耐酸性土壤花生品种筛选及特征研究

刘登望，李 林*，张 昊，张博文，王 飞，王建国，万书波*，李新国

(1.湖南农业大学农学院旱地作物研究所，湖南 长沙 410128； 2.山东省农业科学院，山东 济南 250100)

在高温多雨地区，土壤由于遭受长期淋溶、矿化和水土流失，会发生较强的脱硅、流失钙镁钾钠锌等盐基离子和富铁铝过程，进而形成酸性土壤，其主要弱点是酸、粘、瘠、毒，pH 4.0～6.0。长期不合理施肥尤其偏施多施氮肥、忽视有机肥施用、酸沉降均加剧了土壤酸化及质量退化[1-3]。我国酸性土壤资源丰富，跨越热带、亚热带地区，面积达217万km2，其中红壤系列土壤面积约128万km2，占全区土地面积的58.7%[2]。

花生是我国南方主要大田经济与油料作物，常年种植面积167万hm2，占全国35%左右。花生能共生固氮，根系与地下荚果均能吸收养分和水分，耐瘠耐旱性强，种植花生是改良和利用酸性红壤的重要经济途径。虽然花生是酸性红壤地区的先锋作物，但酸度重、土壤瘠薄仍是导致花生结果少、饱满度差、产量低、品质欠佳的主要障碍因子[4]。据调查，不同花生品种在酸性红壤的适应性、丰产性差异巨大[5-6]，但有针对性的品种改良报道较少。

本文对全国近十多年育成的82份花生品种在酸性红壤产量及适应性表现进行分析，旨在筛选出较为耐酸性土壤品种，并明确其基本特征，为进一步品种改良提供种质材料与理论参考。

1 材料与方法

1.1 参试花生品种

供试花生品种82份，由全国主要育种单位近年育成，来自南方8省(苏、皖、湘、鄂、赣、川、贵、闽)及北方4省(辽、冀、鲁、豫)，主要为珍珠豆型，少量为中间型，于2005-2016年先后参加国家级长江流域片长沙点品种区域试验，以中花4号、中花15为对照(长江流域主栽品种，对酸性红壤旱地具有很强适应性)。品种来源单位的育种试验地酸碱性分布较广，从碱性、弱碱性、中性、弱酸性、酸性到强酸性。参试品种详情见表1。

1.2 试点土壤性质与气候特征

试验地位于长沙市辖的浏阳市普迹镇书院村，土壤类型为第四纪红土发育的酸性红壤旱地，地势平坦，pH 4.8～5.4，有机质10.4～17.4 g/mg，碱解氮55.0～120.3mg/kg，速效磷5.4～7.2mg/kg，速效钾67.7～93.3 mg/kg，交换性钙392.6～376.8 mg/kg。属于中亚热带季风湿润气候，常年降雨量1400 mm，一般在花生生育前期低温、中期多雨、后期干旱。

1.3 试验设计

试验地按2 m宽分厢。春播(4月中下旬)，开沟条点播，行距33 cm，株距20 cm，每穴播2粒，种植密度2万粒/667 m2，小区面积13.33 m2。随机区组排列，重复3次。施肥、水分、除草按中等产量水平管理。

1.4 调查项目与方法

在花生成熟期每小区取样10个标准蔸(每蔸双苗，四周未缺苗缺穴)，按照中国农科院油料作物研究所制订的《花生区域试验记载项目标准》、《花生种质资源描述规范和数据标准》进行考种，考察指标包括植株性状、农艺性状、产量结构。其余植株全部收获用于测产。

1.5 数据处理

采用Excel 2003、SPSS 10.0等软件进行平均数、极值(最大值、最小值)、变异系数、相关分析等处理，继而获得丰产性、稳定性、离散性等参数。

表2 所有参试花生品种性状指标总体状况

注：PY: 荚果产量 Pod yield; PH: 株高 Plant height; BL: Branch length; BN: 单株分枝 Branch number per plant; TP: 单株总果 Total pod per plant; FP: 单株饱果 Full pod per plant; BP: 单株秕果 Blighted pod per; GP: 单株芽果 Germinated pod per plant; REP: 单株烂空果 Rotten and empty pod per plant; PD: 单株生产力 Productivity per plant; PNPK: 千克果数 Pod number per kg; 100-ps: 百果质量 100-pods mass; 100-ss: 百仁质量100-seeds mass; FPMR: 饱果质量率 Full pods mass rate; FSMR: 饱仁质量率 Full seeds mass rate; FPR: 荚果饱度 Fullness of pods rate; SP: 出仁率 Shelling percentage.下同 The same below.

表1 参试花生品种来源分布

2 结果与分析

2.1 参试品种性状指标

表2可知，荚果平均产量3750kg/hm2，其株高偏高(主茎高49.0 cm，侧枝长52.8 cm)，单株分枝数偏少(7.6条)，单株结果性能中等(总果12.6个、饱果数7.4个、秕果数4.1个)，单株生产力中等(15.5g)，荚果与籽仁中等大小(千克果数746个，百果质量171.3 g，百仁质量75.7 g)，荚果饱满度中等(57.5%)，出仁率中等(70.6%)。

2.2 适应酸性土壤高产品种筛选

以在长江流域酸性红壤上具有很强适应性的主栽品种中花4号、中花15号为对照品种，以平均产量在3750 kg/hm2以上且极显著增产为标准，筛选出17个耐酸性土壤高产品种，约占参试品种的1/5。其中，较对照品种增产幅度大的品种来源地多为其育种试验地偏酸性，这可能与育种选择压力、地域适应性有关(表3)。

表3 筛选出的适应酸土高产品种

表4 荚果产量与各性状的相关系数

注： CC：相关系数 Correlation coefficient，下同。The same below.

表5 荚果产量与各性状相关系数的分析表

注：ACC: 相关系数13年(2005-2017)平均值r(0.05)=0.609，r(0.01)=0.740, the average of correlation coefficient in 13 years (2005-2016) isr(0.05)=0.609,r(0.01)=0.740；FCP: 相关性质频度 Frequency of correlation properties; FCD：相关程度频度Frequency of correlation degree; VS: 极显著Very significant; S: 显著Significant; M: 中等 Medium; 较低: Low; P: 正Positive; N: 负 Negative.

2.3 荚果产量与各性状的相关性分析

单位面积荚果产量是衡量耐酸性土壤花生品种丰产性能的终极指标。从相关分析可知(表4，表5)，耐酸性土壤高产品种的主要特征是结荚性能好，表现为单株生产力高，单株饱果数、单株总果数均多，这3个指标变异系数小，稳定性好，其次是荚果大(千克果数少、百果质量大)，饱仁及饱果质量率高；耐酸性土壤高产品种的植株特征为株高(主茎高、侧枝长)适度、分枝数较多，其他7个指标与单位面积荚果产量的相关系数低、变异系数大，不稳定。

3 讨论

3.1 耐酸性土壤花生品种选育应有适当的选择压力

来自我国南北多地、跨越多个气候带、15度左右纬度且来源单位的育种试验地酸碱性分布广的品种均能在长沙种植，充分说明花生具有很强的气候与土壤生态适应性。其内在根源：一是花生对光周期变化不敏感；二是能共生固氮，根系与地下结果均能吸收养分水分，耐瘠耐旱性强，有“先锋作物”和“作物界骆驼”的美誉[4]。即便如此，在酸性土壤适应性更强、丰产性更好的品种仍多数来自育种试验地偏酸性的南方地区，因此针对南方酸性红壤进行的生态育种应有适当的选择压力[7]，以便对现有品种进行引种驯化或进一步改良。

3.2 耐酸性土壤花生品种选育方法

酸性土壤往往酸、粘、瘠、毒四害相伴[1]，应从耐酸性、耐低钙、耐低磷、耐铝毒等方面开展种质资源筛选、创制、分子育种和基因改良。本文通过相关分析等研究认为，耐酸土高产品种的主要筛选指标是单株生产力高，单株饱果数、单株总果数均多，其次是荚果大，饱仁及饱果质量率高，以及株高适度，若太矮会导致基本生物量及储存光合产物场所不足，太高则干物质运转不畅，且易倒伏；单株分枝数应较多，与单株结果数密切相关，从而间接影响单株产量，其他指标与荚果产量相关度低、不稳定。本研究筛选出的17个耐酸性土壤高产品种，约占参试品种的1/5，其中5个品种增产率超过30%，充分说明耐酸性土壤高产育种大有可为。

花生不同品种耐酸力存在广泛的遗传多样性[8]。于天一[6,9]按照耐酸系数将19个花生品种分成耐、中、敏三类，筛选出强耐酸性花生品种L2010 和花育 32，并发现耐酸系数与荚果产量、出仁率、籽仁钙累积量、荚果钙及籽仁钙利用率等指标呈极显著正相关，与空秕率呈极显著负相关，这些相关性指标可作为大田花生耐酸性鉴定指标，而幼苗耐酸鉴定指标为各器官及整株干、鲜质量和叶面积等 9 个便于测定的直接指标，根系形态相关指标可作为辅助鉴定指标。作物耐酸性往往还通过耐铝性来体现，目前筛选耐铝种质资源的方法主要包括田间鉴定、盆栽试验和营养液培养等[10-12]。发生花生空壳的地块多为酸性土壤，土壤酸性越强，缺钙越严重，土壤 pH 与交换性钙含量呈显著正相关[13-15]。吴海宁[5]通过对19个桂花系列品种的单株生产力、单株结果数、单株饱果数、百果质量、百仁质量、出仁率指标进行聚类分析，将花生品种在酸性低钙土壤的耐性分为高耐、中耐和敏感 3 类，筛选出耐酸土花生品种桂花166、桂花1026，表现单株生产力高、单株饱果数多、饱果率高。

此外，耐酸性土壤花生品种一般为小、中籽珍珠豆型品种及部分大花生品种，还应具有一播全苗，早生快发，毛细根发达，开花结果集中，荚果饱满，熟相落黄好，对主要病害叶斑病、锈病、青枯病、白绢病等抗性较强，早熟避旱等。