10个高油酸花生品种(系)在吉林苏打盐碱地种植的产量与抗性表现

2018-11-14 08:47
种子 2018年10期
关键词:花育白城荚果

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(1.白城市农业科学院, 吉林 白城 137000; 2.山东省花生研究所, 山东 青岛 266100;3.辽宁省风沙地改良利用研究所, 辽宁 阜新 123000)

据报道,油酸氧化酸败的速率大约只有亚油酸的1/10[1]。因为油酸含量显著提升(由原来的60%以下提高到75%以上)的同时,伴随着亚油酸含量的下降(亚油酸含量由通常的30%~40%降低到7.7%以下),高油酸花生相较于普通油酸花生不仅种子寿命更长,而且由其加工而成的食用油和食品货架期也大大延长[1]。高油酸花生制品有益人体健康已被临床研究所证实[1]。大力发展高油酸花生已成为业内共识。

花生富含易于消化的蛋白质和脂肪,是优质蛋白和食用油的重要来源。我国盐碱地面积近1亿hm2,开发利用盐碱地利国利民[2-4]。在盐碱地种植高油酸花生具有重要意义,有利于提高经济效益。然而花生耐盐碱研究多采用普通油酸品种于芽期或苗期利用NaCl进行鉴定[5-10],据报道,花生在这2个时期对NaCl盐害最敏感,但芽期与后期耐盐性无明显关联[7-8],有必要进行全生育期鉴定[7-8],目前这方面相关研究报道甚少;高油酸相关研究仅有近期几例报道[5-6,10];在盐碱胁迫和非胁迫条件下进行盆栽试验比较单株荚果和子仁重的报道甚少,在同一地区产量2种地块进行产量比较试验的报道更是鲜见。

以往研究多集中于花生耐盐性鉴定,对耐碱性关注不足。不同于滨海盐碱地,东北苏打盐碱土对作物的伤害除了NaCl的离子毒害、渗透胁迫外,还有因苏打盐碱pH高引起的土壤营养元素胁迫和土壤物理性质恶化等因素,这些因素的综合作用影响作物生长发育[11]。选用单盐或复盐混合作为鉴定基质不够科学[10],而通过苏打盐碱土种植试验鉴定作物品种的农业耐盐碱能力是可取的。苏江顺等[10]曾报道了21个高油酸花生品种(系)在吉林镇南苏打盐碱地的产量表现。本研究就是在以往研究的基础上,评价其中10个新选育的高油酸花生品种(系)在吉林白城市盐碱地和非盐碱地种植的丰产性与稳产性及其抗性,以期为当地提供适合内陆苏打盐碱地种植的高油酸花生新品种。

1 材料与方法

1.1 材 料

参试品种(系)共计15个,包括高油酸小花生品系5个(15 S 1、15 S 3、15 S 11、15 S 24、15 S 25)、高油酸大花生品种(系)5个[花育963(HY 963)、15 L 2(花育967)、15 L 3、15 L 4、15 L 16)、普通油酸含量小花生品系1个(15 S 13)、普通油酸含量对照大花生品种1个[花育33号(HY 33)]、普通油酸含量对照小花生品种3个[花育20号(HY 20)、白院花1号(BYH 1)、白院花2号(BYH 2)]。全部高油酸品种(系)和对照品种花育20号、花育33号均由山东省花生研究所提供,对照品种白院花1号、白院花2号由白城市农业科学院提供。

表1 2017年荚果单产方差分析

变异来源自由度平方和均方F值p值地点内区组431668.80207917.20053.09450.0226地点1420427.6854420427.6854164.32900.0000品种(系)1469864.14584990.29611.95050.0399品种(系)×地点14124651.55398903.68243.48010.0004试验误差56143273.24292558.4508总变异89789885.4300

表2 2017年子仁单产方差分析

变异来源自由度平方和均方F值p值地点内区组418526.4214 4631.6054 2.8551 0.0318地点1223684.9272 223684.9272 137.8863 0.0000品种(系)1443613.5716 3115.2551 1.9203 0.0435品种(系)×地点1459706.5674 4264.7548 2.6289 0.0053试验误差5690845.5417 1622.2418总变异89436377.0294

1.2 方 法

1.2.1 试验点土壤情况和田间种植管理

试验于2016年和2017年在白城市农业科学院(以下简称白城)和该院镇南种羊场盐碱试验基地(以下简称镇南)进行。土壤类型为淡黑钙土(白城点)或盐碱土(镇南点)。镇南点2年试验地块均为未开垦的盐碱地,植被主要有芦苇和碱草等。2016年镇南点土样播前取土经白城市农业科学院测定,全盐量为0.054%,pH值为7.90。2017年镇南点播前取土经白城市农业科学院测定,全盐量为0.14%,pH值为7.69;取盐斑经辽宁省风沙地改良利用研究所测定,全盐量为0.056%,pH值为8.95,呈强碱性。

2016年试验分大粒组和小粒组,单粒播种,试验设计前已报道[10]。2017年2点试验,不分大小粒,均为随机区组设计,3次重复。区长6.0 m,垄宽0.60 m。单行区,90穴,每穴2粒。白城点土壤类型为淡黑钙土。5月8日起垄施肥,施硫酸钾型复合肥(45%)(N 15、P 15、K 15)400 kg/hm2。5月23日播种。播种前自然降雨,生长期间共浇水3次,均为漫灌(6月20日、7月25日、8月24日)。9月29日收获。镇南点5月10日起垄施肥,施硫酸钾型复合肥(45%)(N 15、P 15、K 15)400 kg/hm2。5月24日播种。播种前自然降雨,生长期间共浇盐碱水(盐碱程度不同)4次,其中6月18日和7月19日为漫灌,7月4日和8月5日为滴灌。10月5日收获。

1.2.2 数据分析和抗性鉴定

按品种、地点固定,随机区组模型对产量进行方差分析,多重比较采用邓肯氏新复极差法。试验统计采用DPS软件进行。

分年度计算参试花生的相对产量。镇南单产为胁迫下的单产,白城院单产为非胁迫下的单产。

相对产量=胁迫下的单产/非胁迫下的单产×100%。

花生耐盐碱鉴定分级标准按同一年度子仁相对产量确定:相对产量>85%为高耐,60%<相对产量≤85%为中耐,45%<相对产量≤60%为低耐,相对产量≤45%为不耐。

2 结果与分析

2.1 产量数据的方差分析

2.2 丰产性与稳定性分析

参试品种(系)2017年荚果和子仁丰产性及稳定性分析结果分别如表3、表4所示。

由表3可见,2个试验点综合,花育963荚果单产均值最高,达258.45 kg/667 m2。花育963、15 S 24、15 S 1、15 S 13、15 S 25等5个品种(系)荚果单产均值均在228 kg/667 m2以上,列前5位,4个对照中单产最高的是花育33号,为227.78 kg/667 m2。这5个品种(系)主效应较大,品种×地点互作效应相对变异和互作方差较低,具有较好的稳产性(表5)。以上品种(系)综合评价为好或较好,对照则为较好(花育33号)、一般(白院花1号)、较差(白院花2号)或不好(花育20号)(表3)。

由表4可见,2个试验点综合统算,花育963子仁单产均值最高,达187.64 kg/667 m2。花育963等9个品种(系)子仁单产均值均高于145 kg/667 m2,而4个对照中单产最高的花育33号低于此值。花育963、15 S 24、15 S 1、15 S 25、15 S 13、15 L 2等6个品种(系)子仁单产均值均在160 kg/667 m2以上,主效应较大;这6个品种(系)中,以15 L 2品种(系)×地点互作效应相对变异和互作方差最大,在所有参试品种(系)中居中等水平,表现出较好的稳产性,其余5个品种(系)品种×地点互作效应的相对变异和互作方差较低(表4)。上述6个品种(系)综合评价为好或较好,对照则为一般(花育33号、白院花1号)、较差(白院花2号)或不好(花育20号)(表4)。

表3 2017年试验品种(系)荚果丰产性及稳定性分析

品种(系) 丰产性参数 稳定性参数 单产(kg/667m2)差异显著性效应方差变异度回归系数适应地区综合评价HY963258.45a49.841121.7512.960.65镇南好15S24242.00ab33.40998.8513.060.67镇南较好15S1233.11abc24.51532.729.901.24白城、镇南好15S13231.78abc23.18503.969.691.23白城、镇南好15S25228.56abcd19.951285.1915.690.63镇南较好HY33227.78abcd19.1812059.7448.212.14白城较好15L2222.78abcd14.185227.7632.460.25镇南一般15S11202.67abcd-5.9310468.4050.48-0.06镇南一般15S3196.78abcd-11.82746.4413.881.28白城一般15L16196.56abcd-12.044055.0444.171.90白城一般15L3192.44abcd-9.54705.9018.630.62镇南一般BYH1192.22abcd-10.041.590.891.02白城、镇南一般BYH2176.89bcd-25.141171.0926.951.49白城较差HY20166.34cd-35.33297.1814.761.24白城不好15L4160.67d-39.482302.6742.601.68白城不好

注:荚果单产后带有相同小写字母示无显著性差异。

表4 2017试验品种(系)子仁丰产性及稳定性分析

品种(系) 丰产性参数 稳定性参数 单产(kg/667m2)差异显著性效应方差变异度回归系数适应地区综合评价HY963187.64a35.52526.8512.230.67镇南好15S24177.93ab25.81645.7514.280.64镇南较好15S1175.98ab23.85565.6913.521.34白城较好15S25172.34ab20.22508.6113.090.68镇南较好15S13171.99ab19.87212.308.471.21白城、镇南好15L2165.98abc13.862787.1131.810.25镇南较好15S11153.25abc1.135681.1449.18-0.07镇南一般15L16146.12abc-6.004.001.371.03白城、镇南较好15S3145.35abc-6.77437.2714.391.30白城一般HY33144.18abc-7.944055.0444.171.90白城一般BYH1142.58abc-9.54705.9018.630.62镇南,一般15L3142.09abc-10.041.590.891.02白城、镇南一般BYH2126.98bc-25.141171.0926.951.49白城较差15L4116.79c-35.33297.1814.761.24白城不好HY20112.65c-39.482302.6742.601.68白城不好

注:子仁单产后带有相同小写字母示无显著性差异。

2.3 盐碱胁迫减产率

参试品种(系)2017年度在盐碱胁迫和非胁迫下的荚果和子仁单产如表5所示。由表5可见,除15 S 11外,其余14个品种(系)盐碱胁迫均造成严重减产。总体来看,参试品种(系)2017年试验参试全部花生品种(系)平均荚果和子仁产量在白城点(荚果单产276.95 kg/667 m2、子仁单产201.97 kg/667 m2)极显著高于镇南点(荚果单产140.25、子仁单产102.27 kg/667 m2);换言之,该年度盐碱胁迫导致参试花生荚果平均减产49.36%,子仁减产49.37%。根据2017参试品种(系)在2016年度的数据可以计算出,盐碱胁迫导致参试2个组别花生在2016年荚果分别平均减产45.92%、53.03%,子仁减产41.34%、49.66%。

2.4 参试品种(系)耐盐碱评价

根据子仁相对产量确定的抗性级别等于或低于根据荚果相对产量确定的抗性级别。由表6可见,在2年试验中,15 L 2均被鉴定为高耐,15 S 24、15 S 25均被鉴定为中耐,花育33号、白院花2号、15 L 4均被鉴定为不耐。15 S 11被鉴定为高耐或低耐,花育963、15 S 1、白院花1号被鉴定为中耐或低耐,15 S 3被鉴定为中耐或不耐,15 S 13、15 L 16、花育20号被鉴定为低耐或不耐,15 L 3被鉴定为低耐或不耐。根据2年试验结果,按就低不就高的原则,确定的抗性级别如表6所示。

2.5 参试品种(系)的实际应用价值

盐碱胁迫下的产量相对于非胁迫条件下的产量(相对产量)是反映作物农业耐盐碱能力、与实际应用安排了BYH 1和BYH 2做对照,因此有2组数据,括号内的数据为2组数据的均值。

表5 参试品种(系)在盐碱胁迫和非盐碱胁迫下的荚果和子仁产量表现

品种(系)2017镇南单产 (kg/667m2) 2017白城单产 (kg/667m2) 2016镇南单产 (kg/667m2) 2016白城单产 (kg/667m2) 荚果相对产量 (%) 子仁相对产量 (%) 荚果子仁荚果子仁荚果子仁荚果子仁2017201620172016HY963213.78A154.01AB303.11ab219.77130.2782.59238.33171.1270.5354.6670.08 48.2615S24196.00AB146.05AB288.00abc210.82179.20118.09264.47193.3368.0667.7669.28 61.0815S1148.44ABC109.30ABC317.78ab242.48145.2794.71230.27173.6246.7163.0945.08 54.5515S25185.56AB138.43AB271.55bc206.09196.67135.50287.73212.3568.3368.3567.17 63.8115S13147.56ABC111.83ABC316.00ab229.4291.9368.77280.00208.0446.7032.8348.74 33.0615L2205.56AB153.46AB240.00bc178.56347.20216.65285.87208.4085.65121.4585.94 103.9615S11206.67AB156.69A198.67c149.7988.8757.85177.53128.53104.0350.06104.61 45.0115L16129.56ABC94.85ABC263.56bc197.65116.1384.20254.47191.8749.1645.6447.99 43.8815S3109.11ABC80.71ABC284.44abc209.9486.9361.72137.8099.7738.3663.0838.44 61.86HY3381.78ABC49.30BC373.78a238.8694.2059.82331.67227.1921.8828.4020.64 26.33BYH1151.55ABC111.51ABC232.89bc174.47108.60、100.87(104.73)78.41、73.33(75.87)212.53、161.67(187.10 )149.20、118.83(134.02)65.0751.10、62.3963.91 52.55、61.7115L3122.22ABC91.34ABC262.66bc192.8066.6747.33182.53136.7246.5336.5347.38 34.62BYH275.56BC52.93ABC278.22bc200.8674.20、97.20(85.70)51.27、68.82(60.04)258.33、248.60(253.47)187.55、178.99(183.27)27.1628.72、39.1026.35 27.34、38.4515L480.45ABC54.74ABC240.89bc178.9679.7354.62214.20155.3033.4037.2230.59 35.17HY2050.00C28.35AB282.67abc196.1797.8064.74189.47131.4917.6951.6214.45 49.24

注:荚果单产或子仁单产后带有相同大写字母示无极显著差异,带有相同大写字母示无极显著差异。2016年度试验大粒组和小粒组均

密切相关的重要指标。白院花1号荚果和子仁相对产量超过50%,在4个对照中最耐盐碱(表5);2017试验,参试高油酸品种(系)荚果和子仁相对产量分别为33.40%~104.03%、30.59%~104.61%(表5)。2017年镇南点,花育963、15 S 24、15 S 25、15 L 2、15 S 11等5个品种(系)荚果单产、子仁单产分别为185 kg/667 m2、130 kg/667 m2以上,高于白院花1号(荚果单产151.55 kg/667 m2、子仁单产111.51 kg/667 m2);15 S 1略低于白院花1号(表5)。2017参试品种(系)在2016镇南试验中,只有15 S 24、15 S 25、15 S 1等3个高油酸小花生品系和15 L 2、花育963、15 L 16等3个高油酸大花生品种(系)比白院花1号增产。非盐碱胁迫条件下,2017年度花育963、15 S 24、15 S 1、15 S 25、15 S 13、15 S 3荚果单产均值、子仁单产均值均分别为280 kg/667 m2、200 kg/667 m2以上(白院花2号荚果单产均值、子仁单产均值分别为278.22 kg/667 m2、200.86 kg/667 m2)(表5);2016年度大花生组15 L 2荚果单产均值在260 kg/667 m2以上,15 L 2、15 L 16子仁单产均值在190 kg/667 m2以上,花育963子仁单产为171.12 kg/667 m2(大花生组白院花2号荚果单产均值、子仁单产均值分别为258.33 kg/667 m2、187.55 kg/667 m2),小花生组15 S 24、15 S 25、15 S 13荚果、子仁单产均值均分别为260 kg/667 m2以上、190 kg/667 m2以上,15 SS 1子仁单产为173.62 kg/667 m2(小花生组白院花2号荚果单产均值、子仁单产均值分别为248.60 kg/667 m2、178.99 kg/667 m2)。

综合考虑2年胁迫条件和非盐碱胁迫条件下的试验结果以及经济阈值,在盐碱胁迫下2年应分别取得至少与对照白院花1号相当的产量,在非胁迫条件下应取得至少与高产对照白院花2号相当的产量,认为15 S 24、15 S 25、花育963、15 S 1符合上述要求,具有较高的实际应用价值(表5)。值得注意的是,15 L 2(花育967)这份高油酸品系,在试验中具有85%以上的荚果和子仁相对产量,在2年胁迫试验中表现均较好,适宜在镇南盐碱地种植(表5)。

表6 参试品种(系)耐盐碱性2年鉴定结果

品种(系) 根据荚果相对产量 根据子仁相对产量 2017201620172016根据就低原则HY963中耐低耐中耐低耐低耐15S24中耐中耐中耐中耐中耐15S1低耐中耐低耐低耐低耐15S25中耐中耐中耐中耐中耐15S13低耐不耐低耐不耐不耐15L2高耐高耐高耐高耐高耐15S11高耐低耐高耐低耐低耐15L16低耐低耐低耐不耐不耐15S3不耐中耐不耐中耐不耐HY33不耐不耐不耐不耐不耐BYH1中耐低耐、中耐中耐低耐、中耐低耐15L3低耐不耐低耐不耐不耐BYH2不耐不耐不耐不耐不耐15L4不耐不耐不耐不耐不耐HY20不耐低耐不耐低耐不耐

3 讨论与结论

3.1 关于耐盐碱鉴定评价标准和胁迫压力

Singh等[12]进行花生耐盐碱田间筛选试验,提出植株存活率高于54%且子仁单产在150 g/cm2以上为耐,植株存活率≥42%且子仁单产在100 g/cm2以上为中耐,植株存活率低且子仁单产不足30 g/cm2为敏感。植株存活率或存活株数与产量密切相关;以盐碱地上的产量衡量其实际应用价值是有意义的,但用于评价耐盐碱性并不科学。石运庆等[13]曾利用青岛基地(非胁迫)和东营盐碱地(胁迫)花生主要农艺性状数据,通过计算主茎高、侧枝长、分枝数、饱果数、秕果数、总果数、饱果率、百果重、百仁重的相对值,进行主成分分析,提取主成分,进而进行聚类分析并计算基于因子载荷及各主成分权重的总得分,将参试材料分成高耐、耐、中耐、敏感和高度敏感等5种类型,但没有提出具体的分类指标。

本研究根据在同一地区盐碱地和正常地产量试验结果,提出了基于相对产量的花生耐盐碱鉴定标准。与石运庆等[13]的研究相比,本研究提出的花生耐盐碱鉴定方法更易掌握。因为盐碱地花生出米率常不及正常地,这会影响其作为荚果出售的商品性,因此宜按子仁相对产量衡量花生农业耐盐碱性。按子仁相对产量和就低不就高原则,可将15个参试品种(系)鉴定为,高耐品系1个[花育967(15 L 2)]、中耐2个(15 S 24、15 S 25)、低耐4个(花育963、15 S 1、15 S 11、白院花1号)、不耐8个(15 S 13、15 L 16、15 S 3、花育33号、15 L 3、白院花2号、15 L 4、花育20号)。在本研究中,花育33号被鉴定为不耐盐碱,在李瀚等[14]的芽期耐盐碱研究中,该品种也对盐害高度敏感。

对抗性的衡量,总是在一定的胁迫压力下进行的。随着胁迫压力提高,部分参试材料的抗感反应可能会发生变化。考虑到抗性的相对稳定性,本研究鉴定出的高耐品系花育967、中耐品系15 S 24和15 S 25、低耐品系15 S 1以及不耐品种白院花2号、花育33号,可作为耐盐碱评价的参考品种。在胁迫压力本身不易量化的情形下,品种的表现可以反映出胁迫压力的相对强弱。

3.2 关于耐盐碱花生的利用

农业耐盐碱能力是度量产量等经济性状在盐碱胁迫下受影响程度轻重的指标,生物耐盐碱能力则多涉及营养体或生物产量在盐碱胁迫下受影响的程度。以往研究多针对生物耐盐碱能力,对农业耐盐碱能力关注不足[11]。当然,在兼顾地上部饲用价值的情形下,生物耐盐碱能力也非常值得研究。

耐盐碱花生能否在生产上应用,一是取决于品种本身的耐盐碱能力是否足够强,受盐碱影响少,本身在非盐碱地也能取得可观的产量,在吉林省白城市,考虑到当地的生产水平和经济阈值,子仁产量非盐碱地至少170 kg/667 m2、盐碱地90 kg/667 m2不能算过高的要求;二是盐碱程度,太重的盐碱地,超出了花生品种所能耐受的能力,不适合种植花生。因此,在应用前必须对土壤状况有充分的了解,并做好试种工作。

总之,本研究通过在吉林省白城地区苏打盐碱地和非盐碱地种植同一组花生材料,评价了10个参试高油酸品种(系)的丰产性和稳定性,提出了基于相对产量的花生耐盐碱鉴定标准;基于子仁相对产量和就低不就高的原则,通过2年试验筛选出2个中耐盐碱的高油酸高产花生品系15 S 24和15 S 25,2个低耐盐碱的高油酸高产花生品种(系)花育963和15 S 1,经大面积示范后有望提供生产应用。鉴定出的部分抗感反应稳定的品种、品系,可作为耐盐碱评价的参考品种。选出的1份高耐材料(花育967)可用于探讨耐盐碱机制和遗传规律、挖掘相关抗性基因以及用作亲本培育高耐盐碱的高油酸高产花生新品种。

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