一致[7]。說(shuō)明，穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、有效穗等農(nóng)藝性狀受環(huán)境因素的影響較大，而千粒重、穗長(zhǎng)等農(nóng)藝性狀受環(huán)境影響較小，因此在育種實(shí)踐中對(duì)相應(yīng)性狀的選擇上應(yīng)采取不同策略。品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性可以通過(guò)其產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異系數(shù)來(lái)反映[8]。

簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)反映各農(nóng)藝性狀間的相互關(guān)系。瀘優(yōu)692有效穗與產(chǎn)量呈顯著相關(guān)，因此，在高產(chǎn)創(chuàng)建過(guò)程中一定要加強(qiáng)分蘗期的水肥管理，提高群體質(zhì)量，為獲得高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。通徑分析表明，有效穗對(duì)瀘優(yōu)692產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，對(duì)產(chǎn)量起正向作用的大小依次是有效穗>實(shí)粒數(shù)>結(jié)實(shí)率>全生育期>穗粒數(shù)，對(duì)產(chǎn)量形成具有抑制作用的是穗長(zhǎng)>株高>千粒重，與筆者前期研究雜交水稻品種F優(yōu)498的結(jié)果一致，也與陶永光等[9]對(duì)甬優(yōu) 12的研究結(jié)果一致；而與孫建權(quán)等[10]對(duì)新稻25的研究結(jié)果略有不同。說(shuō)明，影響水稻產(chǎn)量的不是某個(gè)單一因子，是多因子以及基因和環(huán)境協(xié)同作用的結(jié)果，不同水稻品種產(chǎn)量構(gòu)成因子對(duì)產(chǎn)量的影響可能不同。線性回歸分析的決定系數(shù)R2=0.992 7，說(shuō)明回歸方程能夠真實(shí)反映出水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)。通過(guò)變異性、相關(guān)性以及通經(jīng)分析可知，單位面積的有效穗、實(shí)粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大，瀘優(yōu)692進(jìn)入分蘗期后應(yīng)加強(qiáng)水肥管理，及時(shí)曬田，促進(jìn)有效分蘗，控制無(wú)效分蘗，后期增施穗粒肥，增加實(shí)粒數(shù)，促進(jìn)庫(kù)容量的形成[11]。水稻產(chǎn)量形成是一個(gè)系統(tǒng)的、復(fù)雜的過(guò)程，每個(gè)性狀都互相促進(jìn)又互相制約[7]，各個(gè)性狀除對(duì)產(chǎn)量有直接影響外，各性狀之間又相互關(guān)聯(lián)。因此，在育種過(guò)程中，如果僅追求某一性狀，也會(huì)引起其他性狀對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)或抑制的改變[12]。因此，在育種或品種推廣中要綜合考量各因素[13]，結(jié)合瀘優(yōu)692的特征特性，促使各個(gè)性狀協(xié)同發(fā)展，爭(zhēng)取產(chǎn)量最大化。