水稻品种兴粳8号的丰产性、稳产性、适应性及产量相关农艺性状分析

2024-03-03 12:18海日汗田淑华丁海彬徐兴健孙乌日娜王晓晶张子慧陈海江薛海楠刘季骢
中国种业 2024年2期
关键词:成穗率稳产粒数

海日汗 田淑华 丁海彬 徐兴健 温 丽 孙乌日娜 王晓晶 韩 磊 张子慧 陈海江 梁 爽 薛海楠 刘季骢 梁 依 白 璐

(1 兴安盟农牧科学研究所/内蒙古自治区北方寒地水稻育种创新重点实验室,内蒙古乌兰浩特 137400;2 内蒙古兴安盟农牧技术推广中心,乌兰浩特 137400;3 扎赉特旗佰东农业科技有限公司,内蒙古扎赉特旗 137600)

蒙东地区处于寒地稻作区,地处松花江上游流域,水资源丰富,夏季炎热,立秋后昼夜温差大,非常适合优质、高端稻米产业链的建设和发展[1]。近年来,随着内蒙古自治区和当地政府部门扶持政策的出台和众多企事业单位对品种选育及推广工作的重视和推进,蒙东地区自主选育的品种逐渐崭露头角,市场占有率稳步提升。其中兴粳6 号、兴粳8 号、乌兰105、哲稻1 号、兴育13A04 等品种深受农户的青睐。

兴粳8 号是扎赉特旗佰东农业科技有限公司在2009 年以优质长粒主栽品种龙洋16 为母本,黑龙江省苗氏种业有限责任公司自主创制的多抗型资源材料07-93 为父本进行杂交后,通过单株传递混合选种圃的方式培育的品种,其丰产性、稳产性和适应性均达到大面积有效推广的基本要求。2014 年F5材料在育成品系间产量表现突出。2015-2016 年于兴安盟农牧科学研究所进行品种比较试验,表现出良好的丰产性和抗逆性。2017-2018 年参加内蒙古自治区水稻品种异地生态适应性鉴定试验。2019-2020 年参加内蒙古自治区水稻品种区域试验。2021年参加内蒙古自治区水稻品种生产试验。2022 年通过内蒙古自治区农作物品种审定委员会审定(审定编号:蒙审稻2022009 号)。兴粳8 号全生育期137d左右,具有苗期耐寒性强、插秧后返青快、分蘖水平中上、株型紧凑、抗倒伏能力强、结实率高、穗部较长、穗粒数较多和抗稻瘟病能力强等特点。

本研究以内蒙古自治区水稻品种中熟组区域试验和生产试验数据为基础,利用方差分析(ANOVA)、高稳系数法(HSC)、变异系数(CV)等分析方法,对兴粳8 号的丰产性、稳产性、适应性、产量及相关农艺性状进行了研究,讨论了其重要的栽培技术和增产途径,旨在为兴粳8 号在生产上的推广应用提供有效的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验材料为参试品种兴粳8 号和对照品种绥粳18。试验数据为2019-2020 年内蒙古自治区水稻品种区域试验(简称2019 年、2020年区域试验)和2021 年内蒙古自治区水稻品种生产试验(简称2021 年生产试验)的汇总原始数据。其中2019 年区域试验为4 个试验点,2020 年区域试验为5 个试验点,2021 年生产试验为5 个试验点。区域试验和生产试验分布于蒙东地区,从南向北为赤峰、通辽、保安召、好力保、乌兰浩特,覆盖蒙东地区赤峰、通辽、兴安盟3 个盟市。对3 年3 组试验共计14 个点次的试验数据进行了汇总,并对其产量和相关农艺性状进行了分析。

1.2 试验方法各试验点均按照内蒙古自治区水稻品种试验方案统一实施,按要求进行整地、播种、插秧、防虫和水肥管理,对试验材料适时收获、脱粒、考种。其中区域试验采用随机区组排列方式进行,2 次重复,小区面积20m2,试验各点均为小区全部收获后进行测产;生产试验采用随机排列方式进行,不设重复点位,种植面积为300m2,试验点均为随机3 点进行收获测产,每个点面积为20m2。采用人工插秧的方式进行移栽,插秧密度为行距×穴距:30cm×13.3cm,每穴3~5 株3.5 叶期秧龄幼苗。为避免边际效应对试验数据的影响,应选择参试品种中间行,并从池埂边顺着行向内依次数3 穴后,固定10 穴进行调查及取样考种,考种性状为基本苗、最高苗、分蘖率、有效穗数、成穗率、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重。

1.3 分析方法丰产性分析采用了陈杰等[2]的方法对试验材料按各试点每年度的小区折合产量进行方差分析。若参试品种的产量水平显著高于对照品种的产量水平(P<0.05),则被看作其丰产性好。稳产性分析采用了高稳系数法(HSC)[3]和变异系数法进行分析和参考。若参试品种的产量高稳系数值越大,则被看作稳产性越好,变异系数越低,稳产性也越好。适应性分析采用了适应度、增产点率和回归系数法。适应度参照了曹燕燕等[4]的方法进行了分析,适应度数值越高,表明参试品种适应性越好。增产点率参照了陈杰等[2]的方法,按照每年参试品种比对照品种增产的点次占试验点次的百分率计算。回归系数参照了周凤云等[5]的方法,以在各试验点的参试品种材料的平均产量为自变量,各参试点所有供试品种材料的平均产量为因变量进行回归分析。以回归系数值(bi)的高低来评价参试品种的适应性,评价标准为当bi>1 时低于平均产量稳定性水平值,bi=1 时等于平均产量稳定性水平值,bi<1时高于平均产量稳定性水平值,回归系数和变异系数越小,参试品种适应性越好,面对不同环境的稳定性越强。对产量及相关农艺性状的分析采用了变异系数及相关性分析[4]。

2 结果与分析

2.1 兴粳8 号丰产性分析根据2019-2021 年内蒙古自治区水稻品种区域试验和生产试验产量汇总原始数据分析可知(表1),2019 年区域试验中兴粳8 号折合平均产量为606.9kg/667m2,产量显著高于对照品种绥粳18,增产幅度为13.6%;2020 年区域试验中兴粳8 号折合平均产量为532.2kg/667m2,产量显著高于对照品种绥粳18,增产幅度为8.5%;2021 年生产试验中兴粳8 号折合平均产量为555.2kg/667m2,产量显著高于对照品种绥粳18,增产幅度为10.0%。可以看出兴粳8 号在各年度产量水平均显著高于对照绥粳18,表现出良好的丰产性。

表1 兴粳8 号在区域试验和生产试验中的产量表现

2.2 兴粳8 号稳产性分析从表2 可以看出,2019年区域试验中,兴粳8 号和绥粳18 的产量高稳系数为93.2%和83.1%,兴粳8 号产量高稳系数比对照绥粳18 高10.1 个百分点;2020 年区域试验中,兴粳8 号和绥粳18 的产量高稳系数为80.1%和73.3%,兴粳8 号产量高稳系数比对照绥粳18 高6.8个百分点;2021 年生产试验中,兴粳8 号和绥粳18 的产量高稳系数为87.3%和78.2%,兴粳8 号产量高稳系数比对照绥粳18 高9.1 个百分点。兴粳8号在各年度中的产量高稳系数均高于对照绥粳18,其变异系数较低(<20%),表现出良好的稳产性。

表2 兴粳8 号稳产性相关指标分析结果

2.3 兴粳8 号适应性分析由表3 可以看出,2019年区域试验中兴粳8 号在4 个试验点比对照绥粳18 增产,增产点率为100%,适应度为100%,回归系数bi=0.808<1;2020 年区域试验兴粳8 号在4 个试验点比对照绥粳18 增产,1 个试验点减产,增产点率为80%,适应度为80%,回归系数bi=0.960<1;2021 年生产试验兴粳8 号在5 个试验点比对照绥粳18 增产,增产点率为100%,适应度为100%,回归系数bi=0.826<1。以上结果说明兴粳8 号在各年度参试的试验点具有良好的适应性,在不同环境下适应性强。

表3 兴粳8 号适应性相关指标分析结果

2.4 兴粳8 号产量及相关农艺性状分析

2.4.1 产量及相关农艺性状的变异系数分析由表4 可知,3 年试验中,兴粳8 号产量及相关农艺性状变异系数排名前3 位的是有效穗数、分蘖率和成穗率,排名最后3 位的是千粒重、结实率、基本苗。有效穗数、分蘖率、成穗率、最高苗在不同环境中的变化大(18.52%~63.42%),易受栽培条件等外部环境的影响,栽培环节当中应尽量使其成为可控因素,规避其对产量的负面影响;每穗总粒数、折合产量、每穗实粒数、千粒重和结实率变异系数较小,说明这5 个性状比较稳定,为提升兴粳8 号的增产潜力,可通过改变当前栽培技术手段,提升其对产量的贡献。

表4 兴粳8 号产量及相关农艺性状变异系数

2.4.2 产量及相关农艺性状的相关性分析内蒙古东部地区由于积温的限制,供水稻分蘖的时间非常有限。当地多数栽培稻品种穗粒数在75~95 粒之间。但兴粳8 号穗部较长,着粒点较稀疏,每穗平均粒数110 粒,较当地品种属于大穗型品种。由表5 可以看出,兴粳8 号产量与各因素相关系数由大到小依次为结实率>分蘖率>最高苗>千粒重>每穗实粒数>有效穗数>基本苗>成穗率>每穗总粒数。其中产量三要素(有效穗数、每穗实粒数、千粒重)都与产量呈正相关关系。大穗型水稻品种在保证分蘖的有效成穗数和结实率是产量形成的关键[6]。由表5 可以看出兴粳8 号除了成穗率和每穗总粒数,各因素均与产量呈正相关,只有结实率与产量达到显著相关,说明在现有栽培水平下,结实率是制约兴粳8 号产量最主要的因素。

表5 兴粳8 号产量及相关农艺性状的相关性分析

由表5 可以看出兴粳8 号分蘖率与有效穗数、最高苗呈显著、极显著正相关关系,与成穗率和每穗总粒数呈显著负相关。根据叶片与分蘖发生的同伸关系(n-3 理论),水稻4 叶期发生第一个分蘖节位[7]。所以4 叶期前插秧,可以保证兴粳8 号分蘖率提高,从而提高有效穗数。兴粳8 号每穗实粒数与成穗率、每穗总粒数呈显著、极显著正相关关系,与有效穗数呈显著负相关。从水稻栽培学理论可知,提早晒田控蘖可以减少分蘖率,提高成穗率,减少高节位分蘖产生的短穗,降低成穗数。所以,提早晒田控蘖可以提高兴粳8 号的大穗成穗率和每穗总粒数。兴粳8 号有效穗数和每穗总粒数、每穗实粒数呈显著负相关。所以通过提早晒田控蘖可以降低有效穗数,从而提高兴粳8 号的每穗总粒数和实粒数。另外,结实率是实粒数和总粒数的商值。所以,晒田控蘖时间的掌握对兴粳8 号结实率高低的影响非常大。

因此栽培措施中,大穗型水稻品种兴粳8 号保证早期低节位分蘖,并适时提早晒田控蘖是保证高产的关键。

3 结论与讨论

蒙东地区处于寒地稻作区,地处东北松花江上游流域,水资源丰富,夏季炎热,立秋后昼夜温差大,非常适合优质稻米产业的发展。近年来,随着政府政策的大力支持,当地自主研发品种市场占有份额逐年提高。但是优质水稻产业发展的同时,土地地租也逐年提高,种植户为了提高效益对优质水稻品种的产量要求变得非常苛刻。单位面积提高产量首先考虑的因素是分蘖率、成穗率、千粒重和穗粒数。兴安盟地区气候条件可供水稻分蘖的时间有限,育种上高分蘖品种后期成穗率不能得到保障,所以提高千粒重和选育穗粒数较多的大穗型品种成为了该地区当前育种目标。但是,适合当地种植的大穗型品种少之又少,可供种植户选择的余地非常有限。针对这一市场需求,兴安盟农牧科学研究所和扎赉特旗佰东农业科技有限公司联合制定育种目标,加大了对大穗型材料的选育工作。通过多年的努力,水稻品种兴粳8 号的选育提高了当地市场上大穗型品种的多样性。由以上结论和分析可知,兴粳8 号在内蒙古自治区水稻品种区域试验和生产试验当中,产量表现突出,具有良好的丰产性、稳产性,适应性较强,推广意义和前景较大。

兴粳8 号为大穗型水稻品种,灌浆时间较长。低节位分蘖成穗是保障其产量的关键因素,而高节位分蘖成穗会导致灌浆不充分,千粒重降低,影响产量。所以,栽培技术上建议保证每穴基本苗5 株以上,适时提早晒田控蘖,保证低节位分蘖成穗数,降低高节位分蘖成穗数。另外,大穗型水稻品种结实率是影响其产量的另一个关键因素。在拔节孕穗期通过天气预报预知低温天气(<17℃)时,建议提前灌溉。保证水层在15cm 以上,防止突发性低温冷害导致空壳率上升。

近年来,随着蒙东地区水稻产业链的逐步完善,长粒型水稻主要作为高端米原料进行生产。当地参与育种的企事业单位认识到稻米加工对香稻品种的需求渐渐提高。稻米香味主要由编码甜菜碱醛脱氢酶基因Badh2控制,该基因功能突变能够导致稻米香气成分2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)的积累[8]。随着水稻功能基因组学的发展,香稻资源中Badh2基因单倍型的挖掘工作已经有了初步的成果。未来将高产、稳产的大穗型水稻品种兴粳8 号改良为香稻品种是非常值得去尝试的一项工作,分子标记技术和基因编辑技术的日益完善和普及也会大大加速香稻育种的进程。

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