许婷婷,王子强,任增凯,万菲菲,王 冕,陈明娜,潘丽娟,王 通,禹山林,陈 静,陈 娜*,迟晓元*
(1.山东省花生研究所,山东 青岛 266100; 2.滨州市农业技术推广站,山东 滨州 256600;3.滨州市农业局,山东 滨州 256600; 4.黄河三角洲农业高新技术产业示范区,山东 东营 256600)
据不完全统计,全球约有10亿hm2盐碱地,随着不合理施肥和轮作,盐碱地的面积还在不断增长[1],给农作物的种植带来不良影响。花生是我国重要的油料作物,其栽培品种最适合种植于中性偏酸的土壤,盐碱胁迫是花生产量的重要限制因子[2]。筛选和培育适宜盐碱地生长的花生品种对于扩大花生种植面积,提高花生总产量具有重要意义。盐碱地种植花生会造成大幅减产,且主茎高、侧枝长、出米率等农艺性状也远低于正常地块[3]。研究发现,产量、主茎高、侧枝长、饱果数等农艺性状均可作为耐盐碱筛选的指标[3]。研究人员通过对栽培技术的优化显著提高了盐碱地花生的出米率和产量[4-5]。高油酸花生具有货架期长、调节血脂、预防心脑血管疾病等优点[6],近年来受到广泛关注。前人对普通花生耐盐碱的鉴定指标及栽培技术的研究较多,但关于高油酸花生在盐碱地种植其产量和品质性状变化研究较少[7-8]。本文对本课题组培育的13个高油酸花生品系和1个普通油酸花生品种(花育33号)在盐碱地上进行了种植,分析其产量和品质性状的变化,从中筛选适合盐碱地种植的花生品种(系)。
试验采用的花生品种(系)为山东省花生研究所遗传育种课题组培育的品种(系)14个:分别为P16-7、P16-8、P16-10、P16-19、P16-21、P16-22、P16-31、P16-41、P16-46、P16-54、P16-56、P16-60、P16-69,花育33号(对照)。将以上品种(系)分别种植在普通土壤(莱西)和盐碱土壤(滨州)。
1.2.1 种植方式
试验于2017年在滨州北海新区马山子镇红海农场试验田进行,每小区4行,两垄。小区面积约10m2。垄宽85cm,垄长5.5m(留0.5m过道),人工播种。每垄上种植2行花生,小行距33cm,穴距17cm左右,每穴1粒,重复3次。
1.2.2 土壤理化性质测定
采用五点取样法采集当地盐碱土壤样品,播前取土,取样土层深度0~20cm。由青岛农业大学中心实验室化验分析土壤含盐量及pH值。经测定,盐碱土壤pH值7.20,含盐量3.55‰ 。
1.2.3 花生品质性状分析
利用近红外光谱仪分析花生蛋白质、脂肪、油酸、亚油酸等成分含量,每次测定用30~40个籽仁。
参照苏江顺等数据分析方法计算参试花生的相对产量[8]。东营单产为胁迫下的单产,莱西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籽仁相对产量确定: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。
表1所示,在普通地块中产量最高的品种(系)是花育33号,其次是P16-21、P16-54、P16-22、P16-19和P16-60,而在盐碱地中产量较高的品种(系)是花育33号、P16-8、P16-41、P16-7和P16-10,参试的14个品种中有10个品种严重减产。从籽仁相对产量看,14个品种中有4个品种包括花育33号、P16-8、P16-7、P16-10在盐碱胁迫下籽仁相对产量大于85%,属于高耐盐品种;P16-41籽仁相对产量为68.4%,属于中耐盐品种;其他品种籽仁相对产量均低于45%,为不耐盐品种。通过比较可以看出,盐碱地种植的花生品种(系)的出米率、百果重、百仁重与普通地块相比均明显下降(表2),说明盐碱胁迫对花生荚果的饱满度影响较大,花育33号、P16-8、P16-41、P16-7和P16-10可以作为适宜在盐碱地生长的候选品种(系)。
表1 两种类型土壤种植花生荚果和籽仁产量分析
表2 两种类型土壤种植花生产量构成因素分析
表3 两种类型土壤种植花生品质相关性状分析
表3所示,与普通地块相比,在盐碱地种植的品种(系)的含油量和油亚比值均有不同程度的降低,油酸含量除品系P16-69外均降低,亚油酸含量均升高;其中,10个品种(系)的蛋白质含量较普通地块升高,5个品系较普通地块降低。与普通油酸花生(花育33号)相比,高油酸花生在盐碱地种植后虽然油酸含量和油亚比值均降低,但其油酸含量还是明显高于普通油酸含量花生。
当前,土壤盐渍化是一个全球性的问题,也是影响农业生产和生态环境的严重问题。国内外相关研究表明,筛选培育耐盐植物是改良、开发和利用盐碱地的有效途径[9]。随着我国食用油需求量不断攀升,油料作物种植面积持续下降,花生产业在保障我国食用植物油供给方面越来越表现出明显的优势和发展潜力[11],提高花生的总产量成为解决我国油脂资源紧张的重要途径。
本试验条件下,花育33号、P16-8、P16-7、P16-10和P16-41等5个花生品种(系)的相对产量较高,为高耐盐品种,P16-41为中耐盐品种。已有研究表明,花生耐盐碱试验的产量平均为省区域试验的51.3%,且主茎高、侧枝长等产量性状也均低于省区域试验[12]。本研究参试的14个花生品种(系)中,产量排名靠前的5个花生品种(系)中有3个品系产量相比普通地块增产,2个品种(系)减产。通过品质性状分析,14个花生品种(系)中,除P16-69外,其余12个品种(系)的含油量、油酸含量、油亚比值均低于在普通地块生长的相同品种(系),被鉴定为高耐盐和中耐盐的4个高油酸品系(P16-8、P16-7、P16-10、P16-41)在盐碱地种植后虽然油/亚比下降明显,但油酸含量较高,与普通地块种植相比下降幅度不大。可以初步判定,花育33号、P16-8、P16-7、P16-10和P16-41可以作为适宜在盐碱地生长的候选品种(系)。
目前,盐碱地中种植高油酸花生对花生籽仁品质的影响尚未见报导。本试验结果表明,盐碱地种植对花生品质尤其是油酸含量和油亚比影响很大,今后筛选耐盐碱且油酸含量稳定的高油酸品种将是一个重要的研究方向。此外,种植方式对花生在盐碱地中的产量也有一定影响。张智猛等研究发现,单粒精播下种植不同密度与荚果产量有显著差异,但对品质性状影响不大[13]。盐碱地花生采用垄作覆膜种植方式其产量高于沟作覆膜种植[14]。本研究采用常规垄作种植方式,今后应对不同种植方式对盐碱地高油酸花生品种(系)产量与品质的影响进行深入研究。
高油酸花生因其独特的优势近年来受到育种专家的广泛关注,耐盐碱高油酸花生品种(系)的选育对丰富高油酸种质资源以及提高盐碱地利用率具有重要意义。盐碱地对高油酸花生产量以及品质性状的影响及耐盐碱品种筛选还需进一步深入研究。