北方杂交粳稻产量结构和穗部性状的特征分析

北方杂交粳稻产量结构和穗部性状的特征分析
房闵;唐亮;潘宇婷;吴天华;徐正进
【摘要】以20份产量差异显著的杂交粳稻组合为试材,分析高产杂交粳稻的产量结构和穗部性状特征.结果表明:高产的杂交粳稻组合产量结构优势主要表现在有效穗数多、结实率高、生物产量大;穗部性状优势主要表现在一次枝梗粒数多上.穗数与二次枝梗结实率呈显著正相关;穗粒数与一次枝梗粒数呈显著正相关;结实率与二次枝梗数、二次枝梗粒数呈显著正相关;生物产量与一次枝梗结实率、二次枝梗结实率,二次枝梗粒数呈显著正相关;在保证一定穗粒数、生物量大的同时提高有效穗数、结实率、经济系数,有利于促进北方高产杂交粳稻的形成.
【期刊名称】《北方水稻》
【年(卷),期】2011(041)003
【总页数】4页(P5-7,11)
【关键词】杂交粳稻;产量结构;穗部性状
【作者】房闵;唐亮;潘宇婷;吴天华;徐正进
【作者单位】沈阳农业大学水稻研究所,沈阳,110866;沈阳农业大学水稻研究所,沈阳,110866;沈阳农业大学水稻研究所,沈阳,110866;沈阳农业大学水稻研究所,沈阳,110866;沈阳农业大学水稻研究所,沈阳,110866
【正文语种】中文
【中图分类】S511.3
水稻是我国第一大粮食作物，随着人口迅速增长，耕地面积锐减，提高粮食单产已成为解决粮食生产问题的关键。

因此最大限度的挖掘作物产量潜力一直是农业生产上的研究重点。

近年来常规粳稻育种理论逐渐完善，育成了一批超级粳稻品种［1］，对缓解粮食安全生产问题起了积极的作用。

而杂交粳稻发展却十分缓慢［2］。

有学者认为杂交粳稻的种植面积由3%提升到30%，年增稻谷可达30亿kg［2］杂交粳稻较常规粳稻有更大的增产潜力［3］。

而实践生产中杂交粳稻的种植面积较常规粳稻却相对落后，说明杂交粳稻在产量构成和穗部性状方面存在一些问题，有待进一步改良。

近年来关于高产常规粳稻的产量结构、穗部性状特征已有一些研究［4－5］，但关于北方杂交粳稻产量结构、穗部性状方面的研究却相对缓慢。

本文以产量差异显著的20份杂交粳稻组合为研究材料，对不同产量水平的杂交粳稻产量结构、穗部性状进行了分析研究，以期为北方杂交粳稻的育种理论提供一定的参考依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料
以杂交粳稻骨干C418为恢复系，与农艺性状好、株型理想、配合力强的不育系99A杂交，从组配出的杂交组合中选出产量水平差异显著的20份杂交粳稻组合为试材。

根据产量大小将这20份试验材料划分为四组，产量划分标准如下：超高产（产量＞10.5 t/hm2）、高产（产量 8.5～10.0 t/hm2）、中产（7.0～8.0
t/hm2）、低产（5.5～6.5 t/hm2）。

1.2 试验方法
试验于2009在沈阳农业大学水稻研究所试验田进行。

田块肥力条件基本一致。

田间试验设计为随机区组，每份材料种植 5 行，每行 20 株，株行距13.3 cm×30.0 cm，2次重复，每穴1苗。

4月15日播种，5月26日插秧，10月10日收获。

其他各时期水分及肥料管理同大田。

成熟期收获前调查每小区中间3行的10株分蘖，按每小区的平均分蘖数，在中间3行选取有代表性的植株3株，调查穗数、生物产量、经济系数等。

同时，在中间3行选取与平均分蘖数相近的3穴所有穗进行室内考种，风干后测量穗长，穗粒数，结实率，千粒重，产量，一次枝梗数，二次枝梗数，一次枝梗粒数，二次枝梗粒数，一次枝梗结实率，二次枝梗结实率，一次枝梗千粒重和二次枝梗千粒重等。

收获后自然风干，脱粒测定小区产量。

2 结果与分析
2.1 杂交粳稻不同产量水平产量结构特征
对20份产量差异显著的杂交粳稻组合进行产量结构差异性分析（表1），结果表
明超高产和高产杂交粳稻组合穗数和结实率极显著高于中低产组合；超高产组合穗粒数显著高于其它三组，说明高产的杂交粳稻具有大穗的特征，且产量形成的关键是结实率。

不同产量水平的穗粒数和千粒重方面差异均未达到显著水平，但超高产和高产的穗粒数和千粒重明显要大于中低产组合。

因此超高产或高产杂交粳稻组合产量结构优势主要表现在穗数和结实率上。

表1 杂交粳稻不同产量水平产量结构特征注：同列中大小写字母不同分别表示
0.01和0.05显著水平。

产量穗数穗粒数结实率千粒重超高产11.15±0.61a A 456.67±55.25a A 167.40±8.00a A 0.81±0.03a A 23.54±2.80a A高产
9.40±0.56bB 402.50±23.86bAB 142.24±11.79bB 0.71±0.07bB 22.82±1.07ab A中产7.34±0.11cC 330.00±25.58cBC 140.88±11.58bB 0.71±0.02bB
21.64±1.11abA低产6.11±0.28dD 307.50±44.72cC 132.52±8.83bB
0.61±0.07cC 20.89±1.67bA
2.2 杂交粳稻不同产量水平穗部性状特征
对20份杂交粳稻组合进行穗部性状、生物产量、经济系数差异性分析（表2，表
3），结果表明（表3）超高产和高产杂交粳稻组合的一次枝梗粒数极显著高于中
低产组合；超高产和高产组合的穗长显著高于其它三组；低产组合的一次枝梗结实率显著低于其它三组。

说明超高产或高产杂交粳稻组合的主要穗部性状优势表现在一次枝梗粒数上，同时提高穗长和一次枝梗结实率也有利于提高产量。

从表3中可以看出，超高产和高产杂交粳稻组合的生物产量极显著高于中低产组合；二次枝梗数、二次枝梗粒数等其它穗部性状在不同产量水平差异性未达到显著，但四组中超高产的二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率、经济系数显著高于其它三组。

因此，高产杂交粳稻组合的优势在生物量上，同时提高二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率、经济系数也有利于提高产量。

表2 杂交粳稻不同产量水平穗部性状注：同列中大小写字母不同分别表示0.01和0.05显著水平。

穗长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超高产19.34±0.74aA 8.38±1.04aA 12.92±0.91aA 67.00±9.22aA
0.91±0.06aA 25.42±3.67aA高产18.3±0.86abA 7.84±0.40aA 12.84±0.46aA 58.12±7.67abA 0.87±0.10aA 24.54±1.89aA中产18.01±1.00bA 7.77±0.71aA 12.84±0.78aA 55.20±6.06bA 0.86±0.06aA 23.56±0.79aA低产17.78±0.82bA 7.48±0.82aA 12.28±0.81aA 54.92±4.95bA 0.65±0.12bB 22.75±3.06aA
表3 杂交粳稻不同产量水平穗部性注：同列中大小写字母不同分别表示0.01和
0.05显著水平。

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生物
产量经济系数超高产38.92±6.13aA 108.84±16.57aA 0.75±0.08aA
21.75±2.29aA 21.46±1.52a A 0.52±0.03a A高产32.92±4.34bAB
87.32±12.92bAB 0.61±0.07bB 21.28±1.50aA 19.80±0.90bA 0.48±0.03bAB
中产32.32±2.86bAB 85.68±13.55bAB 0.60±0.03bB 19.78±1.97aA
15.58±0.89cB 0.47±0.03bAB低产30.12±2.42bB 74.40±8.93bB 0.58±0.06bB 19.59±1.89aA 13.61±1.01dB 0.45±0.03bB
2.3 杂交粳稻产量与产量结构相关性
表4 杂交粳稻产量和产量结构相关性注：*和**分别表示达到0.05和0.01显著水平。

产量穗数穗粒数结实率千粒重生物产量产量穗数 0.887**穗粒数 0.760** 0.653**结实率 0.813** 0.629** 0.704**千粒重 -0.242 -0.277 -0.419 -0.347生物产量 0.954** 0.919** 0.699** 0.718** -0.238经济系数 0.688** 0.418 0.560* 0.707** -0.154 0.443
对20份产量差异显著的杂交粳稻组合产量与产量结构进行相关性分析（表4），除千粒重外，其它的产量构成因子均与产量呈极显著正相关。

穗数与穗粒数、结实率、生物产量均呈极显著正相关。

穗粒数与结实率、生物产量呈极显著正相关；与经济系数呈显著正相关。

结实率与生物产量、经济系数呈极显著正相关。

进一步说明杂交粳稻产量形成的关键是穗数、结实率、生物产量。

在产量结构比较分析中，产量与穗数和结实率的关系（图1、图2）如表4所示，穗数、结实率与产量均呈极显著正相关，产量与穗数的相关系数比与结实率的相关系数大，说明在产量结构中增加杂交粳稻组合的穗数对杂交粳稻产量的提高更为重要，因此在杂交粳稻组合中增加有效穗数是形成高产的重要因素。

比较产量与生物产量和经济系数的关系（图3、图4），如图所示生物产量与经济系数与产量都呈极显著正相关，但生物产量与产量的相关系数更大，说明增加生物产量更
图1 产量与穗数关系
图2 产量与结实率关系
图3 产量与生物产量关系
图4 产量与经济系数关系
2.4 杂交粳稻产量结构与穗部性状相关性
杂交粳稻组合产量及产量结构与穗型性状相关性如表5所示，产量与穗长、二次
枝梗数、二次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率呈极显著正相关。

穗数与二次枝梗粒数、二次枝梗结实率呈显著或极显著正相关。

穗粒数与穗长、着粒密度、二次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率呈显著或极显著正相关。

结实率与穗长、二次枝梗数、二次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率呈显著正相关。

千粒重与着粒密度、一次枝梗粒数呈显著负相关；与一次枝梗千粒重、二次枝梗千粒重呈显著正相关。

生物产量与穗长、二次枝梗数、二次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率呈极显著或显著正相关。

经济系数与穗长、二次枝梗数、二次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率呈极显著或显著正相关。

齐穗期与一次枝梗结实率呈显著负相关。

因此在穗部性状方面，增加一、二次枝梗粒数、二次枝梗数、二次枝梗结实率有利于杂交粳稻组合产量的形成。

表5 杂交粳稻产量和产量结构与穗部性状相关性注：*和**分别表示达到0.05和0.01显著水平。

产量穗数穗粒数结实率千粒重生物产量经济系数株高齐穗期穗长 0.579** 0.440 0.470* 0.527* -0.005 0.473* 0.601** -0.195 -0.004着粒密度 0.374 0.404 0.735** 0.359 -0.466* 0.410 0.115 0.284 -0.412一次枝梗数0.259 0.115 0.152 0.254 0.061 0.249 0.187 0.217 -0.023二次枝梗数 0.581** 0.355 0.661** 0.531* 0.072 0.490* 0.531* 0.279 -0.081一次枝梗粒数 0.415 0.351 0.551* 0.389 -0.492* 0.354 0.327 0.020 -0.182二次枝梗粒数 0.699** 0.537* 0.825** 0.633** -0.155 0.609** 0.598** 0.276 -0.182一次枝梗结实率0.636** 0.409 0.541* 0.851** -0.308 0.587** 0.541* 0.191 -0.550*二次枝梗结实率 0.728** 0.656** 0.666** 0.802** -0.190 0.611** 0.666** 0.024 -0.366一次枝梗千粒重 -0.172 -0.126 -0.394 -0.321 0.899** -0.186 -0.073 0.034 -0.008二次枝梗千粒重 -0.174 -0.288 -0.212 -0.234 0.836** -0.165 -0.137 0.144 0.098
3 讨论
在产量结构上，程在全等［6］人研究认为水稻要想达到高产要在有效穗数、穗粒数、千粒重和干物质积累总量方面都要有优势。

陈玉虎［7］认为杂交稻要想获得高产就要保证在大穗的基础上，要有较多的穗数并要适当提高粒重。

陈温福［8］认为北方常规粳稻强调培养大穗，巩固生物产量大的前提下提高经济系数。

张宏根［9］等认为结实率低一直是制约杂交粳稻产量优势得不到发挥的主要因素。

本研究通过对不同产量水平杂交粳稻组合的产量结构进行研究得出，超高产和高产的杂交粳稻组合产量结构优势主要表现在穗数、结实率上，同时超高产的穗粒数显著高于其它三组。

说明北方杂交粳稻的产量优势主要表现在保证大穗的前提下提高结实率。

在穗部性状上，安东文等人［10］认为提高一次枝梗粒数是高产的前提。

刘军［11］研究认为要实现水稻高产，要提高二次枝梗结实率。

李杰等［12］认为增加二次枝梗总粒数，提高一次枝梗结实率从而增加每穗总粒数、提高结实率是水稻高产的保证。

陈温福等［8］研究发现二次枝梗粒数和结实率是影响产量的决定性因素。

徐正进［13］研究认为要通过提高二次枝梗粒数来提高每穗粒数进而来提高产量。

本研究结果表明，超高产与高产组合在穗部性状上是一次枝梗粒数显著高于中低产组合。

提高杂交粳稻的穗部性状二次枝梗数、二次枝梗粒数、二次枝梗结实率、有利于提高杂交粳稻的产量。

在干物质生产方面，王铮［14］等认为提高水稻的生物产量是形成高产的关键。

翟虎渠［15］认为提高水稻产量的关键是提高生物产量。

本研究认为增加二次枝梗数、二次枝梗粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率，有利于提高生物产量和经济系数，而生物产量高正是超高产和高产显著强于中低产组合的优势所在。

因此具有生物量大、一次枝梗粒数多特征的杂交粳稻组合易于形成高产。

4 结论
从产量结构来看，提高杂交粳稻的结实率、生物产量和经济系数是形成高产的关键。

从穗部性状来看，具有较多二次枝梗数和二次枝梗粒数、二次枝梗结实率高特征的杂交粳稻有利于形成高产；因此，在保证一定穗粒数、生物量大的同时提高有效穗数、结实率、经济系数是北方杂交粳稻高产的主攻方向。

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