长江中下游冬油菜在新疆春油菜区适应性分析

侯献飞，周子馨，顾元国，王娟,，贾东海，李强，陈跃华

(1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆生物资源基因工程重点实验室/新疆大学生命科学与技术学院，乌鲁木齐 830046)

0 引 言

【研究意义】我国油菜种植主要为春油菜区、冬油菜区两大产区，以山东南部、河北南部、山西南部、陕西延安南部、甘肃天水为界，向南为冬油菜区，向北为春油菜区，其中长江流域是主要的冬油菜生产区域，春油菜产区主要集中在青海、内蒙古、新疆、西藏等省(自治区)[1-5]。新疆春油菜区主要以芥菜型油菜为主，20世纪末开始引入甘蓝型春油菜，新疆生态区降雨量少，蒸发量大，光照时间长，芥菜型油菜抗性强，在干旱地区产量明显高于甘蓝型油菜，但品质较差，近年来滴灌技术的普及，解决了甘蓝型油菜生育期需水问题，显著提高了甘蓝型春油菜的产量，使得新疆春油菜区甘蓝型油菜面积逐渐增加[2-4]。研究半冬性甘蓝型油菜在新疆春油菜区的生态适应性，对拓宽春油菜种质资源、培育新品种具有实际意义。【前人研究进展】官春云[2]提出青海春油菜区苗期较长、蕾苔期与开花期较集中的品种作为长江中下游冬油菜早熟品种应用；近年来半冬性甘蓝型冬油菜在西藏春播区引种成功，宋丰萍等[6]研究表明，选择光温钝感型半冬性甘蓝型油菜品种能够兼顾早熟和高产的育种目标；20世纪60年代Eberhart提出用稳定性参数测定新品种的适应性[7]，刘天成[8]利用稳定性参数、联合方差分析对甘蓝型油菜新品种丰产、稳产及适应性进行分析，目前许多研究者利用稳定性参数、高稳系数、变异系数对玉米[9]、冬油菜[10]、大豆[11]等作物的高产、稳产、适应性做出评价；利用隶属函数法对品种的抗逆性进行综合评价，分析结果与生产实际相吻合[12-17]。【本研究切入点】目前，长江中下游甘蓝型油菜在新疆春油菜区已经开始种植推广，但其适应性、丰产、稳产情况文献报道较少。研究长江中下游半冬性甘蓝型油菜在新疆春油菜区的生态适应性。【拟解决的关键问题】通过在新疆春油菜区种植长江中下游甘蓝型半冬性油菜，分析其生育期、主要农艺性状、产量进行差异性、适应性。增加新疆春油菜种质资源，拓宽新疆油菜品种的遗传背景，为实现丰产、稳产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2011～2015 年在乌鲁木齐市新疆农科院安宁渠综合试验场进行。 2016年部分品种在新疆乌鲁木齐、拜城、塔城、昭苏进行多点试验，根据不同试点于4月10～20日播种，土壤肥力中等、均匀，结合整地施1.2×104kg/hm2农家肥及450 kg/hm2(NH4)2HPO4用作底肥，试验采用完全随机区组排列，3次重复，行距20 cm，株距10 cm，小区长5.55 m、宽2 m，小区面积11.1 m2，人工点播，出苗后及时间苗，3～5片真叶是定苗，密度2.22×104株/667 m2。列出参试材料来源地主要气象因子。表1，表2

表1 参试品种及来源Table 1 Names and sources of test varieties

表2 参试材料来源地主要气象因子Table 2 The main meteorological factors of the source of tested varieties

1.2 方 法

1.2.1 参试品种生育期、主要农艺性状及品质的测定

参照伍晓明等《油菜种质资源描述规范和数据标准》记录参试品种生育时期，成熟后每个小区随机取10株，考察其株高(X1)、根颈直径(X2)、有效分枝高度(X3)、一次有效分枝(X4)、主花序有效长度(X5)、主花序有效角果数(X6)、全株有效角果数(X7)、每角果粒数(X8)、千粒重(X9)、单株产量(X10)等农艺性状指标，测定小区产量。

1.2.2 感温指数

油菜出苗至花芽分化的天数最短一期所经历的日平均气温，是该品种通过发育的最适条件，感温指数=出苗至现蕾的天数/日平均气温，即对低温感应较强的品种感温指数在6以上，为冬性品种；对感温中等的品种感温指数为4～4.4，为半冬性品种，对感温较弱的品种，其感温指数在2.7以下为春性品种[2]。

1.2.3 变异系数

变异系数(CVi)的计算公式为:CVi=(Si/Xi)×100%.

式中Xi为第i个品种某个性状的平均值，Si分别为第i品种(系)的某个性状的标准差。变异系数CVi越小，表明i品种的该性状越稳定[5-9]。

1.2.4 适定性参数

适定性参数法以ai表示，ai=xi/x.

式中的xi为第i个品种的标准差，x为所有品种的平均标准差。ai小于1，表明i品种的该性状比较稳定[5-9]。

1.2.5 高稳系数

高稳系数是反映品种的高产稳产性情况，以HSCi表示，

HSCi=[1-(Xi-Si) /1.10XCK]×100%.

式中HSCi为第i个参试品种的高稳系数，其值越小，表明该品种(系)高产稳产性越好，Xi和Si分别为第i品种(系)的平均产量和标准差，XCK为对照品种的平均产量。

1.2.6 隶属函数法

与产量呈正相关的指标:

Uijk=(XijkXjmin) / (XjmaxXjmin).

式中Uij表示i种类j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i种类j指标的测定值；Xjmin表示所有种类j指标的最小值；Xjmax表示所有种类j指标的最大值；i表示某个品种；j表示某项指标。

1.3 数据处理

数据利用Excel 2010 和SPSS 19.0 统计分析软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 参试品种生育期表现

研究表明，不同参试品种生育期差异较大，其中中双11号生育期最长，为119 d，较对照晚15 d；来自湖南的沣油系列全生育期112 d，较对照晚8 d；来自上海、浙江的沪油15、浙油50全生育期分别为117、112 d，较对照分别晚 13、8 d。对照品种新油17号感温指数为1.91，中双11号感温指数为2.85，其他参试品种的感温指数均在2.7以下，长江中下游参试冬油菜品种在新疆春油菜区均表现为春性品种。表3

2.2 参试品种主要农艺性状表现

研究表明，不同品种主要农艺性状差异较大。参试品种株高均高于对照新油17号，中油158、华油杂76、华油杂73、浙油50植株高度较高，平均株高分别为184.33、172.33、182.33和171.20 cm，除沪油17号、沣油520、浙油50、J22适定性参数大于1，分别为1.25、1.00、2.27、2.13，其他参试品种适定性参数均小于1，且华油杂73适定性参数、变异系数最小，分别为0.23、0.84%。参试品种J22与中油158根颈直径差异较大，平均分别为10.00和13.00 mm，对照新油17号为10.36，其余参试品种之间根颈直径差异较小。浙油50有效分枝高度最高，平均为86.20 cm，适定性参数、变异系数分别为1.19、8.93%，其他参试品种有效分枝高度均高于对照品种新油17号(48.37 cm)。主花序有效长度表现为沣油520最短平均为40.13 cm，其次新油17号为44.97 cm，华油杂76 最长，平均为69.33 cm，适定性参数、变异系数分别为2.05、23.14%。参试品种主花序有效角果数差异较小，其中沣油730F1、华油杂62、华油杂73、中油158适定性参数小于1。参试品种之间全株有效角果数(X8)差异较大，且变化幅度较大，其中华油杂76全株有效平均数为(294.33± 50.41)，变异系数为257.88%，中双11号全株有效平均数为(270.40±37.54)，变异系数为192.03%；沪油17号全株有效平均数为(151.25±17.16)，变异系数为87.79%，其余参试品种变异均小于50%。产量方面，参试品种的千粒重2.77～3.68 g，对照品种新油17号千粒重最低2.77 g，沪油17号最高3.68 g，适定性参数为0.04，J22千粒重为2.83 g，适定性参数为0.09；沣油系列与华油系列适定性参数均大于1。表4

2.3 利用隶属函数法对参试品种主要农艺性状综合评价

研究表明，参试品种主要农艺性状隶属函数值差异较大，其中中油158主要农艺性状隶属函数值最高，主要农艺性状的综合排名第一，综合排名第二的是华油杂73，平均隶属函数值为0.564；华油杂76主花序有效长度(X5)、主花序有效角果数(X6)、每角果粒数(X8)隶属函数值分别为0.702、0.673、0.634，排名第一，综合隶属函数值排名第三；浙油50有效分枝高度(X3)隶属函数值0.476，排名第一，一次有效分枝(X4)、全株有效角果数(X7)隶属函数值为分别为0.362、0.813，排名第二，综合排名第四；中双11号根颈直径(X2)、有效分枝高度(X3)、单株产量(X9)隶属函数函数值分别为0.553、0.449、0.659，主要农艺性状综合隶属函数值0.425，排名第五；参试品种的主要农艺性状综合排名均高于对照。表5

表3 参试品种生育期及感温指数Table 3 The growth period and temperature index of tested varieties

表4 参试品种农艺性状差异性Table 4 Analysis of differences in agronomic traits of the varieties tested

续表 表4 参试品种农艺性状差异性Table 4 Analysis of differences in agronomic traits of the varieties tested

注(Note)：M: 平均值,mean; RV: 变化范围,range of variation; AP: 适应性参数,adaptive parameter; CV: 变异系数,coefficient of variation

表5 参试品种农艺性状隶属函数Table 5 Subordinate function analysis of agronomic traits in the tested varieties

注(Note)：U: 隶属度,membership; P:位次,precedence; X:隶属值,fuzzy mathematics value

2.4 参试品种产量方差

联合方差分析表明，不同试点、品种之间存在极显著差异(P<0.01)，品种×试点未达到显著差异(P=0.57)；不同试点参试品种产量方差分析表明，沪油17号、中双11号、浙油50、沣油737 F1、沣油520品种在新疆塔城试点小区评价产量较高，其次是昭苏，乌鲁木齐试点与拜城试点差异不显著，华油杂73、76、中油158在昭苏试点小区平均产量最高，其次是塔城。华油杂76折合单产最高(252.707±0.035) kg/667m2，其次是沣油737 F1(228.157±0.247) kg/667 m2，中油158最低(201.410±0.218) kg/667 m2。但高稳系数排名发现中双11号的高稳系数最高86.11，其在新疆试点高产稳产情况高于其他品种，而单产最高的华油杂76高稳系数79.35，位居第二。表6，表7

表6 参试品种小区产量联合方差分析Table 6 Analysis of community avariance of the variety yield of tested varieties

注(Note)：df: 自由度,degree of freedom;SS: 方差,Stdev square;MS: 均方差,mean square;F: F=MS1/MS2;P: 显著性水平，当P<0.05时，存在显著性相关

表7 不同试点参试品种产量表现Table 7 Yield performance of different varieties

注：HSC: 参试品种的高稳系数
Note: high stable coefficient of tested varieties

3 讨 论

3.1 长江中下游冬油菜在新疆春油菜区种植是可行的

新疆春油菜区无霜期150～220 d，有效活动积温3 000～5 399 ℃，播种期在4月中旬，昼夜温差大，日最低气温在5℃，日平均气温在10 ℃，而长江中下游地区最冷月日平均气温在3～4℃，研究表明长江中下游地区半冬性甘蓝型冬油菜在该区自然资源、栽培条件下能够通过春化正常生长发育，且参试品种生育期均长于对照品种新油17号，收获期晚4～15 d，根据感温指数计算发现中双11号感温指数比官春云院士提出的春性品种感温指数(2.7)高出0.1，其他参试品种均在2.7以下，说明长江中下游早熟甘蓝型冬油菜品种在新疆春油菜区能够完全成熟；宋丰萍等[6]研究发现春播区光温因子与半冬性甘蓝型油菜的产量及农艺性状均有显著典型相关关系，且不同发育时期影响油菜的光温因子不同，日极端温差对单株有效角果数、千粒重影响较大；研究通过隶属函数对参试品种主要农艺性状进行综合评价，中油158、华油杂73、华油杂76、浙油50、中双11号综合排名位居前五，其他品种均优于对照品种新油17号，利用高稳系数法对参试品种在新疆各个试点产量进行分析，中双11号、华油杂76、沣油737 F1、沪油17号均高于对照，选择合适的长江中下游冬油菜在新疆春油菜区种植是完全可行，且具有显著的经济效益，同时拓宽了新疆春油菜种质资源。

3.2 长江中下游冬油菜在新疆春油菜区易发生倒伏

新疆春油菜区主要以滴灌为主，长江中下游冬油菜在该区栽培技术下在灌浆期发生倒伏，主要是根倒，参试品种中中油158主要农艺性状优良，但最终由于发生倒伏，导致后期产量降低，折合单产仅有201.41 kg/667 m2，高稳系数法排名最后，而中双11号主要农艺性状相对中油158较弱，但在滴灌技术下，未发生根倒，折合单产高达225.13 kg/667 m2，高稳系数法排名第一；华油杂76折合单产高达252.71 kg/667 m2，高稳系数法排名第二。选择长江中下游甘蓝性冬油菜在新疆春油菜区种植，主要考虑其抗倒伏性，高抗倒伏品种在该区具有重大的发展潜力；且有关新疆滴灌条件下，油菜发生倒伏的主要原因、预防措施研究鲜见报道，通过长江中下游甘蓝性冬油菜引种，利用新疆的特殊灌溉农业，有效的鉴定其倒伏性，为油菜抗倒伏研究提高一定的品系材料以及鉴定平台。

4 结 论

长江中下游地区半冬性甘蓝型冬油菜在该区自然资源、栽培条件下能够通过春化正常生长发育，且参试品种生育期均长于对照品种新油17号，收获期晚4～15 d，通过隶属函数对参试品种主要农艺性状进行综合评价，中油158、华油杂73、华油杂76、浙油50、中双11号综合排名位居前五，其他品种均优于对照品种新油17号，利用高稳系数法对参试品种在新疆各个试点产量进行分析，发现中双11号、华油杂76、沣油737 F1、沪油17号均高于对照。参试品种中油158主要农艺性状优良，但最终由于发生倒伏，导致后期产量降低，折合单产仅有201.41 kg/667 m2，高稳系数法排名最后，而中双11号主要农艺性状相对中油158较弱，但在滴灌技术下，未发生根倒，折合单产高达225.13 kg/667 m2，高稳系数法排名第一；华油杂76折合单产高达252.71 kg/667 m2，高稳系数法排名第二；选择高抗倒伏品种在新疆春油菜区具有显著的经济效益，有重大的发展潜力，同时拓宽了新疆春油菜种质资源。