贛南地區(qū)雜交水稻組合再生稻篩選及產(chǎn)量構(gòu)成因素分析

蔣 龍,汪雨萍,劉海平,謝芳騰,鐘曉英,張 璞,歐陽春榮,李德悅,謝建萍,章 萍,張家健,歐陽真程,楊福權(quán),席建才,張紅林*

(1.江西省贛州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江西 贛州 341000；2.江西省贛州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江西 贛州 341000)

再生稻是頭季稻收割后蓄留樁,栽培存活的休眠芽萌發(fā)、生長、抽穗至成熟的水稻。再生稻優(yōu)點突出,生育期短，一種兩收，復(fù)種指數(shù)高，省工、省種、省水，生產(chǎn)成本低。因此,發(fā)展再生稻對緩解農(nóng)村勞動力不足、提高稻田復(fù)種指數(shù)和增加農(nóng)民經(jīng)濟收入有重要意義[1]。我國再生稻的栽培種植可追溯到1700多年前,但直到近幾十年才得到長足發(fā)展。隨著雜交水稻組合汕優(yōu)63等一批頭季高產(chǎn)、再生能力強的雜交水稻組合培育成功,再生稻得到了大面積的推廣,水稻產(chǎn)量也在很大程度上得到了提高[2]。1997年全國再生稻收獲面積達75萬hm2,再生稻平均產(chǎn)量達2040 kg/hm2[3]。但是由于種植年限久,品種退化,組合比較單一,在一定程度上影響了再生稻的生產(chǎn),培育、篩選可利用的雜交稻新組合是發(fā)展再生稻的一種必要的途徑[4]。

迄今,我國再生稻以中稻再生稻為主,其利用最廣、種植面積最大[5]。1997～1999年兩優(yōu)培九和65396等兩系雜交稻組合在贛南地區(qū)崇義、寧都種植,表現(xiàn)出頭季稻高產(chǎn),且蓄留再生稻單產(chǎn)普遍達到3.00～3.75 t/hm2[6]。2000年在福建省尤溪縣“百畝示范片”種植超級稻作再生稻,頭季平均單產(chǎn)達到12.68 t/hm2,再生季平均單產(chǎn)達到7.53 t/hm2,兩季合計產(chǎn)量達20.20 t/hm2,表明雜交稻作再生稻有很大的增產(chǎn)潛力[7]。近期,曹玉賢等研究認為，我國再生稻頭季、再生季和兩季總產(chǎn)量仍有很大的提升空間,增產(chǎn)的潛力分別為3.38、3.27和5.41 t/hm2[8]。產(chǎn)量一直作為水稻育種的主要目標,其他優(yōu)良性狀也是建立在一定產(chǎn)量的基礎(chǔ)上的[9]。對水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素進行研究,有利于協(xié)調(diào)各個因素從而提高水稻產(chǎn)量。本研究從8個水稻雜交組合中篩選高產(chǎn)、再生能力強的再生稻,并對其產(chǎn)量構(gòu)成因素進行了分析,以期為再生稻的高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用雜交水稻組合材料有禾兩優(yōu)712、晶優(yōu)7011、內(nèi)10優(yōu)7185、內(nèi)10優(yōu)702、晶優(yōu)712、恒豐優(yōu)712、長泰優(yōu)711、荃優(yōu)712，均來自謝華安院士團隊;對照組合深兩優(yōu)814從市場采購。

1.2 試驗方法

試驗地設(shè)在江西省贛州市大余縣,采用大田試驗方式;試驗數(shù)據(jù)處理及分析使用Excel和SPSS 17.0。

1.2.1 試驗材料種植 試驗材料9個組合于2019年4月1日播種,4月26日移栽。每個組合設(shè)3次重復(fù),種植采取隨機區(qū)組排列,插秧規(guī)格為19.8 cm×16.5 cm,小區(qū)面積為13.33 m2。人工移栽和收割水稻,頭季稻收割時各小區(qū)統(tǒng)一留樁高度約30 cm。頭季稻和再生稻成熟后,每個組合分別取3株進行室內(nèi)考種。

1.2.2 水、肥管理 基肥:農(nóng)家肥6500 kg/hm2、復(fù)合肥(N∶P∶K=1∶0.5∶1.3)550 kg/hm2。追肥:在移栽插秧后第5天用尿素150 kg/hm2與除草劑(13包/hm2)混合撒施;在水稻孕穗期撒施復(fù)合肥220 kg/hm2。在頭季稻收割前7 d撒施尿素180 kg/hm2;在收割后第7天撒施復(fù)合肥220 kg/hm2。田間水分管理參考一般再生稻栽培管理。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量

2.1.1 頭季稻 如表1所示,9個參試組合的頭季稻平均產(chǎn)量為9.20 t/hm2,其中4個組合的頭季稻產(chǎn)量顯著高于對照組合，長泰優(yōu)711、內(nèi)10優(yōu)702、恒豐優(yōu)712和禾兩優(yōu)712分別較對照組合增產(chǎn)2.6%、2.0%、1.7%和0.5%。另有4個組合的頭季稻產(chǎn)量低于對照組合,這4個組合都屬于三系雜交水稻。

2.1.2 再生稻 9個參試組合的再生稻平均產(chǎn)量為4.94 t/hm2,其中3個組合的產(chǎn)量高于對照組合(如表1)。具體來說，長泰優(yōu)711的產(chǎn)量為5.69 t/hm2，內(nèi)10優(yōu)702的產(chǎn)量為5.33 t/hm2，恒豐優(yōu)712的產(chǎn)量為5.26 t/hm2,分別比對照組合增產(chǎn)8.3%、3.3%和1.9%。

2.1.3 頭季稻+再生季 從總產(chǎn)量上看, 9個參試組合的兩季稻平均總產(chǎn)量達14.15 t/hm2(如表1)。其中3個組合的總產(chǎn)量顯著高于對照組合的。長泰優(yōu)711的總產(chǎn)量最高，達15.13 t/hm2,比對照組合增產(chǎn)4.6%;內(nèi)10優(yōu)702的總產(chǎn)量次之，達14.82 t/hm2,比對照組合增產(chǎn)2.5%;恒豐優(yōu)712的總產(chǎn)量居第3位,達14.72 t/hm2,比對照組合增產(chǎn)1.8%。

2.2 生育期

從表1可以看出,參試組合頭季稻的生育期平均為129.1 d,以恒豐優(yōu)712的生育期最短，為125 d；以荃優(yōu)712的生育期最長，達135d。9個參試組合再生季的平均生育期為62.9 d,變化范圍為60～64 d。從整體看,頭季稻+再生季的全生育期平均為192 d；組合恒豐優(yōu)712的全生育期最短，為188 d；組合長泰優(yōu)711的全生育期最長，為196 d。內(nèi)10優(yōu)702、恒豐優(yōu)712的全生育期均比對照組短,表現(xiàn)為高產(chǎn)早熟。

2.3 單位面積的有效穗數(shù)

除晶優(yōu)7011外,其他組合再生季的單位面積有效穗數(shù)均高于頭季稻(表1)。對照組深兩優(yōu)814表現(xiàn)最明顯,再生季的有效穗數(shù)比頭季稻平均增加了4.7萬穗/667 m2,表明該組合的再生能力強。此外，長泰優(yōu)711、恒豐優(yōu)712、內(nèi)10優(yōu)702都有較強的再生能力,并且產(chǎn)量較對照組高,可以作為高產(chǎn)再生稻組合。

表1 參試組合在兩季的產(chǎn)量及生育期

2.4 不同組合的性狀比較

由表2可見：9個參試組合頭季稻的株高、穗長、每穗穎花數(shù)均高于或多于再生季;頭季稻的結(jié)實率普遍低于再生季,這是因為頭季稻的抽穗揚花期和灌漿結(jié)實期正值7月中旬～8月上旬,結(jié)實易受夏季高溫影響；兩季水稻的千粒重沒有明顯差異,這也說明千粒重在產(chǎn)量構(gòu)成因素中相對穩(wěn)定,選育大粒型品種可以作為提高水稻產(chǎn)量的途徑之一。

表2 兩季稻部分性狀比較

2.5 水稻產(chǎn)量因素的通徑分析

2.5.1 產(chǎn)量正態(tài)性檢驗 如表3所示,兩季稻產(chǎn)量構(gòu)成因素結(jié)果屬于小樣本,適用Shapiro-Wilk檢驗;統(tǒng)計顯著性水平頭季Sig.=0.527﹥0.05,再生季Sig.=0.259﹥0.05;產(chǎn)量性狀y服從正態(tài)分布,可以對其進行回歸分析。

表3 兩季稻產(chǎn)量正態(tài)性檢驗結(jié)果

2.5.2 頭季稻產(chǎn)量因素的通徑分析 頭季稻產(chǎn)量因素的通徑分析結(jié)果如表4所示,結(jié)實率對產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大,通徑系數(shù)為0.959;其次是單位面積有效穗數(shù)，通徑系數(shù)為0.648;每穗穎花數(shù)對產(chǎn)量的直接作用最小,通徑系數(shù)只有0.275。結(jié)實率通過千粒重對產(chǎn)量的積極作用較大，r34×P4y=0.0607,與單位面積有效穗數(shù)、每穗穎花數(shù)兩個要素呈負相關(guān)。單位面積有效穗數(shù)通過每穗穎花數(shù)對產(chǎn)量的間接作用較大，r12×P2y=0.0971,可見較多有效分蘗對產(chǎn)量有利。每穗穎花數(shù)通過單位面積有效穗數(shù)對產(chǎn)量的間接作用較大，r21×P1y=0.2287。頭季稻產(chǎn)量因素的決定系數(shù)R2=0.955,剩余因子Pe=0.200,該值較大,說明頭季稻產(chǎn)量不僅受到以上4個因素的影響,還在一定程度上受其他因素的影響。

表4 頭季稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析結(jié)果

2.5.3 再生季產(chǎn)量因素的通徑分析 如表5所示，在再生季中,單位面積有效穗數(shù)對產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大,通徑系數(shù)為0.773;其次是每穗穎花數(shù),直接通徑系數(shù)為0.614;結(jié)實率對產(chǎn)量的直接作用最小,通徑系數(shù)只有0.233。單位面積有效穗數(shù)通過每穗穎花數(shù)、千粒重對產(chǎn)量產(chǎn)生積極作用,但通過結(jié)實率負向作用于產(chǎn)量。每穗穎花數(shù)通過單位面積有效穗數(shù)對產(chǎn)量的間接積極作用較大，r21×P1y=0.0812。結(jié)實率通過其他3個因素負向作用于產(chǎn)量。

表5 再生季產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析結(jié)果

從兩季稻4個產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析結(jié)果可以看出,單位面積有效穗數(shù)和每穗穎花數(shù)對產(chǎn)量貢獻中關(guān)系密切;結(jié)實率在兩季間對產(chǎn)量的貢獻變化最大,而千粒重在產(chǎn)量構(gòu)成中相對穩(wěn)定。

3 討論

3.1 產(chǎn)量與經(jīng)濟性狀

關(guān)于再生稻的研究已有大量的報道,普遍認為頭季稻是再生稻的基礎(chǔ),而且頭季與再生季產(chǎn)量存在極顯著正相關(guān)[10]。易鎮(zhèn)邪等的研究表明再生稻的LAI和產(chǎn)量都低于頭季稻[11]。本研究篩選出長泰優(yōu)711、恒豐優(yōu)712、內(nèi)10優(yōu)702這3個高產(chǎn)、再生能力強的組合,頭季稻+再生稻產(chǎn)量也高于對照組合，并且有較多的有效穗和較強的再生能力,其中長泰優(yōu)711的表現(xiàn)尤為突出。本研究還發(fā)現(xiàn)再生季水稻的株高、穗長明顯較頭季稻要矮、短,說明再生季干物質(zhì)積累量比頭季稻有所減少,這對再生季的產(chǎn)量也有一定的影響。株高和穗長作為水稻重要的性狀,對構(gòu)建水稻理想株型、提高水稻產(chǎn)量具有積極的意義[12,13]。在“源-庫-流”系統(tǒng)中,干物質(zhì)積累量作為衡量“源”的指標,水稻株高和穗長與干物質(zhì)的積累以及再生稻的產(chǎn)量密切相關(guān)[7,14]。因此,提高再生稻的干物質(zhì)積累可以作為提高再生稻產(chǎn)量的一個途徑。

3.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析

本研究的通徑分析結(jié)果表明，頭季稻的結(jié)實率、單位面積有效穗數(shù)對產(chǎn)量的直接作用居前2位。結(jié)實率是水稻產(chǎn)量的重要構(gòu)成要素,不僅與雜交水稻的自身特性有關(guān)，還受環(huán)境等其他因素的影響[15]。袁偉玲等研究認為在提高結(jié)實率的基礎(chǔ)上加大播種密度,可提高水稻產(chǎn)量[16]。在本研究中，頭季稻的結(jié)實率為68.0%～86.1%,還有較大的提升空間。再生季的單位面積有效穗數(shù)、每穗穎花數(shù)對產(chǎn)量的直接作用較大,表明單位面積有效穗數(shù)、每穗穎花數(shù)是決定再生稻產(chǎn)量的主導(dǎo)因素。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，有效穗、穎花總量與產(chǎn)量具有顯著關(guān)系,通過適當增加栽插密度、選育大穗組合可提高谷物產(chǎn)量[17-19]。千粒重對頭季稻和再生季產(chǎn)量的直接作用均比較小,表明千粒重在產(chǎn)量構(gòu)成因素中是相對穩(wěn)定的要素。綜上所述,頭季稻適當選育大穗和增加栽插密度保證足夠有效穗數(shù),再生季爭取多穗有利于提高再生稻的產(chǎn)量。