浙江省9個晚粳稻代表品種的農(nóng)藝性狀分析

郭瑩，李志瑛，翟榮榮，葉靖，王文頗，葉勝海*，王健*

(1.河北科技師范學(xué)院 農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，河北 秦皇島 066000；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州 310021)

水稻是世界三大糧食作物之一，在總收獲面積和單產(chǎn)上排名第二，在全球總產(chǎn)量中僅次于玉米和小麥[1]。水稻也是我國最重要的糧食作物之一，我國有一半以上的人以米飯為主食[2]，其中粳米是人們最喜食的口糧。近年來，隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國粳米的消費需求日益增長，在人均稻米年消費量不斷下降的情況下，粳米年消費量反而由二十多年前的每人17 kg迅速增加到現(xiàn)在的30 kg，2015年全國粳米需求量達到500億kg以上。全國粳米需求和粳稻種植面積逐年上升，南方稻區(qū)的“秈改粳”發(fā)展迅速，浙江、江蘇、安徽、湖北等秈粳混栽稻區(qū)，粳稻種植所占比例大幅提升；江西、湖南等秈稻區(qū)，粳稻種植面積也迅速擴大。此外，隨著我國工業(yè)化進程加快，人們生活水平提高，對糧食品質(zhì)提出了更高要求，推動著稻谷產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量方向發(fā)展。浙江省水稻種植面積約占糧食作物總面積的65%，其中晚粳稻約占水稻總面積的75%，是浙江省種植面積最大的水稻類型[3]，在滿足主糧自給方面起著重要作用。浙江省晚稻品種一般劃分為常規(guī)晚粳稻(包含常規(guī)晚糯稻)、常規(guī)晚秈稻、雜交晚粳稻(包含雜交晚糯稻)、雜交晚秈稻以及秈粳雜交等5個類型。其中，晚粳稻品種包括常規(guī)晚粳稻、雜交晚粳稻和秈粳雜交稻。而在種植類型上，浙北以單季粳稻為主，浙中浙南單季粳稻、雙季粳稻并存。從數(shù)量上看，浙江省已成為我國晚稻栽培最集中的區(qū)域。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程加快，特別是近年來國家大力推進優(yōu)質(zhì)高效稻米生產(chǎn)基地建設(shè)，推動了浙中南地區(qū)稻區(qū)機械化發(fā)展水平的快速提升。這也促進了晚粳稻種業(yè)的快速發(fā)展，推廣普及程度較高。水稻的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量息息相關(guān)，分析浙江省9個晚粳稻代表品種的農(nóng)藝性狀及農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響，可以更好地了解浙江省晚粳稻品種的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗選取了在浙江省歷年審定晚粳稻品種中表現(xiàn)較好，具有代表性的9個品種：秀水48、祥湖84、秀水11、嘉花1號、浙粳22、秀水09、秀水134、嘉58、浙粳99。

1.2 試驗設(shè)計

試驗播種方式均采用催芽后撒播再移栽到大田，移栽密度株行距為30 cm×20 cm。成熟后測定株高、莖粗、分蘗數(shù)量、劍葉長、寬等性狀。每個品種取3株測量株高并計算其平均值。以測定莖的地上部第二節(jié)間的直徑為標準，用游標卡尺測量莖粗，每個品種取3株植株，每株水稻測量3次。每個品種選取3株具有代表性的植株，統(tǒng)計每株分蘗數(shù)量。以劍葉葉枕至葉尖長度為劍葉長，每個品種選取3株具有代表性的植株，測量3片劍葉的長度。每個品種選取3株具有代表性的植株，測量3片劍葉的寬度，以葉片最寬處為準。

于抽穗期測定葉片葉綠素含量，測定時間選擇溫度>35 ℃陽光充足的上午9：00—11：00進行，每個品種分別選取3株生長一致的植株，每株選取5個劍葉，用便攜式手持葉綠素測定儀(TYS-A 葉綠素測定儀)測定每片劍葉的上中下三部分的葉綠素含量，每個處理進行3次重復(fù)，測量時注意避開主葉脈。

2 結(jié)果與分析

2.1 各品種農(nóng)藝性狀之間的分析

水稻農(nóng)藝性狀對水稻產(chǎn)量的影響是客觀存在的，會間接影響到水稻產(chǎn)量的變化[4]。由表1可知，對供試品種的株高、莖粗、分蘗數(shù)、劍葉長、劍葉寬、葉綠素含量進行了測量，發(fā)現(xiàn)1990—1999年和2000—2009年、2010—2019年的品種除了平均莖粗，各性狀品種之間都沒有明顯差異。1990—1999年的品種平均株高最高，其次是2010—2019年的品種，2000—2009年的品種株高最矮，但最高和最矮差值為0.23 cm，并沒有很大的差異，可能是因為從矮稈品種面世以來，高稈品種就已經(jīng)極少存在了，所以大多數(shù)水稻品種的株高都差不多，都屬于矮稈品種。1990—1999年的品種莖粗最小，并和莖粗值最大的2010—2019年、次之的2000—2009年有較大差異，但最小值也為5.25 mm，屬于是莖稈較粗的品種，近年來水稻的理想株型在水稻育種中較為重要，而粗壯稈就是水稻理想株型中一個重要指標[5]，所以莖稈越粗越接近于水稻理想株型粗壯稈的指標。可以看到，從1990—1999年到2010—2019年莖粗是逐漸增加的，并且有顯著的差異。分蘗數(shù)最多的是1990—1999年的品種，最少的是2000—2009年的品種，2010—2019年居中，差值為2.11，差異并不明顯，但隨著年份的增加，分蘗數(shù)有了一點減少，可能是因為記錄分蘗時選擇的植株差異較大，取樣不夠嚴謹，但3個時間段的品種分蘗數(shù)差異并沒有很大。水稻產(chǎn)量的形成與植株綠色葉片和莖稈光合產(chǎn)物的積累密切相關(guān)，尤其劍葉作為水稻功能葉中最為重要的葉片，其光合作用所提供的碳水化合物占到水稻籽粒的50%以上，一定程度決定籽粒灌漿的成敗[6]，所以水稻劍葉的面積大小對光合作用量的多少也是有一定影響的。劍葉長隨著年份的增加而減小，但3個時間段的品種劍葉長差異不明顯；2000—2009年和2010—2019年的品種劍葉寬一樣，均大于1990—1999年的品種。葉綠素是水稻進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素含量的高低直接影響了光合產(chǎn)物的積累，間接影響了作物的產(chǎn)量；2000—2009年的品種葉綠素含量最高，2010—2019年的品種葉綠素含量最低，但沒有顯著差異。

表1 各晚粳稻品種農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic traits of various late japonica rice varieties

2.2 各農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性

如表2可知，各參試品種株高與劍葉寬呈極顯著負相關(guān)性，劍葉長與劍葉寬呈顯著負相關(guān)性，劍葉寬與葉綠素含量呈顯著正相關(guān)性，葉綠素含量與劍葉長呈顯著負相關(guān)性。葉綠素含量影響水稻光合作用，從而影響干物質(zhì)積累，劍葉面積對葉綠素含量有顯著影響，但葉綠素含量與劍葉寬呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，所以葉綠素含量隨劍葉寬的增加而顯著增加，但株高與劍葉寬卻是極顯著負相關(guān)關(guān)系，說明株高低一點更有利于劍葉寬的增加，從而使得劍葉葉綠素含量更高。

表2 農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis among agronomic traits

2.3 農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響

如圖1所示，可以明顯看到浙粳99的667 m2產(chǎn)量最高，為714.5 kg，其次是秀水11，為695.8 kg，其后依次是嘉58、嘉花1號、浙粳22、秀水48、祥湖84、秀水09、秀水134，分別為687.72、612.03、589.70、526.47、469.63、458.88、457.12 kg；2010—2019年的3個品種秀水134、嘉58、浙粳99的667 m2產(chǎn)量平均值為612.9 kg，是3個時間段中最高的，其次是1990—1999年的3個品種，秀水48、祥湖84、秀水11，它們的平均值是564.1 kg，最低的是2000—2009年的3個品種嘉花1號、浙粳22、秀水09，它們的平均值是553.5 kg。

柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖1 各晚粳稻品種產(chǎn)量比較Fig.1 Comparison of yield of various late japonica rice varieties

農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的最優(yōu)回歸方程是：y=1 878.992-5.440x1+120.881x2+11.039x3-20.164x4-744.937x5，其中y是產(chǎn)量，x1是株高，x2是莖粗，x3是分蘗數(shù)，x4是劍葉長，x5是劍葉寬。由此得到，農(nóng)藝性狀中對產(chǎn)量影響最大的是劍葉寬，其后依次是莖粗、劍葉長、分蘗數(shù)，株高對產(chǎn)量影響最小，而葉綠素含量對產(chǎn)量沒有直接影響。

3 討論

農(nóng)藝性狀是水稻提高產(chǎn)量的基礎(chǔ)，也與水稻理想株型息息相關(guān)。株高是影響水稻產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀之一[7]，潘玉才等[8]研究報道，水稻產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)會隨著株高增加而增加。有研究[9]認為，適當增加植株高度可以提高產(chǎn)量。在本研究中，株高相對于莖粗、劍葉長、劍葉寬等農(nóng)藝性狀是對產(chǎn)量影響最小的因子，但還是對產(chǎn)量有影響，與前人研究相符。莖粗是水稻理想株型的一個重要指標，粗壯稈水稻能夠提供更強的大穗性狀，具有較好的抗倒伏能力[10]。鄒德堂等[11]發(fā)現(xiàn)，水稻基部伸長節(jié)間的莖粗與抗倒伏能力呈正相關(guān)。有研究[12]發(fā)現(xiàn)，上部莖稈較細，植株較高的水稻易發(fā)生彎曲型倒伏。本研究中的9個參試品種均沒有發(fā)生倒伏，莖粗值最小的為秀水48，接近5 mm，沒有植株發(fā)生倒伏，與前人研究相符。分蘗是水稻特有的一種生長發(fā)育現(xiàn)象，水稻分蘗數(shù)直接決定了穗數(shù)和穗粒數(shù)，間接影響水稻產(chǎn)量和株型[13]。孫志貴等[14]研究表明，氮肥可以促進水稻分蘗，但是分蘗太多會影響水稻植株個體質(zhì)量，進而導(dǎo)致穗粒數(shù)變少而影響產(chǎn)量。單株的分蘗會隨叢苗數(shù)的增加而降低，進而致使收獲穗數(shù)不足而間接影響產(chǎn)量，本研究中分蘗是影響水稻產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀之一，但沒有莖粗和劍葉寬對產(chǎn)量的影響大，與前人研究一致。劍葉對作物的光合作用有著積極的影響，進而可以促進產(chǎn)量[15]。朱雙兵等[16]研究表明，劍葉長、寬影響作物凈光合速率和群體透光性，進而影響產(chǎn)量的形成。周勇等[17-18]研究報道了劍葉長和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，Zhang等[19]研究報道劍葉寬也和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。本研究中劍葉寬是對產(chǎn)量影響最大的農(nóng)藝性狀，劍葉長對產(chǎn)量的影響在劍葉寬和莖粗之下，與前人研究相符。各農(nóng)藝性狀中，2010—2019年的3個品種莖粗、劍葉寬是3個時間段中最高的，而這2個農(nóng)藝性狀也是對產(chǎn)量影響最大的農(nóng)藝性狀，所以隨著年份的變化，浙江省晚粳稻品種的莖粗和劍葉寬也在逐漸增加，從而影響產(chǎn)量。