雜交水稻新組合的品種比較試驗(yàn)

楊峰

（國(guó)家雜交水稻工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

湖南雜交水稻研究中心（即國(guó)家雜交水稻工程技術(shù)研究中心，以下簡(jiǎn)稱“中心”）是一家以雜交水稻育種為主的科研單位。經(jīng)過不懈努力，中心選育了三系、兩系、超級(jí)雜交稻等系列組合，組合涵蓋秈、粳型，早、中、晚稻，早、中、遲熟，耐肥高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗等多種生理生態(tài)類型。在育種篩選工作中，雜交水稻品種試驗(yàn)是不可或缺的一環(huán)，也是品種審定及推廣的重要依據(jù)。筆者主持本中心雜交水稻新品種比較試驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱“品比”），在工作中發(fā)現(xiàn)，每年品比的雜交稻新組合層出不窮，近5a總參試組合達(dá)954個(gè)，年均191個(gè)。品比試驗(yàn)要求公平、公正，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，結(jié)論客觀、真實(shí)，以評(píng)估新育成品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性，為育種和栽培家提供有價(jià)值的參考，并推薦苗頭組合進(jìn)入高一級(jí)區(qū)域試驗(yàn)或小面積試種。多年的工作中，筆者已積累了大量的信息資料，為承前啟后，現(xiàn)將“十一五”期間品比情況歸納總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本中心育種家最新選配的雜交水稻秈型早、中、晚稻及超級(jí)雜交稻組合。

1.2 試點(diǎn)設(shè)置

品種的性狀是基因型在一定環(huán)境條件下的外在表現(xiàn)，田間試驗(yàn)是水稻品種試驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。在綜合考慮試驗(yàn)要求的科研基礎(chǔ)、生態(tài)條件等因素的基礎(chǔ)上，設(shè)立以湖南雜交水稻研究中心所在地長(zhǎng)沙為核心的試點(diǎn)，另視具體情況設(shè)1～3個(gè)輔助試點(diǎn)（如:慈利、懷化、龍山、永州、岳陽等地農(nóng)科單位）。

1.3 小區(qū)面積與重復(fù)次數(shù)

小區(qū)面積20 m2，每品種重復(fù)3次，隨機(jī)排列。根據(jù)參試組合多少分設(shè)1～2個(gè)組；根據(jù)小區(qū)總數(shù)確定試驗(yàn)田面積大小，用劃行器劃出行株距，小區(qū)間留走道（空出一個(gè)行、株距），周圍留保護(hù)行。

1.4 田間管理

遵照品種比較試驗(yàn)必須貼近生產(chǎn)實(shí)際的原理，采用濕潤(rùn)秧田，常規(guī)育苗移栽，每穴2苗，大田耕整為2犁2耙，施肥、打藥、管水等全程均按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件操作。

1.5 田間觀察記載與室內(nèi)考種

按水稻品種試驗(yàn)觀察記載項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行觀察記載[1-2]，包括:試驗(yàn)概況（如:土壤肥力、秧田與本田期的管理、氣象條件等）、生育期、主要農(nóng)藝性狀、稻谷實(shí)產(chǎn)量測(cè)定（按小區(qū)單收、曬干、揚(yáng)凈、單獨(dú)稱重）等。

1.6 產(chǎn)量分析

計(jì)算各品種相對(duì)對(duì)照品種的增產(chǎn)百分率，并在方差分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行品種間的產(chǎn)量差異多重比較（DunCan's新復(fù)極差法），數(shù)據(jù)處理軟件為Excel和DPS[3]。

1.7 資料整理匯編

根據(jù)參試品種在各試點(diǎn)的產(chǎn)量、生育期、主要農(nóng)藝性狀、抗性等資料，整理匯編成冊(cè)，并對(duì)品種作出綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交稻品比參試組合的生育期與產(chǎn)量表現(xiàn)

2006～2010年，本中心選育提供的雜交稻雙季早、晚稻、一季中稻、晚稻和超級(jí)稻參試組合（不含對(duì)照）的生育期與產(chǎn)量的總體表現(xiàn)見表1。

表1 2006～2010年中心雜交稻品比參試組合的生育期與產(chǎn)量表現(xiàn)

由表1可知，各年平均生育期，雙季早、晚稻和一季中稻均以其遲熟組長(zhǎng)于中熟組，一季晚稻、超級(jí)稻與遲熟中稻組相比，在不同年份互有短長(zhǎng)；各年平均產(chǎn)量表現(xiàn)以早稻組的最低，其余組的表現(xiàn)不盡一致。就表1中的總平均值而言，雙季早稻中熟組和遲熟組的生育期分別為111.4、118 d，產(chǎn)量分別為454.5、492.5 kg/667m2（5 a均以遲熟組為高）；雙季晚稻中熟組和遲熟組的生育期分別為114.1、120.5 d，產(chǎn)量分別為465.8、466.9 kg/667m2（中熟組有3 a高于遲熟組）；中稻中熟組和遲熟組的生育期分別為116.1、123 d，產(chǎn)量分別為499.8、530.9 kg/667m2（遲熟組有4 a高于中熟組）；一季晚稻組生育期為125.6 d，產(chǎn)量為508.2 kg/667m2；超級(jí)稻組生育期為128.1 d（最長(zhǎng)），產(chǎn)量519.6 kg/667m2，介于中稻遲熟組和一季晚稻組之間。

2.2 對(duì)照組合的生育期與產(chǎn)量表現(xiàn)

2006～2010年品比中的對(duì)照組合名稱、生育期、產(chǎn)量表現(xiàn)見表2。

表2 2006～2010年中心雜交稻品比中對(duì)照（CK）生育期與產(chǎn)量

雙季早、晚、中稻組合的中、遲熟組CK平均生育期均以遲熟組長(zhǎng)，產(chǎn)量也均以遲熟組高，且遲熟組變異系數(shù)較?。灰患就淼窘MCK汕優(yōu)63生育期比中稻遲熟組CKⅡ優(yōu)58短0.9 d，667 m2產(chǎn)量低36.3 kg；超級(jí)稻組CK兩優(yōu)培九生育期比中稻遲熟組CK、一季晚稻組CK分別長(zhǎng)6.4、7.3 d，667 m2產(chǎn)量分別低2.5 kg、高33.6 kg。

綜觀表1、表2，雙季早稻中、遲熟參試組生育期比對(duì)應(yīng)CK分別長(zhǎng)2.8、2 d，而667 m2產(chǎn)量分別低17.1、7.2 kg，說明中熟早稻組的育種效果遜于遲熟組；雙晚中、遲熟參試組生育期比對(duì)應(yīng)CK分別長(zhǎng)2.4、0.5 d，667 m2產(chǎn)量分別高4 kg、低18.6 kg，說明雙晚中熟組的育種效果略好于遲熟組；中稻中、遲熟參試組生育期比對(duì)應(yīng)CK分別長(zhǎng)4.1 d、短1.4 d，667 m2產(chǎn)量分別高32.9 kg、低15.7kg，中熟組的育種成效較大；一季晚稻參試組生育期比CK長(zhǎng)2.1 d，667 m2產(chǎn)量低2.1 kg，育種效果欠佳；超級(jí)稻參試組生育期比CK短2.7 d，667 m2產(chǎn)量低14.3 kg，其標(biāo)準(zhǔn)差分別為91.8、84 kg、變異系數(shù)分別為17.7%、15.4%，居各組別之首，說明超級(jí)稻增產(chǎn)潛力大，且受生態(tài)環(huán)境影響大，育種與栽培均待進(jìn)一步完善。

2.3 參試組合超越對(duì)照組合的百分率與增產(chǎn)顯著情況比較

為了更具體比較和衡量育種成效，對(duì)各年參試組合的增產(chǎn)數(shù)與達(dá)到增產(chǎn)顯著水平的組合數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見表3。

各年度參試組合的增產(chǎn)數(shù)表現(xiàn)不平衡，2008年最少，2010年最多。參試組別中，以早稻中熟組最少，中稻中熟組最多。5年總計(jì)，增產(chǎn)的參試組合中，以中稻中熟組的比率最高，達(dá)74%，其次為雙晚中熟組，達(dá)62.4%，二者比對(duì)照顯著增產(chǎn)的比率分別為50%、20.4%，居1、2位；早稻遲熟組、一季晚稻組、中稻遲熟組、雙晚遲熟組的比率分別為46%、44.6%、42%、37.6%，它們顯著增產(chǎn)的比率分別為16%、19%、10.5%、16.6%，列5、3、6、4位；早稻中熟組、超級(jí)稻組分列8、7位。

表3 2006～2010年中心雜交稻品比參試組合比對(duì)照（CK）增產(chǎn)的情況

各年度產(chǎn)量表現(xiàn)高的參試組合如下:雙季早稻中熟組的遲早499、湘豐優(yōu)100、早優(yōu)1185、準(zhǔn)S/R23、N早101，遲熟組的早優(yōu)3號(hào)、金優(yōu)140、N早2號(hào)、金優(yōu)594、湘豐優(yōu)580；雙晚中熟組的金優(yōu)18、湘雜7號(hào)、晚中鑒-1、N晚2號(hào)、N晚102，遲熟組的輪優(yōu)2號(hào)、湘雜9號(hào)、YHH-13、湘豐優(yōu)145、遲晚145；中稻中熟組的金優(yōu)631、金優(yōu)155、N優(yōu)1號(hào)、N優(yōu)91、豐優(yōu)213，遲熟組的Y優(yōu)23、農(nóng)優(yōu)5號(hào)、T優(yōu)290、香優(yōu)1205、雙8S/R468；一季晚稻組的YHH-7、58S/2066、Ⅱ優(yōu)P320、T64S/0293、湘雜010；超級(jí)稻組的YHH-5、8兩優(yōu)45、新兩優(yōu)2012、雙8S/R109、湘雜013（注:列舉上述品種，僅表示可升級(jí)續(xù)試）。

2.4 品比中各組類主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的多元線性回歸分析

品比試驗(yàn)除對(duì)抗性和米質(zhì)等有特殊要求外，一般以產(chǎn)量高低決定品種取舍命運(yùn)。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量來自光合作用和物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)、分配、積累，反映在生育期、株高、最高苗數(shù)、有效穗、穗實(shí)粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等性狀指標(biāo)上。為揭示其數(shù)量關(guān)系，為育種和栽培提供參考[3]，選取2006～2010年雜交稻各組別品比的高產(chǎn)組合（n=15），進(jìn)行了多元線性回歸分析（含相關(guān)和通徑分析）[3-9]，各變量平均值與有關(guān)系數(shù)及其顯著性見表4。

由表4可知:①雙季早稻中熟組和遲熟組的經(jīng)濟(jì)特性基本相似，如最高苗、有效穗、千粒重與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)、回歸系數(shù)均為正并達(dá)顯著或極顯著水準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大；實(shí)粒、總粒和結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，但實(shí)粒對(duì)產(chǎn)量的直接作用和回歸系數(shù)較大且為正；株高的相關(guān)系數(shù)、直接作用及回歸系數(shù)，中熟組顯示為弱的負(fù)作用，遲熟組為弱的正作用，生育期的表現(xiàn)分別有弱的正作用或負(fù)作用，但對(duì)產(chǎn)量的影響不顯著?？偭?shù)和結(jié)實(shí)率對(duì)產(chǎn)量的相關(guān)和直接作用為負(fù)，似乎有矛盾，間接通徑系數(shù)（表中略，相關(guān)系數(shù)可分解為直接通徑與間接通徑系數(shù)之和[3]）表明它們通過x5（實(shí)粒數(shù)）的正作用很大，但通過x2、x3、x4、x8的作用多為負(fù)，尤其與x4或x8相沖突，因此早稻育種與栽培宜“穗粒兼顧”。②雙晚中熟組的生育期、有效穗、實(shí)粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重與產(chǎn)量的相關(guān)或回歸系數(shù)達(dá)顯著或極顯著，正效應(yīng)，可見各項(xiàng)性狀是較易協(xié)調(diào)的；總苗數(shù)、實(shí)粒數(shù)的直接作用和回歸系數(shù)為負(fù)，間接通徑表明它們通過x6、或x4、x8對(duì)產(chǎn)量有負(fù)作用；實(shí)粒數(shù)的膨脹系數(shù)（表略）極大，說明受到多重共線影響[3]，應(yīng)注意“源庫流”協(xié)調(diào)。雙晚遲熟組各性狀基本上也有利于高產(chǎn)，僅需注意株高適宜。③中稻中熟組的有效穗、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重對(duì)產(chǎn)量的相關(guān)或回歸系數(shù)為極顯著或顯著正作用，有利于攻高產(chǎn)，但生育期與株高有負(fù)作用，要掌控適當(dāng)；中稻遲熟組的有效穗、實(shí)粒數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量的直接作用和回歸系數(shù)為正，且達(dá)極顯著或顯著，而其余各項(xiàng)均為負(fù)，可見各性狀的協(xié)調(diào)難度較大，尤其總粒數(shù)與結(jié)實(shí)率通過x4、x5、x8對(duì)產(chǎn)量的影響為負(fù)，追求生育期長(zhǎng)、株高、穗大、高結(jié)實(shí)是有風(fēng)險(xiǎn)的。④一季晚稻組僅有最高苗對(duì)產(chǎn)量的直接作用和回歸系數(shù)為弱負(fù)值，有效穗、實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重的回歸系數(shù)或相關(guān)系數(shù)達(dá)極顯著或顯著正水平，總粒數(shù)為弱的正效應(yīng)，故各項(xiàng)性狀較易協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)育種和栽培是有利的。⑤超級(jí)稻組的生育期、最高苗、有效穗、實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量呈正相關(guān)，株高、總粒數(shù)和千粒重為弱負(fù)相關(guān)；有效穗、實(shí)粒數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重的直接作用和回歸系數(shù)為正；為負(fù)的有生育期、株高和最高苗，但回歸不顯著。因此，超級(jí)稻組的高產(chǎn)選育與栽培在經(jīng)濟(jì)性狀上限制少，需要注意生育期、株高與群體不過頭，因地制宜。

表4 2006～2010年雜交稻品比中各類高產(chǎn)組合主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的多元線性回歸分析

續(xù)表4

3 小結(jié)與討論

3.1 關(guān)于各雜交稻新組合的選育成效

5 a總計(jì)，各組別參試組合中比相應(yīng)對(duì)照增產(chǎn)的個(gè)數(shù)占其總數(shù)的比率，以中稻中熟組最高，其次為雙晚中熟組，增產(chǎn)達(dá)顯著的百分率分別為50%、20.4%，居1、2位；一季晚稻組、雙晚遲熟組、早稻遲熟組、中稻遲熟組增產(chǎn)達(dá)顯著的比率分別為19%、16.6%、16%、10.5%，列3、4、5、6位；超級(jí)稻組、早稻中熟組增產(chǎn)達(dá)顯著的比率分別為9.6%、5%，分列7、8位。與對(duì)照比較，雙季早稻中、遲熟組生育期比CK分別長(zhǎng)2.8、2 d，667 m2產(chǎn)量分別低17.1、7.2 kg，說明對(duì)“日產(chǎn)量”的選育應(yīng)加強(qiáng)，中早熟早稻尤應(yīng)突破“早而不優(yōu)”的困局；雙晚中、遲熟組參試組合生育期比CK分別長(zhǎng)2.4、0.5 d，667 m2產(chǎn)量分別高4 kg、低18.6 kg，說明遲熟組稍差；中稻中、遲熟組生育期比CK分別長(zhǎng)4.1 d、短1.4 d，667 m2產(chǎn)量分別高32.9 kg、低15.7 kg，說明中熟組的育種較好（注:與采用的CK有關(guān)，如都用Ⅱ優(yōu)838作CK則會(huì)降低）；一季晚稻組生育期比CK長(zhǎng)2.1 d，667 m2產(chǎn)量低2.1 kg，其育種效果欠佳；超級(jí)稻參試組比CK生育期短2.7 d，667 m2產(chǎn)量低14.3 kg，其標(biāo)準(zhǔn)差為91.8 kg、變異系數(shù)17.7%，居各組之首，說明其潛力大，育種技術(shù)有待進(jìn)一步完善和創(chuàng)新。

3.2 關(guān)于雜交稻育種策略和栽培中的著重點(diǎn)

雙季早稻中熟組的株高有負(fù)作用，生育期和穗總粒的貢獻(xiàn)小，因此植株不宜過高，生育期和穗大小都應(yīng)適中，宜“穗粒兼顧”，特別是要生長(zhǎng)速率快，干物質(zhì)積累強(qiáng)度大；雙早遲熟組與中熟組相似，但生育期、總粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的作用與回歸系數(shù)均為負(fù)，對(duì)生育期和穗粒型要綜合考慮；雙晚中熟組的生育期、株高、有效穗、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重對(duì)產(chǎn)量為正作用，但最高苗和實(shí)粒數(shù)有負(fù)作用，宜適當(dāng)控制分蘗和穗數(shù)；雙晚遲熟組的各性狀有利于協(xié)調(diào)高產(chǎn)，宜選擇穗多偏大、結(jié)實(shí)率高、籽粒重、株高適宜的組合；中稻中熟組有效穗、穗實(shí)粒、總粒、結(jié)實(shí)率和千粒重都對(duì)產(chǎn)量有較大正作用，但生育期與株高要適當(dāng)；中稻遲熟組的平均產(chǎn)量最高，但各性狀的協(xié)調(diào)難度較大，如:生育期、株高、最高苗、總數(shù)粒、結(jié)實(shí)率對(duì)有效穗、實(shí)粒數(shù)和千粒重有干擾，對(duì)遲熟、株高、大穗的追求不宜過分；一季晚稻組的各項(xiàng)性狀易較好地協(xié)調(diào)發(fā)展，要注意總苗數(shù)適當(dāng)；超級(jí)稻組的各主要經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)高產(chǎn)限制少，但生育期、株高、群體長(zhǎng)勢(shì)不宜過頭，袁隆平院士曾指出“不片面追求大穗和特大穗，以利協(xié)調(diào)庫源關(guān)系”[10-11]，仍有極強(qiáng)的指導(dǎo)意義。致謝:

賀德高、向軍民、黃四民、蔣小軍、陳向軍等同志參加了試驗(yàn)工作，熊緒讓同志審閱文稿，在此一并致謝！

[1]楊仕華，廖琴.中國(guó)水稻品種試驗(yàn)與審定[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2005.1-30.

[2]陳凱林，張玉燭，曾翔，等.湘北平湖區(qū)晚稻直播品種篩選試驗(yàn)研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（3）:17-18，23.

[3]唐啟義，馮光明.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社，2002.256-259，294-304.

[4]易著虎，吳升高，肖層林，等.雜交水稻父本制種特性研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（7）:17-19，21.

[5]黃廣平，王新，許大熊.優(yōu)質(zhì)、抗病、中熟雜交稻新組合天優(yōu)697的選育[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，37（5）:23-24.

[6]楊峰，熊緒讓.超級(jí)雜交稻苗頭組合品比試驗(yàn)的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，（5）:20-23.

[7]劉滿英，方麗娜，方玉霖，等.秈稻新品種的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（8）:3953-3954.

[8]張輝，姜勇.雜交水稻品種鑒定和純度分析技術(shù)研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（20）:9416-9419.

[9]唐海明，湯文光，肖小平，等.不同養(yǎng)分配比對(duì)超級(jí)雜交早稻生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（11）:37-40.

[10]朱孝達(dá).田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)方法[M].重慶:重慶大學(xué)出版社，2000.235-239，531-533.

[11]袁隆平.選育水稻亞種間雜交組合的策略[J].雜交水稻，1996，（2）:1-3.