全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(11): 2041−2045 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家“十一五”科技支撑计划“粮食丰产科技工程”项目(2006BAD02A13-3-1)
作者简介: 袁江(1983–), 男, 重庆忠县人, 硕士研究生, 主要从事水稻营养研究。E-mail: yuanjiang0919@sina.com
*
通讯作者(Corresponding authors): 王绍华, 男, 教授, 湖北武汉人, 主要从事水稻生理及超高产栽培研究。E-mail: wangsh@njau.edu.cn;
章秀福, 男, 安徽霍山人, 研究员, 主要从事水稻栽培生理和生态研究。E-mail: zhangxf169@sohu.com
Received(收稿日期): 2008-04-10; Accepted(接受日期): 2008-06-14.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.02041
早籼稻品种更替过程中农艺性状的演变特征
袁 江 1,2 王丹英 1 廖西元 1 丁艳锋 2 邵国胜 1 徐春梅 1 彭 建 1
王绍华 2,* 章秀福 1,*
(1 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 浙江杭州 310006; 2 南京农业大学农业部作物生长调控重点开放实验室, 江苏南京
210095)
摘 要: 以南方稻区品种更替过程中大面积推广的 18个早籼稻代表品种为材料, 按高秆品种、矮秆品种、矮抗品种、
优超品种 4个演变阶段, 采用常规栽培方法研究其农艺性状的演变特征。结果表明, 随着品种的演变, 产量、收获指
数、每穗粒数均有提高; 有效穗、结实率、千粒重变化不大。进一步分析表明, 每穗粒数的增加是着粒密度改良所致。
农艺性状与年代的回归分析表明, 生物量与株高在 1980年后有增加的趋势, 生育期有缩短的趋势。相关分析表明, 决
定早籼稻产量的农艺性状为生物量、株高、收获指数和每穗粒数。
关键词: 早籼稻; 品种更替; 农艺性状; 演变特征
Evolution Characteristics of Agronomic Traits in Cultivar Replacement of
Early Season Indica Rice
YUAN Jiang1,2, WANG Dan-Ying1, LIAO Xi-Yuan1, DING Yan-Feng2, SHAO Guo-Sheng1, XU
Chun-Mei1, PENG Jian1, WANG Shao-Hua2,*, and ZHANG Xiu-Fu1,*
(1 National Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, Zhejiang; 2 Key Laboratory of Crop Growth
Regulation, Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nangjing 210095, Jiangsu, China)
Abstract: Eighteen leading cultivars released from 1934 to 2006 and widely planted ever in south China were used, and classified
into four rice genotypes, i.e. high-stalk cultivar (HC), dwarf cultivar (DC), dwarf and resistant cultivar (DRC), high-quality and
super cultivar (QSC) in the present study conducted at 2006 and 2007 under conventional cultivation conditions. Plant height and
growth duration as typical agronomical traits and grains per panicle, effective panicles, and 1000-grain weight as main yield pa-
rameters were investigated in the study. Results showed that grain yield was increased with the increase of harvest index, grains
per panicle and grain density in the evolution of the cultivars. The results further indicated that higher grains per panicle were
closely related to the higher grain density. The regression analysis results showed that plant height and biomass tended to increase
after 1980, while growth duration decreased. The correlation analysis showed that there were four key factors, biomass, plant
height, harvest index, and grains per panicle, affecting grain yield.
Keywords: Early season indica rice; Cultivar replacement; Agronomic trait; Evolution characteristics
早籼稻是我国水稻的主要生态类型之一 [1], 其生产
具有独特的社会和经济意义, 表现在育种、粮食政策、商
品加工性及粮食安全等多方面[2-3]。随着遗传研究和育种
工作的不断发展, 自 20世纪 30年代的高秆品种到现在的
超级稻品种 , 早籼稻经历了多次品种更替 , 每次更替都
使得产量得到提高[1-3]。因此, 研究早籼稻品种更替过程
2042 作 物 学 报 第 34卷

中农艺性状的演变具有重要的意义。目前关于小麦、玉米、
水稻 [4-13,19]品种更替过程中农艺性状演变的研究已有大
量报道, 在水稻上的研究多集中在源库关系[9,13]、物质积
累与转运[7-9]、群体结构[9]、株型改良[9,12,17]等方面, 研究
了不同生态条件下水稻品种改良过程中的演变特征, 并
针对性地提出了相应地区和生态型品种的改良途径。已有
研究多为中稻生态型, 关于早籼稻生态型报道较少。本研
究以南方早籼稻区大面积推广的代表性品种, 参照学术
界广泛承认的演变阶段 [1], 揭示南方早籼稻品种更替过
程中农艺性状的演变特征, 以期为早籼稻品种改良及栽
培提供理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试品种为南方早籼稻区不同年代育成的代表品种
计 18个。参照林世成等[1,9,14,16]并结合当前进行的超级稻
育种, 将供试品种划分为 4个演变阶段, 即高秆农家品种
评选应用阶段 , 简称高秆品种(HC); 矮化育种突破和矮
秆高产品种推广阶段 , 简称矮秆品种(DC); 矮秆品种熟
期配套和高产抗性品种应用阶段, 简称矮抗品种(DAC);
产量品质育种及超级稻应用阶段 , 简称优超品种 (QSC)
(表 1)。
1.2 试验设计
试验于 2006—2007 年在浙江省富阳市中国水稻研究
所试验基地进行。试验田前茬为小麦, 耕作层含有机质
3.69%、全氮 0.27%、碱解氮 232 mg kg−1、速效磷 25.2 mg
kg−1、速效钾 65 mg kg−1, pH 6.5。4月 1日同期播种, 5月
1日移栽, 双本栽插, 株行距为 20 cm × 20 cm。小区面积
12 m2, 随机区组设计, 3次重复。全生育期施用尿素折合
纯氮 150 kg hm−2, 按基肥∶蘖肥∶穗肥＝5 3 2∶ ∶ 施用。
移栽前施 P2O5 75 kg hm−2和 K2O 150 kg hm−2。其他栽培
管理措施同当地一般大田。
1.3 测定项目
各品种的生育期。成熟期每小区随机选 20 个单茎测
量株高。在普查连续 50 穴有效穗的基础上, 取代表性植
株 10丛用于考种。考察生物量、穗长、每穗粒数、结实
率、千粒重等。实测各小区产量(成熟期考种之籽粒经称
量计入产量)并折合为 1 hm2的产量。
1.4 数据分析
以 Excel、SPSS 11.0软件分析和处理所有数据。因 2
年的试验结果趋势一致, 故以 2年的平均数进行分析。
2 结果与分析
2.1 农艺性状的演变特征
由表 1 可知 , 从高秆品种到矮秆品种 , 株高降低
31.93%, 差异显著; 但从矮秆到矮抗及优超品种阶段, 株
高变化不显著, 变异幅度为 75.5~90.1 cm。不同演变阶段,
生育期以矮秆和矮抗品种较长, 与高秆及优超品种差异
显著。这主要是因为在品种选育过程中, 以生育期较长为
目标, 以增加水稻的生物量, 从而达到增加产量的目的。
矮仔占 4号生育期为 137 d, 是典型的晚熟早籼稻品种; 其
余品种生育期均较短, 多为 90~120 d, 属早熟或中熟品
种。由于早籼稻品种的生育期直接关系到连作晚稻能否安
全齐穗及后茬作物的生产, 优超品种的生育期有所缩短。
各品种演变阶段的生物量依次为 18.36、13.58、14.02、
14.01 t hm−2。高秆到矮秆品种差异显著 , 生物量下降
26.03%, 其余 3个演变阶段差异均不显著。高秆品种变矮
秆品种 , 生物量显著下降是株高改良的结果 , 株高的降
低提高了收获指数, 解决了高秆品种生育后期的倒伏问
题。收获指数表现为随品种演变而上升的趋势, 各演变阶
段的增幅依次为 25.00%、13.33%、3.92%。高秆、矮秆及
矮抗品种演变阶段 , 收获指数均差异显著 , 而优超品种
收获指数略有提高, 但差异不显著。收获指数的提高是育
种的主要目标之一, 也是早籼稻实现增产的重要途径。
随早籼稻品种的演变, 产量表现上升趋势(表 1)。各
品种演变阶段的实际产量依次为 3.88、5.65、6.54、7.02 t
hm−2, 每阶段的增幅依次为 50.77%、15.75%、7.34%。其
中, 从高秆到矮秆品种、矮秆到矮抗品种差异均达显著水
平; 矮抗到优超品种产量略有提高, 但差异不显著, 这与
收获指数的演变趋势一致。试验观察到高秆品种因基部节
间较长、茎秆细小, 齐穗后发生倒伏, 导致产量锐减。产
量、抗性、品质改良是育种工作者的主要目标, 这与品种
的演变密切相关; 育种改良过程中 , 产量始终是育种的
重要目标 , 这也是产量一直增加的原因 , 但早籼稻品质
较劣, 近期的优超品种阶段已注重对优质早籼稻的选育。
产量构成四因子中除着粒密度随品种演变差异显著外 ,
其余均不显著。进一步分析表明, 穗长随品种的演变差异
均不显著, 4个演变阶段的穗长依次为 21.1、21.7、21.5、
20.2 cm, 遗传改良效果不显著; 但着粒密度却随品种的
演变呈上升趋势, 依次为 5.33、5.47、5.53、6.66粒 cm−1,
从高秆品种的 5.33 粒 cm−1 演变到优超品种的 6.66 粒
cm−1, 增加 24.95%, 差异达显著水平。
2.2 农艺性状的回归分析
由图 1可知, 由 1934年的南特号 3.65 t hm−2到 2004
年育成的中早 22的 7.58 t hm−2, 早籼稻产量随年代推移
呈线性增加(图 1-A)。生育期随年份推进呈二次曲线变化,
表现为先增加后减少(图 1-D), 这与种植制度的发展相吻合。
其中, 矮仔占 4 号生育期为 137 d, 属典型的晚熟早籼稻品
种。品种生物量的演变为高秆到矮秆品种显著下降, 后 3个
演变阶段变幅均不大; 但生物量随年代的回归却表现为先
下降后略有增加(1980年后)(图 1-B), 说明在 1980年以后的
育种改良实践中 , 倾向于增加植株的生物量 , 但增幅不
大。株高也表现相同的趋势(图 1-C)。不同演变阶段间差异
不显著, 可能是由于平均数消除了各阶段品种间的变异。
回归分析与演变阶段分析结果基本一致(生物量、株高除
外)。
表 1 不同演变阶段早籼稻品种育成年份及农艺性状
Table 1 Year released and agronomic traits of 18 early season indica rice cultivars at four evolution stages
品种
Cultivar
育成年份
Year released
株高
Plant height
(cm)
生育期
Growth duration
(d)
生物量
Biomass yield
(t hm−2)
收获指数
Harvest index
有效穗数
No. of effective panicles
(×104 hm−2)
结实率
Seed-setting
rate (%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
每穗粒数
Grains per
panicle
产量
Grain yield
(t hm−2)
高秆品种 HC
南特号 Nantehao 1934 109.5 110 17.77 0.35 326.31 88.21 24.16 117.5 3.65
南特 16 Nante 16 1941 131.2 107 18.44 0.31 286.14 74.25 27.25 107.4 3.83
陆财号 Lucaihao 1948 137.8 112 18.86 0.41 298.69 89.52 26.01 110.7 4.17
平均 Average 126.2 a 110 b 18.36 a 0.36 c 303.71 a 83.99 a 25.81 a 111.9 b 3.88 c
矮秆品种 DC
矮脚南特 Aijiaonante 1956 81.5 112 12.42 0.47 350.15 82.78 25.48 107.9 5.23
矮仔占 4号 Aizaizhan 4 1958 81.6 137 14.41 0.41 337.18 69.55 24.11 115.3 5.57
珍珠矮 11 Zhenzhu’ai 11 1962 99.7 130 14.79 0.45 302.04 76.99 24.54 126.5 6.09
红梅早 Hongmeizao 1967 87.2 117 12.95 0.48 351.40 72.79 27.99 109 6.21
珍汕 96 Zhenshan 96 1968 79.9 124 13.34 0.46 338.01 65.04 24.97 132.7 6.06
平均 Average 85.9 b 124 a 13.58 b 0.45 b 335.76 a 73.43 a 25.42 a 118.3 ab 5.83 b
矮抗品种 DRC
温选 10 Wenxuan 10 1970 84.2 124 14.35 0.48 333.83 66.52 34.32 107.6 6.18
温选青Wenxuanqing 1974 87.6 124 14.27 0.51 372.74 72.39 30.13 97.7 6.74
四梅 2号 Simei 2 1977 83.3 117 14.01 0.53 348.89 73.39 27.28 120.5 6.46
浙辐 802 Zhefu 802 1980 75.5 114 12.56 0.55 283.63 90.03 24.21 133.6 6.61
湘早籼 1号 Xiangzaoxian 1 1981 93.7 123 14.91 0.50 276.94 74.48 31.31 133.9 6.72
平均 Average 84.8 b 120 a 14.02 b 0.51 a 323.21 a 75.36 a 28.65 a 118.7 ab 6.54 a
优超品种 QSC
湘早籼 7号 Xiangzaoxian 7 1990 85.6 104 13.58 0.51 287.81 88.70 22.18 124.4 6.39
湘早籼 11 Xiangzaoxian 11 1991 89.6 111 13.78 0.49 322.95 70.03 28.64 123.9 6.89
湘早籼 24 Xiangzaoxian 24 1997 86.2 112 13.19 0.55 319.61 76.26 22.78 130.6 6.72
中早 22 Zhongzao 22 2004 90.1 116 15.58 0.56 290.35 82.57 26.90 151.2 7.58
中嘉早 32 Zhongjiazao 32 2006 85.6 107 13.92 0.54 300.23 81.91 29.19 140.7 7.74
平均 Average 87.4 b 110 b 14.01 b 0.53 a 310.19 a 79.89 a 25.54 a 133.9 a 7.06 a
HC: 高秆品种；DC：矮秆品种；DRC: 矮抗品种；QSC: 优超品种。同列平均数后标以不同字母者在 0.05水平上差异显著。
HC: high-stalk cultivar; DC: dwarf cultivar; DRC: dwarf and resistant cultivar; QSC: high-quality and super cultivar. The different means within a row followed by a different letter are significant by
different at the 0.05 probability level.
2044 作 物 学 报 第 34卷


图 1 早籼稻品种农艺性状随育成年份的回归 (n=18)
Fig. 1 Regression analysis of agronomic traits of early season indica rice cultivars on years released (n=18)

2.3 农艺性状的相关性分析
对品种农艺性状的相关性分析表明 , 株高与生物量
呈极显著正相关(r = 0.926**), 与收获指数和产量呈极显
著负相关(r = −0.704**、−0.711**)。生育期除与结实率呈
显著负相关外 (r = −0.584*), 与其余农艺性状相关均不
显著。生物量与收获指数、产量均呈极显著负相关(r =
−0.705**、−0.677**)。收获指数与产量呈极显著正相关(r =
0.909**), 与千粒重呈显著正相关(r = 0.521*)。产量构成
四因子中 , 有效穗数与结实率、每穗粒数均呈显著负相
关(r = −0.491*、−0.584*), 结实率与千粒重呈显著负相关
(r = −0.474*), 每穗粒数与产量呈显著正相关 (r =
0.572*)。
第 11期 袁 江等: 早籼稻品种更替过程中农艺性状的演变特征 2045


3 讨论
本研究结果表明, 早籼稻品种在演变过程中, 产量构
成 4 因子中, 每穗粒数差异显著。进一步分析表明, 每穗
粒数差异显著是由着粒密度差异所致, 这与程式华等[8]、
杜永等[10]、武志海等[11]、王丹英等[12]在籼稻和粳稻上的
研究结果相同。Brancourt-Hulmel 等[5]在冬小麦农艺性状
遗传改良研究中也得出类似结论。杨建昌等[9]从作物群体
质量的角度出发 , 认为中籼水稻随品种改良产量增加的
主要因素在总颖花量的增加, 即扩大产量库容, 并提出了
高产(>9 t hm−2)水稻群体的合理总颖花量为 450~500×106
hm−2 及其他高产群体指标。本试验中, 随着品种的演变,
总颖花量的增加是通过增加每穗粒数实现的。由高秆品种
到矮秆品种生物量减少, 收获指数提高, 但后面 3 个演变
阶段生物量差异不显著, 收获指数均有提高, 但近期超级
稻较常规稻增幅不大 , 这可能与本试验材料中无杂交早
籼稻品种有关; 但回归分析表明, 1980年以后选育的品种
生物量和株高都有增加的趋势 , 说明早籼稻品种改良过
程中也有向半矮秆发展的趋势。
不同演变阶段品种穗长差异不显著 , 变幅为
20.46~21.53 cm, 但着粒密度则随品种改良增加, 库容极
大提高, 差异显著, 这与俞法民 [14]和陈昆荣等 [16]结论相
似。当前的一种育种观念认为从穗型的角度改良水稻, 即
选育“大穗型”或“密穗型”品种[2]。徐正进等[17]和张文忠等[18]
研究认为直立穗型粳稻品种相对于弯曲穗型品种 , 具有
产量潜力高、株高较矮、穗型短小而着粒密度较大的特点。
品种改良也应改良水稻齐穗后功能叶的光合能力 , 做到
库大源足, 从而达到增加产量的目的。本研究认为, 早籼
稻品种改良实践应从穗型改良出发 , 选育“密穗型”或者
“大穗型”, 即穗较长、着粒密度较大的品种。
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