超级稻新品种‘松粳15’穗部性状与产量的关系

于艳敏 武洪涛 张书利 徐振华 闫平 牟凤臣 赵北平 高洪儒

摘要：为了明确超级稻新品种‘松粳15穗部性状与产量的关系，探讨其高产机理，采用田间小区常规种植，通过相关分析与多元回归分析等研究了‘松粳15着粒密度、穗长、一次枝梗特性、二次枝梗特性等穗部性状与产量及产量构成因素之间的关系。结果表明每穗颖花数（r=0.9887^**）、着粒密度（r=0.9768^**）、一次枝梗数（r=0.8047^**）、一次枝梗粒数（r=0.9338^**）、二次枝梗数（r=0.7295^**）、二次枝梗粒数（r=0.8606^**）与‘松粳15的产量极显著正相关，结实率（t=2.090，P=0.041）和穗长（t=-1.223，P=0.048）的偏回归系数达到显著水平，上述穗部性状对产量影响较大，提高一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数，二次枝梗粒数有利于增加每穗颖花数，同时还应注重穗长的选择培育大穗并控制结实率以进一步挖掘其增产潜力。

关键词：‘松粳15；穗部性状；产量

中图分类号：S511

文献标志码：A

论文编号：cjas15020006

0引言

水稻是中国最重要的粮食作物，约占粮食总产量的40%，随着耕地面积的减少和人口数量的增加，粮食安全成为国民经济发展的重要问题，培育超高产品种提高水稻产量是解决粮食安全问题最行之有效的途径。水稻穗部贮存光合作用产物，是产量的最终表达部位，穗部性状与籽粒灌浆、水稻产量、品质、群体生态环境等密切相关，水稻穗部性状包括穗数、穗长、着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数、千粒重等，穗部性状指标之问、穗部性状与产量之间都存在密切联系，在一定水平上相互协调。穗部性状与产量之间关系的研究对超高产水稻产量形成机制与产量进一步挖掘具有重大意义。以往研究主要集中在对不同穗型品种间部性状与产量关系、穗部性状与品质、农艺性状关系等的研究，对于特定品种穗部性状与产量关系研究较少，分析特定水稻品种穗部性状与产量关系有利于改进性状缺陷进一步提高产量，同时对超高产育种后代材料选择也具有重要指导意义。‘松粳15是黑龙江省农业科学院五常水稻研究所育成的高产、优质、抗病性强的粳稻新品种，2010年通过黑龙江省农作物品种审定（审定号：黑审稻2011001），2013年通过农业部超级稻认定。在近几年的示范推广中，表现出高产性稳产性好、米质优良、抗病性强、抗倒伏性强等特点，对提高黑龙江省水稻产量，促进农民增收起到很好的作用。本研究分析了超级稻新品种‘松粳15的穗长、着粒密度、一次枝梗性状、二次枝梗性状等穗部特征及其与产量的关系，旨在揭示其高产机理，为其穗型改良和产量进一步挖掘以及高产栽培技术提供一定依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为常规粳稻超级稻‘松粳15，主茎叶数14片，2013年被农业部确定为超级稻品种，由黑龙江省农业科学院五常水稻研究所提供。

1.2试验方法

试验于2014年在黑龙江省农业科学院五常水稻研究所试验田进行，土壤类型为沙壤土，地势平坦，肥力中等，采用井水灌溉。4月10日播种，5月11日移栽，插秧规格为行距33.3 cm，株距16.7 cm，每穴2-3株，小区面积30m²，3次重复，施纯氮150 k/hm²，N：P：K=2：1：1。耙地前施入氮肥的50%、钾肥的50%、磷肥全部做基肥，插秧后7天左右施入氮肥的20%做分蘖肥，于6月20日左右施入氮肥的20%做调节肥，于7月10日左右施入氮肥的10%和钾肥的50%做穗肥。灌溉应采取分蘖期浅、孕穗期深、籽粒灌浆期浅的灌溉方法，其他管理同大田，9月28-30日收获。

1.3测定项目

成熟期调查单位面积有效穗数，每小区取10穴测定穗长。成熟后每小区取10穴有代表性的稻株室内考种，调查结实率、千粒重、着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、一次枝梗结实率、一次枝梗千粒重、一次枝梗着粒密度、二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率、二次枝梗千粒重、二次枝梗着粒密度等，小区剩余面积实收实测产量。

1.4数据分析

采用Excel 2003及DPS软件进行数据处理分析。

2结果与分析

2.1‘松粳15产量及产量构成因素

由表l可见，超级稻‘松粳15的单位面积有效穗数216-324穗/m²，平均276穗/m²，每穗颖花数111 .92-179.81个，平均152.67个，千粒重19.56-23.89g，平均22.14g，，结实率92.52%-100%，平均94.81%，单位面积总粒数23976.60-61948.42粒，平均42136.92粒，库容量468.97-1479.95g/m²，平均932.91g/m²，产量9384.0-11700.2kg/hm²，—平均9671.53kg/hm²。

在产量构成因素中，每穗颖花数和千粒重的变异系数较大，分别为17.63%和7.99%，有效穗数和结实率的变异系数比较稳定，分别为1.45%和1.26%，每穗颖花数和千粒重成为制约产量的因素。

2.2‘松粳15穗部性状特征

由表2可见，超级稻‘松粳15的穗长13.2-15.5cm，平均14.15cm，着粒密度8.34-12.34粒/cm，平均9.35粒/cm，每穗一次枝梗13-16个，平均13.60个，一次枝梗每穗粒数75.92-97.12粒，平均81.73粒，一次枝梗结实率93.4g%-100%，平均98.70%，一次枝梗千粒重22.68-22.82g，平均22.76g，一次枝梗着粒密度1.14-1.51粒/cm，平均1.37粒/cm，每穗二次枝梗14-32个，平均17.73个，二次枝梗每穗粒数35.92-94.08粒，平均51.66粒，二次枝梗结实率92.52%-100%，平均96.51%，二次枝梗千粒重19.5-19.65g，平均19.60g，二次枝梗着粒密度1.78-2.47粒/cm，平均1.99粒/cm。一次枝梗结实率、一次枝梗千粒重、二次枝梗结实率、二次枝梗千粒重的变异系数较小，分别为1.75%、0.22%、2.95%、0.20%，其他穗部性状的变异系数较大，稳定性差，对产量影响较大。

2.3‘松粳15穗部性状之间相关分析

由表3，穗长与每穗颖花数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，与着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度正相关，与一次枝梗着粒密度和二次枝梗结实率负相关。每穗颖花数与着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，与一次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度正相关，与一次枝梗着粒密度和二次枝梗结实率负相关。着粒密度与一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数极显著正相关，与一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗着粒密度正相关，与次枝梗结实率负相关。一次枝梗数与一次枝梗粒数呈极显著正相关，二次枝梗数、二次枝梗粒数显著正相关，与一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗着粒密度正相关，与二次枝梗结实率负相关。一次枝梗粒数与二次枝梗粒数显著正相关，与一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗粒数正相关，与二次枝梗结实率负相关。一次枝梗结实率与一次枝梗着粒密度、二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗着粒密度正相关；与二次枝梗结实率负相关。一次枝梗着粒密度与二次枝梗着粒密度显著正相关，与二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率负相关。二次枝梗数与二次枝梗粒数极显著正相关，与二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度负相关。二次枝梗粒数与二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度负相关。二次枝梗结实率与二次枝梗着粒密度负相关。

2.4‘松粳15穗部性状与产量、产量构成因素间的相关分析

由表4，单位面积穗数与每穗颖花数、一次枝梗数和二次枝梗数呈显著负相关，与穗长、着粒密度、一次枝梗粒数、一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度呈负相关，可见穗数的增加不利于‘松粳15穗部结构形成。每穗颖花数与穗长、着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，与一次枝梗结实率和二次枝梗着粒密度正相关，与一次枝梗着粒密度和二次枝梗结实率负相关。结实率与一次枝梗结实率显著相关，与穗长、一次枝梗粒数、一次枝梗着粒密度、二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度正相关，与每穗颖花数、一次枝梗数、二次枝梗数、二次枝梗粒数负相关，提高一次枝梗结实率、二次枝梗结实率和一次枝梗数，适当降低二次枝梗数有利于结实率的提高。千粒重与一次枝梗着粒密度和二次枝梗结实率正相关，但未达显著水平，与穗长、每穗颖花数、着粒密度、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著负相关，与二次枝梗数显著负相关，与一次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度负相关，说明当一、二次枝梗数增多、一、二次枝梗粒数增加，虽然水稻的穗粒数提高，着粒密度增加，但是千粒重反而降低。

超级稻‘松粳15的产量与每穗颖花数、着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，与每穗颖花数和着粒密度呈二次回归关系，回归方程分别见公式（1）～（2）。

y=-0.1059χ²+81.827χ-1086.6………（1）

决定系数R²=0.9716，见图1。

y=91.824χ²-994.6lχ+8919.9 ………（2）

决定系数R²=0.9134，图2。

产量与穗长显著正相关，由图3穗长与产量呈二次回归关系，回归方程见公式（3）。

y=162.88χ²-3557.2χ+26002…………（3）

决定系数R²=0.4782。

与一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗着粒密度正相关，与二次枝梗结实率负相关，产量与二次枝梗数/一次枝梗数的二次回归方程见公式（4）。

y=-3860.5χ²+1392lχ-3166.3……… （4）

决定系数R²=0.4616（见图4）。

与二次枝梗粒数/一次枝梗粒数的二次回归方程见公式（5）。

y=1893χ²+2993.3χ+5505.3 ……… （5）

决定系数R²=0.5624（见图5）。

通过增加穗长、每穗颖花数来培育大穗，增加一、二次枝梗数和一、二次枝梗粒数是提高产量的重要途径，同时还要注意提高一、二次枝梗着粒密度，控制结实率。

2.5回归分析

以产量为依变量y，以穗长χ1、每穗颖花数χ2、着粒密度χ3、一次枝梗粒数χ4、 一次枝梗结实率χ5、结实率χ6等为自变量，剔除无统计显著性的变量，建立多元线性回归方程，经模型检验达到显著水平（F=4.96x10^-6，R²=0.998），建立最优回归方程，见公式（6）。

y=4374.906-911.989χ1+134.865χ2-1318.63χ3+21.928χ4+28.31Oχ5+63.948χ6 …………………… （6）

方程检验达到显著水平（F=250.623，F=4.96xl0^-6），颖花数（t=3.048，P=0.028）、结实率（t=2.090，P=0.041）、着粒密度（t=-2.012，P=0.040）、一次枝梗粒数（t=1.535，P=0.185）和穗长（t=-1.223，P=0.048）的偏回归系数显著性检验结果均达到显著水平，对产量的影响大，一次枝梗结实率（t=0.995，P=0.366）与产量正相关但偏回归系数不显著。

3讨论

水稻超高产育种理论认为，增加穗粒数是实现水稻超高产的重要途径，本研究中超级稻‘松粳15的穗粒数较多，产量与每穗颖花数极显著正相关，同上述理论一致。‘松粳15的千粒重较低，但是结实率较高，因此在增加穗粒数的同时，需要保障较高的结实率，这也是‘松粳15获得高产的关键。本研究中产量与着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，这是超高产品种的重要特点，提高一、二次枝梗数和一、二次枝梗粒数都是提高穗粒数的有效途径。产量与穗长显著正相关，与一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗着粒密度正相关，与二次枝梗结实率负相关。枝梗数是受多基因控制的数量性状，存在基因型与环境间互作，因此提高每穗粒数应该主要通过选择枝梗数来实现。本研究中二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度等性状的变异系数大于一次枝梗相应性状的变异系数，可见在穗部性状中二次枝梗的影响较大，这与前人的研究结果一致。

穗粒数与穗数往往是一对矛盾的性状，本研究中穗数与全部穗部性状均呈负相关，这说明穗数与大穗之间确实存在矛盾，但穗数只与每穗颖花数、一次枝梗数以及二次枝梗粒数呈显著的负相关，与其他性状的负相关关系均不显著，这表明可能通过改善一、二次枝梗数协调穗数与穗粒数之间的矛盾。千粒重与一次枝梗着粒密度、二次枝梗结实率呈正相关外，与其他所有性状均呈负相关，因此增加千粒重可能是进一步提高水稻产量的重点。以往的研究指出穗长与结实率呈正相关，与穗粒数和着粒密度呈负相关，但本研究中穗长与每穗颖花数和着粒密度正相关，与其他穗部性状均呈正相关，这可能是由于‘松粳15虽然属于穗数型品种，但是穗长并不长，通过育种培育大穗仍是其获得高产的有效途径。

4结论

超级稻‘松粳15的穗长与每穗颖花数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，每穗颖花数与着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，着粒密度与一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数极显著正相关，每穗颖花数与穗长、着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，结实率与一次枝梗结实率显著相关。超级稻‘松粳15的产量与每穗颖花数（R²=0.9716）、着粒密度（R²=0.9134）、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗粒数极显著正相关，与穗长（R²=0.4782）显著正相关，通过增加穗长、每穗颖花数来培育大穗，增加一、二次枝梗数和一、二次枝梗粒数是提高产量的重要途径，同时还要注意提高一、二次枝梗着粒密度，控制结实率。通过量多元线性回归分析，每穗颖花数（t=3.048，P=0.028）、结实率（t=2.090，P=0.041）、着粒密度（t=-2.012，P=0.040）、一次枝梗粒数（t=1.535，P=0.185）和穗长（t=-1.223，P=0.048）的偏回归系数显著性检验结果均达到显著水平，对产量的影响大。