花生收获期低温对荚果晾晒的鉴定与评价

于树涛王力夫尤淑丽董敬超殷业超周文雨王传堂

(1.辽宁省沙地治理与利用研究所,辽宁 阜新 123000; 2.阜新市产业技术创新推广中心,辽宁 阜新123000; 3.山东省花生研究所,山东 青岛 261000)

花生属于喜温作物,其生长发育受温度影响较大,尤其是地处我国高纬度地区的东北花生产区,受该地区无霜期和积温的影响,花生种植者在生产过程中经常关注“倒春寒”和“霜冻”现象,以防极端多变的天气导致花生春季出现烂种、秋季出现“冻粒”,而直接影响花生的生长及品质,最终影响花生的经济效益[1]。

目前,有关春季低温对花生萌发的研究较多,于树涛等(2021)通过对15个参试品种进行不同播期试验,筛选出高耐低温高油酸花生品系1个,不耐低温的高油酸花生品种(系)9个[2];薛云云等(2018)对24份花生资源进行了芽期和苗期耐寒性分析, 鉴定出了不同耐寒类型的花生资源[3];王传堂等(2019)对18份高油酸花生品系在早播条件下进行低温高湿筛选,筛选出出苗率明显优于普通油酸对照品种2个[4],以上研究为花生春季耐低温提供了丰富的种质资源。

而针对秋季收获耐冻资源筛选研究较少,仅陈娜等(2020)选择40个花生品种(系)进行不同时间段收获,筛选出抗冻高油酸品种1个,普通油酸品种1个[5]。而由于目前生产上的花生品种多为直立型,东北花生产区多采用分段式收获,花生荚果出土后,大多数花生均在地里晾晒,一部分花生荚果仍与土壤接触,如遇霜冻,极易导致花生受到低温而产生冻害,影响花生品质及经济效益。

而实际生产中,花生遭遇冻害后,如继续用于种用或销售,对收获暴露空气中的荚果(向阳荚果)和完全接触地面的荚果(底部荚果)的种子发芽是否存在差异未见报道,并且,不同晾晒下的荚果与植株农艺性状是否存在相关性也未见报告。因此,针对该问题,本试验以秋季遭遇低温后不同晾晒的荚果发芽情况进行研究,同时分析荚果与农艺性状间的关系,以期为耐冻花生品种研究提供基础,为我国东北地区花生预防冻害提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

利用前期基于花生感官品质构建的核心种质资源中的89个品种作为试验材料[6],供试品种见表1。

表1 种质来源

1.2 试验设计与方法

1.2.1 田间试验设计 试验于2021年在辽宁省沙地治理与利用与研究所花生基地试验田进行,土壤为黏土,肥力中等,每份材料播种2行,单粒播种,5 m行长,收获期间安装地温计(深圳市华图测控系统有限公司,HE174),每20 min记录-5 cm 土壤温度。

1.2.2 试验测量方法 待所有花生成熟后(9月28日所有试材已达到成熟期),依据天气情况,10月5日上午8:00～9:00,将花生植株从地面拔出,植株平铺在地面上进行晾晒,晾晒3 d后,分别收获暴露空气中的荚果(向阳荚果)和完全接触地面的荚果(底部荚果),为避免试材造成的误差,每株花生仅选取第一侧枝和第二侧枝的荚果,每株取荚果不超过5粒。

待种子晾干至荚果含水量在10%以下后,选取饱满、种皮完整的种子进行室内萌发试验。每个处理30粒种子,3次重复,25 ℃培养箱中浸种8 h,之后转入培养皿中进行发芽,7 d后统计种子发芽率、芽长与种长,以正常收获的花生为对照,测量花生农艺性状及荚果性状。

相关指标公示如下:

发芽率(%)=发芽第7 d正常发芽粒数/供试种子数×100;

芽长/种长(%)=第7 d所有种子芽长/第7 d所有种子种长×100。

1.2.3 数据处理 采用Excel 进行统计计算,用DPS 7.05分析软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 地温变化

通过地温计测量,统计10月5日0点～10月8日0点数据,绘制散点图,结果见图1。

花生离开土壤后,从图1中可以看出,10月6日-5 cm地面温度最低达1.3 ℃,检测出2次,共持续40 min/h,依据表2天气情况,在10月5日晚～10月6月凌晨气温也出现最低0 ℃的温度,此次试验田也已明显出现清霜现象。

表2 花生收获期间阜新天气情况

图1 花生收获期间-5 cm地温变化散点

2.2 不同晾晒荚果对种子发芽的影响

收获暴露空气中的荚果(向阳荚果)和完全接触地面的荚果(底部荚果)进行发芽率、芽长与种长的测定,结果显示,对89个花生品种收集向阳荚果和底部荚果的子仁发芽率分别为93.32%和90.18%,种子的芽长/种长分别为1.21和1.04。

对所有花生品种向阳荚果和底部荚果进行发芽率和未发芽率统计,由表4的卡方检验可知,Pearson 卡方与Fisher 的精确检验的Sig.检验显著值均小于0.05,可见卡方检验的结果是非常显著的,即向阳荚果和底部荚果的发芽率有显著关系,说明不同晾晒的荚果子仁发芽率、芽长/种长差距较大。

表4 发芽率卡方检验

2.3 不同晾晒荚果与农艺性状的灰色关联分析

花生成熟期选取5株进行农艺性状分析,同时选取每个单株的荚果进行长、宽、厚及单株果重进行测量,对供试材料的原始数据进行均值化处理,不令Δmin 为 0,分辨系数为0.5,进行不同晾晒荚果与农艺性状的灰色关联分析。结果表明,向阳荚果和底部荚果均与第二侧枝夹角关联最大,其次是第一侧枝夹角和荚果长。

2.4 耐冻花生品种筛选

对89个花生品种的芽长/种长、发芽率进行测量,参照陈娜等(2020)耐低温指标[5],以本试验经历冻害作为胁迫条件,发芽率≥85%作为耐低温品种(R),50%≤发芽率＜85%品种鉴定为中间型(M),发芽率＜50% 作为低温敏感性(S),从表6中可以看出,有72个品种不低于85%,属于耐低温型,占供试材料的80.1%,其余(17个)均属于中间型。

表6 供试花生品种的发芽率统计

花生受到低温后,除利用发芽率判断种子的耐低温外,由于有些种子可能在萌发初期抵御了低温伤害,但后期生长还会收到影响[7],因此,本试验引用种长/芽长进行判断,利用DPS软件对供试材料的发芽率及种长/芽长进行简单相关分析(表7),结果表明,发芽率与种长/芽长均达到极显著水平,因而将芽长/种长也作为耐低温资源筛选标准。

表7 发芽率及种长/芽长简单相关分析

通过芽长/种长进行测量,结果表明,向阳荚果和底部荚果的芽长/种长平均值最高的是K22,为2.36,与48个品种达到差异极显著水平(详见表8),此外,从表中可以看出,K13位居芽长/种长平均值第二,芽长/种长平均值为2.32,而该品种发芽率平均值为94%,说明花生种子秋季受霜冻后,有芽势没有芽率,因而筛选抗冻资源时,不能单一从芽长/种长作为判定标准。最终筛选出耐冻资源1个,为K22,该品种发芽率达100%,芽长/种长平均值达2.36,位居供试品种第一位。

表3 不同收获方式发芽率及芽长/种长的数据表现

表5 不同晾晒荚果与农艺性状的灰色关联分析

表8 供试花生品种的芽长/种长统计

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3 结论与讨论

试验结果表明,晾晒向阳荚果的发芽率好于接触地面的荚果;不同晾晒荚果与农艺性状的灰色关联分析显示,不同晾晒荚果与第一侧枝和第二侧枝夹角关联度最大,而与荚果类型关联不大;经对89个花生品种的芽长/种长、发芽率进行耐低温指标筛选,筛选出耐冻资源1个。在品种选育方向上,应加强匍匐型或小匍匐型株型(主茎与第一队侧枝之间的角度≥45°,且主茎与所有侧枝呈伞型分布)的研究,一方面在花生分段收获的晾晒过程中,所有荚果都向阳,可有效提高荚果的脱水速度,还可避免晾晒时黄曲霉污染问题[10],另一方面,本地区花生采用玉米原垄种植[11],垄距较大,如采用匍匐型或小匍匐型花生,花生侧枝长加长,穴距加大,可有效减少单位面积用种量。

地处农牧交错地带的东北花生产区,生产的花生黄曲霉毒素含量较低[8～9],是我国重要的优质花生产区,一直受到国内乃至国际市场的关注。然而,由于东北花生产区收获季节易出现“清霜”,导致花生出现“冻粒”,极大影响了花生的经济效益。因而筛选荚果脱水速率快,能够抵御“清霜”风险的耐冻花生种质,对东北花生安全产业发展具有重要的意义。