水稻品种穗部性状的变化趋势

水稻品种穗部性状的变化趋势

20世纪70年代以来，辽宁省水稻品种主要经历了四次更新[1.5]。每一次品种的更换必然会显著提高产量，这与穗部特征的变化密切相关。因而,本试验选用辽宁省近30年来历次更替的有代表性的4个水稻主栽品种及新育成的2个水稻超高产品种为试材,分析这些品种的各级枝梗和其上着生颖花的数量差异,以及它们在穗轴上的分布情况,以期在验证前人研究结论[6～10]的基础上发现新的规律,为北方粳稻超高产育种和栽培研究提供参考。1试验设计与种植供试品种选用的依据是自20世纪70年代以来辽宁省生产中大面积推广的品种。70年代的秋光、80年代的辽粳5号、当代的辽粳326、辽粳454,超高产品种沈农265、沈农606共6个。试验于2000年至2001年在沈阳农业大学稻作研究室实验水田进行,采用随机区组设计,3次重复,每小区共10行,行长5.6m,按30cm×13.3cm栽插,每穴3株苗。每公顷施标氮总量为1050kg,采取“平稳促进施肥法”,即底肥占总量的30%,返青肥占15%,分蘖肥占25%,穗肥占20%和粒肥占10%。有机肥15000kg·hm-2,磷酸二铵150kg·hm2,氯化钾75kg·hm-2,以上三者作为底肥一次性施入。试验采用塑料薄膜覆盖旱育苗培育壮秧。4月13日播种,播量为200g·m-2。全部试验于5月22日移栽,9月27日收获。各品种水肥管理均相同。水稻成熟后,在每小区按其平均有效分蘖数选取有代表性植株5穴,将所有稻穗沿穗颈节剪下,调查一次枝梗数,计算3次重复各品种一次枝梗数的平均数,根据该数值取稻穗考察穗部结构。由稻穗下部至上部考察每个一次枝梗上的实粒数、空瘪粒数,每个一次枝梗上的二次枝梗数,每个二次枝梗上的实粒数、空瘪粒数。计算供试品种每个一次枝梗颖花数、每个二次枝梗颖花数、一次枝梗平均颖花数(每个一次枝梗颖花数的整穗平均值)、二次枝梗平均颖花数(每个二次枝梗颖花数的整穗平均值)、一次枝梗总颖花数(整穗总和和二次枝梗总颖花数整穗总和以及相应的结实率2结果与分析2.1次枝梗数分布从表1可以看出:随着品种的更替,一次枝梗和二次枝梗数均呈增加趋势,但二次枝梗数的变异程度明显大于一次枝梗数,二者变异系数的比值为1∶0.6。多重比较的结果是:20世纪80年代以后供试品种的一次枝梗数都极显著高于20世纪70年代的秋光,其增幅在13.4%～24.7%之间,当代两个品种辽粳326和辽粳454的一次枝梗数相同且显著高于20世纪80年代的辽粳5号,超高产品种沈农265和沈农606的一次枝梗数最多,但与当代品种间的差异未达到显著水平。就二次枝梗数而言,两个超高产品种显著高于辽粳326;辽粳326比另一当代品种辽粳454增加了近20%,差异达极显著水平;而辽粳454与辽粳5号和秋光三者间的差异不显著。一次枝梗上平均着生的二次枝梗数的变化是:两个超高产品种最高,其次是辽粳326,三者间的差异不显著。最低的是辽粳454,它比沈农606少18.7%,而与辽粳5号间的差异不显著。对各品种的二次枝梗在穗轴上的分布进行分析可知,穗轴上不同位置一次枝梗上着生的二次枝梗数存在显著差异,品种内的变异系数都在30%以上(表1),并且都呈穗的中部多,而上、下部少的分布态势,20世纪80年代以后育成的品种又有上部比下部多的趋势(图1)。2.2次枝梗总颖花数的变化表2显示:每个一次枝梗颖花数在穗轴上分布的品种内变异系数很低,均未超过4%,说明各品种穗轴不同位置一次枝梗上所着生的颖花数相近,这与图1显示的各一次枝梗颖花数在穗轴上的分布近似于直线相吻合。一次枝梗平均颖花数的品种间差异也较小,变幅为5.7±0.23个,未表现出随品种更替而递增的趋势,但仍是超高产品种沈农606最多。而一次枝梗总颖花数表现出随品种更替而递增的趋势,变异系数为11.0%,变幅较大,可见其受一次枝梗平均颖花数的影响较小,而受一次枝梗数的影响较大。另外,各品种一次枝梗平均结实率高且变异程度小,变幅在93.7%～98.4%之间,变异系数仅为1.7%。一次枝梗总实粒数(表2)的变化趋势与总颖花数相接近,即随着品种更替呈现增多的趋势,品种间的变异系数为11.4%,高于颖花数的变异。而一次枝梗平均实粒数由于受结实率的影响,排序不同于颖花数,主要是两个当代品种的位次发生了改变,其中辽粳454一次枝梗平均颖花数排在第5位,仅高于20世纪70年代的秋光,因其一次枝梗平均结实率高达98.4%,使得一次枝梗平均实粒数上升到第4位。辽粳326一次枝梗平均颖花数较多,但结实率最低,为93.7%,因而其一次枝梗平均实粒数明显减少,下降为第5位。另外,各品种每个一次枝梗实粒数在穗轴上的分布也与颖花数相似,近于直线分布(图1)。2.3次枝梗颖花数分布表3显示,二次枝梗总颖花数也表现出随着品种更替而递增的趋势,品种间变异系数为14.4%,大于一次枝梗总颖花数的变异,只是辽粳454的增幅较小,与辽粳5号和秋光间的差异不显著。而二次枝梗平均颖花数的排序是两个超高产品种最多,其次是辽粳326和秋光,最少的是辽粳454,比两个超高产品种的平均值少近20%,即未表现出随品种更替而递增的变化趋势。每个二次枝梗颖花数在穗轴上的分布见图1,结合二次枝梗在穗轴的分布情况,按照原的穗型划分方法,可把供试品种分为2种穗型。沈农606、辽粳454和秋光属于中位优势穗型(穗型Ⅲ);沈农265、辽粳326和辽粳5号属于偏上位优势穗型(穗型Ⅳ)。二次枝梗结实率的品种间差异较大,其中辽粳454最高且变异系数小,说明其穗轴各部位二次枝梗的结实率均较高;辽粳326最低,仅为77.3%,且变异系数为12.9%,说明穗轴不同位置二次枝梗的结实率有明显差异,其余4个品种间的差异未达到显著水平。另外,结实率并未出现偏上位优势型高于中位优势型的趋势,这与李荣田(2000)等的研究相近似。二次枝梗总实粒数的变化与总颖花数相近,即存在随品种更替而增加的趋势,只是其中的辽粳454由于结实率高,总实粒数上升到与辽粳326相当的水平。二次枝梗平均实粒数是超高产品种最高,其次是秋光,余下3个品种的排序是辽粳326、辽粳454和辽粳5号,但三者间的差异不显著。3当代品种与超高产品种的关系本研究表明,随着品种更替每穗颖花数有增加的趋势,这是由一、二次枝梗数及其上着生的颖花数共同作用的结果。其中一次枝梗平均颖花数的变异最小,变幅在5.7±0.23个之间,变异系数仅为4.10%;二次枝梗平均颖花数的变异相对较大,变异系数为9.1%,是一次枝梗平均颖花数的2倍多,变幅在4.87±0.44个之间;一次枝梗数及一次枝梗上二次枝梗数的变异系数分别为8.1%和8.26%;可见上述性状的品种间差异均不太大,这可能与供试品种的亲缘关系较近有关。而超高产品种在各个性状上都表现最大值,加之结实率较高(接近各品种的平均值),使得其每穗实粒数显著高于其他品种。两个当代品种每穗实粒数相近且仅略低于超高产品种,但二者的穗部结构相差较大,辽粳326每穗颖花数多而结实率低,辽粳454颖花数少但结实率高。20世纪80年代的辽粳5号一次枝梗平均颖花数多,仅低于超高产品种,但一次枝梗数、一次枝梗上的二次枝梗数和二次枝梗平均颖花数均较少,所以实粒数不占优势。20世纪70年代的秋光一次枝梗数太少,无法获得高的颖花及实粒数。由此可见,各性状均衡增加是超高产的途径。另外,一次枝梗上着生籽粒饱满,结实率品种间差别不大;空瘪粒通常出现在二次枝梗上,对整穗结实率高低起主导作用。但结实率并未出现偏上位优势型高于中位优势型的趋势,说明本研究的试材籽粒在穗轴上分布的优势部位对结实率影响不大。因此,根据原的方法划分的