水稻超高产潜力鉴定品种农艺性状相关及通径系数分析

水稻超高产潜力鉴定品种农艺性状相关及通径分析CorrelationandPathAnalysisontheAgronomicTraitsofultra-highyieldpotentialrice夏祥华1，乔保建1，郑立平1，陈庭木2XiaXianghu1,QiaoBaojian1,ZhenLiping1,ChenTingmu21、安徽袁粮水稻产业有限公司芜湖，2410031AnhuiYieleadRiceIndustryCo.LtdWuHu，2410032江苏连云港市农科院，连云港，2220062TheAgriculturalScienceInstituteofLianyungang,Lianyungang,222006摘要：本文以2011年云南高产潜力鉴定水稻品种为试验材料，应用多种统计分析手段，研究水稻在超高产条件下各主要农艺性状间关系及其与产量间关系，表明：水稻在超高产条件下，应适当控制全生育期，提高有效穗及穗粒数，才能达到更高产量。Abstract:In2011Yunnan,highyieldpotentialofricevarietiesasexperimentalmaterials,usingavarietyofmeansofstatisticalanalysis,studytherelationshipbetweenthemainagronomictraitsandtherelationshipbetweenyieldandtheseagronomictraitsinthesuperhigh-yieldingconditions,showthat:Riceinsuperhigh-yieldingconditionsshouldappropriatelycontrolthegrowthperiod,improveeffectivepaniclesandgrainsperspike,inordertoachieveahigheryield.关键词：水稻，高产潜力鉴定，性状表现，偏相关，通径分析Keyword:Rice,highyieldpotentialidentification,traits,correlation,pathanalysis0前言水稻超高产，一直是中国以至世界农学家奋斗的目标。1982年，桂朝2号创亩产1075.35kg，刷新了由印度创造的水稻世界高产记录；2001年II优明86创亩产1196.5kg；2003年，II优084创亩产1231.17kg；2006年南京大学选育的协优107创亩产1287kg【1】。水稻超高产育种，我们已经取得了较好的成就，超高产条件下，各性状与中低产间的差异是显明的【2】，但性状间的关系报道仍较少。本文对2011年云南水稻高产潜力鉴定与筛选试验品种作性状的偏相关分析、通径分析与逐步线性回归分析，研究超高产条件下水稻各性状的关系，明确育种与栽培中主攻目标，以期为水稻超高产育种及栽培提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料试验受理来自全国61个杂交稻新品种（组合）。有完整观测数据品种分别为编号A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A16、A17、A18、A19、A20、B1、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17、B18、B19、B20、C1、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21，共58个（含对照）1.2方法1.2.1试验设计2011年云南永胜水稻综合试验站实施了水稻新品种高产潜力鉴定及筛选试验，无重复，亩施纯氮25千克、普钙30千克，锌肥2千克，硫酸钾9千克。考察了亩产（kg）、全生育期（天）、穗高（cm)、穗颈高（cm)、高峰苗（万/亩）、有效穗（万/亩）、成穗率（%）、总粒数、结实率（%）、千粒重（克）等10项指标。1.2.2分析方法1.2.2.1应用EXCEL基础描述统计对所有样本统计指标均值、方差、极小值、极大值。1.2.2.2应用相关及偏相关分析方法分析各指标间相关系数【3】1.2.2.3应用通径分析方法分析各指标对产量的通径系数，并计算各指标对产量的直接与所有间接作用【3】1.2.2.4多元线性回归方程采用袁志发等给出紧凑变换法，以多元逐步线性回归法求产量最优回归方程，以EXCEL2007VBA编程计算【4】2结果与分析2.1各指标的均值与变异情况全生育期平均169.2天，最短152天，最长196天，变幅达44天，变异系数4.23%，整体长生育期样本较少；穗高与穗颈高表现高度一致，变异系数相当；高峰苗变异系数19.66%，最大，变幅24.3-62.0万/亩，表明不同组合在高峰苗即分蘖能力上差异极大；有效穗变异系数11.34%，也较大，变幅15.3-27.3万/亩，低者与平原地区相当或略高，高者相当高，此为造成产量差异的最大原因；成穗率平均55.1%，变幅35.7-74.7%，亦大，表现高高峰苗者低成穗率，要提高成穗率适当降低高峰苗数，减少无效分蘖；总粒数变异系数17.66%，变幅137.8-289.3，从小穗型到大穗型均有，品种类型很丰富；结实率平均87.1%，变异系数6.69%，不大，变幅71.8-97.8%，从中低结实率到高结实率均有，少数品种的恢复度适应性不强，结实不良；千粒重均值29.7克，较高，变异系数9.51%，较大，变幅24.1-36.6克，小粒型品种与大粒型品种均有，产量平均976.9公斤/亩，远高于各水稻主产区平均产量，变异系数8.29%，较大，变幅709.1-1169.4公斤/亩，最高产量低于2010年最高产量九两优28创造的1265.91公斤/亩。表1：主要性状统计表项目均值方差变异系数极小值极大值全生育期169.251.30.0423152.0196.0穗高113.388.00.082888.4130.1穗颈高87.059.20.088467.1103.0高峰苗37.454.00.196624.362.0有效穗20.15.20.113415.327.3成穗率55.170.60.152435.774.7总粒数201.01259.50.1766137.8289.3结实率87.134.00.066971.897.8千粒重29.78.00.095124.136.6亩产976.96561.30.0829709.11169.42.2各指标的相关分析各性状中仅总粒数与产量间复相关显著，其它不显著，但全生育期与亩产间负相关显著，产量结构四因子（有效穗、总粒数、结实率、千粒重）与产量间偏相关极显著，表明用偏相关描述产量与各性状间关系更科学。全生育期与穗颈高间正相关显著，长生育期易形成高的营养体，增加生物产量。穗高与多个性状间存在相关，与穗颈高、千粒重间极显著正相关，表明株高易形成大粒，与有效穗、总粒数间存在显著正相关，株高易形成大穗。高峰苗与有效穗间正相关极显著，分蘖力越强，有效穗越多，与穗高、穗颈高相关方向相反，均极显著，表明高秆分蘖力偏弱，但穗长偏大。产量结构四因子间存在极显著的负相关。本试验观察到的相关关系与一般水平条件下观测结果相似，无特异性，未带来新的相关关系。表2：各性状间及与产量间相关系数全生育期穗高穗颈高高峰苗有效穗总粒数结实率千粒重穗高-0.1641穗颈高0.3042*0.9507**高峰苗-0.0652-0.22390.1684有效穗0.26170.2878*-0.2889*0.3655**总粒数0.19440.3260*-0.3112*0.1310-0.8979**结实率0.22990.2025-0.2772*0.1371-0.7652**-0.8232**千粒重0.25340.4022**-.3754**0.1465-.8142**-0.8958**-0.6735**亩产-0.2826*-0.20930.2452-0.22440.7594**0.7879**0.7206**0.7023**亩产*-0.10780.16250.1363-0.19110.00300.2829*0.07480.0158注：1未注明均为偏相关，*复相关，2*表示0.05水平显著，**表示0.01水平极显著2.3各指标对产量的最优线性回归统计将各指标与产量间用逐步线性回归的方法建立最优回归方程，仅产量结构四因子进入方程，y=40.5782x1+4.3551x2+11.7484x3+26.5331x4-2527.33，方差贡献均极显著，方程F值21.7193，极显著，回归结果与偏相关分析结果高度相似。表3：多元逐步线性回归方程参数项目X1有效穗X2总粒数X3结实率X4千粒重常数项偏回归系数40.57824.355111.748426.5331-2527.33标准误5.30240.46941.66673.7841187.7942F测验57.459984.469848.746948.2360无差别概率0.00000.00000.00000.00002.4各指标对产量的通径分析对全生育期、穗高、穗颈高、高峰苗、有效穗、总粒数、结实率、千粒重8因子对产量作通径分析，仅产量结构四因子对产量通径系数达极显著水平，其余均不显著，通径模型相关系数0.8215**，极显著。全生育期对亩产的作用较低，通过与穗高、总粒数的负向作用及穗颈高、有效穗、千粒重的正向作用相抵消，综合对产量作用仍较弱。穗高通过与穗颈高、总粒数的负相关作用对产量的负向作用被抵消，变为弱正相关。穗颈高通过与总粒数的正相关对产量的正向作用得到加强，但与穗高及结实率负相关，作用减弱。高峰苗对产量直接作用较小，且负向，与有效穗的正相关及总粒数的负相关，作用仍微弱。有效穗对产量直接作用较大，通过与总粒数的负相关，对产量的综合作用微弱。总粒数对产量直接作用最大，通过与其它产量三因子负相关，综合作用弱化，仍达显著水平。结实率与千粒重对产量的直接作用大，二者均与总粒数负相关，致对产量的综合作用变微弱。通径分析与偏相关、逐步线性回归分析结果高度相似，表明了多种统计方法在结论上有很好的一致性，并能相互补充。表4：通径分析自变量对亩产的作用路径剖分全生育期穗高穗颈高高峰苗有效穗总粒数结实率千粒重与亩产复相关全生育期-0.1990-0.21550.27740.00040.1574-0.2194-0.08790.1788-0.1078穗高-0.0804-0.53370.59770.0608-0.22120.6454-0.40060.09440.1625穗颈高-0.0893-0.51590.61840.0513-0.17290.6048-0.40280.04270.1363高峰苗0.00050.1878-0.1836-0.17290.7362-0.88220.1287-0.0057-0.1911有效穗-0.02490.0938-0.0850-0.10121.2583**-1.12400.0220-0.03600.0030总粒数0.0230-0.18110.19660.0802-0.74351.9022**-0.4557-0.53880.2829*结实率0.02000.2447-0.2850-0.02550.0316-0.99200.8739**0.20700.0748千粒重-0.0363-0.05130.02690.0010-0.0462-1.04420.18430.9815**0.01583讨论3.1超高产条件下性状对产量的影响水稻在超高产条件下与一般产量水平下，各性状的相互关系仍基本相同，但超高产条件下，各指标的均值，特别是全生育期、有效穗、高峰苗存在大的差异，其它差异则明显小些。全生育期在一般情况下均可能表现与产量间明显的正相关，有的能进入回归方程【5】，但在本试验中，反而表现为显著负相关，可能是本试验中多数组合生育期全拉长后产生的新统计规律，有待深入探查。3.2超高产条件下应该采取的育种