杂交水稻‘成优489’主要农艺性状与产量的相关和通径分析

李树杏 徐娅 郝东方 周乐良 彭菊 蒙秀菲 郭慧 涂敏

摘    要：杂交水稻‘成优489是贵州省水稻研究所自育水稻品种，为挖掘其高产潜力和高产途径，利用17个不同生态区域的试验资料，对‘成优489全生育期、有效穗、株高、穗长、穗粒数、实粒数、结实率、千粒质量、产量等农艺性狀进行了相关、逐步回归和通径分析。结果表明，水稻‘成优489的9个农艺性状变异系数（cv）表现为实粒数>穗粒数>有效穗>产量>结实率>穗长>株高>千粒质量>全生育期，其变化范围4.54%～15.26%;根据相关分析，‘成优489产量与有效穗和全生育期极显著正相关（P<0.01），与千粒质量显著正相关（P<0.05），而与株高显著负相关（P<0.05）;根据逐步回归筛选出全生育期、有效穗、穗粒数和千粒质量等4 个对产量有显著效应的自变量，进一步通径分析，4个农艺性状对产量的直接通径系数表现为有效穗（0.672）>全生育期（0.343）>穗粒数（0.320）>千粒质量（0.273），间接通径系数表明穗粒数和千粒质量分别表现为通过有效穗对产量的间接抑制和促进作用。因此，在‘成优489推广应用以及高产创建时要注意有效穗、穗粒数和千粒质量间的平衡。

关键词：杂交水稻;‘成优489;产量;相关性;回归分析;通径分析

中图分类号：S511         文献标识码：A           DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.07.018

Abstract：  'Chengyou 489' is a hybrid rice variety from rice research institute in Guizhou.In order to excavate the high yield potential and high yielding pathway of 'Chengyou 489'， the 17 regions experiment data were used， the correlation analysis， regression analysis and path analysis were carried out for traits such as plant height， ear length， effective panicle， grain number per panicle， real grain number，seed setting rate， thousand grain weight， whole growth period and yield.The results showed that the variation coefficient （cv） of nine agronomic traits in rice 'Chengyou 489' was expressed as follows： real grain number > grain number per ear > effective panicle > yield > seed setting rate > ear length > plant height >thousand grain weight> whole growth period， and the change range was from 4.54% to 15.26%.According to the correlation analysis， the yield of 'Chengyou 489' was significant positively correlated with effective panicle（P<0.01）， whole growth period （P<0.01）， and thousand grain weight（P<0.05）， but significant negatively correlated with plant height（P<0.05）.According to the stepwise regression， four independent variables including whole growth period， effective panicle， grain number per panicle and thousand grain weight had significant effects on yield. Further path analysis showed that the direct path coefficients of the four agronomic traits on yield were as follows： effective panicle （0.672）>whole growth period （0.343） >grain number per ear （0.320） >thousand grain weight （0.273）， and the indirect path coefficients indicated that grain number per panicle and thousand grain weight had indirect inhibition and enhancement effects to yield through effective panicle， respectively.Therefore， the balance among effective panicle， grain number per panicle and thousand grain weight should be paid attention in promoting the application and creating high yield of 'Chengyou 489'.

Key words： hybrid rice; 'Chengyou 489'; yield; correlation; regression analysis; path analysis

作物的农艺性状多数为数量性状，各性状相互制约相互影响，很难确定各农艺性状对目标性状（如产量等）贡献大小的量化指标[1]。水稻产量与有效穗、株高、穗长、生育期、穗粒数、结实率、实粒数、千粒质量等性状之间存在着复杂的相关关系[2]。不同品种间，其产量构成因子对产量的贡献以及相关程度也有差异[3]。王术等[4]研究表明，限制产量进一步提高的主要因素是结实率和每穗实粒数。姜萍等[5]研究显示：有效穗和每穗实粒数对高产水稻品种‘民优93的产量贡献较大，千粒质量对产量的影响较小。黄大辉等[6]对杂交水稻11个性状通径分析结果显示：有效穗、每穗实粒数和千粒质量对单株穗质量有较显著的直接效应，株高、全生育期、穗长、剑叶长度对单株穗质量表现显著的间接效应。水稻产量形成是穗数、结实率、每穗实粒数、千粒质量等多个性状共同作用的结果，因此，明确这些性状与产量间的关系，以及产量性状之间的关系，对于促进水稻高产有重大作用[7]。‘成优489是贵州省水稻研究所自育水稻品种，并通过了国家农作物评审委员会的审定，伍桂荣等[8]在多个水稻品比试验中表明，决定‘成优489产量的因素是有效穗与结实率，而结实率的关键决定因素是每穗实粒数，‘成优489的每穗实粒数在所有品比组合中居于中上等。

为了进一步探究水稻品种‘成优489各农艺性状与产量的关系，本试验对其全生育期、有效穗、穗长、每穗实粒数、株高、结实率、穗粒数、千粒质量、产量等性状进行了分析，旨在探究其最适宜的栽培模式和最优增产途径，为在大田生产中促进并协调好相关性状的生长发育，实现高产、超高产目标提供借鉴和参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料和试验区概况

试验以贵州省水稻研究所国审杂交籼稻‘成优489为供试分析材料。数据源于国家长江上游中籼迟熟组国家水稻品种试验结果。试点分布在长江上游地区5省市（四川、重庆、贵州、云南、陕西）17个点，海拔180.0～1 300.0 m之间的不同生态区域，其分布详见表1。

1.2 试验方案

各承试单位均按统一的试验方案进行实施，所有品种同期播种、移栽，耕作栽培措施比当地大田生产水平略高，防治病虫害。9个农艺指标详细测定方法如下。

2 结果与分析

2.1 9个农艺性状的变异性分析

由表2和表3可知，水稻‘成优489的9个农艺性状变异系数（cv）表现为实粒数>穗粒数>有效穗>产量>结实率>穗长>株高>千粒质量>全生育期，其变化范围4.54%～15.26%;对照‘Ⅱ优838变异系数（cv）表现为：有效穗>实粒数>穗粒数>产量>株高>结实率>穗长>全生育期>千粒质量，其变化范围3.70%～12.76%，除株高外，其他8项农艺指标‘Ⅱ优838均比‘成优489变异小，说明农艺性状稳定性好，但除实粒数和结实率外，各农艺指标的均值均低于‘成优489。由此可见，‘成优489的9个农艺性状中，受自身遗传效应影响较大的因子主要有全生育期、千粒质量、穗长，其变化幅度较小，易受外界环境影响的因子主要有实粒数、产量、有效穗、穗粒数、结实率等，其变化幅度较大，这与对照品种‘Ⅱ优838表現基本一致，但其平均产量高于对照‘Ⅱ优838。

2.2 9个农艺性状的相关性分析

由表4可知，产量与全生育期和有效穗极显著正相关，与千粒质量显著正相关，与株高显著负相关，与其他农艺性状相关性均未达显著水平;产量构成因子间相关系数表现为：全生育期与株高和穗长分别达到极显著和显著负相关;有效穗与实粒数和穗粒数极显著负相关;实粒数与穗粒数达到极显著正相关。由此可见，在适宜‘成优489 生长的生态区，其株高相对较低，全生育期相对较长，有利于籽粒形成，适当增加有效穗数，可实现增产增收。

2.3 产量对8个农艺性状的回归分析

为了定量描述各农艺性状对产量的影响，以全生育期（x1）、有效穗（x2）、株高（x3）、穗长（x4）、穗粒数（x5）、实粒数（x6）、结实率（x7）、千粒质量（x8）为自变量，以产量（y）为依变量，通过逐步回归分析，建立与产量（y）的最优回归方程：y=-14 096.813 52+59.236 198 48x1+24.187 538 970x2+15.412 459 823x5+186.110 146 77x8，回归相关系数R2=0.796 1，达到极显著水平（P=0.000 001<0.01）。逐步回归分析共筛选出4 个对产量有显著效应的自变量，分别为全生育期、有效穗、穗粒数和千粒质量。

为了进一步探讨全生育期（x1）、有效穗（x2）、穗粒数（x5）和千粒质量（x8）与产量（y）之间的直接效应和间接效应，根据产量对逐步回归分析筛选出的‘成优489的4个农艺性状进行了通径分析，决定系数R2=0.681 1，相关系数为直接通径系数与间接通径系数之和，结果详见表5。

由表5可以看出，直接通径系数表现为有效穗（x2）>全生育期（x1）>穗粒数（x5）>千粒质量（x8），均为正值，说明4个指标均表现为对产量的正效应;根据间接通径系数分析结果，穗粒数（x5）通过有效穗（x2）对产量的间接作用较大，间接通径系数为-0.332，表现为抑制作用，千粒质量（x8）通过有效穗（x2）对产量的间接作用次之，间接通径系数为0.161，表现为促进作用，说明在密植水稻提高有效穗（x2）时并不是越密越好，有效穗（x2）偏多时会抑制每穗的开花着粒密度，导致穗粒数的下降，但千粒质量会有所增加。

3  结论与讨论

水稻生长过程中各个因子不是独立进行也不是顺序进行的，而是相辅相成互相制约互相促进的一个过程，单独培养任何一个性状的发展都会不同程度引起其他性状的有利或有弊的改变，不利于水稻的整体成长与发展[9-10]。因此，在水稻育种以及高产栽培等生产实践过程中，要对所有性状进行综合考虑，促使各个性状相互协调一致[11]。

廖朝阳[12]研究表明‘Ⅱ优1259的高产、超高产栽培主要在一定穗数基础上培育大穗，增加单位面积的总粒数从而增加产量;林太赟和张胜[13]研究表明‘中早39各产量构成因子对产量的效应大小排序为：千粒质量和有效穗排在前，每穗实粒数次之，结实率最后;蔡源等[14]通过通径分析发现对产量贡献大小的顺序是穗实粒数>千粒质量>有效穗>生育期>株高。本试验中，通过对新品种‘成优489部分农艺性状数据分析可知，受环境因素影响较大的实粒数、穗粒数、有效穗的cv变化较大，而受遗传因素控制较多的穗长、株高、千粒质量和全生育期的cv变异较小，这一研究结果与作者之前对‘协优385的研究结果[3]相似;相關分析发现，‘成优489产量与有效穗、全生育期极显著正相关，与千粒质量显著正相关，而与株高显著负相关;通过逐步回归筛选出全生育期、有效穗、穗粒数和千粒质量等4 个对产量有显著效应的自变量;进一步通径分析发现有效穗（x2）对产量的直接贡献最大，说明对产量起决定作用的是有效穗，这一结果与陶永光等[15]对‘甬优12的研究结果一致，而与龚大孔等[16]对‘冈8优785的研究结果略有不同，可能是品种自身差异导致;穗粒数（x5）和千粒质量（x8）分别表现为通过有效穗（x2）对产量的抑制和促进的间接作用，体现了‘成优489水稻农艺性状间相互促进相互制约的关系。由此可见，在‘成优489水稻推广应用以及高产创建时应注意合理密植，氮肥适当后移，增施粒肥，排灌及时、科学控蘖，加强灌浆期水肥管理，优化群体结构，提高有效穗的同时实现穗粒数和千粒质量的平衡，可为其产量提高奠定基础，而有关其种植密度和施肥优化方案的研究有待于进一步开展。

参考文献：

[1]贾玉广，沈军队，阎洁，等.红花农艺性状的主成分分析[J].中国油料作物学报，1995（1）：22-25.

[2]高良艳，周鸿飞.水稻产量构成因素与产量的分析[J].辽宁农业科学，2007（1）：26-28.

[3]李树杏，向关伦，杨占烈，等.杂交水稻‘协优385主要产量构成因子与产量的相关分析和通径分析[J].中国农学通报，2015，31（18）：15-19.

[4]王术，王伯伦，刘新安，等.水稻高产群体产量与产量构成因素的关系[J].垦殖与稻作， 1996（4）：6-7.

[5]姜萍，甘雨，涂敏，等.杂交水稻新品种民优93 丰产稳产性及产量构成因素分析[J].贵州农业科学，2014，42（6）：20-23.

[6]黄大辉，彭懿紫，黄天进，等.杂交水稻主要性状的多重逐步回归和通径分析[J].广西农业生物学，2004，23（2）：100-103.

[7]袁伟玲，曹凑贵，程建平.水稻产量性状相关性及通径分析[J].垦殖与稻作，2005（4）：6-8.

[8]伍桂荣，吴大秀，黄建宏，等.兴义市水稻新品种比较试验[J].安徽农学通报，2015，21（24）：52-53.

[9]罗赣丰，马雪梅，程建峰.水稻剑叶角度与氮营养效率的关系[J].中国农学通报，2014，30（18）：29-34.

[10]曹应江，游书梅，蒋开峰，等.香型水稻产量构成要素杂种优势表现及通径分析[J].中国农学通报，2011，27（7）：22-25.

[11]罗来君.水稻生育性状的遗传相关性及其对产量的贡献[J].大麦与谷类科学，2006 （3）：7-11.

[12]廖朝阳.杂交稻‘Ⅱ优1259的生物学特性与产量结构分析[J].农学学报，2017，7（10）：1-5

[13]林太赟，张胜.早籼稻中早39 超高产群体的产量构成分析[J].浙江农业科学，2017，58 （9） ：1510-1512.

[14]蔡源， 黄宗洪，甘雨，等.杂交水稻六优385 产量构成因子与产量的相关分析和通径分析[J].农业科技通讯，2016（12）：153-155.

[15]陶永光，林飞荣，林海忠，等.杂交稻甬优12产量与主要经济性状的关系分析[J].浙江农业科学，2013 （7）：784-786.

[16]龚大孔，黄宗洪，杨占烈，等.杂交水稻冈8优785主要性状与产量的相关分析及增产途[J].农业科技通讯，2018（11）：100-103.