春花生耐播种出苗期低温评价
2021-03-22王传堂唐月异焦坤王菲菲苏江顺于树涛高华援付春白冬梅张青云
王传堂,唐月异,焦坤,王菲菲,苏江顺,于树涛,高华援,付春,白冬梅,张青云
(1.山东省花生研究所,山东 青岛 266100;2.白城市农业科学院,吉林 白城 137000;3.吉林省农业科学院花生研究所,吉林 公主岭 136100; 4.潍坊市农业科学院,山东 潍坊 261071;5.山西省农业科学院经济作物研究所,山西 汾阳 032200)
花生是世界上主要的经济作物,其子仁富含油分和蛋白,茎蔓适口性好、营养价值仅次于苜蓿,属油、食、饲兼用作物。春花生播种出苗期遭遇低温,易造成花生烂种缺苗,由此带来严重的经济损失。开展花生播种出苗期耐低温评价研究,对于花生安全生产具有重要意义。
播种出苗期田间耐低温鉴定试验结果通常具有较高说服力,但费事费力,且受气象条件影响,难以全年开展试验。室内发芽试验,不受时间限制,可进行大规模筛选,前提是其鉴定结果要与田间试验有较好的一致性。本团队较早开展有关研究,鉴定出室内和田间表现优异的耐低温多粒型小花生种质A4[1],育成耐低温品种花育44号[2],但遗憾的是,与其他研究者一样,未能建立起室内与田间播种出苗期耐低温鉴定结果显著的相关关系[3]。
本研究旨在探讨室内低温浸种发芽试验结果与田间早播出苗率间的关联,为花生播种出苗期耐低温筛选鉴定提供方便可靠的技术手段。
1 材料与方法
1.1 参试材料与早播试验
早播试验于2016年春季进行,设5个试验点,比正常播种约提早10 d。参试材料共计20个花生品种(系),包括7个S系列小花生材料、11个L系列大花生材料以及大花生对照品种花育33号、小花生对照品种花育20号,见表1。
吉林白城试验点设在白城市农业科学院试验地,4月28日起垄,5月3日灌水,5月9日人工豁沟单粒等距播种,人工覆土。随机区组设计,重复4次。
吉林四平试验点设在吉林省农业科学院花生研究所试验区,5月18日开沟点播,覆土镇压。随机区组设计,重复4次。6月1日调查出苗率。
辽宁阜新试验点设在辽宁省花生研究所试验区,5月5日播种,5月27日调查出苗率。
山东潍坊试验点设在潍坊市农业科学院,土质为壤土,小垄露地栽培,5月8日借墒播种。随机区组设计,重复3次。5月22日调查出苗率。墒情好,播种质量也较好,但由于播后遭遇连续低温导致缺苗较重。
山西汾阳试验点设在山西省农业科学院经济作物研究所试验区,5月8日播种,5月21日调查出苗率。
花生田间耐低温分级按全部试验点未包衣种子早播最低出苗率确定,最低出苗率≥80%为高耐,70%≤最低出苗率<80%为中耐,60%≤最低出苗率<70%为低耐,最低出苗率<60%为不耐。
1.2 室内低温浸种发芽试验
室内低温浸种发芽试验于山东省花生研究所生物技术实验室内进行,2℃浸水处理3 d,然后于25℃卷筒发芽7 d,统计各参试品种(系)芽长/种长、露白率和发芽率[1]。
2 结果与分析
2.1 花生播种出苗期田间耐低温鉴定
4个省份5个试验点共计进行20个花生材料的春季早播试验,其中18个材料做了室内低温浸种发芽试验。各点田间出苗率和全部试验点平均出苗率、最低出苗率以及室内发芽试验结果如表1所示。最低田间出苗率均在40%以上,室内发芽率均在70%以上。田间条件下播种出苗期耐低温鉴定结果为,15L2(花育967)、15L8(花育968)、花育33号为高耐,15S25(花育669)、15L1、15L4、15L15共4个材料为中耐,15S1(花育668)、15S8、15S9、15S28、15L3、15L9、15L11、15L18、花育20号共9个材料为低耐,15S3、15S11、15L10、15L16为不耐。
表1 花生春季早播出苗率和室内发芽结果
2.2 花生播种出苗期田间耐低温性广义遗传力估值
2.3 室内发芽指标与田间最低出苗率的相关与回归分析
室内3项发芽指标与田间最低出苗率间的简单相关分析结果(表2)表明,只有发芽率与田间最低出苗率相关显著(r=0.5763)。回归分析表明,回归关系成立,回归系数显著,最低出苗率y=15.2776+0.5624x,x为发芽率。
表2 室内发芽指标与田间最低出苗率间的简单相关分析
3 讨论与结论
3.1 关于播种出苗期耐低温鉴定方法
近年来,北方花生产区经常遭受倒春寒的影响,严重危及花生生产。从生产实际出发,开展田间自然条件下的耐低温鉴定十分必要。考虑到播种出苗期低温冷害可发生于播种后至出苗前各个阶段,而且地温随时变化,所以进行多环境田间试验不可或缺(之前有研究同一地点采用分期播种的,未见多点耐低温筛选鉴定试验的研究报道)。指望通过室内一次低温预处理发芽试验完全模拟自然条件来鉴定耐低温性并不现实。本研究发现室内发芽率与田间早播最低出苗率之间存在显著相关关系,r=0.5763,说明室内发芽试验可以作为花生耐低温性种质鉴定的初步筛选手段。
3.2 关于耐低温鉴定的时期
花生耐低温鉴定,多于播种出苗期进行,生产上苗后低温胁迫也时有发生[6],而在东北早熟花生产区,收获前后低温冷害对花生商品和种用品质影响都比较大,有关研究亟待开展。
3.3 关于耐低温性的遗传力与耐低温种质的利用
本研究中的8个材料同时参加了耐苏打盐碱试验[7],但耐低温试验中室内外各项指标与耐盐碱试验相对产量低值相关皆不显著(数据未列出),说明耐低温与耐苏打盐碱受不同的遗传控制。本研究估算了花生播种出苗期耐低温性广义遗传力,为中或高的水平,与本团队之前估算的相同时期耐低温高湿性的广义遗传力相当[3],说明具有一定的遗传改良潜力。
本研究鉴定出3份高耐、4份中耐、9份低耐、4份不耐低温花生材料,其中15L2(花育967)、15L8(花育968)为高耐播种出苗期低温的高油酸花生品种,室内低温浸种发芽率均为100%。值得关注的是15L2经田间鉴定亦高耐苏打盐碱[7],在吉林白城种植,产量可达4 500 kg/hm2以上;国家花生产业技术体系阜新综合试验站2019—2020两年测产单产均居参试品种首位。这个高油酸耐低温品种连同不耐低温的材料,可用于挖掘耐低温相关基因,加速花生抗逆育种进程。