油菜初花期淹水胁迫对产量及构成因子的影响

2020-11-13马海清刘清云高立兵胡志文张清香朱腊民

中国农业文摘-农业工程 2020年6期

马海清，刘清云，高立兵，胡志文，张清香，姚曼，朱腊民

（湖北省浠水县农业技术推广中心,湖北黄冈 438200）

油菜是我国第一大油料作物，长江流域是我国油菜优势主产区，每年油菜总产量达到全国80%以上。由于我国油菜生产主要采用水稻-油菜轮作制度，加之长江流域多雨湿润，因此以水旱轮作为主要栽培模式的油菜容易遭受渍害，常年渍害面积达到2 000万亩左右，约占长江流域总面积20%（王汉中，2009），因此，提高油菜新品种的耐渍性，对于减少油菜产量损失、扩大油菜种植面积、提高油菜种植效益和确保我国食用油有效供给具有极其重要的意义。

本研究在花期对甘蓝型油菜进行淹水试验，研究渍水对油菜产量、产量构成因子以及含油量和油品质的影响，从生理学角度解析油菜耐渍的机制，为油菜耐渍育种研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

20个甘蓝型油菜品种，由中国农业科学院油料作物研究所提供。编号为5086，5058，H9958，ZS9，ZYZ12，5037，5059，ZS12，Y114，R035，NY12，R013，5094，H305，ZY5628，4303，HYZ10，GS520，R0355和 YG198。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验分别安排在湖北省浠水、武穴和云梦三个不同地方进行。采用随机区组排列设计，每个环境中安排两组重复试验，每个重复含20个小区（对应20个品种），每个小区面积13.2m2（6.6m×2m）。2015年9月25日左右播种，两次间苗后每小区留苗450株。田间管理按照常规标准进行。2016年3月中旬油菜初花期进行淹水处理，淹水深度以高出厢面2cm为宜，淹水7天。

1.2.2 栽培管理

要求试验田土地平整，地力均匀，排灌方便。农事活动要求及时一致，同一项管理措施在同一天内完成。

1.2.3 性状考察

2016年5月初收获油菜，从每个小区随机挑选10株具有代表性的植株进行性状测定，包括株高、主根长、分枝数、分枝部位、主花序长度、主花序角果数、分枝角果数、单株角果数、每角粒数和千粒重。同时，对每个小区进行单打、称重、取样，并检测各小区菜籽的产量、含油量、蛋白质含量、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、芥酸和硫苷的含量。分析脂肪酸的组成，如棕榈酸，硬脂酸，油酸，花生一烯酸，芥酸，亚油酸和亚麻酸。

2 试验结果

2.1 花期淹水对产量的影响

对20个油菜品种分区收获并进行产量测定，同时通过检测耐涝性系数（WTC）来考察不同品种的耐渍性。结果显示，油菜初花期淹水对产量产生严重影响，平均产量明显下降（见表1、表2）。产量的WTC从58.1%到96.6%，20个品种的产量平均WTC为79%。绝大部分品种（65%，20个里面的13个）的产量均下降超过20%。有四个品种（5094，HYZ10，5037和4303）受渍害影响产量下降至不到对照组产量的70%，其中对渍害最为敏感的品种5094产量降低至58.1%。然而，仍然有四个品种的耐渍性较好，他们的产量仍然达到对照的90%以上，其中耐渍性最好的品种NY12的产量达到了对照水平的96.6%。

2.2 花期淹水对产量相关性状的影响

我们考察了淹水胁迫对20个油菜品种产量及10个与产量相关的农艺性状的影响。结果表明，淹水后株高平均值下降9.8%，大多数品种的株高（65%，13／20）下降小于10%，有3个品种（ZS12，Y114和HYZ10）下降超过20%；淹水后主根长平均下降13.3%，9个品种的主根长减少了10%以上，其中有2个品种（5037和5094）下降超过30%；大多数的品种（65%，13／20）淹水后分枝部位升高，分枝数则明显下降，淹水后分枝数只有对照的86.2%。淹水条件下，一半以上的品种的分枝数下降超过10%，5个品种（5094，5059，ZS12，HYZ10，和Y114）的分枝数下降20%以上；试验表明，20个品种淹水后的主花序长只有对照的81.7%，8个品种的主花序长下降了20%以上。更重要的是，HYZ10，5094，Y114等三个品种的主花序长降幅较大，分别比对照降低42.9%，36.4% 和28.9%。

在这些产量相关性状中，单株角果数淹水后下降24.4%，其中2个品种的单株角果数（HYZ10和5094）降低到小于50%；淹水后分枝角果数下降了约30.5%，主花序角果数平均下降12.3%。淹水后，20个品种中的11个的主花序角果数下降超过10%，其中HYZ10的主花序角果数仅为对照的61.5%。淹水后千粒重无明显变化，每角粒数略有降低，平均下降约7.2%（见表1、表2）。

表1 淹水对产量的影响

表2 淹水对不同油菜品种产量相关性状的影响（%）

2.3 淹水条件下产量与产量相关性状的关系

相关性分析表明：产量跟株高、根长、主花序长、分枝数、主花序角果数、分枝角果数、全株角果数显著性相关，跟每角粒数、千粒重不相关；株高与分枝高度，主花序长，分枝数和主根长有着显著的相关性。显著的相关性还存在于株高和主花序角果数、分枝角果数和每角粒数之间。同时主根长与株高、主花序长、主花序角果数、分枝角果数和每角粒数间明显相关（见表3）。

2.4 花期淹水对油菜品质的影响

通过对比淹水后不同品种油含量等性状变化，探讨淹水对油菜品质的影响。试验表明，20个品种淹水后菜籽的含油量没有显著的变化，但由于产量降低，淹水后不同油菜品种的产油量分别是对照的68.6%-96.5%。在研究中我们注意到，菜籽油中脂肪酸的组成在淹水前后发生变化。淹水对饱和脂肪酸（SFA）组成如硬脂酸、棕榈酸等没有显著影响，对单不饱和脂肪酸（MUFA）中的油酸和花生一烯酸也没有明显改变。但对多不饱和脂肪酸（PUFA）组成则表现出显著的差异。与对照相比亚油酸淹水后平均下降25.8%，20个品种的亚油酸WTC值在69.2%-89.1%之间（见表6）。淹水后亚麻酸平均增加了49%，其WTC值为111.4%-172.3%。淹水后芥酸平均增加了12.4%，其WTC值为86.0%-205.7%（见表6）。

3 结论

3.1 油菜初花期淹水对产量造成严重影响

20个品种平均产量下降21%。不同品种的耐渍性不同，对产量造成的影响也不同，对渍害最为敏感的品种5094产量降低至58.1%，耐渍性最好的品种NY12的产量达到了对照水平的96.6%。油菜品种的耐渍性研究为进一步选育耐渍优良品种提供了重要依据。

3.2 油菜耐渍系数与相关性状关系密切

油菜耐渍性系数与油菜的产量、株高、主根长、主花序长、分枝高度、分枝数、主花序角果数、分枝角果数显著相关，与油菜的每角粒数和千粒重没有相关性。对产量相关生理参数基因型的测定显示，淹水对油菜的根系造成了损坏，进而影响到地上部分的生长，淹水使油菜分枝角果数减少，从而最终导致产量降低。

3.3 淹水后油菜籽粒的含油量没有显著变化，但产量降低，产油量减少

淹水对饱和脂肪酸组成没有变化，对不饱和脂肪酸中的油酸和二十碳烯酸含量没有影响，但亚油酸含量降低25.8%，WTC值在69.2%-89.1%，淹水后芥酸平均增加了12.4%，其WTC值在86.0%-205.7%，亚麻酸平均增加了49%，其WTC值为111.4%-172.3%。油菜籽品质发生了显著变化，特别是芥酸和硫苷含量增加，这不利于菜籽油的广泛应用与推广。加强油菜耐渍性研究，为选育优质耐渍油菜品种提供科学依据。