抗稻瘟病、抗稻癭蚊雜交稻“贛優(yōu)明占”的生物學(xué)特性與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

郭生河,饒鳴鈿,黃顯波,林成豹,鄧則勤,唐江霞

(1.福建省龍巖市農(nóng)業(yè)學(xué)校,福建 龍巖 364000;2.福建省三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,福建 沙縣 365050)

抗稻瘟病、抗稻癭蚊雜交稻“贛優(yōu)明占”的生物學(xué)特性與產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

郭生河1,饒鳴鈿2*,黃顯波2,林成豹2,鄧則勤2,唐江霞2

(1.福建省龍巖市農(nóng)業(yè)學(xué)校,福建 龍巖 364000;2.福建省三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,福建 沙縣 365050)

根據(jù)抗稻瘟病、抗稻癭蚊雜交稻“贛優(yōu)明占”參加福建中稻區(qū)域試驗(yàn)的結(jié)果，分析了該組合的抗性、稻米品質(zhì)、農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特征。贛優(yōu)明占高產(chǎn)、適應(yīng)性廣，在海南省高抗稻瘟病,在福建省中抗稻瘟病,在重慶抗稻瘟病。相關(guān)分析和通徑分析結(jié)果表明：每穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最大(0.475),其次是單位面積穗數(shù)(0.420),而結(jié)實(shí)率和千粒重對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率很??；稻谷產(chǎn)量主要取決于庫(kù)容量，庫(kù)容量主要取決于單位面積總粒數(shù)，而單位面積總粒數(shù)又由單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)共同決定。因此贛優(yōu)明占高產(chǎn)的關(guān)鍵是培育多穗大穗,增加單位面積的總粒數(shù),擴(kuò)大庫(kù)容量。

雜交稻;贛優(yōu)明占;產(chǎn)量構(gòu)成;相關(guān)系數(shù);通徑系數(shù);決定系數(shù)

水稻產(chǎn)量是由單位面積有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和粒重構(gòu)成的,這4個(gè)因素是相互聯(lián)系、相互制約和相互補(bǔ)償?shù)?只有在各因素協(xié)調(diào)的情況下,才能獲得較高的產(chǎn)量。分析水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的關(guān)系是研究水稻產(chǎn)量形成的有效手段,可以了解水稻品種的產(chǎn)量構(gòu)成特點(diǎn),制定相應(yīng)的栽培措施在生產(chǎn)上加以調(diào)控,從而取得穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。“贛優(yōu)明占”是三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、福建六三種業(yè)有限責(zé)任公司以江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的三系不育系“贛香A”為母本,自選強(qiáng)優(yōu)恢復(fù)系“雙抗明占”為父本配組選育的雜交稻組合[1]?！半p抗明占”來(lái)源于“抗蚊青占”/“多系1號(hào)”,是經(jīng)多年抗性鑒定表現(xiàn)出抗稻瘟病和抗稻癭蚊的恢復(fù)系,并經(jīng)廣東省農(nóng)科院植保所分子標(biāo)記鑒定具有抗稻癭蚊基因Gm6[2]。贛優(yōu)明占產(chǎn)量高,適應(yīng)性廣,米質(zhì)較優(yōu);該組合于2010年通過(guò)了海南省審定(審定號(hào):瓊審稻2010012),2011年通過(guò)了福建省審定(審定號(hào):閩審稻2011004),2012年通過(guò)了云南省審定(審定號(hào):滇審稻2012017),2014年通過(guò)了重慶市審定(審定號(hào):渝審稻2014004);其父本于2014年獲得了植物新品種授權(quán)保護(hù)(品種權(quán)號(hào):CNA20080103.1)。我們利用贛優(yōu)明占2009～2010年參加福建省中稻組區(qū)域試驗(yàn)的結(jié)果,統(tǒng)計(jì)分析了其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特征,旨在為該組合的高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

贛優(yōu)明占的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)源于2009～2010年福建省中稻區(qū)域試驗(yàn)。利用EXCEL 2003軟件計(jì)算出產(chǎn)量與構(gòu)成因素間以及各構(gòu)成因素間的相關(guān)系數(shù);以相關(guān)系數(shù)建立方程組,求出通徑系數(shù),分析各因素對(duì)產(chǎn)量的作用大小和相互之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

贛優(yōu)明占于2009年參加海南省早造區(qū)試,平均產(chǎn)量7688.0 kg/hm2,比對(duì)照“Ⅱ優(yōu)128”增產(chǎn)8.51%,達(dá)極顯著水平;2010年續(xù)試,平均產(chǎn)量8247.8 kg/hm2,比對(duì)照“T優(yōu)551”增產(chǎn)8.76%,達(dá)極顯著水平;兩年平均產(chǎn)量7967.9 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)8.64%。2010年參加生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量7325.7 kg/hm2,比對(duì)照“T優(yōu)551”減產(chǎn)2.08%。

贛優(yōu)明占于2009年參加福建省中稻區(qū)試,平均產(chǎn)量9612.0 kg/hm2,比對(duì)照“Ⅱ優(yōu)明86”增產(chǎn)5.25%,達(dá)極顯著水平,居第1位,增產(chǎn)點(diǎn)率100%;2010年續(xù)試,平均產(chǎn)量8916.0 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)10.85%,達(dá)極顯著水平,居第3位,增產(chǎn)點(diǎn)率90.90%;兩年平均產(chǎn)量9264.0 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)8.06%,增產(chǎn)點(diǎn)率95.20%。于2010年參加生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量9495.2 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)10.22%。

2010～2011年參加云南省區(qū)試,兩年平均產(chǎn)量10473.0 kg/hm2，比對(duì)照“Ⅱ優(yōu)838”增產(chǎn)7.71%,增產(chǎn)點(diǎn)次63.16%。2011年生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量10688.0 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)19.28%。

2012年參加重慶市區(qū)試,平均產(chǎn)量9026.7 kg/hm2,比對(duì)照“Ⅱ優(yōu)838”增產(chǎn)8.40%,增產(chǎn)極顯著,產(chǎn)量居第2位,增產(chǎn)點(diǎn)比率100%。2013年續(xù)試,平均產(chǎn)量8937.5 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)7.90%,增產(chǎn)極顯著,產(chǎn)量居第3位,增產(chǎn)點(diǎn)比率83.30%。兩年平均產(chǎn)量8982.1 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)8.20%。2013年參加生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量8494.1 kg/hm2,比對(duì)照增產(chǎn)9.20%。

2012年在福建省尤溪縣管前鎮(zhèn)鴨墓村7.06 hm2贛優(yōu)明占示范片,經(jīng)專家測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收,平均產(chǎn)量達(dá)10756.5 kg/hm2。2015年福建省尤溪縣梅仙鎮(zhèn)梅營(yíng)村7.20 hm2贛優(yōu)明占高產(chǎn)栽培示范片,經(jīng)專家測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收,平均產(chǎn)量為11580.0 kg/hm2。

2.2 抗性鑒定結(jié)果

贛優(yōu)明占參加海南省早造區(qū)試,兩年田間綜合表現(xiàn)高抗苗瘟,高抗穗頸瘟,輕感白葉枯病。參加福建省區(qū)試,2009年田間鑒定表現(xiàn)抗葉稻瘟,抗穗頸瘟,苗期室內(nèi)人工接種鑒定表現(xiàn)抗苗瘟;2010年田間鑒定表現(xiàn)中抗葉稻瘟,抗穗頸瘟,苗期室內(nèi)人工接種鑒定表現(xiàn)抗苗瘟;兩年綜合評(píng)價(jià)為中抗稻瘟病。2011年參加云南省區(qū)試,接種鑒定表現(xiàn)中抗稻瘟病和白葉枯病。2012年重慶市區(qū)試,稻瘟病抗性鑒定葉瘟3級(jí),穗瘟發(fā)病率5.0%,穗瘟發(fā)病率病級(jí)1級(jí),穗瘟損失率1.1%,穗瘟損失率病級(jí)1級(jí),綜合抗性指數(shù)1.5級(jí),綜合評(píng)價(jià)1級(jí),抗稻瘟病。2013年稻瘟病抗性鑒定葉瘟4級(jí),穗瘟發(fā)病率2.9%,穗瘟發(fā)病率病級(jí)1級(jí),穗瘟損失率1.2%,損失率病級(jí)1級(jí),綜合抗性指數(shù)1.75級(jí),綜合評(píng)價(jià)1級(jí),抗稻瘟病。兩年綜合評(píng)價(jià)1級(jí),抗稻瘟病。

2.3 稻米品質(zhì)

海南省早造區(qū)試米質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,贛優(yōu)明占糙米率79.4%,精米率69.5%,整精米率29.4%,粒長(zhǎng)7.0 mm,長(zhǎng)寬比3.3,堊白粒率67.0%,堊白度26.8%,透明度2級(jí),堿消值6.5,膠稠度48 mm,直鏈淀粉含量21.0%,米質(zhì)一般。

福建省中稻區(qū)試米質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,贛優(yōu)明占兩年平均糙米率79.4%,精米率70.9%,整精米率62.5%,粒長(zhǎng)7.4 mm,長(zhǎng)寬比3.0,堊白粒率32.0%,堊白度5.4%,透明度1級(jí),堿消值6.9,膠稠度36 mm,直鏈淀粉含量23.3%,蛋白質(zhì)含量8.2%,米質(zhì)達(dá)部頒三等優(yōu)質(zhì)食用稻品種標(biāo)準(zhǔn)。

2010年云南省區(qū)試米質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,贛優(yōu)明占出糙率81.4%,精米率71.6 %,整精米率66.2%,堊白粒率24.0%,堊白度3.4%,直鏈淀粉24.0%,膠稠度50 mm,粒長(zhǎng)7.2 mm,長(zhǎng)寬比3.0,透明度1級(jí),堿消值7.0級(jí),水分12.5%,達(dá)到國(guó)標(biāo)優(yōu)質(zhì)3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

重慶區(qū)試米質(zhì)檢測(cè)結(jié)果,贛優(yōu)明占兩年平均糙米率81.4%,整精米率51.3%,長(zhǎng)寬比3.1,堊白粒率56.0%,堊白度9.3%,膠稠度78 mm,直鏈淀粉含量21.8%,屬普通雜交稻。

2.4 主要農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀

根據(jù)贛優(yōu)明占參加福建省和重慶市區(qū)試的主要農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀(表1),贛優(yōu)明占比對(duì)照“Ⅱ優(yōu)明86”增產(chǎn)的主要原因是單位面積穗數(shù)增多,比“Ⅱ優(yōu)838”增產(chǎn)的主要原因是單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)增加。

2.5 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

2.5.1 不同產(chǎn)量水平下的產(chǎn)量構(gòu)成及其變異 根據(jù)贛優(yōu)明占2009～2010年參加福建中稻區(qū)試的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果,按每公頃理論產(chǎn)量<8500 kg、8500～10000 kg、>10000 kg劃分為3個(gè)產(chǎn)量區(qū)間。從表2可以看出:贛優(yōu)明占的平均產(chǎn)量為7133.7～11892.3 kg/hm2,單位面積穗數(shù)為195.6～225.0穗/m2,每穗粒數(shù)為143.4～198.3粒;隨著平均產(chǎn)量從7133.7 kg/hm2增加到11892.3 kg/hm2,單位面積穗數(shù)增加了15.0%,每穗粒數(shù)提高了38.3%,而結(jié)實(shí)率和千粒重的變化不大。在4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素中,以每穗粒數(shù)的變異系數(shù)最大,其次為單位面積穗數(shù),結(jié)實(shí)率居第三,而千粒重的變異系數(shù)最小。

表1 贛優(yōu)明占在參加區(qū)試的主要農(nóng)藝和經(jīng)濟(jì)性狀

表2 贛優(yōu)明占在不同產(chǎn)量水平下的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

2.5.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的作用 根據(jù)28套產(chǎn)量結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的相關(guān)分析結(jié)果[3]如表3所示。由表3可知,在4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素中,每穗粒數(shù)、單位面積穗數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),但結(jié)實(shí)率、千粒重與產(chǎn)量的正相關(guān)均未達(dá)到顯著水平,表明主要是每穗粒數(shù)和單位面積穗數(shù)影響贛優(yōu)明占的產(chǎn)量。另外，4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素間的負(fù)相關(guān)未達(dá)到顯著水平,這主要是因?yàn)橼M優(yōu)明占作中稻種植,插植密度較低,一般只有15～22叢/m2,區(qū)試調(diào)查的有效穗數(shù)范圍為165.0～280.0穗/m2,4個(gè)因素間的矛盾并不突出。

表3 贛優(yōu)明占產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)系數(shù)

注:結(jié)實(shí)率數(shù)據(jù)經(jīng)sin-1轉(zhuǎn)換；相關(guān)系數(shù)r0.05=0.374,r0.01=0.478。

單位面積總粒數(shù)與其構(gòu)成因素每穗粒數(shù)、單位面積穗數(shù)均呈極顯著正相關(guān),其中與每穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)r=0.755**,與單位面積穗數(shù)的相關(guān)系數(shù)r=0.692**。單位面積總粒數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)r=0.914**。

庫(kù)容量與其構(gòu)成因素單位面積總粒數(shù)呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)r=0.984**；但庫(kù)容量與其構(gòu)成因素千粒重相關(guān)不顯著。此外，庫(kù)容量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)r=0.942**。

通徑分析[4-5]結(jié)果(表4)顯示：在4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素中,以變異系數(shù)大的因素對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為大,直接通徑系數(shù)的大小順序?yàn)槊克肓?shù)(0.704)>單位面積穗數(shù)(0.650)>結(jié)實(shí)率(0.355)>千粒重(0.177)；因?yàn)楫a(chǎn)量構(gòu)成因素間的負(fù)相關(guān)較小,所以直接通徑系數(shù)加上所有間接通徑系數(shù)之后的總和(凈效應(yīng))略小于直接通徑系數(shù),且凈效應(yīng)等于該因素與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)。

各因素對(duì)產(chǎn)量的決定系數(shù)的大小順序與直接通徑系數(shù)的一致,即每穗粒數(shù)(0.495)>單位面積穗數(shù)(0.422)>結(jié)實(shí)率(0.126)>千粒重(0.031);因?yàn)楦饕蛩赝ㄟ^(guò)其它因素對(duì)產(chǎn)量的共同決定系數(shù)較小,因此決定系數(shù)加上所有共同決定系數(shù)之后的總和(即貢獻(xiàn)率)略小于該因素對(duì)產(chǎn)量的決定系數(shù)。各因素對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率的大小順序?yàn)槊克肓?shù)(0.475)>單位面積穗數(shù)(0.420)>結(jié)實(shí)率(0.078)>千粒重(0.016),總決定系數(shù)為98.9%,剩余決定系數(shù)為1.1%。

2.5.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素的多層次結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)水稻產(chǎn)量的形成過(guò)程,單位面積穗數(shù)與每穗粒數(shù)的乘積構(gòu)成單位面積總粒數(shù),單位面積總粒數(shù)與千粒重的乘積形成庫(kù)容量,庫(kù)容量與結(jié)實(shí)率的乘積形成產(chǎn)量[6-8]。各層次構(gòu)成因素對(duì)目標(biāo)因素的相關(guān)系數(shù)、通徑系數(shù)和貢獻(xiàn)率見表5。由表5可知,單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)與單位面積總粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.692**和0.755**,對(duì)單位面積總粒數(shù)的通徑系數(shù)分別為0.648和0.715,貢獻(xiàn)率分別為0.448和0.540,表明要形成較多的單位面積總粒數(shù),要培育多穗大穗。

表4 贛優(yōu)明占產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)與決定系數(shù)

表5 產(chǎn)量各層次結(jié)構(gòu)中構(gòu)成因素對(duì)目標(biāo)因素的通徑系數(shù)和貢獻(xiàn)率

注:相關(guān)系數(shù)r0.05=0.374,r0.01=0.478。

單位面積總粒數(shù)、千粒重與庫(kù)容量的相關(guān)系數(shù)分別為0.984**和0.040,對(duì)庫(kù)容量的通徑系數(shù)分別為1.004和0.164,貢獻(xiàn)率分別為0.988和0.007,說(shuō)明千粒重比較穩(wěn)定,主要是單位面積總粒數(shù)決定了庫(kù)容量。

庫(kù)容量、結(jié)實(shí)率與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.942**和0.219,對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)分別為0.979和0.330,貢獻(xiàn)率分別為0.922和0.073,表明主要是庫(kù)容量決定產(chǎn)量。單位面積總粒數(shù)決定了庫(kù)容量,也決定了產(chǎn)量。

綜上所述,依靠提高結(jié)實(shí)率和千粒重來(lái)增產(chǎn)的潛力有限,高產(chǎn)、超高產(chǎn)的主攻目標(biāo)是培育多穗大穗,增加單位面積的總粒數(shù),擴(kuò)大庫(kù)容量。

3 討論與結(jié)論

區(qū)試和示范生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明：贛優(yōu)明占高產(chǎn)、抗稻瘟病、抗稻癭蚊,適應(yīng)性廣,稻米品質(zhì)較優(yōu)；該品種在海南省可作早稻種植；在福建省中北部可作中稻種植,在南部可作中稻、晚稻種植;在云南省海拔1350 m以下秈稻區(qū)可以種植；在重慶市海拔800 m以下地區(qū)可作一季中稻種植。

本文分析結(jié)果表明，在4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素中,以每穗粒數(shù)、單位面積穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的作用較大,而結(jié)實(shí)率和千粒重的貢獻(xiàn)較小。

稻谷產(chǎn)量取決于庫(kù)容量的大小和庫(kù)藏物質(zhì)生產(chǎn)量的多少。每穗粒數(shù)對(duì)單位面積總粒數(shù)的作用大于單位面積穗數(shù)的作用。單位面積總粒數(shù)決定了庫(kù)容量,而千粒重對(duì)庫(kù)容量的作用較小。庫(kù)容量決定了產(chǎn)量,而結(jié)實(shí)率對(duì)產(chǎn)量的作用較小。因此,贛優(yōu)明占的高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培必須培育多穗大穗,增加單位面積的總粒數(shù),擴(kuò)大庫(kù)容量。這與相關(guān)研究結(jié)果[6，9-12]一致。

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Biological Characteristics and Yield Structure of Rice-blast-resistant and Rice-gall-midge-resistant Hybrid Rice “Ganyoumingzhan”

GUO Sheng-he1, RAO Ming-dian2*, HUANG Xian-bo2,LIN Cheng-bao2, DENG Ze-qin2, TANG Jiang-xia2

(1. Longyan Agricultural School in Fujian Province, Longyan 364000, China;2. Sanming Academy of Agricultural Sciences in Fujian Province, Shaxian 365050, China)

According to the results of rice-blast-resistant and rice-gall-midge-resistant hybrid rice variety “Ganyoumingzhan” in Fujian provincial regional tests for middle rice varieties, we analyze the resistance, rice quality, agronomic traits and yield structural characteristics of this combination. “Ganyoumingzhan” has high yield and wide adaptability, and it is highly resistant, moderately resistant, and resistant to rice blast in Hainan province, Fujian province, and Chongqing city, respectively. The results of correlation analysis and path analysis indicate that: the number of grains per spike has the largest contribution rate (0.475) to the yield, followed by the number of spikes per unit area (0.420), while the seed-setting rate and 1000-grain weight have a very small contribution to the yield; the grain yield mainly depends on the sink capacity, the sink capacity mainly depends on the number of total grains per unit area, and the number of total grains per unit area is decided by both the number of spikes per unit area and the number of grains per spike. So, the keys to obtain high yield of “Ganyoumingzhan” are to cultivate more and large spikes, increase the number of total grains per unit area, and enlarge the sink capacity.

Hybrid rice; Ganyoumingzhan; Yield component; Correlation coefficient; Path coefficient; Determination coefficient

2017-03-20

福建省科技廳科技重大專項(xiàng)“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病雜交稻新組合選育”(2004NZ01-4)。

郭生河(1964─),男,福建龍巖人,高級(jí)講師,主要從事作物栽培、育種的教學(xué)與研究工作。*通訊作者:饒鳴鈿。

S511.034

A

1001-8581(2017)07-0014-04