长江流域超级杂交稻目标性状研究

论文摘要

本研究采用11个已审定并认定为超级稻的杂交稻及苗头组合作为供试材料,以普通高产杂交稻为对照,布点于长江流域6省市的7个不同生态区,对长江流域超级杂交稻目标性状进行系统研究,为不同生态区超高产育种和推广提供理论依据。超级杂交稻因种性各异在不同的生态环境下表现出不同的适应性,一种为广适型超级杂交稻,诸如准两优527、红莲优6号、C两优87和Y两优1号适应于长江流域大多数稻作区域;一种为区域型超级杂交稻,如88S/0293和两优培九在特定的稻作区域具有很好的适应性。结实率是检验生态适应性广泛与否的最重要指标。超级杂交稻根据干物质积累、转运特性可分为6种类型:第一类高干物质积累、高经济系数型,如准两优527;第二类高干物质积累,中等经济系数型,如红莲优6号和Y两优1号;第三类高干物质积累、低经济系数型,如协优9308和88S/747;第四类中等干物质量,高经济系数型,如C两优87;第五类低干物质积累、高经济系数型,如GD-1S/RB207;第六类干物质积累和经济系数都处于中等类型,中等偏高的如88S/0293、Ⅱ优明86,中等偏低的如两优培九和国稻1号。影响超级杂交稻孕穗期叶片姿态的第1主成分是上三叶的叶基角,广适型超级杂交稻倒1叶、倒2叶、倒3叶叶基角配置,孕穗期分别在5°、10°、15°左右,齐穗期分别在10°、15°、20°左右;影响超级杂交稻齐穗期叶片姿态的第1主成分是上三叶披垂角,广适型超级杂交稻倒1叶、倒2叶、倒3叶披垂角分别在0.5～1.8°、1.4～5.2°、2.0～6.2°之间;上三叶叶基角和披垂角均与产量呈负相关,齐穗期倒1、3叶披垂角与产量的负相关达到显著水平;叶片卷曲是超级杂交稻的株型中的一个重要指标。影响超级杂交稻叶片形态的第1主成分是上三叶叶长和叶面积,过长的功能叶和叶面积对产量均存在负面的影响。上三叶叶长与产量存在显著负相关;上三叶叶面积与产量都存在负相关,倒1叶的达到显著水平;上三叶叶的长宽比与产量存在负相关,倒2叶存在极显著的负相关。广适型超级杂交稻上三叶倒1叶、倒2叶、倒3叶长度范围分别在34.8～43.1cm、44.6～53.9cm和52.9～56.7cm之间,长宽比范围分别在17.8～23.8、28.3～32.7和37.7～41.2之间,在合理的长宽比范围内适当增加上三叶长度有利于提高光能利用率而实现超高产。超级杂交稻不同生育时期的比叶重均不同程度高于对照汕优63相应叶位的比叶重。广适型超级杂交稻在生育后期倒1叶仍具有较高的光合功能和其它生理活性,其腊熟期倒1叶比叶重显著高于倒2叶、倒3叶比叶重,且高于同叶位乳熟期的比叶重。超级杂交稻经济性状因子中,第1主因子由每穗总粒数、着粒密度、每穗空瘪粒数、结实率4个性状共同决定,具体而言,不同类型的超级杂交稻组合第1经济性状主因子各异。超级杂交稻齐穗期粒叶比与产量的相关性较高但未达到显著水平,与千粒重都极显著负相关。超级杂交稻长叶片、大叶面积的叶形使有效穗有下降的趋势,单株有效穗数与上三叶长和叶面积的相关性达显著以上水平;超级杂交稻过长的穗形,使功能叶有披垂的趋势,其上三叶披垂角与穗长正相关达显著以上水平;超级杂交稻“源”“库”协调程度较高,其每穗总粒数与倒1叶长、倒2叶长、倒1叶叶面积呈显著正相关,每穗空瘪粒数与功能叶长、叶面积达显著以上负相关;超级杂交稻片面扩“源”对提高结实率有负面影响,其结实率与上三叶叶部性状都负相关,与倒1、2叶长、叶面积呈显著以上负相关。超级杂交稻经济性状与叶片姿态关系中,千粒重与倒2叶、倒3叶基角显著正相关;披散型的超级杂交稻组合不利于提高最高苗数,其上三叶披垂角与最高苗数负相关性达显著以上水平。超级杂交稻组合的穗粒结构存在有明显的三种类型,一种为重粒小穗型的准两优527,千粒重约31g,每穗总粒数为150粒左右,平均结实率为90.0%;另一种为轻粒大穗型的Y两优1号和红莲优6号,千粒重在25～27g,每穗总粒数在180～200粒,结实率在85%～90%之间;第三种是介于两者之间的中粒中穗型C两优87,千粒重在28g左右,每穗总粒数约180粒,结实率85%,所有类型的单株有效穗均在12穗以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 研究目的和意义
• 2 国内外株型研究现状
• 2.1 我国水稻株型育种概况
• 2.1.1 矮化育种阶段
• 2.1.2 理想株型育种阶段
• 2.1.3 理想株型与优势利用相结合的超高产育种阶段
• 2.2 株型性状与水稻产量的关系
• 2.2.1 株高与水稻产量的关系
• 2.2.2 叶型与水稻产量的关系
• 2.2.3 分蘖性状与水稻产量的关系
• 2.2.4 穗部性状与水稻产量的关系
• 2.2.5 源库研究
• 2.3 水稻超高产株型
• 2.3.1 理想株型及其理论
• 2.3.2 水稻超高产理想株型模式
• 2.4 培育水稻超高产株型的途径
• 2.4.1 株型与水稻超高产育种
• 2.4.2 水稻超高产株型应具备的特征
• 3 供试材料
• 4 生态试验点
• 5 田间设计
• 6 考察项目标
• 7 测定方法
• 8 统计分析
• 第二章 长江流域广适型超级杂交稻产量表现
• 1 长江流域超级杂交稻产量
• 1.1 长江流域超级杂交稻产量方差分析
• 1.2 长江流域超级杂交稻产量表现
• 2 长江流域超级杂交稻产量稳定性表现
• 3 长江流域超级杂交稻在各生态点具体产量表现
• 4 讨论
• 4.1 超级杂交稻的生态适应性问题
• 4.2 超级杂交稻评价与选育问题
• 第三章 长江流域超级杂交稻叶片姿态和形态
• 1 叶姿
• 1.1 叶片姿态
• 1.1.1 功能叶不同生育阶段的叶基角
• 1.1.2 不同生育阶段的披垂角
• 1.1.3 不同生育阶段的卷叶指数
• 1.2 上三叶叶姿与产量的关系
• 1.3 上三叶叶片姿态的成分分析
• 2 叶片形态
• 2.1 上三叶叶片形态
• 2.1.1 不同生育阶段上三叶长
• 2.1.2 不同生育阶段的上三叶宽
• 2.1.3 不同生育阶段上三叶叶面积
• 2.1.4 上三叶长宽比
• 2.2 叶片形态各性状之间的关系
• 2.3 上三叶长、宽、叶面积、长宽比与产量分析
• 2.4 上三叶叶片形态的主成分分析
• 3 各生态试验点叶片姿态和叶片形态
• 3.1 安徽安庆试验点
• 3.1.1 上三叶叶姿
• 3.1.2 上三叶叶片形态
• 3.2 湖北武汉生态试验点
• 3.2.1 上三叶叶姿
• 3.2.2 上三叶叶片形态
• 3.3 湖南长沙生态试验点
• 3.3.1 上三叶叶姿
• 3.3.2 上三叶叶片形态
• 3.4 湖南桂东生态试验点
• 3.4.1 上三叶叶姿
• 3.4.2 上三叶叶片形态
• 3.5 江苏南京生态试验点
• 3.5.1 上三叶叶姿
• 3.5.2 上三叶叶片形态
• 3.6 江西南昌生态试验点
• 3.6.1 上三叶叶姿
• 3.6.2 上三叶叶片形态
• 3.7 重庆北碚生态试验点
• 3.7.1 上三叶叶姿
• 3.7.2 上三叶叶片形态
• 4 长江流域超级杂交稻比叶重动态
• 5 讨论和小结
• 5.1 关于上部3叶的长宽和叶面积的叶片形态问题
• 5.2 关于上部三叶基角、披垂角和卷叶指数的叶片姿态问题
• 第四章 长江流域不同生态点超级杂交稻干物质积累动态
• 1 总干物质方差分析
• 1.1 全株干物质方差分析
• 1.2 主茎干物质方差分析
• 2 穗干物质方差分析
• 2.1 全株穗干物质方差分析
• 2.2 主茎穗干物质方差分析
• 3 经济系数比较
• 4 同一生态点不同组合干物质积累比较
• 4.1 总干物质积累比较
• 4.1.1 安庆点总干物质积累比较
• 4.1.2 长沙点总干物质积累比较
• 4.1.3 南京点总干物质积累比较
• 4.1.4 南昌点总干物质积累比较
• 4.1.5 桂东点总干物质积累比较
• 4.1.6 北碚点总干物质积累比较
• 4.1.7 武汉点总干物质积累比较
• 4.2 穗部干物质积累比较
• 4.2.1 南京点穗部干物质积累比较
• 4.2.2 安庆点穗部干物质积累比较
• 4.2.3 北碚点穗部干物质积累比较
• 4.2.4 长沙点穗部干物质积累比较
• 4.2.5 南昌点穗部干物质积累比较
• 4.2.6 桂东点穗部干物质积累比较
• 4.2.7 武汉点穗部干物质积累比较
• 5 抽穗灌浆期干物质积累动态
• 5.1 始穗期全株总干物质积累量
• 5.2 灌浆期全株干物质积累量
• 6 干物质积累和分配动态
• 6.1 全株总干物质积累动态
• 6.2 全株各器官干物质分配动态
• 6.3 主茎总干物质积累动态
• 6.4 主茎各器官干物质分配动态
• 7 讨论
• 7.1 供试超级杂交稻适宜种植区分析
• 7.2 抽穗前后干物质积累与超高产
• 7.3 生物产量、经济系数与超高产
• 第五章 长江流域超级杂交稻主要经济性状研究
• 1 长江流域超级杂交稻单株主要经济性状
• 1.1 单株主要经济性状分析
• 1.1.1 单株有效穗数
• 1.1.2 株高
• 1.1.3 穗长
• 1.1.4 每穗总粒数
• 1.1.5 着粒密度
• 1.1.6 每穗空瘪粒数
• 1.1.7 结实率
• 1.1.8 千粒重
• 1.2 长江流域超级杂交稻单株主要农艺性状的分析
• 1.3 长江流域主要农艺性状因子分析
• 2 长江流域超级杂交稻主茎经济性状
• 2.1 主茎经济性状表现
• 2.2 主茎经济性状之间的关系
• 3 超级杂交稻叶片性状与农艺性状的关系
• 3.1 粒叶比与经济性状的关系
• 3.2 叶片性状与主要农艺性状的关系
• 4 长江流域各生态试验点超级杂交稻主要经济性状
• 4.1 安徽安庆生态试验点超级杂交稻主要经济性状因子
• 4.2 湖北武汉生态试验点超级杂交稻和主要经济性状因子
• 4.3 湖南长沙生态试验点超级杂交稻主要经济性状因子
• 4.4 湖南桂东生态试验点超级杂交稻经济性状因子
• 4.5 江苏南京生态试验点超级杂交稻主要经济性状因子
• 4.6 江西南昌超级杂交稻主要经济性状因子
• 4.7 重庆北碚生态试验点超级杂交稻经济性状因子分析
• 5 讨论与小结
• 5.1 关于超级杂交稻的穗粒结构问题
• 5.2 关于广适型超级杂交稻结实率
• 5.3 关于上三叶叶型与经济性状因子的关系
• 5.4 关于超级杂交稻主要经济性状的关系
• 第六章 总结
• 1 本研究特色与创新之处
• 2 本研究主要结论
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 作者简介