陳銳明，余 寧，李 花，劉志霞，莫祥曉，賴偉洪，古幸福，李 銳

（1.惠州市惠陽區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，廣東 惠州 516211；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術(shù)重點實驗室/廣東省水稻工程實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】水稻是世界上最重要的糧食作物之一，不僅養(yǎng)活了世界50%以上的人口，也是我國最主要的主糧作物。為確保國家糧食安全，提高糧食自給保障，必須保持水稻單產(chǎn)的持續(xù)增長，這也是提升水稻總產(chǎn)量解決世界人口稻米消費需求的唯一出路。自1996年我國農(nóng)業(yè)部啟動“中國超級稻計劃”的20 多年來，我國境內(nèi)超級稻育種和栽培的研究受到各級政府主管部門和大專院?？蒲性核母叨戎匾?，并且持續(xù)在新品種認(rèn)定、配套基礎(chǔ)研究、栽培技術(shù)研究等方面取得突破性進展，一大批超級稻新品種及其配套栽培技術(shù)被有效的投入應(yīng)用，為我國糧食生產(chǎn)，特別是稻米生產(chǎn)水平的不斷提高貢獻良多［1-2］?！厩叭搜芯窟M展】從1996 年國家超級稻育種計劃實施以來，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所已育成一批超級稻新品種，并在長江以南地區(qū)大面積推廣使用。大多新育成的超級稻成為各地水稻創(chuàng)高產(chǎn)活動的主角，不斷為當(dāng)?shù)厮井a(chǎn)量上新臺階樹立標(biāo)桿，成為大面積生產(chǎn)上高產(chǎn)超高產(chǎn)栽培示范的選擇品種［3］。由于水稻的高產(chǎn)必須有高氮肥水平保障，因此，研究高氮肥條件下產(chǎn)量與主要相關(guān)的農(nóng)藝性狀間的關(guān)系及其特性就顯得尤為重要。以往的研究表明，高氮肥條件下才能發(fā)揮超級稻的產(chǎn)量潛力，達到高產(chǎn)超高產(chǎn)水平［4-8］。但是，前人大多僅對不同的單一品種高氮肥條件的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀表現(xiàn)進行研究，沒有對多個超級稻品種在高氮肥條件下進行比較［8-9］。除了省級新品種區(qū)試常用豐產(chǎn)性和豐產(chǎn)穩(wěn)定性分析不同品種特性外，多個超級稻品種豐產(chǎn)性和豐產(chǎn)穩(wěn)定性分析的相關(guān)報道尚不多。

【本研究切入點】本研究對廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育并在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的6 個超級稻品種（組合）進行高氮肥條件下產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的差異性及關(guān)聯(lián)性進行分析，了解各農(nóng)藝性狀在珠江三角洲地區(qū)早晚季的表現(xiàn)差異及其規(guī)律性，發(fā)現(xiàn)各農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的回歸關(guān)系及其回歸顯著性，從而擬合早晚季兩季各農(nóng)藝性狀對豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性的最佳回歸方程，確定各品種類型在豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性上需要重點關(guān)注的性狀和品種在早晚季的適應(yīng)情況。【擬解決的關(guān)鍵問題】揭示廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的6 個超級稻品種在高氮肥肥使用的條件下，產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)差異及其相關(guān)性，分析各品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性特性，為該批次超級稻品種的大面積推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)，也為后續(xù)超級稻育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試品種為廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的6 個超級稻品種（組合），包括五優(yōu)308、五豐優(yōu)615、金農(nóng)絲苗、合美占、玉香油占、桂農(nóng)占，均為早晚兼用型品種。

1.2 試驗方法

試驗于2018 年早晚兩造在廣東省惠州市惠陽區(qū)農(nóng)科中心進行。試驗地位于廣東省東南部，珠江三角洲東北端，屬珠三角沖積小平原，具有廣東大多數(shù)水稻種植區(qū)亞熱帶季風(fēng)氣候的典型特征。試驗田耕作層30 cm 以上，為沙壤偏酸性水稻土，土層深度中等，速效氮35.1 mg/kg，速效磷12.1 mg/kg，速效鉀35 mg/kg，土壤肥力中等，可以代表廣東省一般丘陵區(qū)稻田水平。

試驗采用隨機排列，3 次重復(fù)，每小區(qū)40 株（穴），小區(qū)面積1.12 m2，秧苗插植5 行，每行8 株，區(qū)間過道40 cm，重復(fù)間過道40 cm，四周設(shè)保護行。田間調(diào)查測定和室內(nèi)考種讀取測量數(shù)據(jù)。

為確保田間試驗采集數(shù)據(jù)的一致性，試驗備秧采用尼龍薄膜覆蓋防寒（早季）、防曬（晚季）塑料軟盤濕潤育秧，覆蓋時間15～20 d。秧地基肥每667 m2施高效復(fù)合肥20 kg（15-4-6 三元青復(fù)肥，廣東福利龍復(fù)合肥有限公司）、有機肥200 kg（新農(nóng)科牌生物有機肥，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所），于播種前1 周撒施秧田并旋耕均勻，同時撒施茶麩粉4 kg，毒殺福壽螺。播種當(dāng)天每667 m2用壯秧劑460 g（每盤10 g），撒施于畦溝營養(yǎng)土并耕耙均勻后上漿裝盤。移植前1 周全揭膜，移植前1 d 噴施“送嫁藥”，殺蟲防病。本田基肥每667 m2施高效復(fù)合肥70 kg，追肥施高效復(fù)合肥75 kg、分4 期施用，穗肥單施氯化鉀15 kg，本田折算每667 m2施純N 21.75 kg（不含秧田和本田田間測土已經(jīng)包含的部分）、P2O57.45 kg、K2O 19.05 kg，N、P、K 比例為1∶0.28∶0.72。

本田整地、基肥追肥、病蟲草鼠害防控及水分管理與一般生產(chǎn)大田相同。

1.3 測定項目及方法

每小區(qū)取樣10 株，按照常規(guī)測量農(nóng)藝性狀的方法，田間調(diào)查基本苗數(shù)、最高苗數(shù)、株高、抽穗期、生育期。收獲定點單株后，室內(nèi)考種分別調(diào)查每個單株有效穗數(shù)、成穗率、每穗總粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率、谷粒性狀（水分13%）和總生物量（按照地上部收獲烘干水分至恒重），計算千粒重、谷草比、小區(qū)折每667 m2產(chǎn)量等指標(biāo)。

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 進行整理，用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)V17.10 高級版進行差異性分析和各性狀對產(chǎn)量的回歸分析，綜合評價顯著性測驗結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同超級稻品種早晚季在高氮肥條件下的營養(yǎng)生長特性

不同超級稻品種的營養(yǎng)生長特性，在高氮肥施用的條件下有不同的響應(yīng)（表1）。大株行距插植和高氮肥條件的運用，有利于超級稻品種長勢壯旺，分蘗多，穗大粒多，生物量大的特性的發(fā)揮。從生育期來看，參試6 個品種（組合）均為早晚兼用型品種，符合早晚兼用型品種的一般生育期特性，即晚季全生育期（128.8 d）比早季（131.2 d）短，常規(guī)超級稻品種（126.4 d）較超級雜交稻組合（137.2 d）短的規(guī)律［3］。但五豐優(yōu)615 情況相反，早季全生育期130.2 d，晚季135.2 d，是該品種特有特性，生產(chǎn)上使用應(yīng)考慮這一特殊性。

表1 不同超級稻品種早晚季在高氮肥條件下的營養(yǎng)生長性狀差異Table 1 Differences in vegetative growth traits of different super rice varieties under the condition of high nitrogen fertilization at early season and late season

同等株行距及高氮肥條件下，晚季的最高苗數(shù)普遍較早季高，株高則同品種晚季比早季矮，這種規(guī)律性的表現(xiàn)估計與生長期的光溫條件直接相關(guān)。這一結(jié)果與前人的研究基本一致［2,7,10-11］。

總生物量與生育期直接正相關(guān)（r=0.701），生育期越長品種（組合）的總生物量越高，尤其是生育期較長的雜交稻組合，表明該批次的雜交稻超級稻仍然具有雜種優(yōu)勢及高生物量生長的優(yōu)勢。但從高生物量最終轉(zhuǎn)換為高產(chǎn)，達成高效的源庫轉(zhuǎn)換效應(yīng)仍有待育種者的進一步努力。

2.2 不同超級稻品種早晚季在高氮肥條件下的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀分析

從表2 可以看出，由于高氮肥施用水平的試驗條件，形成了較理想的高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)，參試超級稻品種都獲得較高的產(chǎn)量水平，早季每667 m2產(chǎn)量（折算）表現(xiàn)為五優(yōu)308（1 344.3 kg）＞金農(nóng)絲苗（1 290.7 kg）＞桂農(nóng)占（1 244.7 kg）＞合美占（1 234.7 kg）＞五豐優(yōu)615（1 231.3 kg）＞玉香油占（1 208.7 kg），晚季表現(xiàn)為桂農(nóng)占（1 757.7 kg）＞合美占（1 333.3 kg）＞玉香油占（1 315.0 kg）＞金農(nóng)絲苗（1 295.0 kg）＞五豐優(yōu)615（1 294.7 kg）＞五優(yōu)308（1 284.0 kg）。早季的五優(yōu)308 和晚季的桂農(nóng)占產(chǎn)量均較當(dāng)季其他參試品種高，均達極顯著水平，說明這兩個品種對高氮肥施用量的響應(yīng)較好，產(chǎn)生了較好的產(chǎn)量水平，其他參試超級稻品種間差異均未達到極顯著水平。

表2 不同超級稻品種早晚季在高氮肥條件下的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀差異Table 2 Differences in yield and yield traits of different super rice varieties under the condition of high nitrogen fertilization at early season and late season

晚季全生育期越短（139.1～120.9 d），單株有效穗數(shù)越多（21.9～26.3 條），產(chǎn)量越高（1 284～1 757.7 kg），這種變化趨勢與我們專業(yè)研究時觀察的結(jié)果及前人的研究結(jié)論都不一致。通常情況下，生育期短會產(chǎn)生分蘗數(shù)量少、有效穗數(shù)低的情況，因此這一結(jié)果估計是試驗誤差，由于參試品種數(shù)較少，或參試品種本身的特性導(dǎo)致的，非規(guī)律性結(jié)論。桂農(nóng)占晚季單株有效穗數(shù)（26.3條）和每穗總粒數(shù)（289.2 粒）直接對應(yīng)晚季產(chǎn)量（每667m21 757.7 kg），說明晚季穗數(shù)型品種能獲得更高的產(chǎn)量水平，也說明了桂農(nóng)占產(chǎn)量相對其他參試品種達到極顯著水平的原因。

2.3 不同超級稻品種在高氮肥條件下的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性

試驗對每一性狀均進行品種間的方差分析、產(chǎn)量和互作效應(yīng)兩向列表、品種差異多重比較及兩造差異顯著性比較，由于篇幅所限，僅列出豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性測驗顯著水平以上的回歸方程。各農(nóng)藝性狀的回歸方程顯著性測驗結(jié)果（表3）表明，全生育期直接正相關(guān)的品種五優(yōu)308 變異度較低（1.4413），回歸系數(shù)（2.1818）較高，較長的全生育期有利該品種產(chǎn)量形成，表明全生育期長短與產(chǎn)量形成直接正相關(guān)。五優(yōu)308 早晚季產(chǎn)量均較高與其較長的生育期有關(guān)。這與前人在云南省高海拔地區(qū)長生長周期（一季中稻）取得最高產(chǎn)量的歷史紀(jì)錄結(jié)果一致［1,3-4］。

表3 不同超級稻品種早晚季在高氮肥條件下的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性回歸分析Table 3 Fitting regression analysis of high yield and stability in different super rice varieties under the condition of high nitrogen fertilization at early season and late season

最高苗數(shù)在豐產(chǎn)性與穩(wěn)定性回歸方程測驗顯著的是3 個常規(guī)品種合美占、桂農(nóng)占、玉香油占，也形成了常規(guī)超級稻穗數(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)，但桂農(nóng)占和玉香油占的變異系數(shù)偏大（分別為6.8301 和4.4305），穩(wěn)定性稍弱。從最高苗數(shù)這一性狀來看，合美占有較好的回歸系數(shù)（1.0787）和較小的變異系數(shù)（0.8558），是豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較均衡的品種，田間最高苗數(shù)容易轉(zhuǎn)化為有效穗數(shù)，形成產(chǎn)量。

金農(nóng)絲苗在株高、有效穗數(shù)、成穗率3 個性狀的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性回歸方程顯著以上，生產(chǎn)上容易形成較高的有效穗數(shù)，從而獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，這與前人的研究和品種多年在生產(chǎn)上的表現(xiàn)一致［4］。由于成穗率變異系數(shù)較大（12.7436），表現(xiàn)對環(huán)境條件變化敏感，雖然正向回歸系數(shù)較大（3.1211），但田間生產(chǎn)管理上不易把握，應(yīng)關(guān)注環(huán)境變化對品種產(chǎn)量的影響。該品種是目前在生產(chǎn)上仍保持較大播種應(yīng)用面積（＞1.67 萬hm2/年）的常規(guī)超級稻，如果生產(chǎn)條件管理得當(dāng)，高肥水管理條件下是可以實現(xiàn)高產(chǎn)量的。

桂農(nóng)占是唯一總粒數(shù)和實粒數(shù)回歸方程顯著的品種，即穗大粒多，這可能是其在高氮肥條件下獲得高產(chǎn)的特性，也是前人創(chuàng)高產(chǎn)活動中應(yīng)用桂農(nóng)占時主抓大穗粒多獲得高產(chǎn)的原因［5,12］。雖然實粒數(shù)是負(fù)相關(guān)（-0.176），變異系數(shù)也較大（4.7994），說明實粒數(shù)變化較大，可能與品種在大穗時結(jié)實率不高有關(guān)。

從谷草比這一性狀來看，合美占的正向回歸系數(shù)較大（0.9053），變異系數(shù)較?。?.2824），說明谷草比對合美占正向貢獻好，而且變異小，在全部參試品種中豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)表現(xiàn)最好，田間觀察可見穗部較顯“秀美”，株型結(jié)構(gòu)較合理，生產(chǎn)上收獲期田間表現(xiàn)高產(chǎn)長相，與前人研究一致［8］。

總生物量在兩個雜交稻組合（五優(yōu)308、五豐優(yōu)615）的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性回歸方程都表現(xiàn)出極顯著水平，但由于其回歸方程的前量值為較大的負(fù)相關(guān)常量（分別為-3623.0、-4623.5），沖抵了其對產(chǎn)量的提升作用，即高生物量沒有形成高產(chǎn)量的基礎(chǔ)，對產(chǎn)量的貢獻有限。

2.4 參試超級稻品種的綜合評價

試驗結(jié)果表明，在高氮肥施用的條件下，參試的6 個品種中，五優(yōu)308 適合作為早晚兼用型創(chuàng)高產(chǎn)的品種，利用其長生育期的優(yōu)勢形成高產(chǎn)，建議在高海拔光周期較長的區(qū)域使用［10］；五豐優(yōu)615、合美占、玉香油占早晚季差異不大，可以發(fā)揮其生長均衡的優(yōu)勢，在珠江三角洲沖積平原地區(qū)使用［7,13-15］；金農(nóng)絲苗適合珠三角地區(qū)早季使用［16］；桂農(nóng)占具有晚季最好產(chǎn)量表現(xiàn)的可能，是適合晚季創(chuàng)高產(chǎn)的品種［5,12,17］。上述對該批次品種（組合）的評價均與前人的研究基本一致。

3 討論

本研究所選用的參試超級稻品種（組合）均由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育，研究結(jié)論僅代表該批次品種（組合）的表現(xiàn)。從兩造各性狀的差異顯著性來看，除結(jié)實率、總生物量和谷草比沒有達到顯著性差異外，所有性狀均在早晚季之間存在極顯著的差異性。說明季節(jié)光溫水氣條件的差異，直接影響了品種在高氮肥施用條件下的表現(xiàn)［3-4,10,18-20］。超級稻的高產(chǎn)特性，除了高肥水條件外，還要兼顧能夠給予品種足夠光溫條件的環(huán)境，在良好的光溫條件下，超級稻品種才能將其超高產(chǎn)的潛力發(fā)揮出來［21-22］。這也是長生育周期的水稻品種桂朝2 號，能夠在云南獲得歷史性高產(chǎn)記錄的原因。對雜交組合五優(yōu)308 和五豐優(yōu)615，如果能夠在一季中稻區(qū)長全生育期條件環(huán)境下種植，一定能夠獲得較好的產(chǎn)量水平。這也是目前我們推薦兩品種在一季中稻區(qū)種植推廣的原因。

綜合各性狀在品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的作用來看，長生育周期、高苗峰值、高有效穗數(shù)、高總粒數(shù)、高谷草比均有利形成品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)水平；株高、實粒數(shù)、結(jié)實率、總生物量則表現(xiàn)不一，有負(fù)相關(guān)的傾向［23-24］。大生長量和結(jié)實好沒有直接指向高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，主要原因估計與這些性狀的田間表現(xiàn)不穩(wěn)定，變異系數(shù)較大有關(guān)。因此，田間群體結(jié)構(gòu)的管理對品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)尤其重要。

目前生產(chǎn)上使用的超級稻品種（華南雙季稻區(qū)），基本都是早晚兼用型品種。使用早晚兼用型品種，能夠簡化生產(chǎn)流程，減少對種子管理的需要。生產(chǎn)上做好留種翻秋，不需要使用新種子，可以節(jié)省大量人力物力財力，方便了生產(chǎn)者和種植者。但是，不是所有早晚兼用型品種都能同時在早晚季發(fā)揮同樣的效能。兼用型品種對早晚季環(huán)境和人類勞動配套工作的適應(yīng)性是有差異的［25］。本試驗揭示，大部分品種早晚季間田間表現(xiàn)基本均衡，但個別品種還是有巨大差異，有的早季表現(xiàn)良好（五優(yōu)308），有的晚季表現(xiàn)好（桂農(nóng)占）。

因此，新品種選育出來之后，必須探明在高產(chǎn)栽培水肥條件下品種的豐產(chǎn)性和適用性。如果屬于特別適合某一造別或確實可以早晚季都保持較好的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性品種，在生產(chǎn)上就安排其適合的季節(jié)條件，以獲得較好的產(chǎn)量。如五優(yōu)308 在早季和桂農(nóng)占在晚季的生產(chǎn)應(yīng)用，更能發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。這種原理，在每年各地都進行的高產(chǎn)創(chuàng)建活動中，顯得特別重要。選擇適合品種發(fā)揮高產(chǎn)潛力的季別，才能在高產(chǎn)創(chuàng)建活動中取得好成績［26-27］。

本試驗設(shè)置的高氮肥條件，是廣東省高產(chǎn)創(chuàng)建活動設(shè)置的肥水條件水平。我們就是應(yīng)用目前生產(chǎn)上使用最多的創(chuàng)高產(chǎn)活動標(biāo)準(zhǔn)，考察廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所育成的超級稻品種的田間表現(xiàn)差異。由試驗結(jié)果可知，目前育成的超級雜交稻全生育期偏長，總生物量也較高。但是，雜種優(yōu)勢營養(yǎng)生長產(chǎn)生的高生物量與最終取得的產(chǎn)量不成正比，即優(yōu)勢的高生物量是長生長周期獲得的，沒有有效轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量。如果不能最終轉(zhuǎn)換為產(chǎn)量優(yōu)勢，這種長生育周期和高生物量就變成一種劣勢，會過量生長引發(fā)田間群體結(jié)構(gòu)的擁擠和病蟲害的滋生［28］。

因此，育種工作者必須改善選育材料，改變對總生物量優(yōu)勢的看法，找到雜種優(yōu)勢在新品種中能高效轉(zhuǎn)換源庫效應(yīng)的途徑，使新一代的超級稻品種（組合）能夠產(chǎn)生更好的高產(chǎn)水平。這也是有待育種者進一步努力的方面。

4 結(jié)論

不同的超級稻品種（組合）對早晚兩季的生產(chǎn)環(huán)境條件是有差異性和選擇適應(yīng)性的。雖然現(xiàn)在選育的品種大多是感溫型品種，在新品種選育的過程中，在生產(chǎn)試驗示范階段還是必須探明其特性，特別是兩季的表現(xiàn)差異，為生產(chǎn)第一線的推廣應(yīng)用做準(zhǔn)備。

從本批次參試品種的情況來看，高肥水條件有利于高產(chǎn)品種特性的發(fā)揮，能夠達到高產(chǎn)示范片工作目標(biāo)的要求。超級稻品種（組合）適合在高氮肥施用的條件下進行高產(chǎn)創(chuàng)建活動。合適的品種在合適的季節(jié)，高氮肥施用可以發(fā)揮出最好的產(chǎn)量水平，如桂農(nóng)占在華南晚季的應(yīng)用。試驗結(jié)果對產(chǎn)量回歸的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性回歸系數(shù)，以五優(yōu)308（早晚季）和桂農(nóng)占（晚季）表現(xiàn)最好。

超級稻品種對高肥水條件的響應(yīng)比一般品種更優(yōu)，應(yīng)該做更多高肥水條件下超級稻品種特性的研究工作，特別是探討高氮肥條件下，超級稻響應(yīng)好的生理生化原因，以利于超級稻品種的推廣應(yīng)用。