黃曉琴 周傳猛 梁 琳 李科冰 陳海鳳 肖榮華
(廣西農(nóng)業(yè)科學院玉林分院/玉林市農(nóng)業(yè)科學院,玉林 537000)
香稻作為糧食作物,不僅能散發(fā)出獨特的香味,并且具有較高的營養(yǎng)價值,深受人們的喜愛。香稻中含有豐富的氨基酸、生物堿、維生素以及多種酶類,同時富含多種微量元素。在世界范圍內(nèi),香稻已被廣泛傳播并深受消費者青睞,香稻米的市場價格也普遍高于普通稻米[1]。廣西香稻有著悠久的栽培歷史,早在南宋時期靖西香糯就被列為貢品,至今仍是聞名遐邇的香稻品種[2]。近年廣西相繼育成一批優(yōu)質(zhì)香稻品種,如百香139、八桂香、聞香占、田東香、河西香、早香1號、桂香99等。廣西壯族自治區(qū)人民政府在2019年印發(fā)的《關(guān)于加快推進廣西現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》(桂政發(fā)〔2019〕7號)中明確提出要打造“廣西香米”區(qū)域公用品牌。近年來廣西積極發(fā)展香米產(chǎn)業(yè),積極引導(dǎo)農(nóng)戶和種植大戶種植優(yōu)質(zhì)香稻品種,全力推動全區(qū)糧食供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,為全區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施打下堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。因此,深入開展香稻農(nóng)藝學研究對提高種植效益,進一步促進廣西香稻大面積推廣種植和專業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。通過對2020年廣西香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻組品種試驗等相關(guān)數(shù)據(jù)進行灰色關(guān)聯(lián)度分析,評價新選育的香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系,以期為我國香稻品種選育提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1.1 試驗材料和試驗地概況選取參加2020年廣西香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻組品種試驗的12個香型優(yōu)質(zhì)稻品種為研究對象,分別是那谷香、金針香、桂玉絲香、糧發(fā)香油占、福香占、廣福香絲苗、桂美絲香、河郁絲香、美裕壹號、桂玉美香、桂玉晶香和中廣香1號。共布置6個試驗點,分別位于南寧市、玉林市、柳州市、河池市、賀州市和桂林市,試驗點基本信息見表1。
表1 試驗點基本信息
1.2 試驗設(shè)計試驗采用完全隨機區(qū)組排列,3次重復(fù),每個小區(qū)面積13.34m2。所有試驗品種在所在試驗點同播期、同插期,施肥水平中等偏上,其他栽培管理措施與當?shù)卮筇锷a(chǎn)相同。根據(jù)灰色理論等方法[3-5],將12個試驗品種視為1個灰色系統(tǒng),設(shè)置產(chǎn)量為參考數(shù)列X0,全生育期為X1,有效穗數(shù)為X2,株高為X3,穗長度為X4,每穗粒數(shù)為X5,結(jié)實率為X6,千粒重為X7,香味得分為X8,米粒長度為X9,米粒長寬比為X10。相應(yīng)的11個主要農(nóng)藝性狀測定方法見表2。
表2 主要農(nóng)藝性狀測定方法
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
1.3.1 原始數(shù)據(jù)的無量綱化對測定農(nóng)藝性狀相對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)進行無量綱的標準處理,采用標準差法,按公式xi(K)=[x′i(k)-xi]/Si將原始數(shù)據(jù)標準化。
1.3.2 參考序列與比較序列絕對差值的計算參考序列與比較序列絕對差值為:Δi(k)=|x0(k)-xi(k)|,其中x0(k)和xi(k)為產(chǎn)量和各農(nóng)藝學性狀的標準化值。
1.3.3 各農(nóng)藝學性狀與產(chǎn)量的灰色Δi(k)關(guān)聯(lián)系數(shù)各農(nóng)藝學性狀和產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi(k)由以下公式計算,式中ρ為分辨系數(shù),通常取0.5。
1.3.4 各農(nóng)藝學性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度r(x0,xi)稱為x0、xi的灰色關(guān)聯(lián)度,記為ri。計算公式為:
2.1 不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種的主要農(nóng)藝性狀變異特征對試驗所獲得的性狀數(shù)據(jù)進行整理,分別計算不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種的不同農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的平均值,并對不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種的最大值、最小值和變異系數(shù)進行統(tǒng)計分析。由表3可知,12個香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種的產(chǎn)量為5680.5~6913.5kg/hm2,全生育期為123.2~127.3d,有效穗數(shù)為241.5萬~324.0萬/hm2,株高為104.9~129.6cm,穗長度為23.7~26.4cm,每穗粒數(shù)為134.1~176.2粒,結(jié)實率為73.7%~86.8%,千粒重為18.0~24.5g,香味得分在74~78分,米粒長度為6.5~7.8mm,米粒長寬比為3.2~4.4,各農(nóng)藝學性狀變異系數(shù)為1.03%~10.19%。12個不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種11個性狀之間變異系數(shù)大小排名依次為:米粒長寬比>千粒重>有效穗數(shù)>每穗粒數(shù)>產(chǎn)量>株高>米粒長度>結(jié)實率>穗長度>香味得分>全生育期。全生育期是評價品種適應(yīng)性的一個重要指標,不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種全生育期變異系數(shù)僅為1.03%,表明選育香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種時選擇全生育期適中的品種能達到更好的生態(tài)適宜性。一般稻米粒型長寬比≥2時外觀品質(zhì)會有明顯的改善,不同香型優(yōu)質(zhì)稻品種米粒長寬比數(shù)值在3.2~4.4,說明香型優(yōu)質(zhì)稻選育方向順應(yīng)市場和人們的消費需求,育種工作更偏向和注重選擇長粒米。
表3 不同香型優(yōu)質(zhì)稻品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量
2.2 原始數(shù)據(jù)進行無量綱的標準化處理根據(jù)灰色系統(tǒng)理論和方法,由于各個性狀計量單位(量綱)不同,需要對各農(nóng)藝性狀原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。參考序列與比較序列絕對差值按照公式進行計算,X0(k)和Xi(k)為產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的標準化值,各農(nóng)藝性狀數(shù)列無量綱化處理結(jié)果見表4。
根據(jù)表4計算不同品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的絕對差值,結(jié)果詳見表5。
表4 不同香型優(yōu)質(zhì)稻品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量數(shù)據(jù)標準化結(jié)果
表5 不同香型優(yōu)質(zhì)稻品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的絕對差值
2.3 不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析從表6可知,關(guān)聯(lián)度排序為結(jié)實率(0.7475)>每穗粒數(shù)(0.7321)>全生育期(0.7277)>穗長度(0.7086)>有效穗數(shù)(0.7070)>米粒長度(0.6946)>千粒重(0.6897)>米粒長寬比(0.6872)>香味得分(0.6794)>株高(0.6784)。該試驗中與產(chǎn)量密切相關(guān)的農(nóng)藝性狀有結(jié)實率、每穗粒數(shù)、全生育期、穗長度和有效穗數(shù),其中結(jié)實率關(guān)聯(lián)度值最大,為0.7475。這表明不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種產(chǎn)量的關(guān)鍵因素是結(jié)實率、每穗粒數(shù)、全生育期、穗長度和有效穗數(shù),株高和香味得分對產(chǎn)量的影響程度相對較小。因此,在綜合考慮主要農(nóng)藝性狀的前提下,對香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種的選育和篩選應(yīng)注重選擇結(jié)實率高、每穗粒數(shù)多、生育期適中、穗長度較大和有效穗數(shù)多的品種。
表6 不同香型優(yōu)質(zhì)稻品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度
灰色關(guān)聯(lián)度分析能比較性狀與參考性狀的關(guān)聯(lián)度,通過分析進一步篩選出關(guān)聯(lián)度大的農(nóng)藝性狀,可以更好地實現(xiàn)育種目標,這種方法適合于品種選育與作物品種的綜合評價?;疑P(guān)聯(lián)度分析法能夠?qū)Χ鄠€品種、多個性狀進行綜合分析,在水稻品種評價上應(yīng)用較廣,梁琳[6]在對玉林市早稻品種進行灰色關(guān)聯(lián)度分析時指出,水稻要獲得高產(chǎn)應(yīng)注重結(jié)實率、單株穗數(shù)等農(nóng)藝性狀。代金英等[7]利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對14個耐鹽水稻新品種進行綜合評價后提出在江蘇鹽城地區(qū)耐鹽水稻選育中要把實粒數(shù)、千粒重等作為首要考慮的農(nóng)藝性狀。蔣聰?shù)萚8]通過灰色關(guān)聯(lián)度分析法對云南省30個水稻品種進行分析,指出與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大的農(nóng)藝性狀為總粒數(shù)。本研究中不同香型優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種與產(chǎn)量關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀為結(jié)實率,這與梁琳[6]、李健等[9]、呂銳玲等[10]研究結(jié)論相吻合。這也說明了香型優(yōu)質(zhì)稻品種若想提高產(chǎn)量,就需要采取相關(guān)的栽培措施著重提高結(jié)實率。水稻產(chǎn)量除了受遺傳基因的影響外還受到自然環(huán)境及栽培管理的影響,在水稻高產(chǎn)栽培生產(chǎn)中應(yīng)特別注意各農(nóng)藝性狀的協(xié)調(diào)發(fā)育[11]。在本研究中,每穗粒數(shù)、全生育期、穗長度以及有效穗數(shù)對提高產(chǎn)量也有積極的影響,因此在香型優(yōu)質(zhì)稻育種過程中應(yīng)重點協(xié)調(diào)好這幾個性狀的綜合發(fā)展,以保證發(fā)揮出穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的效能。
本研究中只對11個性狀進行分析研究,沒有涉及抗性等性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析,這有待于今后進一步開展研究工作。同時,不同的生態(tài)環(huán)境會影響香型優(yōu)質(zhì)稻品種的農(nóng)藝性狀,這對分析結(jié)果也能造成一定的影響。因此,在進行香型優(yōu)質(zhì)稻品種選育過程中要根據(jù)當?shù)貙嶋H生態(tài)環(huán)境條件,綜合考慮香型優(yōu)質(zhì)稻品種與環(huán)境之間互作的關(guān)系,科學地分析香型優(yōu)質(zhì)稻品種產(chǎn)量潛力,以便充分培育出符合人民生活需求的優(yōu)良香型優(yōu)質(zhì)稻品種。