近年来黑龙江省水稻品种产量构成因子及聚类分析

近年来黑龙江省水稻品种产量构成因子及聚类分析
程芳艳;李春光;孙翊轩;刘永巍;刘文志;王继亮
【摘要】对近年来84份省审水稻材料进行品种比较试验,产量相关性状偏相关分析表明,第一、三积温带品种穗数和结实率在产量中发挥作用较大,第二积温带品种穗数、穗粒数、结实率、千粒重相对协调,而第四积温带品种穗数和千粒重在产量构成中占比较大.依据产量相关性状聚类分析将试材划分为三大类,其中第Ⅰ大类又划分为4个小类,四个积温带的大部分香稻、糯稻、软米品种聚为①、④小类;②类主要包括龙稻品种、松粳品种;③类主要包括部分龙粳、龙庆和东富系列品种.Ⅱ类主要包括4个香稻和部分龙粳系列品种.Ⅲ类主要包括松粳系列、龙稻系列和绥稻系列品种等.总之同一育种单位育成的品种比较容易聚为类.Ⅰ类品种属于穗重型品种,Ⅱ类品种属于中间型品种,Ⅲ类品种属于穗数型品种.
【期刊名称】《北方水稻》
【年(卷),期】2018(048)006
【总页数】5页(P1-5)
【关键词】水稻;产量因子;聚类分析
【作者】程芳艳;李春光;孙翊轩;刘永巍;刘文志;王继亮
【作者单位】黑龙江省农垦科学院水稻研究所,黑龙江佳木斯 154007;黑龙江省农垦科学院水稻研究所,黑龙江佳木斯 154007;黑龙江省农垦科学院水稻研究所,黑龙江佳木斯 154007;黑龙江省农垦科学院水稻研究所,黑龙江佳木斯 154007;黑龙江省农垦科学院水稻研究所,黑龙江佳木斯 154007;黑龙江省农垦科学院作物开发研究所,黑龙江佳木斯 154007
【正文语种】中文
【中图分类】S511.033
近年来，黑龙江省连续十几年粮食大增收，其中品种的改良在粮食增产中的贡献非常大。

黑龙江省气候比较特殊，共分为6个积温带。

积温带间以活动积温为划分界限。

其中前4个积温带均有水稻栽培。

随着生物技术和育种新技术的采用，黑龙江省的水稻育种也得到了很大发展。

为了全面了解黑龙江省2010年～2014年审定品种的特征特性，以确定黑龙江省不同积温带水稻最佳株型，对这5年来水稻品种产量构成因子进行分析，并依据产量相关性状对84份品种进行聚类分析，了解不同积温带产量构成以及育种发展方向，为农民选择品种以及育种方向提供依据。

1 材料与方法
收集2010年～2014年间黑龙江省审定的水稻品种共84个（表1）。

第一至第四积温带试验地点分别位于黑龙江省农垦科学院闫家岗试验基地（哈尔滨市）、八五七农场示范园区（密山市）、一戎水稻农业科技园区（佳木斯市）、前锋农场水稻示范区（抚原县），塑料大棚育苗，人工插秧，每个品种 10 行，行长 20 m，行穴距30.0 cm×13.3 cm，3～4 苗／穴，小区面积 26.6 m2。

随机区组设计，按照“寒地水稻三化一管”生产模式进行秧田和本田田间管理，但不进行冷害和病害防治。

每个品种行末每隔50 cm插植诱发稻瘟病发病品种。

整个生育期调查苗瘟、叶瘟、穗颈瘟。

成熟期调查株高、穗长、平方米穗数、每穗粒数、结实率、千粒重，并进行米质分析，包括糙米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、胶稠度、直链淀粉含量等。

小区去掉边行后实收15 m2测定实际产量，最后折合公顷产量。

2 结果与分析
2.1 不同积温带水稻产量相关因子与产量的简单相关分析
每个积温带的水稻品种与产量相关性状的相关性是不同的，从相关分析结果来看（相关分析表略），每个积温带与产量正相关的性状有平方米穗数，对产量的影响最大，其次是每穗粒数、千粒重、结实率。

其它性状，株高呈不显著正相关，而穗长都是呈负相关。

但每个积温带的选择重点是不同的，第一积温带重点培育分蘖性较高、结实率较好的品种；第二积温带重点培育较高结实率、中等株高、分蘖性较好的品种；第三积温带重点选育穗粒数、平方米穗数、千粒重、结实率等综合性状表现良好的品种；第四积温带重点选育每穗粒数、平方米穗数、千粒重表现较高的品种。

而株高和穗长并不是影响产量的主要因素，并且在每个积温带穗长与产量之间都呈负相关，所以我们在品种选育的过程中杜绝以偏概全，一味的选择大穗型品种，从而影响整体产量。

2.2 各积温带产量相关性状的偏相关分析
把通过简单相关分析得出的与产量（y）密切相关的平方米穗数（x1）、每穗粒数（x2）、结实率（x3）、千粒重（x4）等 4 个产量因子在每个积温带进行偏相关分析。

从表2可以看出，适合第一积温带的品种要想获得较高的产量必须提高平方米穗数和结实率，穗粒数和千粒重只要保持在一定的范围内就行；第二积温带的品种要想获得高产重点提高平方米穗数和结实率，与穗粒数和千粒重的偏相关系数较低；第三积温带的品种同第一积温带；第四积温带的品种要想获得较高的产量重点提高平方米穗数和千粒重，与穗粒数及结实率反而成负相关。

2.3 各积温带产量相关性状的线型回归分析
第一积温带线型回归方程为 y=0.441x1-0.318x2+0.153x3-0.189x4
第二积温带线型回归方程为 y=0.334x1+0.091x2+0.393x3+0.019x4
第三积温带线型回归方程为 y=0.420x1-0.242x2+0.215x3-0.245x4
第四积温带线型回归方程为 y=0.694x1-0.057x2-0.221x3+0.438x4
从上述回归方程我们也同样得出了不同积温带的产量构成因子在产量的形成过程中发挥的作用是不同的。

第一积温带的品种主要抓平方米穗数和结实率；第二积温带的品种主要抓平方米穗数、穗粒数、结实率、千粒重均衡发挥作用；第三积温带品种主要抓平方米穗数和结实率；第四积温带品种主要抓平方米穗数和千粒重。

2.4 供试品种产量相关性状聚类分析
采用 SPSS18.0中系统聚类法中 Ward联接，距离采用平方Euclidean对产量相
关性状进行聚类，聚类结果见图1、表3。

从该图中可以看出，在数值为10时供
试材料被划分为三大类，其中第Ⅰ大类又划分为4个小类。

编号同表1。

从总体分类结果来看，四个积温带的大部分香稻、糯稻、软米品种聚为①、④小类；②类主要包括龙稻品种、松粳品种；③类主要包括部分龙粳、龙庆、东富系列品种。

Ⅱ类有13个品种，有4个香稻：苗香粳1号（香稻）、松粳香 2 号（香稻）、金禾 1 号（香稻）、苗稻1号（香糯稻）；另外9个品种为松粳 19、育龙 2号、中龙粳3号、龙粳 30、龙粳 31、龙粳 32、龙粳35、龙粳36、莲稻1号。

Ⅲ类主要包
括松粳系列、龙稻系列、绥稻系列品种等。

总之同一育种单位育成的品种比较容易聚类一类。

从三大类的产量性状平均值看，Ⅰ类品种属于穗重型品种，Ⅱ类品种属于中间型品种，Ⅲ类品种属于穗数型品种。

表1 2010年～2014年黑龙江省省审水稻品种一览表编号审定时间品种名称编
号审定时间品种名称1 2010 龙香稻2号（香稻） 43 2013 育龙2号2 2010 苗香粳1号（香稻） 44 2013 中龙粳1号3 2010 龙洋1号 45 2013 东富101（糯稻）4 2010 龙稻11 46 2013 金禾1号（香稻）5 2010 牡丹江31 47 2013 苗稻1号（香糯稻）6 2010 龙稻10 48 2013 中龙粳3号7 2011 松粳香2号（香稻）49 2012 龙粳33 8 2011 松粳15 50 2012 龙粳34 9 2011 松粳14 51 2012 绥
稻1号10 2012 松粳16 52 2012 龙粳38（软米）11 2012 利元5号 53 2012
中龙香粳1号（香稻）12 2012 绿珠1号 54 2011 龙粳30 13 2012 龙稻13 55
2011 龙稻12（软米）14 2012 龙稻14 56 2010 绥粳13 15 2013 松粳17 57 2010 北稻5 16 2013 绿珠2号 58 2010 龙庆稻1号17 2013 中龙粳2号 59 2010 龙联1号18 2013 松粳18 60 2010 松粳13 19 2013 松粳19 61 2014 龙粳43 20 2013 龙稻15（糯稻） 62 2014 龙桦1号21 2014 东富102 63 2014
龙庆稻4号22 2014 松粳20 64 2014 龙粳44(糯稻）23 2014 龙稻19 65 2014 绥粳15（香稻）24 2014 龙稻17 66 2013 龙粳39 25 2014 龙稻18 67 2013
龙粳40 26 2014 哈粳稻1号 68 2013 龙粳41 27 2014 绿珠3号（香稻） 69 2013 龙庆稻3号28 2014 哈粳稻2（香稻） 70 2012 龙粳35 29 2014 东富
103 71 2012 龙粳36 30 2014 绥粳17 72 2011 龙粳31 31 2014 龙粳42 73 2011 莲稻1号32 2014 绥粳16 74 2011 龙粳32 33 2014 兴盛1号 75 2010
龙粳29 34 2014 苗稻2号（香稻） 76 2010 龙盾107 35 2014 金禾2号（香稻）77 2010 龙粳香1号（香稻）36 2014 绥稻3号（香稻） 78 2010 稼禾1号（香稻）37 2014 绥粳18（香稻） 79 2014 明科1号38 2014 北稻6（香稻） 80 2014 绥稻4号（香稻）39 2013 牡丹江32 81 2012 育龙1号40 2013 绥粳14 82 2012 龙粳37 41 2013 绥稻2号 83 2011 龙庆稻2号42 2013 牡响1号 84 2010 莲惠1号
表2 各积温带产量构成因素与产量的偏相关系数内容第一积温带第二积温带第
三积温带第四积温带平方米穗数（y，x1） 0.484 0.344 0.434 0.848穗粒数（y，x2） -0.362 0.101 -0.266 -0.121结实率（y，x3） 0.187 0.405 0.244 -0.449
千粒重（y，x4） -0.227 0.021 -0.289 0.692
图1 供试品种产量相关性状系统聚类
表3 供试材料产量相关性状聚类结果类别品种编号21、34、35、36、37、38、52、53、56、57、59、60、64、65、75、76②22、23、24、25、26、30、32、33、63③20、29、31、45、49、50、51、58、68、69④27、28、55、61、62、
77、78、84Ⅱ2、7、19、43、46、47、48、54、70、71、72、73、
74Ⅲ①Ⅰ1、3、4、5、6、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、39、40、41、42、44、66、67、79、80、81、82、83
3 讨论
黑龙江省水稻生育期短，灌浆后期降温快，协调穗粒数、着粒密度与结实性的矛盾是实现高产优质的关键[1]。

穗部性状是株型的最重要组成部分，前人研究表明紧穗型和直立穗型的品种着粒密度比较大[2-4]，各地水稻超高产研究的结果，多为适当减少穗数而大幅度增加穗粒数，或在保持一定穗数基础上增加穗粒数[5-7]。

因此紧穗型或直立穗型、半直立穗型品种将成为黑龙江省超高产株型的重点研究内容。

水稻产量构成因素与生态条件有密切关系，总的趋势是随着地理纬度升高，穗数增加而穗粒数减少[8]。

于秋竹等[1]研究表明不同积温带产量构成要素与产量的相关系数由高到低依次为穗粒数＞结实率＞穗数＞千粒重，但本文的研究结论指出不同积温带产量构成四大要素对产量的贡献所占的比重是不同的，不同积温带应该提出不同的高产株型，以更好地发展水稻生产。

参考文献：
【相关文献】
[1]于秋竹，徐海，孔宇，等.黑龙江省不同积温带水稻产量差异分析[J].中国农业气象，2014，35（5）：529-536.
[2]陈温福，徐正进，张龙步，等.北方粳型稻超高产育种理论与实践[J].中国农业科学，2007，40（5）：869-874.
[3]刘坚，陶红剑，施思，等.水稻穗型的遗传和育种改良[J].中国水稻科学，2002，26（2）：227-234.
[4]徐正进，林晗，马殿荣，等.北方粳稻穗型改良理论与技术研究及应用 [J].沈阳农业大学学报，2012，43（6）：650-659.
[5]李红宇，侯昱铭，陈英华，等.东北地区水稻主要株型性状比较分析[J].作物学报，2009，35（5）：921-929.
[6]徐正进，邵国军，韩勇，等.东北三省水稻产量和品质及其与穗部性状关系的初步研究 [J].作物学报2006，32（12）：1 878-1 883.
[7]陈温福，徐正进，张文忠，等.中国超级稻育种研究进展与前景[J].沈阳农业大学学报，2007，38（5）：662-666.
[8] 邹江石，吕川根.水稻超高产育种的实践与思考[J].作物学报，2005，31（2）：254-258.。