濱海稻區水稻品種產量性狀相關及對產量的通徑分析

劉 研，趙一洲，李 鑫，張 戰，倪善君，毛 艇，鐘順成，王詩宇

（遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤錦 124010）

盤錦稻區地處遼河三角洲的中心地帶， 瀕臨渤海，是環渤海濱海稻區的重要組成部分。盤錦稻區水稻總面積11 萬hm2， 平均單產已超過9.6 t／hm2，年總產已達到110 萬t，已成為我國重要的高產優質水稻產區［1］。 作為退海平原，盤錦稻區是由大遼河、遼河、大凌河上游即吉林、內蒙古、遼寧、河北四省區的黑土、沙土、黃土沖積而成的。 其海拔平均5.3 m，最低處僅海拔0.3 m。 這就形成了獨特的水鹽運動規律， 土壤返堿嚴重， 形成了pH8.0～8.9 的鹽漬型偏堿性的獨特耕層， 鹽分含量在0.4%左右，但由于鹽分較高，對產量有所影響［2］。研究濱海稻區水稻品種產量表現及性狀構成特點，可為本地區高產品種選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗設計

供試材料為62 個遼寧省近年來培育的水稻品種。試驗于2019 年在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗地進行。 試驗材料單株種植、順序排列，小區4 行壟，行長5 m，行株距30.0 cm×13.3 cm，試驗田管理與生產大田相同。

1.2 性狀調查

供試品種成熟后收獲， 每個品種隨機選取5株進行性狀調查。調查性狀包括每穴穗數、每穗粒數、結實率、千粒重，計算單穗重、總穎花數，并按小區實脫計產。

1.3 分析方法

采用回歸分析、通徑分析、方差分析等方法分析品種間差異及性狀間的關系。 全部分析方法在Excel 2003、SPSS 19.0 軟 件 上 完 成， 圖 形 在origin7.5 軟件制作完成。

2 結果與分析

2.1 水稻品種產量性狀變異表現

由表1 可見，在產量構成性狀方面，首先是每穗粒數的變異系數最大，為12.72%，變幅在89.6個～150.3 個／穗；其次是每穴穗數，其變異系數為10.71%，變幅在11.0 個～18.3 個／穴；再次是單穗重，其變異系數為10.68%，變幅在2.1～3.4 g；總穎花數變異系數中等， 為8.53%， 變幅為1 409.7個～1 979.1 個／穴；千粒重、結實率的變異系數較低，分別為5.85%、3.17%，變幅分別為22.8～28.7 g、78.1%～92.4%。 產量的變異系數只有4.31%，變幅在8.41 t～10.04 t／hm2。 可見，供試品種中不同產量性狀的變異影響產量的表現。

表1 水稻品種產量性狀變異表現

2.2 水稻品種產量構成性狀對產量的通徑分析和相關分析

為估算產量構成性狀對產量的影響效應，明確各性狀對產量的貢獻大小對產量進行通徑分析。由表2 可見，（1） 各性狀對產量的直接通徑系數均表現正向效應，其對產量（y）的直接通徑系數大小依次為總穎花數 （x6）＞千粒重 （x4）＞結實率（x3）＞每穴穗數 （x1）＞每穗粒數 （x2）＞單穗重（x5）。（2） 各性狀對產量存在著或正向或負向的間接效應， 各性狀的間接通徑系數絕對值大小依次為千粒重（x4）＞總穎花數（x6）＞結實率（x3）＞每穴穗數（x1）＞每穗粒數（x2）＞單穗重（x5）。 （3） 通過每穴穗數、每穗粒數、千粒重、結實率、單穗重對產量建立回歸方程為y=-21.127+0.090x1+0.009x2+0.115x3+0.364x4+0.075x5+0.005x6， 相關性達到極顯著水平（r=0.971**）。

表2 水稻產量構成性狀對產量的通徑系數

在每穴穗數、每穗粒數、結實率、千粒重、單穗重、 總穎花數等產量構成性狀中只有每穗粒數與每穴穗數、結實率、千粒重，每穴穗數與單穗重，總穎花數與結實率、 千粒重的相關性達到極顯著負相關水平 （r=-0.747**、r=-0.497**、r=-0.398**、r=-0.930**、r=-0.592**、r=-0.764**）；每穗粒數與單穗重、 總穎花數的相關性達到極顯著正相關水平（r=0.787**、r=0.526**）。 這些性狀間的相關性影響著各性狀與產量的相關程度。 由圖1a、圖1b可見，產量與每穴穗數、每穗粒數、單穗重、總穎花數的相關性呈現出曲線特征， 其中產量與總穎花數的相關達到極顯著水平（y=0.025-（7.07E-6）x2-12.877x，r=0.560**），與每穴穗數的相關達到顯著水平（y=1.361-0.036x2+1.093x，r=0.355*），與每穗粒數、 單穗重的相關未達到顯著水平 （y=4.675-0.00003x2+0.080x，r =0.216；y =2.670 -0.858x2+4.877x，r=0.261）。表明，供試品種隨著總穎花數或每穴穗數的增加， 產量表現出明顯的同步提高的趨勢， 但當總穎花數或每穴穗數增加到一定程度后，產量則呈下降趨勢。 每穗粒數、單穗重亦有一定相似的表現。

圖1a 水稻產量與每穴穗數、每穗粒數的關系

圖1b 水稻產量與單穗重、總穎花數的關系

2.3 水稻品種單穗重及構成性狀的相關分析

水稻單穗重是水稻每穗粒數、結實率、千粒重的綜合表現性狀。 由圖2a 可見，單穗重與每穴穗數的相關性達到極顯著負相關水平 （y=5.219-0.175x，r=-0.930**），與每穗粒數的相關性達到極顯著正相關水平（y=0.921-0.015x，r=0.787**）。 由圖2b 可見，單穗重與結實率、千粒重相關呈現出曲線特征， 但均并未達到顯著水平 （y=10.272-0.002x2+0.317x，r=0.152；y=19.323+0.026x2-1.324 x，r=0.299）。 可見，單穗重構成性狀與單穗重間存在或正向或負向、或顯著或不顯著的關系。

圖2a 水稻單穗重與每穴穗數、每穗粒數的關系

圖2b 水稻單穗重與結實率、千粒重的關系

2.4 不同產量水平品種產量性狀比較

根據各品種產量按8.25 t～8.99 t／hm2、9.00 t～9.74 t／hm2、9.75 t～10.13 t／hm2將劃分為低產組（Ⅲ）、中產組（Ⅱ）高產組（Ⅰ）3 個產量區間。 高產組、 中產組、 低產組包含品種分別為22 個、31個、9 個， 分別占品種總數的35.5%、50.0%、14.5%。 由表3 可見，（1） 從性狀顯著程度上看，高產組、中產組、低產組間在產量上的差異均達到極顯著水平， 在產量構成性狀中每穴穗數中產組與高產組間、高產組與低產組間差異不顯著，中產組顯著高于低產組；總穎花數高產組與中產組間、中產組與低產組間差異不顯著， 高產組極顯著高于低產組。（2） 從性狀變幅和變異系數上看，高產組、中產組、低產組差值在產量、每穴穗數、總穎花數 上 分 別 為 0.29 t／hm2、0.70 t／hm2、0.56 t／hm2，4.6 個／穴、6.9 個／穴、5.0 個／穴，446.0 個／穴、517.3 個／穴、242.5 個／穴； 變 異 系 數 分 別 為0.81% 、2.00% 、2.07% ，9.37% 、10.21% 、13.91% ，8.36%、8.04%、5.01%。 在每穗粒數上的差值分別為50.9 個／穗、57.0 個／穗、53.2 個／穗， 變異系數分別為10.6%、13.3%、15.4%。 在結實率上的差值分別為14.3%、11.3%、4.9%， 變異系數分別為3.8%、3.0%、1.9%。 在千粒重上的差值分別為5.4 g、5.9 g、3.6 g， 變 異 系 數 分 別 為6.1%、6.1%、4.3%。單穗重上的差值分別為1.0 g、1.3 g、0.9 g，變異系數分別為9.3%、10.0%、13.7%。 可見，高產組品種間產量、每穴穗數、每穗粒數、單穗重上品種間差異較小，千粒重品種間差異中等，結實率、總穎花數上品種間差異較大；中產組品種間產量、每穴穗數、每穗粒數、結實率、單穗重、總穎花數品種間差異中等，千粒重上品種間差異較大；低產組品種間產量、每穴穗數、每穗粒數、單穗重品種間差異較大，結實率、千粒重、總穎花數上品種間差異較小。

表3 不同產量水平水稻品種產量構成性狀比較

3 討論

水稻產量由諸多性狀構成。 張耗等［3］以江蘇省1950 年～2008 年近60 年來各階段具有代表性的12 個粳稻品種為材料，研究品種演進過程中產量的變化。 結果表明， 隨著品種演進產量逐步提高，其原因主要是總穎花量的增加，而這又主要由于每穗粒數的顯著增多。 徐正進等［4］認為遼寧省水稻品種每穗粒數最多，千粒重也較高，因此盡管穗數較少，水稻產量仍然明顯高于吉林、黑龍江兩省。 因此，水稻產量的進一步提高，一般的趨勢是在適當降低穗數的基礎上，較大幅度地提高每穗粒數和適當增加千粒重， 使得產量較大幅度提高［5］。本研究表明，供試品種產量構成性狀中每穗粒數、每穴穗數、單穗重變異系數較大，總穎花數變異系數中等，結實率、千粒重變異系數較小。 通徑分析顯示， 濱海稻區水稻品種對產量作用較大的的產量性狀主要是總穎花數和千粒重， 其共同影響著其它產量性狀對產量的作用， 并最終影響產量的表現。相關分析表明，每穗粒數與總穎花數呈極顯著正相關，結實率、千粒重與總穎花數呈極顯著負相關。 如何協調每穗粒數、結實率、千粒重間的關系是提高總穎花數的關鍵。

大量研究報道認為［6］大穗品種光合生產優勢明顯、群體結構合理、庫容大，具有顯著的增產潛力，大穗是實現水稻超高產的重要途徑之一。國內外不同年代育成的常規秈稻代表品種單穗重與個體（單穗）產量呈極顯著線性正相關，與群體產量呈極顯著的拋物線型關系。本研究也顯示，濱海稻區水稻品種單穗重與產量呈極曲線特征， 但未達到顯著水平，單穗重與每穴穗數、每穗粒數的相關性狀達到極顯著水平，與結實率、千粒重呈現曲線特征， 這增加了水稻單穗重的主要構成方向的選擇難度。

不同生態類型水稻品種具有不同的產量結構，鄒江石等［7］發現南方單季稻單位面積穗數自南向北遞增，由低海拔向高海拔遞增。 杜永等［8］對黃淮稻區的129 個粳稻品種（品系） 進行產量測定，發現在穩定適宜穗數的基礎上，增加每穗粒數是黃淮稻區實現水稻高產的重要途徑， 中低產品種的改良則主要通過提高結實率和收獲指數來實現。本研究表明，在濱海稻區高產品種應具有較多的總穎花數和每穴穗數，同時，與低產、中產品種群體相比高產品種群體品種間每穴穗數、 每穗粒數、單穗重差異較小，結實率、總穎花數差異較大。而相關分析表明，產量與每穴穗數、總穎花數的相關性呈現出曲線特征，因此，濱海稻區水稻品種在保障足夠穗數的基礎上， 通過適當增加每穗粒數獲得較多總穎花數，并協調結實率、千粒重的關系提高單穗重是濱海稻區水稻高產品種選育的主要途徑。