水稻品種穗部性狀的變化趨勢

水稻品種穗部性狀的變化趨勢

20世紀(jì)70年代以來，遼寧省水稻品種主要經(jīng)歷了四次更新[1.5]。每一次品種的更換必然會(huì)顯著提高產(chǎn)量，這與穗部特征的變化密切相關(guān)。因而,本試驗(yàn)選用遼寧省近30年來歷次更替的有代表性的4個(gè)水稻主栽品種及新育成的2個(gè)水稻超高產(chǎn)品種為試材,分析這些品種的各級枝梗和其上著生穎花的數(shù)量差異,以及它們在穗軸上的分布情況,以期在驗(yàn)證前人研究結(jié)論[6～10]的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律,為北方粳稻超高產(chǎn)育種和栽培研究提供參考。1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與種植供試品種選用的依據(jù)是自20世紀(jì)70年代以來遼寧省生產(chǎn)中大面積推廣的品種。70年代的秋光、80年代的遼粳5號、當(dāng)代的遼粳326、遼粳454,超高產(chǎn)品種沈農(nóng)265、沈農(nóng)606共6個(gè)。試驗(yàn)于2000年至2001年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)稻作研究室實(shí)驗(yàn)水田進(jìn)行,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),每小區(qū)共10行,行長5.6m,按30cm×13.3cm栽插,每穴3株苗。每公頃施標(biāo)氮總量為1050kg,采取“平穩(wěn)促進(jìn)施肥法”,即底肥占總量的30%,返青肥占15%,分蘗肥占25%,穗肥占20%和粒肥占10%。有機(jī)肥15000kg·hm-2,磷酸二銨150kg·hm2,氯化鉀75kg·hm-2,以上三者作為底肥一次性施入。試驗(yàn)采用塑料薄膜覆蓋旱育苗培育壯秧。4月13日播種,播量為200g·m-2。全部試驗(yàn)于5月22日移栽,9月27日收獲。各品種水肥管理均相同。水稻成熟后,在每小區(qū)按其平均有效分蘗數(shù)選取有代表性植株5穴,將所有稻穗沿穗頸節(jié)剪下,調(diào)查一次枝梗數(shù),計(jì)算3次重復(fù)各品種一次枝梗數(shù)的平均數(shù),根據(jù)該數(shù)值取稻穗考察穗部結(jié)構(gòu)。由稻穗下部至上部考察每個(gè)一次枝梗上的實(shí)粒數(shù)、空癟粒數(shù),每個(gè)一次枝梗上的二次枝梗數(shù),每個(gè)二次枝梗上的實(shí)粒數(shù)、空癟粒數(shù)。計(jì)算供試品種每個(gè)一次枝梗穎花數(shù)、每個(gè)二次枝梗穎花數(shù)、一次枝梗平均穎花數(shù)(每個(gè)一次枝梗穎花數(shù)的整穗平均值)、二次枝梗平均穎花數(shù)(每個(gè)二次枝梗穎花數(shù)的整穗平均值)、一次枝?？偡f花數(shù)(整穗總和和二次枝?？偡f花數(shù)整穗總和以及相應(yīng)的結(jié)實(shí)率2結(jié)果與分析2.1次枝梗數(shù)分布從表1可以看出:隨著品種的更替,一次枝梗和二次枝梗數(shù)均呈增加趨勢,但二次枝梗數(shù)的變異程度明顯大于一次枝梗數(shù),二者變異系數(shù)的比值為1∶0.6。多重比較的結(jié)果是:20世紀(jì)80年代以后供試品種的一次枝梗數(shù)都極顯著高于20世紀(jì)70年代的秋光,其增幅在13.4%～24.7%之間,當(dāng)代兩個(gè)品種遼粳326和遼粳454的一次枝梗數(shù)相同且顯著高于20世紀(jì)80年代的遼粳5號,超高產(chǎn)品種沈農(nóng)265和沈農(nóng)606的一次枝梗數(shù)最多,但與當(dāng)代品種間的差異未達(dá)到顯著水平。就二次枝梗數(shù)而言,兩個(gè)超高產(chǎn)品種顯著高于遼粳326;遼粳326比另一當(dāng)代品種遼粳454增加了近20%,差異達(dá)極顯著水平;而遼粳454與遼粳5號和秋光三者間的差異不顯著。一次枝梗上平均著生的二次枝梗數(shù)的變化是:兩個(gè)超高產(chǎn)品種最高,其次是遼粳326,三者間的差異不顯著。最低的是遼粳454,它比沈農(nóng)606少18.7%,而與遼粳5號間的差異不顯著。對各品種的二次枝梗在穗軸上的分布進(jìn)行分析可知,穗軸上不同位置一次枝梗上著生的二次枝梗數(shù)存在顯著差異,品種內(nèi)的變異系數(shù)都在30%以上(表1),并且都呈穗的中部多,而上、下部少的分布態(tài)勢,20世紀(jì)80年代以后育成的品種又有上部比下部多的趨勢(圖1)。2.2次枝梗總穎花數(shù)的變化表2顯示:每個(gè)一次枝梗穎花數(shù)在穗軸上分布的品種內(nèi)變異系數(shù)很低,均未超過4%,說明各品種穗軸不同位置一次枝梗上所著生的穎花數(shù)相近,這與圖1顯示的各一次枝梗穎花數(shù)在穗軸上的分布近似于直線相吻合。一次枝梗平均穎花數(shù)的品種間差異也較小,變幅為5.7±0.23個(gè),未表現(xiàn)出隨品種更替而遞增的趨勢,但仍是超高產(chǎn)品種沈農(nóng)606最多。而一次枝?？偡f花數(shù)表現(xiàn)出隨品種更替而遞增的趨勢,變異系數(shù)為11.0%,變幅較大,可見其受一次枝梗平均穎花數(shù)的影響較小,而受一次枝梗數(shù)的影響較大。另外,各品種一次枝梗平均結(jié)實(shí)率高且變異程度小,變幅在93.7%～98.4%之間,變異系數(shù)僅為1.7%。一次枝梗總實(shí)粒數(shù)(表2)的變化趨勢與總穎花數(shù)相接近,即隨著品種更替呈現(xiàn)增多的趨勢,品種間的變異系數(shù)為11.4%,高于穎花數(shù)的變異。而一次枝梗平均實(shí)粒數(shù)由于受結(jié)實(shí)率的影響,排序不同于穎花數(shù),主要是兩個(gè)當(dāng)代品種的位次發(fā)生了改變,其中遼粳454一次枝梗平均穎花數(shù)排在第5位,僅高于20世紀(jì)70年代的秋光,因其一次枝梗平均結(jié)實(shí)率高達(dá)98.4%,使得一次枝梗平均實(shí)粒數(shù)上升到第4位。遼粳326一次枝梗平均穎花數(shù)較多,但結(jié)實(shí)率最低,為93.7%,因而其一次枝梗平均實(shí)粒數(shù)明顯減少,下降為第5位。另外,各品種每個(gè)一次枝梗實(shí)粒數(shù)在穗軸上的分布也與穎花數(shù)相似,近于直線分布(圖1)。2.3次枝梗穎花數(shù)分布表3顯示,二次枝?？偡f花數(shù)也表現(xiàn)出隨著品種更替而遞增的趨勢,品種間變異系數(shù)為14.4%,大于一次枝梗總穎花數(shù)的變異,只是遼粳454的增幅較小,與遼粳5號和秋光間的差異不顯著。而二次枝梗平均穎花數(shù)的排序是兩個(gè)超高產(chǎn)品種最多,其次是遼粳326和秋光,最少的是遼粳454,比兩個(gè)超高產(chǎn)品種的平均值少近20%,即未表現(xiàn)出隨品種更替而遞增的變化趨勢。每個(gè)二次枝梗穎花數(shù)在穗軸上的分布見圖1,結(jié)合二次枝梗在穗軸的分布情況,按照原的穗型劃分方法,可把供試品種分為2種穗型。沈農(nóng)606、遼粳454和秋光屬于中位優(yōu)勢穗型(穗型Ⅲ);沈農(nóng)265、遼粳326和遼粳5號屬于偏上位優(yōu)勢穗型(穗型Ⅳ)。二次枝梗結(jié)實(shí)率的品種間差異較大,其中遼粳454最高且變異系數(shù)小,說明其穗軸各部位二次枝梗的結(jié)實(shí)率均較高;遼粳326最低,僅為77.3%,且變異系數(shù)為12.9%,說明穗軸不同位置二次枝梗的結(jié)實(shí)率有明顯差異,其余4個(gè)品種間的差異未達(dá)到顯著水平。另外,結(jié)實(shí)率并未出現(xiàn)偏上位優(yōu)勢型高于中位優(yōu)勢型的趨勢,這與李榮田(2000)等的研究相近似。二次枝梗總實(shí)粒數(shù)的變化與總穎花數(shù)相近,即存在隨品種更替而增加的趨勢,只是其中的遼粳454由于結(jié)實(shí)率高,總實(shí)粒數(shù)上升到與遼粳326相當(dāng)?shù)乃?。二次枝梗平均?shí)粒數(shù)是超高產(chǎn)品種最高,其次是秋光,余下3個(gè)品種的排序是遼粳326、遼粳454和遼粳5號,但三者間的差異不顯著。3當(dāng)代品種與超高產(chǎn)品種的關(guān)系本研究表明,隨著品種更替每穗穎花數(shù)有增加的趨勢,這是由一、二次枝梗數(shù)及其上著生的穎花數(shù)共同作用的結(jié)果。其中一次枝梗平均穎花數(shù)的變異最小,變幅在5.7±0.23個(gè)之間,變異系數(shù)僅為4.10%;二次枝梗平均穎花數(shù)的變異相對較大,變異系數(shù)為9.1%,是一次枝梗平均穎花數(shù)的2倍多,變幅在4.87±0.44個(gè)之間;一次枝梗數(shù)及一次枝梗上二次枝梗數(shù)的變異系數(shù)分別為8.1%和8.26%;可見上述性狀的品種間差異均不太大,這可能與供試品種的親緣關(guān)系較近有關(guān)。而超高產(chǎn)品種在各個(gè)性狀上都表現(xiàn)最大值,加之結(jié)實(shí)率較高(接近各品種的平均值),使得其每穗實(shí)粒數(shù)顯著高于其他品種。兩個(gè)當(dāng)代品種每穗實(shí)粒數(shù)相近且僅略低于超高產(chǎn)品種,但二者的穗部結(jié)構(gòu)相差較大,遼粳326每穗穎花數(shù)多而結(jié)實(shí)率低,遼粳454穎花數(shù)少但結(jié)實(shí)率高。20世紀(jì)80年代的遼粳5號一次枝梗平均穎花數(shù)多,僅低于超高產(chǎn)品種,但一次枝梗數(shù)、一次枝梗上的二次枝梗數(shù)和二次枝梗平均穎花數(shù)均較少,所以實(shí)粒數(shù)不占優(yōu)勢。20世紀(jì)70年代的秋光一次枝梗數(shù)太少,無法獲得高的穎花及實(shí)粒數(shù)。由此可見,各性狀均衡增加是超高產(chǎn)的途徑。另外,一次枝梗上著生籽粒飽滿,結(jié)實(shí)率品種間差別不大;空癟粒通常出現(xiàn)在二次枝梗上,對整穗結(jié)實(shí)率高低起主導(dǎo)作用。但結(jié)實(shí)率并未出現(xiàn)偏上位優(yōu)勢型高于中位優(yōu)勢型的趨勢,說明本研究的試材籽粒在穗軸上分布的優(yōu)勢部位對結(jié)實(shí)率影響不大。因此,根據(jù)原的方法劃分的