布哈麗且木·阿不力孜，袁 杰，朱小霞，張燕紅，陳長青，趙志強(qiáng)，賈春平，文孝榮，康民泰，唐福森，王奉斌,4

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院核技術(shù)生物技術(shù)研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆金豐源種業(yè)有限公司，新疆溫宿 843100；3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫宿水稻試驗(yàn)站，新疆溫宿, 843100；4.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】水稻(OryzasativaL. )是全球最重要的糧食作物之一，有60%以上人口以稻米為主食，預(yù)計(jì)到2035年全球稻米需求量將增至8.52×108t[1-2]。稻米需求已由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變[3-4]。目前新疆水稻種植面積每年穩(wěn)定在8×104hm2左右，產(chǎn)量約為7×104t，但新疆稻區(qū)水稻品種多雜、優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)品種少等突出問題亟待解決[5-7]。篩選與評價(jià)新疆稻區(qū)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)水稻品種，對新疆水稻產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量持續(xù)健康發(fā)展具有理論指導(dǎo)和實(shí)踐意義。【前人研究進(jìn)展】王遠(yuǎn)征等[8]明確了不同稻區(qū)產(chǎn)量與品質(zhì)性狀現(xiàn)狀及其相互關(guān)系，為水稻育種工作提供了參考依據(jù)。黃農(nóng)榮等[9]對華南雙季稻區(qū)主栽品種的光能利用效率進(jìn)行聚類分析，將華南雙季稻品種劃分為低、中和高光效型3個(gè)類群，并篩選出早季和晚季高光效型品種。潘俊峰等[10]研究了不同栽培模式對新疆水稻產(chǎn)量和肥料利用率的影響，發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)高效栽培模式較當(dāng)?shù)亓?xí)慣栽培增產(chǎn)節(jié)水效果明顯，產(chǎn)量提高30.7%，灌溉次數(shù)減少6次，氮磷鉀肥偏生產(chǎn)力提高 94.3%～257.9%。布哈麗且木·阿不力孜等[11]研究氮肥運(yùn)籌對不同類型水稻產(chǎn)量和氮素吸收的影響，發(fā)現(xiàn)增加穗肥施用比例對水稻地上部生長量、氮素吸收量及產(chǎn)量均具有促進(jìn)作用。文孝榮等[12]研究控制灌溉對南疆水稻品種生長及產(chǎn)量的影響，表明控制灌溉可以節(jié)水23.5%，有效分蘗數(shù)及成穗率高，增產(chǎn)4.42%～4.93%。銀永安等[13]研究施磷對膜下滴灌水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，顯示以施磷量130 kg/hm2處理的有效分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、穗長、主莖實(shí)粒數(shù)、分蘗實(shí)粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量最高?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】新疆水稻目前研究主要集中在栽培模式、灌溉方式、氮磷用量對水稻生長、水氮利用效率及產(chǎn)量等方面，對不同水稻品種生育期、產(chǎn)量和品種性狀綜合研究較少。研究篩選出適宜新疆稻區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)水稻品種?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以新疆稻區(qū)主栽水稻品種為研究對象，調(diào)查不同水稻品種的生育期，記錄主要生育期株高和葉綠素相對含量(SPAD值)變化，測定不同水稻品種產(chǎn)量與品質(zhì)指標(biāo)，并進(jìn)行相關(guān)性分析評價(jià)，篩選出適宜新疆稻區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)水稻品種，為新疆水稻優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)品種選育和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2019年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫宿水稻試驗(yàn)站進(jìn)行(41°16′N，80°12′E)。供試水稻品種16份(新稻47號、02-16、新粳3號、旱稻502號、新稻36號、新稻11號、農(nóng)林315、新農(nóng)粳伊4號、新稻58號、新粳4號、新稻57號、09-57、02-11、新粳2號、新粳1號和新稻44號)，由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院核技術(shù)生物技術(shù)研究所收集保存。試驗(yàn)田土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)為：含鹽量7.4 g/kg，pH值8.0，堿解氮119.4 mg/kg，速效磷48.8 mg/kg，速效鉀220.0 mg/kg，有機(jī)質(zhì)17.7 g/kg。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積為45 m2，行距25 cm，株距10 cm，3個(gè)重復(fù)，每個(gè)品種種植面積為1.8 m2(75株、單株插秧)。試驗(yàn)地基施尿素150 kg/hm2，重過磷酸鈣225 kg/hm2，農(nóng)用硫酸鉀75 kg/hm2，4月6日育秧，5月6日移栽，分蘗期施尿素3次，合計(jì)270 kg/hm2。

1.2.2 測定指標(biāo)

1.2.2.1 生育期

全生育期是從育秧日期到成熟期的天數(shù)，調(diào)查并記錄各水稻品種育秧、移栽、最高分蘗期、齊穗期(80%以上植株的穗頂露出葉鞘時(shí))及成熟期(95%以上植株達(dá)到成熟時(shí))的日期。

1.2.2.2 株高和葉綠素相對含量(SPAD值)

在分蘗期至齊穗期，每品種剔除邊行后定點(diǎn)掛牌標(biāo)記選取10株，每12 d用卷尺調(diào)查株高，并用葉綠素儀(型號：SPAD-502)測定各品種水稻植株全展葉的SPAD值。每個(gè)品種每次測定10個(gè)葉片，每片葉測定上、中、下3個(gè)部位，取平均值。收獲期采用相同方法測定株高和SPAD值。

1.2.2.3 產(chǎn)量及構(gòu)成因子

成熟期各水稻品種全部收獲考種，測定單株有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量。

1.2.2.4 稻米品質(zhì)

采用日本佐竹米粒食味計(jì)(型號：RCTA11A)測定精米率、整精米率、食味值、直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，GraphPad Prism 7.0軟件進(jìn)行繪圖，SPSS 17.0軟件進(jìn)行相關(guān)性和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水稻品種生育期

研究表明，不同水稻品種的生育期存在顯著差異。供試16份水稻品種全生育期在163～173 d，其中新稻58號和新粳1號生育期最短，均為163 d，新稻47號、02-16、新稻36號、農(nóng)林315、新粳4號、新粳4號、新稻57號和09-57生育期均為170 d，新粳3號、旱稻502號、新稻11號和新農(nóng)粳伊4號生育期均為171 d，02-11、新粳2號和新稻44號生育期最長，均為173 d。進(jìn)一步從主要生育階段來看，在育秧和移栽時(shí)間相同情況下，新稻58號和新粳1號最高分蘗期在6月19日，其余水稻品種在6月23～25日；各水稻品種齊穗期差異較大，其中新稻36號在8月7日最早達(dá)到齊穗期，而02-11在8月15日才達(dá)到齊穗期；新稻58號和新粳1號在9月16日最早達(dá)到成熟期，而02-11、新粳2號和新稻44號在9月26日最晚達(dá)到成熟期，其他水稻品種均在9月23日～9月24日達(dá)到成熟期；新稻58號從齊穗期到成熟期歷時(shí)最短，約37 d，而新稻36號和新農(nóng)粳伊4號從齊穗期到成熟期歷時(shí)較長，約46 d。表1

表1 供試16份水稻品種生育期Table 1 Growth period investigation of the tested sixteen rice varieties

2.2 不同水稻品種主要生育期株高和SPAD值變化

研究表明，不同水稻品種的株高隨生育進(jìn)程均呈增長趨勢，齊穗期株高達(dá)到最大值，在85.97～101.30 cm，成熟期株高略微減小，在85.63～100.63 cm，其中新粳4號生長發(fā)育最緩慢，分蘗期時(shí)株高僅為24.70 cm，而農(nóng)林315成熟期株高最低，僅為86.80 cm。

在水稻分蘗前期，不同水稻品種的葉綠素SPAD值在37.53～49.10，其中新農(nóng)粳伊4號葉綠素SPAD值最大，02-11葉綠素SPAD值最??；隨著時(shí)間的推移，葉綠素SPAD值呈現(xiàn)上升趨勢，02-16、旱稻502號、新稻36號、新稻11號、農(nóng)林315、新農(nóng)粳伊4號、新稻58號、新粳4號、新稻57號、09-57和新粳2號在最高分蘗期時(shí)葉綠素SPAD值達(dá)到最大值，其中02-16葉綠素SPAD值最大，為55.07，農(nóng)林315葉綠素SPAD值最小，為48.60，而新粳3號、02-11、新粳1號和新稻44號在7月6日左右葉綠素SPAD值達(dá)到最大值，其中新粳3號葉綠素SPAD值最大為49.70，02-11葉綠素SPAD值最小為47.93，新稻47號在8月12日達(dá)到最大值，為52.73。齊穗期(8月12日)時(shí)不同水稻品種葉綠素SPAD值均開始大幅度下降，新粳1號葉綠素SPAD值最小為16.17，新粳3號葉綠素SPAD值最大為36.50，其中02-16葉綠素SPAD值降幅最大為65.65%，新粳3號降幅最小為29.03%。圖1

圖1 不同水稻品種主要生育期株高和SPAD值變化Fig.1 Changes of plant height and SPAD value of different rice varieties during the main growth period

2.3 不同水稻品種產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)差異表現(xiàn)

研究表明，16個(gè)水稻品種有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量、整精米率及直鏈淀粉含量的變異系數(shù)均大于10.00%，其中，變異系數(shù)最大的為有效穗數(shù)(新稻11號有效穗數(shù)最大，新粳2號有效穗數(shù)最小)，其次為產(chǎn)量(新農(nóng)粳伊4號產(chǎn)量最大，09-57產(chǎn)量最小)，分別達(dá)到18.66%和17.23%；千粒重、精米率、蛋白質(zhì)含量及食味值的變異系數(shù)均小于10.00%，其中精米率的變異系數(shù)僅為3.93%(新稻44號精米率最大，09-57精米率最小)。表2

表2 不同水稻品種產(chǎn)量與品質(zhì)性狀指標(biāo)變異統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics on variation of yield and quality of different rice varieties

2.4 不同水稻品種產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的相關(guān)性研究

研究表明，水稻各產(chǎn)量與品質(zhì)性狀間存在著較多的相關(guān)性，其中水稻有效穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.538，與每穗實(shí)粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.436，且與千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.357，與品質(zhì)性狀相關(guān)關(guān)系不顯著；每穗實(shí)粒數(shù)與整精米率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.385，與其他指標(biāo)無相關(guān)；千粒重與其他指標(biāo)間無相關(guān)關(guān)系；產(chǎn)量與整精米率、食味值呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.502和0.534，與精米率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.304，與直鏈淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.338，與蛋白質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系不顯著；精米率與整精米率、食味值呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.823和0.760，與直鏈淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.799，與蛋白質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系不顯著；整精米率與食味值呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.672，與直鏈淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.641，與蛋白質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系不顯著；直鏈淀粉含量與食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.868，與蛋白質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系不顯著；蛋白質(zhì)含量與食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.369。表3

表3 不同水稻品種產(chǎn)量與品質(zhì)性狀相關(guān)性Table 3 Correlation analysis of yield and quality traits among different rice varieties

2.5 不同水稻品種產(chǎn)量和品質(zhì)性狀指標(biāo)主成分

研究表明，第1～第4主成分的特征值分別為3.692、1.787、1.424和1.041，貢獻(xiàn)率分別為41.027%、19.854%、15.825%和11.567%，累積貢獻(xiàn)率為88.273%，能夠反映大部分的信息，其余貢獻(xiàn)率均很小，可以忽略不計(jì)，提取前4個(gè)主成分作綜合評價(jià)。表4

表4 主成分特征值Table 4 Principal component eigenvalues

2.6 不同水稻品種主成分綜合得分和排序

研究表明，11個(gè)水稻品種綜合得分大于0，占比68.75%，5個(gè)水稻品種綜合得分小于0，占比31.25%，其中新農(nóng)粳伊4號綜合得分最高為1.060 9，2～5名分別是新稻36號、新稻57號、02-11和新稻47號，09-57綜合得分最低為-2.680 5，新農(nóng)粳伊4號豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性最好，其次是新稻36號、新稻57號、02-11和新稻47號，而09-57最差。表5

表5 不同水稻品種主成分綜合得分和排序Table 5 Composite score of principal component and order of different rice varieties

3 討 論

生育期是水稻品種的遺傳特性，主要由品種自身特性決定，但還受到水肥、光照、溫度、輻射及降水等外部環(huán)境因素的影響[14]。王毅等[15]研究發(fā)現(xiàn)，35份水稻品種(系)在6月16日移栽時(shí)全生育期平均為110.6 d，而6月28日移栽時(shí)全生育期平均為119.4 d，播期對水稻生育期有極大影響。孟翔燕等[16]研究表明，3種灌溉模式下水稻株高從分蘗期到抽穗期逐漸增大，并在抽穗期達(dá)到最大值，并且葉片SPAD值從分蘗期到抽穗期略有波動(dòng)，并在乳熟期呈下降的趨勢。郭相平等[17]研究發(fā)現(xiàn)，從抽穗期到乳熟期水稻葉片的SPAD值因葉片衰老而不斷降低。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，供試16份水稻品種全生育期在163～173 d，新稻58號全生育期163 d，最先達(dá)到最高分蘗期和成熟期，且新稻58號從齊穗期到成熟期歷時(shí)最短，而新稻36號和新農(nóng)粳伊4號從齊穗期到成熟期歷時(shí)較長，約46 d，說明生育期長的品種灌漿期長。此外，研究發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種株高隨生育進(jìn)程均呈增長趨勢，齊穗期株高達(dá)到最大值，成熟期株高略微減小。在水稻分蘗前期，不同水稻品種的葉綠素SPAD值在37.53～49.10，隨著時(shí)間推移，葉綠素SPAD值呈現(xiàn)上升趨勢，但不同品種到達(dá)最大值的時(shí)間不相同，在齊穗期時(shí)不同水稻品種葉綠素SPAD值均開始大幅度下降，郭相平等[17]在水稻上的研究也得到了相似的結(jié)果。

王遠(yuǎn)征等[8]研究證實(shí)了稻米產(chǎn)量和品質(zhì)性狀間存在難以調(diào)和的遺傳相關(guān)，同時(shí)存在著較多的相關(guān)性。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水稻產(chǎn)量與整精米率、食味值呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.502和0.534，與精米率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.304，與直鏈淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.338，而與蛋白質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系不顯著。此外，研究發(fā)現(xiàn)食味值與產(chǎn)量、精米率、整精米率、直鏈淀粉含量及蛋白質(zhì)含量均由極顯著相關(guān)關(guān)系，這與王曉玲等[18]、李賢勇等[19]研究結(jié)果較一致。

在觀測指標(biāo)較多的研究中，由于變量個(gè)數(shù)太多且彼此間存在一定相關(guān)性，使所觀測的指標(biāo)數(shù)值有一定的重疊，不能準(zhǔn)確解釋試驗(yàn)結(jié)果，而主成分分析是將原來數(shù)量較多的單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成新的彼此獨(dú)立且個(gè)數(shù)較少的綜合指標(biāo)，來解釋原指標(biāo)里所包含的信息，主成分分析綜合評價(jià)全面客觀、結(jié)果可靠[20]。已有研究證明，利用主成分分析可以篩選出了產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)性狀優(yōu)良的親本材料[21-23]。研究利用主成分分析法對新疆稻區(qū)16個(gè)主栽品種9個(gè)產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析得到主成分特征值，并提取前4個(gè)主成分作綜合評價(jià)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，新農(nóng)粳伊4號綜合得分最高為1.060 9，09-57綜合得分最低為-2.680 5，說明新農(nóng)粳伊4號豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性最好，其次是新稻36號、新稻57號、02-11和新稻47號，而09-57最差，生產(chǎn)中建議選用新農(nóng)粳伊4號、新稻36號和新稻57號等品種。

4 結(jié) 論

供試16個(gè)水稻品種的灌漿期時(shí)長與其生育期和產(chǎn)量存在正相關(guān)關(guān)系，其中新稻36號和新農(nóng)粳伊4號從齊穗期到成熟期歷時(shí)最長。不同水稻品種株高隨生育進(jìn)程呈增長趨勢，最高達(dá)到101.30 cm，從分蘗前期到齊穗期時(shí)葉綠素SPAD值呈現(xiàn)上升趨勢，最高值為49.10，齊穗期到成熟期時(shí)葉綠素SPAD值大幅度下降，下降幅度在29.03%～65.65%，新農(nóng)粳伊4號灌漿期時(shí)長和SPAD值優(yōu)于其他品種。各品種水稻產(chǎn)量與整精米率、食味值、精米率、直鏈淀粉含量均存在相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.304～0.534，且主成分分析得出新農(nóng)粳伊4號綜合得分最高為1.060 9，優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)性最好，其次是新稻36號和新稻57號。