低供氮處理對雜交稻產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

岳彩萍，陶詩順，黃 晶

(西南科技大學生命科學與工程學院，四川綿陽 621010)

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低供氮處理對雜交稻產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

岳彩萍，陶詩順*，黃 晶

(西南科技大學生命科學與工程學院，四川綿陽 621010)

摘要[目的]研究低供氮處理對雜交稻產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量形成的影響。[方法]通過田間試驗，對供試的20個雜交稻品種產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量在低供氮處理下進行相關分析和通徑分析。[結(jié)果]有效穗數(shù)與實粒數(shù)、著粒數(shù)與結(jié)實率均呈極顯著負相關關系，實粒數(shù)與著粒數(shù)呈極顯著正相關關系，各產(chǎn)量性狀對產(chǎn)量的貢獻大小表現(xiàn)為實粒數(shù)>有效穗數(shù)>千粒重>著粒數(shù)>結(jié)實率。[結(jié)論]以有效穗數(shù)、實粒數(shù)為主攻對象可提高雜交稻的理論產(chǎn)量，為水稻栽培技術提供理論依據(jù)。

關鍵詞產(chǎn)量性狀；低供氮；雜交稻；相關分析；通徑分析

氮肥施用是影響水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的關鍵因素之一，同時也關系到水稻生產(chǎn)成本和稻區(qū)生態(tài)環(huán)境等多個方面。在水稻生產(chǎn)上，合理減少化學肥料特別是氮肥的施用量是人們關注的一個熱點問題[1]。在川東北丘陵區(qū)，油菜/小麥—水稻兩熟制是該區(qū)稻田的主要復種方式。兩熟制田作物耗地程度較高，為了獲得高產(chǎn)，化肥施用量一直較高，尤其是含氮復合肥的施用更為突出[2-3]。水稻生產(chǎn)對化肥的施用更是有著極大的依賴性。因此，減少化肥施用并保證水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量形成仍是生產(chǎn)上一大技術難題，鑒于此，筆者通過低供氮處理對供試的20個雜交稻品種的產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量進行相關性分析和通徑分析，以期為雜交稻栽培及氮高效利用品種的篩選提供參考。

1材料與方法

1.2試驗設計水稻于4月中旬旱育秧，為保證育秧密度和秧苗生長一致，實行以6 cm×6 cm的規(guī)格在廂面打孔擺播，每孔播種2粒，3葉期前后定苗，每孔保留1株。旱育秧按當?shù)卮竺娣e生產(chǎn)技術規(guī)程進行。于5月30日移栽，秧齡50 d。氮肥選用尿素(46% N)，低供氮施肥量為105 kg/hm2，按寬窄行進行移栽，每行移栽4個品種，每個品種12株，栽植規(guī)格為寬行距35 cm、窄行距25 cm、穴距17 cm，每穴單株。為了盡量減輕品種間的生長干擾，同一品種分2行相對栽植，每行6株。小區(qū)兩端各設保護行1行，每行兩端各設保護株1株。為避免灌溉水所含養(yǎng)分對試驗的影響，試驗所用灌溉水一律采用潔凈的自來水。

1.3調(diào)查項目水稻于9月中旬成熟收獲，調(diào)查各供試品種的有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重和產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)處理采用DPS v.7.05版、Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1低供氮對雜交稻產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

2.1.1低供氮對雜交稻產(chǎn)量性狀的影響。由表1可知，有效穗數(shù)變幅為141～199，有效穗數(shù)達到180及以上的品種有花香7號、川優(yōu)8377、德香4103、內(nèi)香6優(yōu)498、樂優(yōu)198、F優(yōu)498、旌優(yōu)127、蓉18優(yōu)198，其中旌優(yōu)127最高，而蓉優(yōu)918、花香優(yōu)1號、Q優(yōu)28的有效穗數(shù)比較低；著粒數(shù)變幅為151～215，著粒數(shù)高于200的品種有川優(yōu)8377、川優(yōu)6203、花香優(yōu)1號、德優(yōu)4727、Q優(yōu)28，而宜香優(yōu)2115和蓉18優(yōu)198的著粒數(shù)低；實粒數(shù)變幅為143～193，實粒數(shù)達到180及以上的品種有蓉18優(yōu)188、德優(yōu)4727、 Q優(yōu)28，而宜香優(yōu)2115、蓉18優(yōu)198的實粒數(shù)相對比較低；結(jié)實率變幅為80.4%～96.1%，結(jié)實率達到95.0%及以上的品種有宜香優(yōu)2115、內(nèi)香6優(yōu)498、F優(yōu)498，其中F優(yōu)498結(jié)實率最高，而川優(yōu)8377結(jié)實率最低；千粒重變幅為26.3～36.3 g，千粒重達到34.0 g及以上的品種有宜香優(yōu)2115、蓉18優(yōu)198、花香優(yōu)1號，其中宜香優(yōu)2115千粒重最高，而花香7號、旌優(yōu)127、蓉優(yōu)918的千粒重均低于30.0 g；單穗重變幅為4.4～6.2 g，單穗重超過5.5 g的品種有蓉18優(yōu)188、川優(yōu)8377、川優(yōu)6203、蓉優(yōu)918、花香優(yōu)1號、內(nèi)7優(yōu)39、德優(yōu)4727、Q優(yōu)28，其中花香優(yōu)1號單穗重最高。

2.1.2低供氮對雜交稻產(chǎn)量的影響。由圖1可知，低供氮處理下，20個供試品種產(chǎn)量變幅為841.8～1 052.5 g/m2，產(chǎn)量達900.0 g/m2及以上的品種有蓉18優(yōu)188、川優(yōu)8377、德優(yōu)4727、宜香優(yōu)2115、宜香優(yōu)1108、花香7號、川優(yōu)6203、德香4103、樂優(yōu)198、F優(yōu)498、蓉優(yōu)918、Q優(yōu)28。說明在低供氮處理下有的品種對氮素利用比較高從而獲得較高的產(chǎn)量，氮肥的合理施用成為影響產(chǎn)量的關鍵所在，可根據(jù)產(chǎn)量高低選出氮高效利用的優(yōu)勢品種。

表1　雜交稻產(chǎn)量性狀在低供氮處理下的表現(xiàn)

圖1　雜交稻產(chǎn)量在低供氮處理下的表現(xiàn)Fig.1　Performance of hybrid rice yield under low nitrogen treatment

2.2各產(chǎn)量性狀相關性分析由表2可知，實粒數(shù)與千粒重呈顯著負相關關系；有效穗數(shù)與實粒數(shù)、著粒數(shù)與結(jié)實率均呈極顯著負相關關系，著粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關關系，實粒數(shù)與著粒數(shù)呈極顯著正相關關系；有效穗與結(jié)實率、結(jié)實率與千粒重均呈正相關關系，著粒數(shù)與千粒重、實粒數(shù)與結(jié)實率、有效穗與著粒數(shù)和千粒重均呈負相關關系。除結(jié)實率與產(chǎn)量呈負相關關系外，其他產(chǎn)量因素對產(chǎn)量形成均有不同程度的貢獻。

2.3各產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量回歸分析以產(chǎn)量(Y)為依變量，有效穗數(shù)(X1)、著粒數(shù)(X2)、實粒數(shù)(X3)、結(jié)實率(X4)、千粒重(X5)為自變量進行線性回歸分析，得到多元線性回歸方程Y=-2 070.622 334+5.431 608 094X1+0.974 826 633 2X2+4.624 029 651X3+1.945 686 370 5X4+28.738 015 735X5，該線性回歸方程決定系數(shù)R2=0.983。方程表明引入有效穗數(shù)、著粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重對產(chǎn)量構成產(chǎn)生的影響十分可觀，因此，在105 kg/hm2低供氮處理下，雜交稻產(chǎn)量接近預期效果，與“2.1”中產(chǎn)量分析結(jié)果一致。

2.4各產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的通徑分析由表3可知，各產(chǎn)量性狀對理論產(chǎn)量貢獻的大小表現(xiàn)為實粒數(shù)>有效穗數(shù)>千粒重>著粒數(shù)>結(jié)實率。在生產(chǎn)上可以通過提高雜交稻的有效穗和實粒數(shù)來提高雜交稻的產(chǎn)量，因此，可間接通過提高結(jié)實率增加有效穗及通過提高著粒數(shù)增加實粒數(shù)，以此來增大對雜交稻產(chǎn)量的貢獻。

2.5不同雜交稻品種在低供氮處理下的聚類分析如圖2所示，通過聚類分析，供試品種根據(jù)產(chǎn)量接近程度可大致分為3類：第1類屬于普通類型，含有17個品種，包括蓉18優(yōu)662、內(nèi)5優(yōu)39、旌優(yōu)127、花香優(yōu)1號、內(nèi)香6優(yōu)498、宜香4245、蓉18優(yōu)198、內(nèi)7優(yōu)39、宜香優(yōu)1108、樂優(yōu)198、花香7號、蓉優(yōu)918、Q優(yōu)28、川優(yōu)6203、宜香優(yōu)2115、F優(yōu)498、德香4103，占供試品種的85%，這類品種產(chǎn)量變幅大；第2類屬于中高產(chǎn)類型，包括川優(yōu)8377、蓉18優(yōu)188；第3類屬于高產(chǎn)類型，品種為德優(yōu)4727。

表2　雜交稻的產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量在低供氮處理下的相關性分析

注：*表示在0.05顯著性水平下相關，**表示在0.01顯著性水平下相關。

Note：* indicated signficant correlation at 0.05 level；** indicated significant correlation at 0.01 level.

表3　雜交稻的產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量在低供氮處理下的通徑分析

圖2　雜交稻產(chǎn)量在低供氮處理下的聚類表現(xiàn)Fig.2　Cluster of hybrid rice yield under low nitrogen treatment

3結(jié)論

相關性分析結(jié)果表明，雜交稻產(chǎn)量性狀中著粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關關系，各產(chǎn)量性狀中僅結(jié)實率與產(chǎn)量呈負相關關系，可能是因為減氮處理導致穎花分化降低、胚乳生長受限，也可能是因為受環(huán)境影響雄蕊育性降低或喪失。通徑分析結(jié)果表明：各產(chǎn)量因素對產(chǎn)量貢獻大小表現(xiàn)為實粒數(shù)>有效穗數(shù)>千粒重>著粒數(shù)>結(jié)實率，產(chǎn)量分析表明，德優(yōu)4727、蓉18優(yōu)188的實粒數(shù)高，產(chǎn)量也高，這一結(jié)果與通徑分析中實粒數(shù)對產(chǎn)量的直接效應最大保持一致。其他品種產(chǎn)量低的原因可能是品種自身吸氮能力弱或氮素利用率低影響穎花分化和籽粒灌漿程度[4]。在逐步回歸分析中，以有效穗數(shù)、著粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重為自變量的產(chǎn)量性狀對依變量產(chǎn)量均表現(xiàn)出促進作用，這一結(jié)果與通徑分析中直接效應相符，可見有效穗數(shù)、著粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重均可用于解釋產(chǎn)量構成。聚類分析結(jié)果表明，供試品種在低供氮處理下表現(xiàn)出品種差異，吸氮能力強且利用率高的優(yōu)勢品種產(chǎn)量也高[5]，該試驗中高產(chǎn)品種代表有德優(yōu)4727、蓉18優(yōu)188等。

低供氮處理下部分雜交稻產(chǎn)量也能維持在一個較高的水平，而且其變化趨勢一致，因此可通過改善栽培條件增加著粒數(shù)、實粒數(shù)和有效穗數(shù)進而增加其對雜交稻產(chǎn)量的貢獻。

參考文獻

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基金項目國家“十二五”科技支撐計劃重大項目(2013BAD07B13)。

作者簡介岳彩萍(1994- )，女，四川宣漢人，本科生，專業(yè)：農(nóng)學。*通訊作者，教授，碩士生導師，從事水稻栽培研究。

收稿日期2016-05-03

中圖分類號S 511

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-035-03

Effects of Low Nitrogen Treatment on the Hybrid Rice Yield and Yield Traits

YUE Chai-ping, TAO Shi-shun*, HUANG Jing

(School of Life Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621010)

Abstract[Objective] To research the effects of low nitrogen treatment on the hybrid rice yield and yield traits. [Method] Correlation analysis and path analysis of 20 varieties of hybrid rice yield traits and yields were carried out under the low nitrogen treatment by field experiment. [Result] Effective panicle number had extremely significant negative correlation with solid grain number per panicle, grains per panicle and seed setting rate. Solid grain number per panicle had extremely significant positive correlation with grains per panicle. The order of contribution size for yield in yield traits was solid grain number per panicle > effective panicle number > 1 000-grain weigh > grains per panicle > seed setting rate. [Conclusion] Effective panicle number and solid grain number per panicle can improve the theoretical yield of hybrid rice, and provide theoretical references for the rice cultivation technology.

Key wordsYield traits; Low nitrogen; Hybrid rice; Correlation analysis; Path analysis