胡繼杰 房玉偉 陳孝賞 劉守坎*

（1臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臺(tái)州317000；2浙江勿忘農(nóng)種業(yè)股份有限公司，杭州310020；第一作者：hujijie0201@163.com；*通訊作者：skliu001@163.com）

早秈稻作為水稻主要生態(tài)類型之一，廣泛分布于我國(guó)南方雙季稻區(qū)，具有栽培時(shí)間早、生育期短、適應(yīng)性強(qiáng)、耐貯藏等特點(diǎn)，是重要的加工型糧食作物和儲(chǔ)備糧的主要糧源，對(duì)于穩(wěn)定雙季稻面積，提高稻谷全年綜合生產(chǎn)能力和保障國(guó)家糧食安全具有重要意義[1-4]。臺(tái)州地處東南沿海，是浙江“七山一水兩分田”的縮影，光溫水資源豐富，屬于典型的雙季稻種植區(qū)域[5]。近年來(lái)，臺(tái)州地區(qū)大力推廣“早稻—西藍(lán)花”輪作模式，使早稻播種面積逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)，同時(shí)通過(guò)推行“單改雙”，進(jìn)一步擴(kuò)大早秈稻種植面積，2011年以來(lái)早稻播種面積已實(shí)現(xiàn)“七連增”，成為浙江省重要的早稻生產(chǎn)區(qū)域[6-8]。但由于受品種特性、氣候差異、機(jī)械化水平等因素影響，早秈稻單位面積產(chǎn)量年份間無(wú)顯著增加，且關(guān)于該地區(qū)早秈稻品種產(chǎn)量及其形成特征的研究鮮有報(bào)道。為此，本研究選用7個(gè)具有代表性的早秈稻品種（系）為試驗(yàn)材料，從產(chǎn)量性狀、干物質(zhì)積累特性及其相互關(guān)系等方面進(jìn)行比較分析，試圖闡明早秈稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素特征的差異，明確干物質(zhì)積累與產(chǎn)量性狀的關(guān)系，以期為該地區(qū)早秈稻的發(fā)展和推廣提供理論依據(jù)與實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年3—7月在臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院小溪基地（121°13′E，28°78′N，海拔8 m）進(jìn)行試驗(yàn)。供試土壤類型為潴育型水稻土，中等地力，前茬為綠肥田。土壤pH值5.66，有機(jī)質(zhì)21.76 g/kg，全氮2.19 g/kg，堿解氮122.50 mg/kg，有效磷41.61 mg/kg，速效鉀148.90 mg/kg。

供試品種為常規(guī)早秈稻金早47、臺(tái)早733、臺(tái)早1640、中早39、中嘉早17，兩系雜交早秈稻株兩優(yōu)831、陵兩優(yōu)106。

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積12.25 m2，3次重復(fù)。參試品種均于3月24日播種，4月23日移栽，7月16日收獲。人工手插移栽，常規(guī)稻每叢插4粒谷苗，雜交稻每叢插2粒谷苗，行株距16.5 cm×20.0 cm。各小區(qū)施純N 240 kg/hm2，按質(zhì)量比1∶1分基肥、蘗肥2次施用；磷肥（以P2O5計(jì)）90 kg/hm2，全部作基肥施用；鉀肥（以K2O計(jì)）180 kg/hm2，按質(zhì)量比1∶2分基肥、蘗肥2次施用。本研究所用的N、P、K肥分別為尿素（N 46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O512%）和氯化鉀（K2O 60%）。病蟲(chóng)草防治及雜草清理等田間管理措施同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 莖蘗動(dòng)態(tài)

各小區(qū)定點(diǎn)選取12株作為1個(gè)觀察點(diǎn)，于主要生育時(shí)期觀察記錄每叢莖蘗數(shù)。

1.2.2 SPAD測(cè)定

于分蘗中期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期（抽穗后14 d）、完熟期，各小區(qū)隨機(jī)選取10株，利用SPAD-502測(cè)定最上部完全展開(kāi)葉上、中、下3個(gè)部位的SPAD，取平均值。

1.2.3 干物質(zhì)量

分別于拔節(jié)期、抽穗期和成熟完熟期按各小區(qū)每叢平均莖蘗數(shù)取代表性植株5叢，將所取水稻植株分為莖、葉、穗3部分，于烘箱經(jīng)105℃殺青30 min，80℃下烘干至恒質(zhì)量后稱量不同部位的干物質(zhì)量。

1.2.4 考種與測(cè)產(chǎn)

齊穗期各小區(qū)隨機(jī)調(diào)查20叢水稻有效穗數(shù)，計(jì)算平均穗數(shù)。完熟期各小區(qū)按平均穗數(shù)隨機(jī)選取5叢進(jìn)行考種，測(cè)定每穗粒數(shù)、千粒重、實(shí)粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。小區(qū)實(shí)收測(cè)產(chǎn)，全部收獲曬干后稱重，并按13.5%（秈稻）標(biāo)準(zhǔn)含水量折算籽粒產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和整理，用SPSS 12.0.1數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 早秈稻分蘗和葉片SPAD的動(dòng)態(tài)變化

水稻分蘗數(shù)是影響水稻產(chǎn)量形成的重要因素。從圖1可知，隨生育期推進(jìn)，早秈稻莖蘗數(shù)總體呈先升后降趨勢(shì)，在拔節(jié)期達(dá)到峰值，平均分蘗數(shù)為11.3個(gè)，其中雜交稻平均13.1個(gè)，常規(guī)稻平均10.6個(gè)。除分蘗前期外，雜交稻分蘗數(shù)均高于常規(guī)稻，平均高1.3%~23.6%。

圖1 水稻莖蘗動(dòng)態(tài)

葉片SPAD可間接反映水稻葉片葉綠素含量。由圖2可知，隨著生育期推進(jìn)，早秈稻葉片SPAD值呈先上升后下降的趨勢(shì)，抽穗期達(dá)到峰值。其中，抽穗期以臺(tái)早733表現(xiàn)最高，金早47次之，株兩優(yōu)831表現(xiàn)最低。除完熟期外，常規(guī)稻葉片SPAD值高于雜交稻，平均高1.5%~3.8%；完熟期，雜交稻葉片SPAD值平均較常規(guī)稻高2.1%，表明雜交稻生育后期葉片有更高的葉綠素含量，延緩了葉片衰老，增強(qiáng)了后期水稻光合能力及光合產(chǎn)物的形成。

圖2 早秈稻主要生育時(shí)期SPAD值

2.2 早秈稻產(chǎn)量與構(gòu)成因素的相關(guān)分析

從表1可見(jiàn)，臺(tái)州市早秈稻產(chǎn)量變化范圍為6 963.3~8 336.7 kg/hm2，陵兩優(yōu)106最高，臺(tái)早733最低；雜交稻產(chǎn)量高于常規(guī)稻，平均較常規(guī)稻高10.0%。進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因素，有效穗數(shù)和總穎花數(shù)變異系數(shù)均在10%以上，品種間存在較大差異，且兩者均以陵兩優(yōu)106最高，臺(tái)早1640最低；每穗粒數(shù)以臺(tái)早733最高，其次是臺(tái)早1640，株兩優(yōu)831最低；結(jié)實(shí)率和千粒重平均值分別為88.0%和26.6，兩者變異系數(shù)均較小。

從表2可見(jiàn)，參試早秈稻產(chǎn)量分別與總穎花數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)和顯著正相關(guān)，與每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重呈負(fù)相關(guān)，但均不顯著。相關(guān)分析還表明，總穎花數(shù)與結(jié)實(shí)率、千粒重分別呈極顯著和顯著負(fù)相關(guān)，與有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān)，結(jié)實(shí)率與千粒重呈顯著正相關(guān)。這說(shuō)明在保證單位面積穗粒數(shù)前提下，同時(shí)兼顧結(jié)實(shí)率和千粒重較為困難。

為進(jìn)一步探究產(chǎn)量與構(gòu)成因素間的數(shù)量關(guān)系，以產(chǎn)量（y）為因變量，有效穗數(shù)（x1）、每穗粒數(shù)（x2）、總穎花數(shù)（x3）、結(jié)實(shí)率（x4）和千粒重（x5）為自變量，引入回歸方程，得到擬合度最優(yōu)的回歸方程，如y=-18958.4+253.3x3+98.8x4+347.5x5公式所示。相關(guān)系數(shù)R和決策系數(shù)R2分別為0.995和0.989，說(shuō)明早秈稻產(chǎn)量的98.9%是由總穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重決定，剩余因素對(duì)產(chǎn)量的影響僅為1.1%。對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，x3、x4、x5的顯著性均小于0.05，表明總穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重與產(chǎn)量之間有顯著的線性回歸關(guān)系。

表1 早秈稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

表2 產(chǎn)量與其構(gòu)成因素的相關(guān)分析

表3 產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)

表4 不同早秈稻品種干物質(zhì)生產(chǎn)力

為反映各產(chǎn)量構(gòu)成因素間相互作用，將相關(guān)系數(shù)分解為直接作用和間接作用，進(jìn)行通徑分析，如表3所示。總穎花數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重的直接通徑系數(shù)均為正值，表明三者對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)皆是正面效應(yīng)，其中總穎花數(shù)作用最大（Py3=1.931），結(jié)實(shí)率次之（Py4=0.608），千粒重作用最?。≒y5=0.580）。由間接通徑系數(shù)可知，結(jié)實(shí)率和千粒重對(duì)產(chǎn)量的影響為正相關(guān)，而與總穎花數(shù)是互為制約的關(guān)系。此外，有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)對(duì)總穎花數(shù)直接通徑系數(shù)分別為1.155和0.601（數(shù)據(jù)未列出），說(shuō)明有效穗數(shù)對(duì)總穎花數(shù)的正效應(yīng)大于每穗粒數(shù)。上述分析表明，早秈稻獲得高產(chǎn)應(yīng)注重增加有效穗數(shù)以擴(kuò)大單位面積穎花數(shù)量，同時(shí)保證穩(wěn)定的結(jié)實(shí)率和千粒重。

2.3 早秈稻干物質(zhì)生產(chǎn)特征及其與產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析

干物質(zhì)積累量是水稻產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。由表4可知，不同早秈稻品種主要生育時(shí)期干物質(zhì)積累量存在差異。拔節(jié)期和抽穗期干物質(zhì)積累量均以臺(tái)早1640最高，臺(tái)早733最低，完熟期最高的是陵兩優(yōu)106，最低的是金早47。隨著生育期推進(jìn)，主要生育時(shí)期干物質(zhì)積累量變異系數(shù)依次為10.8%、9.0%和6.1%，品種間差異逐漸減小。

表5 干物質(zhì)生產(chǎn)力與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)分析

將水稻大田生長(zhǎng)期分為移栽至拔節(jié)期、拔節(jié)至抽穗期、抽穗至完熟期3個(gè)生長(zhǎng)階段。3個(gè)生長(zhǎng)階段干物質(zhì)積累量最高的依次分別是臺(tái)早1640、中早39和陵兩優(yōu)106，前兩個(gè)階段表現(xiàn)最低的均是臺(tái)早733，抽穗至完熟期表現(xiàn)最低的是臺(tái)早1640。階段干物質(zhì)積累量占比方面，拔節(jié)至抽穗期階段積累量最高，平均占比39.9%，其次是抽穗至完熟期，平均占比35.3%，移栽至拔節(jié)期階段積累量最低，平均占比24.8%。干物質(zhì)平均日積累量以陵兩優(yōu)106表現(xiàn)最高，金早47表現(xiàn)最低。收獲指數(shù)變化范圍為0.52～0.57，品種間差異較小。上述分析表明，不同早秈稻品種干物質(zhì)生產(chǎn)特性在不同生長(zhǎng)階段存在差異，且隨著生育期推進(jìn)，干物質(zhì)總累積量差異逐漸減小。

對(duì)早秈稻干物質(zhì)生產(chǎn)力與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，如表5所示。抽穗前、后干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)總積累量和干物質(zhì)平均日積累量與產(chǎn)量均呈正相關(guān)，相關(guān)度依次為干物質(zhì)總積累量＞干物質(zhì)平均日積累量＞抽穗前干物質(zhì)積累量＞抽穗后干物質(zhì)積累量，其中干物質(zhì)總積累量、干物質(zhì)平均日積累量為顯著正相關(guān)。產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，4個(gè)干物質(zhì)積累量性狀與有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總穎花數(shù)均呈正相關(guān)，與結(jié)實(shí)率、千粒重均呈負(fù)相關(guān)，其中，干物質(zhì)總積累量、干物質(zhì)平均日積累量與總穎花數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與結(jié)實(shí)率呈極顯著負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

水稻產(chǎn)量高低主要由各個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素決定，受基因型、栽培條件和生長(zhǎng)環(huán)境的共同影響。石慶華等[9]研究認(rèn)為，早稻高產(chǎn)的關(guān)鍵在于保證單位有效穗數(shù)的基礎(chǔ)上提高每穗實(shí)粒數(shù)。霍中洋[10]研究指出，早稻高產(chǎn)群體的基本特征主要表現(xiàn)為足量的穎花量和高充實(shí)度。本研究結(jié)果表明，早秈稻產(chǎn)量與總穎花數(shù)和有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)和顯著正相關(guān)，并且籽粒產(chǎn)量更高的雜交稻在分蘗數(shù)量和有效穗數(shù)上比常規(guī)稻更有優(yōu)勢(shì)，表明在早稻生產(chǎn)中，穩(wěn)定單位面積有效穗數(shù)、擴(kuò)大庫(kù)容量是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

為提高連作晚稻產(chǎn)量和保證其安全生產(chǎn)，早稻生育期近年來(lái)有縮短趨勢(shì)[3]，育種工作者可加強(qiáng)特早熟和平均日產(chǎn)量高的早稻品種選育，以緩解雙季稻茬口銜接矛盾和提高全年種糧效益。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于常規(guī)早秈稻分蘗能力較差，應(yīng)通過(guò)增加基本苗數(shù)、保證后期有效穗數(shù)和總穎花量，以發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。而針對(duì)兩系雜交稻分蘗能力強(qiáng)和后期光合物質(zhì)積累大的特點(diǎn)，應(yīng)在有效分蘗臨界葉齡期及時(shí)排水?dāng)R田以提高分蘗成穗率和表觀輸出量。此外，由于受自身遺傳特性影響，兩系雜交稻結(jié)實(shí)率較低，且早稻揚(yáng)花期正值南方梅雨季節(jié)，連續(xù)陰雨天氣極易造成水稻花粉質(zhì)量下降，對(duì)此可通過(guò)噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或葉面肥來(lái)提高結(jié)實(shí)率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)早稻增產(chǎn)[11-12]。

水稻產(chǎn)量性狀的形成以一定的干物質(zhì)量為基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)系數(shù)較為穩(wěn)定的背景下，增加群體生物產(chǎn)量是實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn)的重要措施。徐一蘭等[13-14]研究表明，增強(qiáng)物質(zhì)生產(chǎn)能力和干物質(zhì)積累，是水稻獲得較高產(chǎn)量的主要原因。本研究中，各個(gè)水稻品種的收獲指數(shù)差異較小，產(chǎn)量較高的雜交稻均具有更高的生物量，且干物質(zhì)總積累量和干物質(zhì)平均日積累量分別與產(chǎn)量和總穎花數(shù)呈顯著和極顯著正相關(guān)。可見(jiàn)，將更多的光合產(chǎn)物優(yōu)先轉(zhuǎn)移到水稻生殖器官，增加單位面積穗粒數(shù)、擴(kuò)大庫(kù)容是早秈稻高產(chǎn)形成的基本途徑。此外，抽穗前干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量相關(guān)度遠(yuǎn)高于抽穗后干物質(zhì)積累量，表明適當(dāng)增加抽穗前干物質(zhì)積累量更有利于早秈稻增產(chǎn)，這可能與早秈稻抽穗后灌漿歷期短，且生育后期高溫天氣較多，易導(dǎo)致早稻“高溫逼熟”有關(guān)。