江苏农垦近3 a主栽水稻品种产量的稳定性

张正东，王飞，唐小洁，徐梦彬，周星，徐年龙，王升*

(1.江苏省农垦现代农业研究院，江苏 南京 210000；2.江苏省连云港市农垦农业科学研究所，江苏 连云港 222248；3.江苏省农垦现代农业研究院盐城农垦农业科学研究所，江苏 射阳 224314)

江苏农垦所属垦区是江苏省目前规模最大、现代化水平最高的农业类公司和商品粮生产基地，具有明显的规模、资源、技术、装备、管理与绿色产品优势，公司规模化经营的种植面积超过7.333万hm2，其中95%是稻麦两熟，因此，确保水稻产量在不同年份之间保持稳定水平显得尤为重要[1-7]。江苏垦区地处南北过渡地带，气候多变，灾害时有发生，且近年来发生频率呈加重趋势，严重影响水稻生产进程，导致不同水稻品种产量年份之间差异较大，直接制约垦区农业生产规模和经济效益[8]。针对垦区不同生态区开展水稻品种稳定性分析试验，有针对性的分析垦区各分公司的水稻品种选择和品种利用价值，为品种布局提供较为直观的理论依据，这对扩大垦区水稻种植规模，保证粮食生产安全、加速水稻品种选育和配套栽培技术的推广应用具有现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验选用江苏农垦近几年主栽的水稻品种，根据品种审定的种植区域，分2个试验点种植。盐城市南片盐城农垦农业科学研究所(新洋农科所)试验田种植的品种为武育粳3号(穗)、华粳5号、淮稻5号、武运粳27、盐粳15、盐粳16、苏垦118、南粳9108、华粳8号、泗稻785、金粳787、连粳10号，共计12个品种；连云港市农垦农业科学研究所(东辛农科所)试验田种植的品种为连粳7号、连粳11号、圣稻18、圣稻22、苏秀867、华粳5号、徐稻9号、临稻16，共计8个品种。

1.2 处理设计

田间试验于2016—2018年在新洋农科所和东辛农科所进行，试验地前茬作物均为小麦，土壤肥力中等，地势平坦，肥力中等偏上且均匀，茬口一致，排灌方便，无禽畜危害，无检疫性病虫草害[9]。

试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积为15 m2，周围设保护行，同品种延伸，行长不低于1 m，保护行与品种间空0.5 m，小区之间间隔30 cm。各试验组一律拉线定点人工栽插，以减小人为误差。行株距25 cm×12 cm，每hm2插33万穴左右，每穴3～4苗，基本苗不低于105万·hm-2，基本苗误差不超过15万·hm-2[10]。

播种前一律浸种处理，防止种传病害，选用机插塑料秧盘培育壮秧，秧龄控制在25～30 d。根据当地播栽期的具体情况，在规定播栽期范围内确定具体的播栽期[11]。

肥料运筹：基肥用尿素78 kg·hm-2+复合肥300 kg·hm-2，第1次分蘖肥施尿素135 kg·hm-2，第2次分蘖肥施尿素150 kg·hm-2，平衡肥施用复合肥150 kg·hm-2，促花肥施用尿素135 kg·hm-2，保花肥施用尿素90 kg·hm-2，总纯N量345 kg·hm-2[12]。

1.3 测定项目

栽后15 d跟踪调查茎蘖动态，每7 d调查1次，连续查10穴，每个处理调查3个点，折合成单位面积茎蘖数。

成熟期于每个小区调查50穴有效穗数，根据平均水平，取样5穴，调查其株高、穗长、(每穗)实粒数等农艺性状，调查小区产量构成。

各小区机械全区收获后，晒至水分低于16%，称量后折合单位面积产量，取样测定千粒重。

1.4 数据处理

采用Excel 2003、SPSS 10.0、DPS 7.05软件进行数据分析与作图，采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性检验(P=0.05)。

2 结果与分析

2.1 东辛点水稻产量与产量构成因素变化

从图1可以看出，东辛点有效穗总体表现2018年>2017年>2016年，3 a有效穗均较足。一方面是东辛点开始走产量高群体路线；另一方面，2018年东辛点降雨充沛，光照和温度都利于水稻分蘖成穗。其中，苏秀876、连粳7号有效穗3 a均保持在较高水平；徐稻9号、临稻16、圣稻22的有效穗3 a变幅较大；华粳5号有效穗较为稳定，受气候影响较小。

图1 2016—2018年东辛点试验区产量与产量构成因素变化

东辛点各品种每穗实粒数总体表现为2016年>2017年>2018年，这与有效穗的变化趋势相反，推测水稻有效穗增加，致使穗型减小，小穗增多，导致实粒数减少。其中连粳7号、徐稻9号、临稻16、苏秀867降幅较大，圣稻18、圣稻22每穗实粒数变化趋势与有效穗整体趋势一致；圣稻18 3 a每穗实粒数均保持在较高水平且变幅较小；圣稻22变幅较小，但每穗实粒数较少。

近3 a东辛点各品种千粒重表现与每穗实粒数一致，总体表现为2016年>2017年>2018年，可能近3 a有效穗的增加导致小穗增多，千粒重降低，所以千粒重变化趋势与每穗实粒数变化趋势保持一致。增加有效穗对多穗型品种影响较小，对重穗型品种影响较大。其中圣稻18、圣稻22的千粒重变幅较小，苏秀867的千粒重变幅较大。临稻16 3 a千粒重最高，且变幅较小；其次是苏秀867、连粳11，千粒重较高；徐稻9号千粒重最低。

东辛点3 a小区产量总体上2016年>2018年>2017年，年度间产量变异系数最小的是徐稻9号，其次为圣稻22和苏秀867，产量变异系数最大的是圣稻18。2016年华粳5号产量最高，为10.76 t·hm-2。2017年苏秀867产量最高，为10.02 t·hm-2。2018年圣稻18产量最高，为10.06 t·hm-2。综合产量构成因素3 a产量苏秀867与华粳5号较高，徐稻9号、圣稻18、圣稻22产量相对较低。3 a平均产量排名前3的品种为华粳5号、苏秀867、连粳7号。

2.2 新洋点水稻产量与产量构成因素变化

图2新洋点有效穗变化情况显示，新洋点各品种有效穗2017年较2016年增加，2018年又有所下降，总体表现为2017年>2016年>2018年，可能是2018年水稻分蘖期连续阴雨，植株发棵慢、分蘖弱，群体不足。武运粳3号、淮稻5号、金粳787有效穗变幅较大，武运粳27、华粳8号、南粳9108有效穗变幅较小。连粳10号有效穗最少，武运粳3号有效穗最多。

图2 2016—2018年新洋点试验区产量及产量构成因素变化

新洋点各品种每穗实粒数总体表现为2018年>2017年>2016年，分析认为，2018年有效穗的减少，致使品种穗型变大，每穗实粒数增加。其中金粳787、连粳10号3 a实粒数最高，但变幅较大，盐粳16、苏垦118、淮稻5号3 a每穗实粒数变化较为平稳。

新洋点各品种千粒重总体表现为2016年>2017年>2018年，这与有效穗增加趋势不一致，有效穗增加，对品种穗型的变化存在负效应。2018年有效穗最少，千粒重也最小，2018年有效穗的减少会导致大穗增多，每穗实粒数增加，但由于9月阴天低温寡照，品种灌浆受到影响，结实率不高，导致千粒重下降，部分品种降幅明显。其中盐粳16、武运粳27、金粳787变幅较大，泗稻785、武运粳3号、华粳5号千粒重保持较高水平且变幅较小，相对于剩余品种千粒重稳定性较好。

新洋小区产量总体呈现2016年>2017年>2018年，年度间产量变异系数最小的是武育粳3号，其次为苏垦118和南粳9108，产量变异系数最大的盐粳15，其次是淮稻5号和盐粳16。2016年产量最高的是连粳10号，为11.98 t·hm-2。2017年产量最高的是华粳8号，为11.35 t·hm-2。2018年产量最高的为华粳8号，为11.15 t·hm-2。3 a平均产量排名前3的品种为连粳10号、金粳787、南粳9108。

2.3 产量与产量要素相关分析

对产量和产量结构进行偏相关分析，由表1可以看出，新洋点试验区实际产量与有效穗、每穗实粒数、千粒重的相关系数分别为0.393**、-0.270、0.351*，有效穗与每穗实际产量呈极显著正相关，千粒重与每穗实际产量呈显著正相关，有效穗与实粒数呈极显著负相关，千粒重与实粒数呈显著负相关，有效穗与千粒重呈负相关。表明，新洋点不同年份水稻产量的差异主要取决于有效穗与千粒重，但增加有效穗的基础上会限制每穗实粒数的增加，实粒数下降的同时千粒重下降，这与前人研究不同[13]。这与近年新洋点在水稻灌浆期寡照多雨，不利于水稻灌浆结实有关。现有高群体高产稳产栽培模式必须协调好产量构成三要素，可适当下调有效穗基数，获得较高每穗实粒数，确保后期更多籽粒结实灌浆，从而实现高产[14-15]。

表1 产量与产量结构的偏相关分析

由表1可知，东辛点试验区实际产量与有效穗、每穗实粒数、千粒重的偏相关系数分别为0.165、0.328*、0.221，每穗实粒数与产量呈显著正相关，有效穗与每穗实粒数呈极显著负相关，有效穗与千粒重呈显著负相关，每穗实粒数与千粒重呈负相关但差异不显著。东辛点不同年份水稻产量的差异主要取决于每穗实粒数，每穗实粒数受有效穗的制约，千粒重的增加也受有效穗的限制。

2.4 利用AMMI模型分析水稻品种稳定性

由表2新洋点产量与产量结构AMMI模型方差分析可以看出，新洋点有效穗、千粒重品种间效应差异达到极显著水平，试验产量品种间差异达到显著水平；千粒重与试验产量年份间效应差异达极显著水平，有效穗年份间差异达显著水平；有效穗、千粒重、每穗实粒数与品种、年份互作的效应差异不显著。AMMI模型显示有效穗、试验产量差异达到显著水平。

表2 新洋点产量与产量结构AMMI模型的方差分析

由表3东辛点产量与产量结构AMMI模型方差分析结果可以看到，东辛点千粒重品种间效应差异达极显著水平，试验产量与品种间效应差异达显著水平，有效穗、每穗实粒数品种间差异不显著；试验产量年份间效应差异达极显著水平，千粒重年份间效应差异达显著水平，有效穗、每穗实粒数年份间效应差异不显著；有效穗、千粒重、每穗实粒数、试验产量与品种、年份互作间效应均差异不显著。AMMI模型显示试验产量差异达到显著水平。

在AMMI模型中，若品种主成分交互作用(interaction principal component axes, IPCA)的绝对值越大，说明该品种的互作效应普遍大，则该品种越不稳定。在第一主成分交互作用(IPCA1)的平方和(sum of squares, SS)比较大的情况下，可根据IPCA1来评价品种的稳定性[16-17]。从图3新洋点、东辛点实收产量AMMI双标图可以看到，品种产量沿x轴依次由低到高排布，品种稳定性以y轴IPCA1值绝对值大小排布，绝对值越小品种越稳定。新洋点品种产量3 a均保持在较高水平，以南粳9108、淮稻5号、武运粳3号实收产量稳定性最好，其次为武运粳27、泗稻785、盐粳16、华粳5号，盐粳15、连粳10号稳定性较差。东辛点品种产量3 a稳定性差异较大，其中连粳11号、徐稻9号、临稻16、连粳7号、华粳5号品种稳定性最好，圣稻18、苏秀867品种3 a实收产量稳定性较差。

表3 东辛点产量及产量结构AMMI模型的方差分析

图3 新洋点、东辛点产量的AMMI双标模型

3 小结与讨论

新洋点盐城南片地区有效穗是受不同年份气候影响最大的因子，且不同品种间差异显著，其次是千粒重。目前的新洋点水稻栽培体系一直延续高群体高有效穗技术路线，针对不同的播期、不同的气候条件，均能保证水稻有更多分蘖成穗，所以新洋点不同年份水稻有效穗变化差异小[1]。根据相关性分析结果，新洋点有效穗与实际产量呈极显著正相关，千粒重与实际产量呈显著正相关，有效穗与实粒数呈极显著负相关，千粒重与实粒数呈显著负相关。年度间产量变异系数最小的是武育粳3号，其次为苏垦118和南粳9108，产量变异系数最大的为盐粳15；武运粳27、华粳8号、南粳9108有效穗变幅较小，连粳10号有效穗最少，武运粳3号3 a有效穗最多；盐粳16、苏垦118、淮稻5号实粒数变化较为平稳；泗稻785、武运粳3号、华粳5号千粒重都保持较高水平且变幅较小。

盐城南片地区适期栽插的情况下，从6月初栽插至10月水稻成熟，此期间气候多变，初期分蘖拔节期易遇上大风大雨，气候急剧上升，影响分蘖成穗；中期开花结实期易遇高温和干旱，影响颖花量；后期水稻灌浆期，多低温寡照与干旱发生，导致水稻籽粒灌浆结实受阻，千粒重变化较大，对产量造成严重影响[18]。2018年6月中下旬，降雨量为163.8 mm，比历年多65.9 mm；日照时数77.6 h，比历年减少24.2 h。7月中旬，平均气温28.9 ℃，比历年高2.0 ℃；降水量为0 mm，比历年减少87 mm；日照时数为93.5 h，比历年增加42.8 h。8月中下旬，平均气温27.8 ℃，比历年高1.8 ℃；降水量为116.4 mm，比历年减少12 mm；日照时数为106.9 h，比历年减少7.2 h。9—10月，平均气温19.5 ℃，比历年下降0.4 ℃；降水量为140.7 mm，比历年减少18.9 mm；具体对水稻的影响表现为：分蘖期，连续阴雨，植株发棵慢，分蘖弱，群体不足；搁田时，温度高，降水少，日照充足，小分蘖快速消亡；减数分裂期，温度偏高，花药发育不良，颖花量不足，每穗实粒数减少；灌浆结实期，气温低，降水少，籽粒灌浆受影响。2018年水稻产量也达到了近年来的最低水平。生产上在保证生产水平的同时，建议选用穗型、千粒重相对稳定的品种。综合试验结果来看，稳定性好、产量水平高的水稻品种淮稻5号、华粳8号、盐粳16、南粳9108，以及华粳5号、苏垦118较为适宜当地种植。

影响东辛点连云港地区水稻产量的最大因素是每穗实粒数，有效穗与每穗实粒数呈极显著负相关，有效穗与千粒重呈显著负相关，产量要素年份之间差异达到极显著水平。苏秀867与华粳5号产量较高，徐稻9号、圣稻18、圣稻22产量相对较低，平均产量排名前3的品种为华粳5号、苏秀867、连粳7号；苏秀876、连粳7号有效穗3 a均保持在较高水平，徐稻9号、临稻16、圣稻22有效穗变幅较大，华粳5号有效穗较为稳定，受气候影响较小。每穗实粒数年度间变异较小，但对不同穗型影响不同，致使不同穗型产量变化规律不一致。分析认为，东辛点逐步增加群体以获得增加产量的技术路线，对部分多穗型品种影响较小，即东新点形成的有效穗没有达到多穗型品种高产栽培要求的有效穗；对重穗型品种影响较大，在产量构成因素上，增加有效穗可能导致重穗型品种穗型变小，实粒数降低；千粒重变化趋势与每穗实粒数变化趋势保持一致，其中圣稻18、圣稻22变幅较小，苏秀867变幅较大。临稻16千粒重最高，且变幅较小，其次是苏秀867、连粳11千粒重较高，徐稻9号千粒重较低。生产上需要选用灌浆能力较强、能够抵抗后期不利气候条件的水稻品种，根据适宜播期，确定合适的种植密度，建立合理的群体结构，进一步提高每穗实粒数，加强后期管理，减轻水稻灌浆期间不良天气的影响，兼顾有效穗和每穗实粒数的增加，最终达到提高产量的目的[19]。综合试验结果来看，稳定性好、产量水平高的华粳5号、临稻16、苏秀867、连粳7号适宜当地种植。