李赛君,罗 意,段继华,丁 玎,黄飞毅,雷 雨,康彦凯,陈宇宏,董丽娟
(湖南省农业科学院 茶叶研究所,国家茶树改良中心 湖南分中心,农业部茶树及茶叶加工科学观测实验站,湖南 长沙 410125)
多年生作物品种在长期的生产过程中经过多次无性繁殖,逐渐表现出生活力降低、适应性减弱、产量下降和品质变劣以及产生一些不合乎商品化栽培要求的性状变异,失去了该品种原来的优良特性,降低了经济价值,这些现象称为品种退化现象,需要加以改良[1]。杂种优势利用是茶树品种改良的主要手段,其中一个重要途径是双无性系杂交,这种自然杂交后代有较强的母本遗传效应[2]。从经仔细选择过的无性繁殖系组合中利用其杂种优势,可选育出既具有无性系优点,又具有实生苗优点(经济有效年龄长、衰老周期长、抗寒抗旱能力强、根系扎得深等)的品种直接利用于生产。以采种园的形式,将优选的无性系互为父母本进行自然杂交,产生生长势旺盛、形态学上均匀的有性繁殖系后代,即为双无性系品种。国外,印度很注重推广茶树双无性系后代,已育成24个双无性系品种并推广应用[3]。
笔者选用课题组历经10多年筛选鉴定的三个双无性系品种,在长沙等4个具有湖南区域代表性的地点布置试验,对其出苗率、生长势、抗旱抗寒能力和适应性等进行鉴定,以期为生产上推广利用双无性系品种提供参考。
基于气候、土壤和区域条件多样性的考虑,于2017年12月10日、2018年3月5日、2018年2月6日、2018年2月8日,将试验分别布置在长沙县高桥镇湖南省茶研所实验茶场(下文简称长沙)、湘西州吉首市河溪镇丰裕隆茶叶有限公司基地(下文简称吉首)、娄底市新化县奉家镇渠江源紫金茶叶公司基地(下文简称新化)、岳阳市岳阳县黄沙街镇黄沙街茶场(下文简称岳阳)等4个地方,详细情况见表1。
表1 试验布点情况Table 1 Test layout
供试材料为采自湖南省茶研所实验茶场双无性系品种(下文简称双无品种)S-6、S-4、S-8制种园里的茶树种子,对照(CK)为3个双无品种亲本之一的保靖黄金茶1号一足龄无性系一级茶苗,质量标准参照《GB 11767-2003 茶树种苗》。
茶籽采收和贮藏。当70%~80%果皮呈棕褐色或绿褐色失去光泽,并有4%~5%茶果开裂时采收,时间一般是霜降前后7 d左右。将采回的茶籽摊放在阴凉房间内,厚度约15 cm左右,上用稻草掩盖,以防干燥,保持种子的新鲜状态。如果不能在1个月内及时播下,则将茶籽和湿沙按1:1比例拌匀,置于木箱或木桶等容器中,并在其顶部铺上细沙和稻草。每隔10~15 d检查一次,发现霉变及时拣剔,如细沙泛白,宜撒清水保湿(湿而不漏水为度)。
取土样。试验布置前,各点分别采取土样送检。土样采集和检测方法依据《土壤分析技术规范》(2006)[4],按S型位点、用土钻或铁锨垂直地面采集耕层0~20 cm的土样,取5点。所有点充分混合后再仔细混匀,剔除石块和杂物后堆成厚度均一的四方形,对角线法划分成四等分,去掉对角线2份,依此方法重复操作,直到样品重量达到所需。装入样品袋,附上标签,标明采样编号、名称、采样深度、采样地点、日期、采集人,送湖南省农科院土壤肥料研究所检测。
播种和栽苗。播种前将茶籽浸泡在3%的多菌灵(含量50%)溶液中3 d,将浮在水面的种子剔除,留下沉于水底质量好的种子。播种规格双行条播,大行距150 cm、小行距40 cm、穴距33 cm、每穴3~5粒;对照无性系茶苗定植规格为双行双株条栽,大行距150 cm、小行距40 cm、丛距33 cm、每丛2 株。试验设3 次重复。
田间管理。长沙、吉首、新化和岳阳四地分别参照当地茶园常规管理。
调查内容及方法。各点均按照《茶树种质资源描述规范和数据标准》[5]执行。5~6月,调查出苗率(成活率);7~8月调查抗旱性;12~翌年2月调查抗寒性。
高产茶园土壤主要理化性质标准要求有机质含量应大于1.5%、全氮(N)0.10%以上、有效氮 100 mg/kg 以上、速效磷(P2O5)10 mg/kg以上、速效钾(K2O)80 mg/kg以上[6]。由表2可知:土壤有机质和全氮(N)含量,吉首(1.92%、0.13%)、新化(3.13%、0.18%)和岳阳(1.93%、0.13%)等三个试验地均高于高产茶园土壤理化标准,而长沙有机质和全氮含量仅为0.60%和0.06%,低于高产茶园标准。
表2 试验点土壤理化性质Table 2 Soil physical and chemical properties at the test site
根据我国第二次土壤养分分级标准[7],土壤速效磷含量 5~10 mg/kg 属于适宜级,3~5 mg/kg属于缺乏级,<3 mg/kg属于严重缺乏级;土壤速效钾含量100~150 mg/kg属于适宜级,50~100 mg/kg 属于缺乏级,< 50 mg/kg 属于严重缺乏级。速效磷和速效钾含量,岳阳(3.55 mg/kg、61 mg/kg)、吉首(2.62 mg/kg、71 mg/kg)和新化(0.34 mg/kg、64 mg/kg)三地属于缺乏或严重缺乏级,长沙(5.16 mg/kg、103 mg/kg)属于比较适宜。
因天气原因,新化、吉首、岳阳三地双无品种试验布置时间迟于长沙,4地成活率(出苗率)、抗旱调查和生长势均于2018年8月调查,结果见表3:出苗率以吉首的双无品种S-6为最佳,达96.61%,比长沙的S-6(76.00%)、S-4(60.53%)、S-8(60.00%)和新化的S-8(84.07%)、岳阳的S-4(26.94%)高12.54%~69.67%;生长势方面,吉首的S-6和新化的S-8均优于长沙3个双无品种(较强)、岳阳的S-4(下)及四地对照品种保靖黄金茶1号(较强或下);抗旱能力,3个双无品种在长沙、吉首和新化三地均为强,优于对照。
表3 成活率、生长势和抗旱能力调查Table 3 Survey of emergence rate (survival rate), growth potential and drought resistance
岳阳的双无品种S-4出苗率仅为26.94%,现场调查发现,大多数种子暴露在地表,可能是因为试验布置在水土流失严重、没有筑梯的缓坡地。经查阅黄沙街茶场的天气记录表可知,2018年3月4~7日、17~19日两个时间段有持续暴雨或大雨天气,连续数天暴雨冲刷,致使绝大部分种子暴露在地表,出苗率极低。该地试验因不可抗力原因导致失败,后续调查取消。
抗寒能力调查采用田间自然鉴定法,在2018年冬季至2019年初春最后一次低温出现后调查,结果见表4。凡中上部叶片1/3 以上赤枯或青枯即为受冻叶,根据受冻叶片比重分为0~4级,受冻叶片≤5%即为0级,5%<受冻叶片≤15%即为1级,15%<受冻叶片≤25%即为2级,25%<受冻叶片≤50%即为3级,受冻叶片>50%即为4级。田间调查发现,3个双无品种冻害级别均为0,抗寒能力强。长沙、吉首和新化三个地方的对照(保靖黄金茶1号)都出现集中落叶现象[8],尤其是吉首和新化,几乎全部掉光,并且有根颈部开裂、死蔸现象。湖南气象局资料显示,2018年12月1日至2019年2月19日,全省低温阴雨寡照天气持续80 d之长(创历史冬季极值),这可能是因为茶树根部长期浸泡在水中,从而出现根部腐烂和死蔸现象的主要原因。
由表4可知,双无品种的植株基本性状调查,S-6、S-8这2个双无品种长沙点的株高(33.25±1.35、21.78±2.33)和叶片数(22.3±4.47、18.10±4.61)明显高于吉首(13.90±3.59、7.2±1.66)和新化(16.90±2.62、11.2±3.99)两地,这可能是因为长沙点茶园参照《全国茶树品种区域试验技术规程》管理,在播种前施足了底肥、出苗后增施了追肥,所以茶苗出土一年后生长势明显优于吉首和新化两地。
表4 抗寒能力和双无品种植株基本性状调查Table 4 Cold resistance and basic traits of double-non-product plants
本试验结果表明,3个双无性系品种的出苗率、生长势、抗旱和抗寒能力等均较对照品种保靖黄金茶1号优(强)。出苗率,以吉首的S-6为最佳,达96.61%,比长沙的S-6(76.00%)、S-4(60.53%)、S-8(60.00%)和新化的S-8(84.07%)高12.54%~36.61%;生长势,吉首的S-6和新化的S-8均优于长沙3个双无品种和三地对照品种;抗旱能力,3个双无品种在长沙、吉首和新化三地均为强,优于对照;抗寒能力,3个双选品种冻害级别均为0,抗寒能力均强,优于对照。吉首和新化这2个点的试验地均在海拔高度400 m以上,说明双无性系品种在高寒山区的适应性较好。
长沙、吉首和新化三地双无品种植株基本性状调查表明,长沙点S-6、S-8的株高和叶片数均明显高于吉首的S-6、新化的S-8。生产上,茶籽播种或茶苗定植后,应根据土壤氮磷钾缺失情况,针对性增施肥料,保证营养平衡,加速幼年茶树的营养生长;及时修剪,加强树冠分枝,增大叶面积,提高其丰产性能。
茶树无性系后代个体间虽然田间表型一致,但其基因型是高度杂合的。利用无性系自由传粉相互间杂交,使基因重组和分离,创造新的群体,产生优异单株,缩短漫长历史的自然选择和人工选择过程。我国近些年来的育成品种中,就有利用这种杂交方式育成新的无性系良种,如滇云系、滇桂系、福云系等等[3]。所以,双无性系品种除了可经品种鉴定作为有性系品种直接应用于生产外,还可以成为新品种选育的基因库。
为在生产上直接利用双无性系品种,笔者将继续对本试验的3个双无品种的田间表型纯度、成园速度、产量及成茶品质等进行鉴定。
致谢:感谢黄静副研究员对本文田间调查工作的协作!