吴正锋,孙全喜*,张建成,单世华,刘俊华,沈 浦,赵红军*,王志武,王才斌,Daniel HALIM
(1.山东省花生研究所/国家花生工程技术研究中心,山东 青岛 266100;2.滨州学院生物与环境工程学院,山东 滨州 256603;3.山东省农业科学院玉米研究所,山东 济南 250100;4.印度尼西亚和荣农业有限公司,东爪哇 印度尼西亚)
印度尼西亚是世界主要花生生产国之一,2001-2016年种植面积年均60.1万hm2,总产112.1万t,单产1820.8 kg/hm2[1],东爪哇省位于南半球爪哇岛东部,光热资源充足,土壤适于花生等作物的生长,是印度尼西亚重要的花生主产省[2-3]。近年来,东爪哇省的花生种植面积、单产和总产逐年减少,花生产业发展较慢,每年需要从国外进口大量的花生果或花生仁[1,4],大力发展当地花生生产具有重要意义。作物的产量取决于品种、栽培措施、土壤、环境生态条件等,其中品种对作物单产水平的提高具有重要的贡献[5-7]。
印度尼西亚当地主要种植西班牙型(珍珠豆型)、瓦伦西亚型(多粒型)小花生,这些品种的耐涝、耐高温、抗真菌病害等抗逆性较好,但产量水平较低[8]。中国花生品种资源丰富、类型多、产量潜力高[9]。近年来课题组响应国家 “一带一路”倡议,通过与印度尼西亚和荣农业公司合作连续两年引进中国优良花生品种在印度尼西亚东爪哇省谏义县巴累镇开展品种筛选试验,以期筛选出适宜当地气候土壤的花生品种,促进印度尼西亚农业生产发展,提高当地农民的种植收入。
1.1.1 试验地点
印度尼西亚东爪哇省谏义县巴累镇(Pare)(南纬7°47’,东经112°12’,海拔40 m)。土壤富含火山灰,砂质壤土,土壤pH 6.3,有机质15.7 g/kg,全氮1.22g/kg,水解氮111mg/kg,全磷0.8g/kg,有效磷59.8 mg/kg,全钾3.46 g/kg,速效钾110 mg/kg,阳离子交换量13.4 cmol(+)/kg。
1.1.2 供试材料
试验采用22个我国花生主产区近年来大面积推广应用或近年选育的新品种序号及品种名称:1.白沙1016;2.桂花红166;3.桂花红35;4.花育22;5.花育23;6.花育33;7.花育39;8.花育50;9.花育51;10.花育52;11.花育6301;12.花育71;13.花育917;14.花育9301;15.花育9310;16.花育9311;17.花育951;18.青农黑;19.四粒红;20.天府22;21.湘花2008;22.Tala 1(对照);23.仲恺花4号。
2017年8月3-4日起垄播种,垄长10 m,垄距90 cm,垄面宽50 cm,垄上播2行,小行距25 cm,穴距20 cm,每穴2粒,种植密度为22.2万株/hm2,每个品种3次重复。8月10号花生出苗,生育期间日常管理,11月18日收获。
植株和荚果性状:花生成熟期每个小区连续选取5穴(10株)整齐生长一致的花生植株,测定植株的主茎节数、侧枝数、主茎高、侧枝长、双饱果数、双秕果数、单饱果数、单秕果数、幼果和烂果数等。测产:成熟期以小区为单位收获,计量穴数和产量。
采用Excel 2003进行数据整理,SAS10.0统计软件进行数据统计分析和多重比较,Excel 2010作图。
主茎节数是花生重要的植株性状。由表1可看出,参试花生品种的主茎复叶数14.3~28.0,平均 17.7。不同花生品种的主茎节数存在较大差异,仅“四粒红”的主茎节数显著高于对照品种,国内其他花生品种的主茎节数均显著低于对照,这说明国内大部分花生品种的生长速度慢于对照品种。花生分枝数4.0~9.2条,不同花生品种间比较,白沙1016、桂花红166、桂花红35、花育23、花育39、花育50、花育6301、花育71号和四粒红的分枝数与对照差异不显著,其他品种的分枝数均显著多于当地品种,其中青农黑的分枝数最多为9.2条。花生主茎高18.9~52.6 cm,侧枝长20.0~55.0 cm,其中,四粒红的主茎高和侧枝长最高,两者分别比对照高29.4%和38.4%,白沙1016、湘花2008、花育23号与对照品种间差异不显著,其他花生品种的主茎高、侧枝长均显著低于对照,其中花育6301最低。
表1 不同花生品种植株性状
注:同一列中小写字母表示5%水平下差异的显著性,具有相同字母的数值间差异不显著。下同。
Note: The same small letters in the same column are not different at 5% level, respectively.The same as in below.
花生的荚果产量为505.6~1854.3 kg/hm2,平均1233.9 kg/hm2。不同花生品种的荚果产量差异较大,与对照相比,中国花生品种表现增产的有花育51、白沙1016、青农黑等8个品种,增产幅度3.1%~29.2%,但和对照差异不显著;表现减产的有花育22、花育917、花育9310等14个品种,减产幅度4.3%~62.3%,其中花育22、花育917、花育9310、花育951和对照差异显著(表2)。从产量性状看,与对照相比,中国花生品种的单株结果数显著低于对照,实收株数和对照差异不显著(桂花红35和花育51号除外),公顷果数除白沙1016、桂花红35和花育51号和对照差异不显著外,其他中国花生品种均少于对照。中国花生的饱果率除花育9310和湘花2008显著低于对照外,其余品种和对照差异不显著;花育22和花育71的双仁果率显著低于对照,其余品种和对照差异不显著。中国花生品种的百果质量为155~293.1 g,平均216.8 g,是对照品种的1.8倍,显著高于对照品种(表2)。由此可见,中国花生品种的单株果数和公顷果数显著低于对照,而百果质量显著高于对照。
通过对荚果产量聚类分析,将供试花生品种分为高产、中产和低产三种类型,其中花育51、白沙1016、花育50、青农黑、湘花2008和仲恺花4号6个品种为高产品种,产量变幅1481~1733kg/hm2,平均1614.0 kg/hm2;TaLa1、桂花红35、花育23、花育33、花育39、花育9311、四粒红、天府22号等8个品种为中产品种,产量变幅1244.5~1383kg/hm2,平均1303.6 kg/hm2;桂花红166、花育22、花育52、花育6301、花育71 、花育917 、花育9301、花育9310、花育951号等9个品种为低产品种,产量变幅505.6~1059.4kg/hm2,平均产量897.6kg/hm2(图1)。
由表3可知,中产和高产花生的单株结果数分别比低产花生多31.3%和40.3%,公顷果数分别比低产花生多41.3%和56.8%,中高产花生的单株结果数、公顷果数显著高于低产花生,中高产之间差异不显著;饱果率、双仁果率和百果质量与低产花生差异不显著,由此可见,花生产量高的原因主要是单株和公顷果数多。
表2 各花生品种荚果产量及其产量性状
图1 不同花生品种荚果产量聚类分析
表4表明,荚果产量与实收株数、单株果数及公顷结果数呈极显著正相关;主茎节数与主茎高、侧枝长、单株果数、公顷果数呈极显著正相关,与双仁果率显著正相关,与分枝数显著负相关;单株结果数与主茎高、侧枝长显著正相关;公顷果数与实收株数、单株结果数极显著正相关,与主茎高显著正相关,与分枝数显著负相关;百果质量与单株结果数、公顷果数极显著负相关,与实收株数显著负相关。花生荚果产量随实收株数、单株结果数和公顷果数的增加,显著增加。其中荚果产量(y)与实收株数(x1)、单株结果数(x2)、公顷果数(x3)之间的关系可分别用y=82.03x1-216.87、y=92.10x2+479.24、y=4.99x3+502.61表示,在10~25万株/hm2范围内,实收株数每增加1万株,荚果产量增加82.0 kg/hm2;在一定范围内,单株结果数增加 1 个,产量增加 91.20 kg/hm2;公顷果数每增加10万个果,花生荚果产量增加49.9 kg (图2)。
作物品种具有一定区域适应性,不同生态区域作物生长发育不同[10-14]。印度尼西亚东爪哇省年均温度25~27℃,无四季分别;受南半球季风影响,气候分旱季和雨季,每年4-10月为旱季,11-次年3月为雨季。本研究结果表明,印度尼西亚旱季花生生长势较弱、茎秆纤细、株高偏低,生育期只有100 d左右。不同花生品种比较,“四粒红”的主茎节数、主茎高和侧枝长显著高于对照品种“Tala1”,但分枝数少;花育23和白沙1016的主茎高、侧枝长与对照差异不显著,其他花生品种的主茎节数、主茎高、侧枝长低于对照,分枝数多于对照。由植株性状来看,四粒红、花育23、花育51、白沙1016、仲恺花4号、桂花红166和青农黑等品种生态适应性较好,而花育22、花育917、花育39、天府22等品种生态适应性较差。另外南方花生品种适应当地环境较好,成熟期植株长势好,北方花生品种对当地环境适应性较差。这可能由于我国南方省份属于热带亚热带气候区,气候条件和东爪哇省相近的缘故。
表3 不同产量水平花生产量性状比较
表4 荚果产量与植株性状指标的相互关系
注:R1:荚果产量;R2:主茎节数;R3:分枝数;R4:主茎高;R5:侧枝长;R6:实收株数;R7:单株果数;R8:公顷果数;R9:饱果率;R10:双仁果率;R11:百果质量。*表示在0.05水平上显著;**表示在0.01水平上显著。
Note: R1:Pod yield; R2:Nodes of main stem; R3:No.of branches; R4:Height of main stem; R5:Lateral branch Length; R6:Harvest plants; R7:Pods per plant; R8:Pods per hacter; R9:Full-pod percent; R10:Double-kernel pod percent; R11:100-pod mass.*Represent significance of correlation at 0.05 probability level; **Represent significance at 0.01 level of probability.
图2 花生荚果产量与实收株数(A)、单株结果数(B)、公顷果数(C)的关系
花生的产量受花生品种、土壤条件和生态条件的影响[15-20]。本研究结果表明,与印度尼西亚对照品种相比,中国花生品种表现增产的有8个,但和对照差异不显著;减产的有14个品种,其中花育22、花育917、花育9310、花育951和对照差异显著;通过对荚果产量聚类分析,供试花生品种分为三类,其中白沙1016、花育51、花育50等6个品种为高产品种,TaLa1、桂花红35、花育23等8个品种为中产品种,桂花红166、花育22、花育52等9个品种为低产品种。孙彦浩等研究表明,建立一个大小适宜、个体发育与群体发展协调的群体结构,争取果多果饱是花生高产栽培的重要任务[21]。吴正锋等研究发现,同一花生品种低产到中产单位面积果数和双仁果率显著增加,中产到高产果数增加不显著,但双仁果率显著增加[22]。由荚果性状看,中高产花生品种的单位面积株数、单株结果数和公顷果数显著高于低产花生品种。本研究和前人结论有所不同,这可能由于与中国的花生产量相比,印度尼西亚当地花生的总体产量较低,果数的多少依然是花生产量提高的重要途径。另外相关分析结果表明,荚果产量与实收株数、单株果数及公顷结果数呈极显著正相关。因此,提高单株和单位面积果数是花生产量提高的重要途径。研究表明,合理密植、适时灌溉、施肥等栽培措施可显著增加单株和单位面积果数[23-26]。
综上所述,本文通过对花生荚果产量聚类分析,筛选出6个适于印度尼西亚东爪哇省气候环境的花生品种,高产花生品种产量高的原因主要是单株和公顷果数多,采取合理密植等栽培措施增加花生单位单株结果数和单位面积果数是花生增产的重要途径。