2011―国家早籼迟熟组区试桂林试点产量及其构成因素分析

摘要 对2011―2013年国家早籼迟熟组区试桂林试点的数据进行变异分析、主成分分析，结果表明：参试早籼组合的总粒数、实粒数、有效穗有较大的变异空间，桂林稻作区早籼稻产量在7.5 t/hm2以上，产量构成因素95%的置信区间为：有效穗数267.4万～298.3万穗/hm2，每穗总粒数110.0～125.8粒，结实率77.6%～84.3%，千粒重25.8～27.2 g；影响参试品种（组合）产量差异的3个主成分因子分别是粒数、穗型、粒重，其中粒数因子的贡献率最大，同时产量构成因素之间存在既相互联系又相互制约的关系。笔者认为针对桂林稻作区的早籼品种选育，应在保证一定有效穗的基础上，注重选择大穗、重穗型组合，同时兼顾生育期、株高等其他性状的协调发展。

关键词 早籼；产量；产量构成因素；主成分分析；2011―2013年

中图分类号 S511.2+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）08-0064-02

水稻是我国重要的粮食作物之一，50%以上的人口以稻米为主食，如何提高水稻单产是人们关注的问题。产量始终是水稻育种和栽培的主要目标，只有在一定产量的基础上，水稻优质、高效、生态、安全才具有实际意义[1]。前人研究结果表明，水稻产量与有效穗、实粒数、千粒重等经济性状存在相关性，改良这些性状可达到提高产量的目的[2]。王曙光等认为二次枝梗数、每穗粒数有较大的变异性，选择空间较大[1]。石英尧等建议在中籼品种（组合）的高产育种中，应以选育每穗总粒数、每穗实粒数为主攻目标，不必过于追求有效穗和千粒重，而吕建群等则认为中籼中熟杂交水稻高产应在保证一定穗数的基础上，主攻每穗实粒数，同时兼顾提高千粒重[3-4]。有研究认为广西早籼稻品种（组合）高产育种应在保证一定有效穗数的基础上，主攻每穗实粒数，同时兼顾千粒重和结实率[5]。综上所述，水稻育种必须对产量性状进行有效选择，并使之协调发展。

桂林稻作区是广西粮食主区之一，有“桂北粮仓”之美誉，水田面积约20万hm2，其中早稻早熟品种的播种面积在13.3万hm2左右，早籼品种在桂林需求量很大。该文利用主成分分析方法，分析2011―2013年国家早籼迟熟组区试桂林试点的结果，以期揭示不同产量构成因素对早籼杂交稻新品种（组合）产量的影响规律，为针对桂林稻作区的早籼新品种（组合）选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以2011―2013年国家早籼迟熟组区域试验桂林试点26个参试品种（组合）的汇总数据为材料（表1），分析其9个主要性状。

1.2 试验设计

按国家水稻品种区试试验实施方案进行试验。3次重复，完全随机区组排列，小区面积13.3 m2，四周设不少于1 m的保护行。施肥和耕作栽培措施等田间管理按当地高产田水平进行，及时防治病虫害。田间调查、取样、考种等工作按照《国家水稻品种试验观察记载项目、方法及标准》执行。试验分析性状包括：全生育期、株高、有效穗、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、产量。采用Excel 2003和SPSS 19.0数据处理软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试品种（组合）主要性状表现与变异分析

由表1可知，参试品种（组合）的平均产量为7.15 t/hm2，其中2011年与2012年的平均产量相当，分别为7.06、7.17 t/hm2，2013年的平均产量为7.34 t/hm2，增幅约为0.25 t/hm2。产量最高的是煜两优22，达7.85 t/hm2；其次是五丰优286、中两优206，产量为7.73 t/hm2。产量表现在7.50 t/hm2以上品种（组合）还有早丰优107、潭原优4903和陵两优22。按产量排名来看，2011年金优402（CK）的产量排名第9位；2012年金优402（CK1）排名第12位，陆两优996（CK2）排名第9位；2013年陆两优996（CK）排名第12位。以上数据说明参试品种（组合）的产量水平有较大的提高。

分析主要性状的变异情况发现，不同品种（组合）在产量性状上有较大的差异（表2）。所测的9个性状变异系数幅度在4.77%～16.44%，其中总粒数的变异系数最大，为16.44%，变幅为79.9～186.7粒，其次是实粒数、有效穗、结实率，分别为16.20%、13.83%、10.22%，其余性状的变异系数较小。由此可见，参试早籼组合的总粒数、实粒数、有效穗有较大的变异性，选择空间更大，说明育种者获得理想性状的机会就越大。从产量构成因素变异的情况分析可以得出，桂林稻作区早籼稻产量在7.5 t/hm2以上产量构成因素95%的置信区间为：有效穗数267.4万～298.3万穗/hm2，每穗总粒数110.0～125.8粒，结实率77.6%～84.3%，千粒重25.8～27.2 g。

2.2 主成分分析

经方差同质性分析，表明各年份方差估计值是同质的。再进行主成分分析，各产量构成因子的特征值及其累积百分率和特征向量见表3。由表3可知，只要3个主成分，累积贡献率就达到92.319%。

由表3可知，第1主成分因子特征值为2.782，其贡献率为46.364%，对应特征向量中，每穗实粒数、每穗总粒数和结实率的分值较大，分别为0.984、0.850和0.321。而有效穗与千粒重表现为较大的负向量-0.858和-0.495。可见第1主成分表现为粒数的影响，而有效穗与千粒重则影响每穗粒数与结实率的大小，说明每穗粒数与有效穗、千粒重呈负相关，故此因子可称为“粒数因子”。

第2主成分因子的特征值为1.737，其贡献率为28.934%，对应穗长、每穗总粒数和千粒重3个特征向量的分值较大，分别达0.882、0.450和0.227，三者与水稻的穗型有关，故称其为“穗型因子”。而结实率、每穗实粒数和有效穗分值为负数，其中结实率的分值高达-0.834。这表明，大穗型早籼品种（组合）虽然总粒数与千粒重有所增加，但会影响结实率，从而影响每穗实粒数。

第3主成分的特征值为1.021，方差贡献率为17.012，对应千粒重和结实率2个特征向量的分值较大，分别达0.811和0.317，二者与水稻的粒重有关，故称其为“粒重因子”。而有效穗表现为较大的负向量（-0.448），说明随着有效穗增加，会影响结实率和籽粒的灌浆，降低千粒重。

通过分析可知，影响品种（组合）产量差异的3个主成分因子分别是粒数、穗型、粒重，其中粒数因子的贡献率最大，因此在育种过程中应注重大穗、重穗型组合的选择。同时，产量构成因子之间存在既相互联系又相互制约的关系。

3 结论与讨论

从产量表现上看，参试品种（组合）的产量水平有较大的提高。参试早籼组合的总粒数、实粒数、有效穗数有较大的变异性，育种者获得理想性状的机会较大。从产量构成因素变异的情况分析可以得出，桂林稻作区早籼稻产量在7.5 t/hm2以上，产量构成因素95%的置信区间为：有效穗267.4万～298.3万穗/hm2，每穗总粒数110.0～125.8粒，结实率80.5%～88.3%，千粒重25.8～27.2 g。通过主成分分析可知，影响参试品种（组合）产量差异的3个主成分因子分别是粒数、穗型、粒重，其中粒数因子的贡献率最大；同时，产量构成因子之间存在既相互联系又相互制约的关系。上述结果表明，针对桂林稻作区的早籼品种选育，应在保证一定有效穗的基础上，注重选择大穗、重穗型组合，同时兼顾生育期、株高等其他性状的协调发展。这与有关报道或同或异[1-7]。

季彪俊认为以往的水稻产量相关因子分析，多局限在水稻经济性状与产量关系上，较少对环境因素进行考虑，在一定程度上影响了育种目标的选定和适宜品种的推广，重视环境尤其是气象因子对产量的影响，可提高育种目标选定的可行性[8]。该研究由于受到技术层面的限制，如光、温、水、气、肥等环境因子数据难以准确获取、难以量化，忽略了环境因素对产量及其构成因素影响考察，这是该研究的局限性所在。但该研究选取3年的汇总资料作为研究对象，利用主成分分析法处理数据，所得结果具有一定的科学性与可信性，为针对桂林稻作区的早籼品种（组合）选育提供了可靠参考。

4 参考文献

[1] 王曙光，谢成林，谢仁康，等.杂交中籼稻产量与主要经济性状关系的分析[J].中国稻米，2009（2）：11-14.

[2] 曹立勇，占小登，庄杰云，等.水稻产量性状的QTL定位及上位性分析[J].中国农业科学，2003，36（11）：1241-1247.

[3] 石英尧，钱益亮，昊险峰，等.安徽中籼稻主要产量因子结构研究[J].中国农学通报，2007，23（12）：190-193.

[4] 吕建群，曾宪平.四川中籼早熟杂交水稻产量与主要经济性状的分析[J].中国农学通报，2006，22（10）：184-186.

[5] 杨行海，吴艳艳，陈辉云，等.广西早籼早熟杂交水稻产量与主要经济性状的分析[J].种子，2011，30（6）：85-87.

[6] 冯建成.水稻区试品种产量、农艺性状及育种分析[J].福建稻麦科技，2010，28（2）：9-12.

[7] 钱秋平，蒋梅巧，赵秀峰，等.单季杂交粳稻产量与主要经济性状分析[J].江西农业学报，2013，25（7）：4-6.

[8] 季彪俊.影响水稻产量因子的研究[J].西南农业大学学报：自然科学版，2005，27（5）：579-583.