耐盐碱高油酸花生品种(系)的田间筛选 鉴定及产量形成相关因素分析
2021-03-09陈娜许静陈明娜潘丽娟崔凤高谢宏峰邹宗峰黄翔黄会文迟晓元
陈娜,许静,陈明娜,潘丽娟,崔凤高,谢宏峰,邹宗峰,黄翔,黄会文,迟晓元*
(1.山东省花生研究所,山东 青岛 266100; 2.烟台市农业技术推广中心,山东 烟台 264001;3.山东卧龙种业有限责任公司,山东 沂南 276301; 4.山东省沂南县农业农村局,山东 沂南 276300)
当前土壤盐渍化已成为影响农业生产和生态环境的全球性问题。据统计,目前我国具有农业利用潜力的盐碱地面积达1 333万hm2,占国内耕地总面积的10%左右。截至2008年,我国还有80%左右的盐渍土尚未开发利用[1]。国内外相关研究表明,筛选培育耐盐植物是改良、开发和利用盐碱地的有效途径。近年国内外相继开展了棉花、玉米、小麦等作物耐盐种质的筛选与选育工作,并且取得了一定的成果[2-4]。我国盐碱地目前主要种植作物有棉花、小麦和玉米,以上作物尤其以棉花产量低,投入大,效益低,农民生产积极性不高。
通过对花生种质耐盐性评价研究表明,花生对盐胁迫具有一定的耐受性[5],具有成为盐碱土区农业结构优化调整的优良替代作物的潜力。培育筛选耐盐花生新品种,使花生能够在盐渍化土壤中正常生长并达到理想的产量,是扩大花生种植面积,提高花生产量的有效手段。
油酸含量≥75%且油亚比(O/L)≥10的花生即可称为高油酸花生[6]。高油酸花生油具有营养价值高、耐储藏等特点,其油酸与橄榄油中的油酸含量相当,俗称“花生橄榄果”。随着农业科技的不断进步和大众消费观念的转变,高油酸花生油在市场上逐步受到消费者的青睐,是未来花生生产和消费的方向,高油酸花生品种的培育和推广也成为近几年花生育种者的工作热点。目前花生耐盐碱品种的田间筛选研究较多,如陈志德、李瀚等均通过盐胁迫下的萌发率分析对耐盐碱的品种或种质进行了筛选[7-9];王传堂等对其培育的126个花生品种(系)进行了耐盐碱筛选,最终筛选到69个耐盐碱品种(系)[10];闫彩霞等通过全生育期9个性状指标分析从22个花生品种(系)中筛选到8个高度耐盐碱的品种(系)[11]。然而目前有关高油酸花生耐盐碱品种筛选的研究还比较少,本研究团队许婷婷等对13个高油酸花生品种(系)进行了耐盐碱筛选,筛选到4个耐盐碱性较强的高油酸品系[12]。
本研究将本课题组培育的46个高油酸花生品种(系)在盐碱地进行了种植筛选,通过对参试品种(系)出苗率、产量、品质等方面的分析,筛选出适宜盐碱地种植的花生品种(系)4个,为适于盐碱地种植的高油酸花生提供了种质资源。
1 材料与方法
1.1 材 料
本试验选用本课题组培育的46个高油酸花生品种(系)为材料,其中大花生品种(系)42个,小花生品种(系)4个(表1)。材料分别种植在山东省农业科学院东营黄河三角洲试验示范基地和临沂沂南花生试验基地。
表1 试验材料 Table 1 List of peanut varieties (lines)
1.2 方法
1.2.1 种植方式
机械起垄后人工播种于大田中,垄宽85 cm,垄高20 cm。每垄2行,穴距15cm。每个品种(系)种植3垄,每行25穴,地膜覆盖栽培。两地栽培方式、施肥量等均相同。田间管理与一般大田生产保持一致。
1.2.2 土壤理化性质测定
采用五点取样法采集当地盐碱土壤样品,播前取土,取样土层深度0~20 cm。由青岛农业大学中心实验室化验分析土壤含盐量及pH值。经测定,东营盐碱土壤pH值8.3,盐分为2.47‰;临沂试验地土壤pH值6.54,盐分为0.5‰。
1.2.3 花生品质性状分析
利用近红外光谱仪分析花生蛋白质、脂肪、油酸、亚油酸等成分含量,每次测定用30~40个籽仁。
1.3 数据分析
1.3.1 出苗率统计
分别统计临沂和东营两地种植花生的出苗率,计算花生品种(系)在东营的相对出苗率。东营出苗率为胁迫下的出苗率,临沂出苗率为非胁迫下的出苗率。
相对出苗率/%=胁迫下的出苗率/非胁迫下的出苗率×100 …………………………… (1)
1.3.2 产量统计
参照苏江顺等数据分析方法计算参试花生的相对产量[13]。东营单产为胁迫下的单产,临沂单产为非胁迫下的单产。
相对产量/%=胁迫下的单产/非胁迫下的单产×100 …………………………………… (2)
花生耐盐碱鉴定分级标准按籽仁相对产量确定:相对产量>85%为高耐,60%<相对产量≤85%为中耐,45%<相对产量≤60%为低耐,相对产量≤45%为不耐。
1.3.3 农艺性状统计
分别统计临沂和东营两地种植花生的主茎高、侧枝长、总分枝数、结果枝数、总结果数及出米率,以临沂的数值为对照,计算东营种植花生的相对主茎高、相对侧枝长、相对分枝数、相对结果枝数、相对结果数及相对出米率,计算公式类同公式(1)。
1.4 数据分析
试验数据的相关性分析、差异显著性分析均采用SPSS 24软件。
2 结果与分析
2.1 盐碱地种植高油酸花生品种(系)出苗率
分别对种植在东营盐碱地花生的相对出苗率进行了统计,结果见表2。参试的46个花生品种(系)中,相对出苗率最高的是P17-93,为90.56%,相对出苗率最低的是花育9117,为68.19%。相对出苗率在90%以上的品种(系)有5个,分别是P17-93、P17-101、花育9123、P17-102和P17-127;相对出苗率低于80%的品种(系)有10个,分别是花育9112、P16-54、P16-7、P17-33、P17-130、R17-4、P17-3、花育9115、P17-16和花育9117;其他31个品种(系)的相对出苗率均在80%~90%之间。
2.2 盐碱地种植高油酸花生品种(系)产量性状分析
对东营盐碱地和临沂普通地块种植花生的荚果产量及籽仁产量进行了统计。如表3所示,荚果单产除R17-1和R17-3在东营的产量高于临沂外,其余44个品种(系)在东营种植的产量都低于临沂对照,说明盐碱地对花生产量影响较大。从荚果产量看,东营种植花生荚果单产在300 kg/667m2以上的品种(系)有3个品种(系),分别是R17-1、R17-3和花育9125,荚果单产在250~300 kg/667m2的品种(系)有13个,包括P16-8、P16-21、P16-56、P16-69、P17-23、P17-30、P17-92、R17-4、花育917、花育9111、花育9112、花育9118和花育9123。根据相对荚果产量,在盐碱地表现为高耐的品种(系)有15个,分别是P16-7、P16-8、P16-69、P17-23、P17-26、P17-30、P17-92、P17-93、R17-1、R17-3、R17-4、花育917、花育9118、花育9121和花育9125;表现为中耐的品种(系)有27个;2个品系表现为低耐盐碱;2个品种表现为不耐盐碱。可见,在2.47‰盐浓度的盐碱土壤中,大部分花生表现为中等耐性。从以上结果还可看出,荚果产量在250 kg/667m2以上,且荚果相对产量大于85%的品种(系)有12个,分别是P16-8、P16-69、P17-23、P17-30、R17-1、P17-92、R17-1、R17-3、R17-4、花育917、花育9118和花育9125。
表2 参试花生品种(系)在盐碱地种植的相对出苗率 /% Table 2 Relative seedling rate of peanut varieties (lines) planted in saline-alkali soil
表3 两种类型土壤种植花生荚果和籽仁产量分析 Table 3 Yield analysis of peanut planted in two types of soil
从籽仁产量看,除R17-3在东营的产量高于临沂外,其余45个品种(系)在东营种植的产量都低于临沂对照(表3)。籽仁相对产量表现为高耐的品种(系)只有6个:P16-7、R17-3、R17-4、花育9118、花育9121和花育9125;表现为中耐的品种(系)有26个;分别有11个和3个品种(系)表现为低耐和不耐盐碱。
为了分析盐碱地花生产量形成与花生哪些特性相关,我们将所有品种荚果相对产量、籽仁相对产量与相对出苗率、相对出米率、相对主茎高度等进行了相关性分析(图1)。结果表明,荚果相对产量与花生的相对出苗率、相对主茎高度和相对侧枝长相关性极显著;而籽仁相对产量与相对出苗率、相对出米率、相对侧枝长相关性呈极显著,与主茎高度呈显著相关。
2.3 盐碱地种植高油酸花生品质性状分析
对东营和临沂种植的高油酸花生品种(系)进行了品质测定与比较(表4)。脂肪含量分析结果表明,东营种植的46个高油酸品种(系)中,脂肪含量比临沂对照下降的有38个,占82.6%,其中脂肪含量下降水平达到显著或极显著的有22个;8个品种(系)脂肪含量有所升高,但差异均不明显。蛋白质含量测定结果表明,所有品种(系)中有34个(占73.9%)品种(系)在东营种植后蛋白质含量降低,其中23个品种(系)蛋白质含量显著降低;12个品种(系)蛋白质含量有所增加,只有2个品种(系)呈显著增加。从油酸、亚油酸含量来看,34个品种(系)在东营种植后油酸含量有所降低,亚油酸含量有所升高。从油亚比测定结果看,在东营种植后油亚比降低的品种(系)有34个,其中29个显著下降;12个品种(系)在东营种植后油亚比有所增加,其中11个增加明显。结果还表明,虽然很多品种在东营种植后油酸含量降低,但大部分(占95.6%)品种(系)油酸含量仍然在高油酸标准范围内。
表4 两种类型土壤种植的花生品质性状分析 Table 4 Quality analysis of peanut planted in two types of soil
表4 两种类型土壤种植的花生品质性状分析 (续表) Table 4 Quality analysis of peanut planted in two types of soil (Continued)
3 讨论与结论
当前,筛选和培育耐盐碱花生品种是解决粮油作物争地矛盾,扩大花生种植面积的重要有效措施。高油酸花生因其营养价值高、耐储藏等优点,是近几年花生育种的热点。本研究专门针对高油酸花生进行了耐盐碱品种的田间鉴定,根据荚果相对产量鉴定出15个高耐盐碱的高油酸花生品种(系),根据籽仁相对产量鉴定出6个高耐盐碱的高油酸花生品种(系)。综合考虑荚果单产、荚果相对产量和籽仁相对产量,发现R17-3、R17-4、花育9118和花育9125这4个品种(系)在盐碱地种植后荚果单产都达到了250 kg/667m2以上,相对荚果产量和相对籽仁产量表明这4个品种(系)均高耐盐碱。虽然品质分析表明R17-3、R17-4、花育9118在盐碱地种植后油酸含量明显下降,但从油酸测定结果来看,它们在盐碱地的油酸含量也都达到了75%以上,仍然符合高油酸花生的标准。因此我们推荐R17-3、R17-4、花育9118和花育9125适宜于盐碱地种植。
闫彩霞等的研究表明,相对小区产量与相对成苗率、相对主茎高、相对侧枝长、相对地上部干质量和相对单株产量均呈极显著正相关, 与相对地下部干质量为显著正相关[11]。本研究的相关性分析结果表明,高油酸花生荚果相对产量及籽仁相对产量与相对出苗率、相对主茎高及相对侧枝长均呈显著或极显著相关,籽仁相对产量还与相对出米率极显著相关,与闫彩霞等的结果基本一致。但是本研究的结果表明,荚果相对产量和籽仁相对产量与植株单株相对结果数没有明显相关性。我们推测可能是由于盐碱胁迫下花生出苗率降低,株距、行间距变大,群体通风透气性改善[14],所以盐碱地花生单株结果数可能有的会高于对照,但这并不能弥补由出苗率降低和花生饱满度下降造成的花生产量损失。
花生尤其是高油酸花生,其品质如蛋白质含量、脂肪含量、油亚比等受生长环境影响较大[15-16],田家明等报导盐碱土种植的花生籽仁蛋白质含量、脂肪含量及油亚比值降低,可溶性糖含量提高[17]。盐碱地种植的高油酸花生品质变化目前报导较少,许婷婷等研究表明,在盐碱地种植的花生品种(系)的含油量和油亚比值均有不同程度降低[12]。
本文研究表明,大部分品种(系)在盐碱地种植后脂肪、蛋白含量及油亚比值均降低,与前期报导基本一致。从品质测定结果看,也有部分品种(系)在盐碱地种植后品质变化不明显或呈相反的趋势,出现这种现象的原因目前还不清楚。盐碱地对花生品质影响的作用机理尚缺乏深入研究,今后我们将继续通过多年多点试验筛选耐盐碱性强且油亚比值较稳定的品种,同时对盐碱地对花生品质影响的原因及作用机理做进一步研究。