王傳堂,王志偉,宋國生,李坤,盛廣為,杜祖波,李哲,吳琪,于樹濤
(1.山東省花生研究所,山東 青島 266100;2.山東魯花集團(tuán)有限公司,山東 萊陽 265200;3.廣州苗博士生物技術(shù)有限公司,廣東 廣州 510000)
北方冷涼地區(qū)是我國重要的優(yōu)質(zhì)出口花生生產(chǎn)基地,出產(chǎn)的花生黃曲霉毒素污染風(fēng)險低于溫暖的南方地區(qū)。但近年來,我國東北農(nóng)牧交錯區(qū)和北方大花生產(chǎn)區(qū)春花生播種出苗期低溫高濕災(zāi)害頻發(fā),導(dǎo)致大面積爛種缺苗,尤以有機(jī)質(zhì)含量高的地塊和低洼地塊為甚,造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失,危及我國優(yōu)質(zhì)花生生產(chǎn)。種子包衣是一項簡便有效防治病蟲害的技術(shù)措施,在花生生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,但在科研和生產(chǎn)中屢屢發(fā)現(xiàn)有的種衣劑包衣后易爛種,有時甚至比不包衣還嚴(yán)重。因此,篩選鑒定能抵御播種出苗期低溫高濕的花生品種和種衣劑十分必要。
前人對花生耐播種出苗期低溫已有一些研究報道[1-13],但對高濕缺乏關(guān)注[13]。本研究目的在于利用本團(tuán)隊育成的高油酸花生品種和部分新品系進(jìn)行耐低溫高濕鑒定,估算花生耐低溫高濕特性的廣義遺傳力,并在前期工作基礎(chǔ)上對種衣劑“苗苗親”在花生抵御播種出苗期低溫高濕上的應(yīng)用效果進(jìn)行評價,為克服北方地區(qū)低溫高濕環(huán)境下春花生爛種提供解決方案。
參試花生品種(系)共39個,包括本團(tuán)隊育成登記的12個高油酸品種(表1)。其中,30個參加三期的播種試驗,全部39個參加第三期“苗苗親”包衣試驗。“苗苗親”種衣劑由廣州苗博士生物技術(shù)有限公司提供,按廠家推薦方案包衣。
試驗于2020年4月中旬在山東省花生研究所萊西試驗農(nóng)場院內(nèi)試驗區(qū)分三期進(jìn)行,均為起壟裸栽。第一、二期安排在同一塊地,起小壟單行單粒播種,壟寬53 cm,穴距16.67 cm,每品種播26粒,分別于2020年4月14日、17日播種,苗情調(diào)查至不再出苗為止(分別為5月13日、15日)。第三期安排在相鄰的另外一地塊,大壟雙行單粒播種,壟寬80 cm,穴距16.67 cm,為裂區(qū)設(shè)計,以品種為主區(qū),“苗苗親”種衣劑處理與否為副區(qū),3次重復(fù),每重復(fù)每品種每處理播種13粒,2020年4月18日播種,5月16日苗情調(diào)查結(jié)束。
用浙江微松冷鏈科技有限公司生產(chǎn)的PRO溫度記錄儀(型號WS-T11PRO)每小時自動記錄兩個地塊地表5 cm深處地溫。除因降雨不能下地之外,每天調(diào)查出苗株數(shù),直至不再出苗。
出苗株數(shù)為調(diào)查結(jié)束時出苗總株數(shù);
出苗率=出苗株數(shù)/播種粒數(shù)×100%;
出苗指數(shù)=∑(Si/Di)。式中Si為第i日出苗總株數(shù),Di為播種后日數(shù)[13]。本研究中,不包括無法下地未統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。
花生品種(系)耐低溫高濕性分級根據(jù)田間條件下未包衣種子三期播種最低出苗率確定,最低出苗率 >50%為高耐,40% <最低出苗率≤50%為中耐,30%<最低出苗率≤40%為低耐,最低出苗率≤30%為不耐。
采用DPS 14.50數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析和方差分析[14],多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差法。采用第三期播種未包衣處理的數(shù)據(jù)估算花生播種出苗期耐低溫高濕的廣義遺傳力。品種間(處理間)效應(yīng)經(jīng)方差分析達(dá)顯著或極顯著水平方能進(jìn)行廣義遺傳力()估算。以小區(qū)或品種為單位的廣義遺傳力()按下式計算:
其中 VE=MS誤差,VG=(MS處理間-MS誤差)/(DF區(qū)組間+1)[15]。
2020年4月14 日至5月16日試驗期間,有5天出現(xiàn)降雨(4月16日、18日、19日、5月8日、12日),且第一、二期播種地塊的最低地溫跌破了10.5℃,第三期播種地塊的最低地溫跌破了7.2℃(圖1),形成了低溫高濕的土壤環(huán)境。
圖1 花生播種出苗期5 cm地溫變化
30個參試品種(系)未包衣種子三期播種試驗的最低出苗率為2.56% ~42.31%(表1)。其中2個品種(花育960、花育9623)對播種出苗期低溫高濕中耐,占比6.67%;11個品種(花育660、花育9621、花育968、花育661、花育6620、花育665、花育668、花育669、花育9624、花育964和花育966)低耐,占比36.67%;其余17個品種(系)不耐,占比56.67%。三期播種出苗率之間相關(guān)不顯著。
表1 30個花生品種(系)三期播種不包衣出苗率及耐低溫高濕性評價
利用第三期播種的39個品種(系)未包衣種子的出苗數(shù)據(jù)進(jìn)行播種出苗期耐低溫高濕性的廣義遺傳力估算。
2.2.1 出苗株數(shù) 39個參試花生品種(系)出苗株數(shù)存在極顯著差異(處理間F值=2.507,P=0<0.01),可對其進(jìn)行廣義遺傳力估算。結(jié)果表明,以小區(qū)為單位的廣義遺傳力和以品種均值為單位的廣義遺傳力分別為33.44%和60.11%。按遺傳力大于40% 為高遺傳力,20%~40%為中等遺傳力,低于20%為低遺傳力,以小區(qū)或品種均值為單位的花生播種期低溫高濕條件下出苗株數(shù)廣義遺傳力分別為中和高。
2.2.2 出苗指數(shù) 39個參試花生品種(系)出苗指數(shù)存在極顯著差異(處理間F值=2.561,P=0.0002<0.01),可進(jìn)行廣義遺傳力估算,結(jié)果顯示,以小區(qū)為單位的廣義遺傳力和以品種均值為單位的廣義遺傳力分別為34.23%和60.95%,也分別屬于中和高水平。
2.3.1 出苗株數(shù) 第三期試驗結(jié)果說明,不同參試花生品種(系)出苗株數(shù)存在極顯著差異,是否用“苗苗親”包衣出苗株數(shù)亦存在極顯著差異,兩者間存在顯著交互作用(表2)。
表2 出苗株數(shù)裂區(qū)試驗方差分析結(jié)果
參試39個花生品種(系)“苗苗親”包衣處理的出苗株數(shù)顯著或極顯著高于不包衣處理。不包衣出苗率為0(19S3)~71.79%(花育33號),包衣后出苗率為71.79%(花育969)~100.00%(花育665、花育663),提高了17.95(花育33號)~92.31(19S3)個百分點。所有參試花生品種(系)平均,不包衣處理出苗株數(shù)為4.16,出苗率32.02%;而“苗苗親”包衣后,出苗株數(shù)增加至11.64,出苗率提高至89.55%,出苗率比不包衣提高57.53個百分點(表3)。但提高效果因品種而異,花育969、花育967、花育669、19L41和花育964即使經(jīng)過包衣處理,種子的出苗率仍低于80%。
2.3.2 出苗指數(shù) 不同參試花生品種(系)出苗指數(shù)存在顯著差異,是否用“苗苗親”包衣出苗指數(shù)存在極顯著差異,且兩因素間互作達(dá)極顯著水平(表4)。
表3 “苗苗親”包衣處理對播種出苗期低溫高濕條件下花生出苗的影響
播種出苗期低溫高濕條件下,第三期播種各參試品種(系)“苗苗親”包衣花生的出苗指數(shù)均極顯著高于不包衣的,不包衣出苗指數(shù)為0(19S3)~3.29(花育33),包衣出苗指數(shù)為2.45(19L41)~5.24(花育663),提高值為0.27(花育33)~4.46(花育663)。從39個品種(系)的均值來看,出苗指數(shù)由不包衣的1.12提高到包衣后的3.68,提高了2.56(表5)。
表4 出苗指數(shù)裂區(qū)試驗方差分析
表5 “苗苗親”包衣提高花生出苗指數(shù)的效果
綜上所述,“苗苗親”包衣能顯著提高花生種子在低溫高濕條件下的出苗率和出苗指數(shù)。
考慮到實際生產(chǎn)中花生播種后在不同時期都有可能遭遇低溫高濕侵害,選育在種子萌發(fā)至出苗前各個時期均具有一定抵御能力的花生品種是必要的。本研究通過春季提早分期播種試驗,對30個花生品種(系)進(jìn)行播種出苗期耐低溫高濕鑒定,根據(jù)三期播種最低出苗率,最終篩選出中耐品種2個(花育960和花育9623)、低耐品種(系)11個。按照本研究提出的耐低溫高濕分級標(biāo)準(zhǔn),本團(tuán)隊之前鑒定出的品系18S14和18L64達(dá)高耐水平,18L46和18S5達(dá)中耐水平[13],但尚需在相同試驗中對這些篩選出的耐性品種進(jìn)行比較鑒定。
篩選出的2個中耐品種(花育960和花育9623)均為高油酸品種,而花育961等高油酸品種則均不耐播種出苗期低溫高濕,說明不同高油酸品種對播種出苗期低溫高濕的耐性不同。
本研究首次估算了播種出苗期低溫高濕條件下以出苗株數(shù)或出苗指數(shù)衡量的花生廣義遺傳力,兩者估值相仿,即以小區(qū)或品種均值為單位的廣義遺傳力均分別達(dá)到中或高水平,說明參試花生品種(系)具有一定的遺傳改良潛力。
從本研究結(jié)果看,“苗苗親”包衣顯著提高了參試花生品種(系)在低溫高濕條件下的出苗株數(shù)和出苗指數(shù)。平均而言,出苗率由不包衣的32.02%提高到包衣的89.55%,提高了57.53個百分點;出苗指數(shù)由不包衣的1.12提高到包衣的3.68,提高了2.56。出苗指數(shù)可反映出苗快慢,出苗指數(shù)越大,出苗越快。說明“苗苗親”包衣有明顯的抗低溫高濕效果,能促進(jìn)花生出苗,大幅提升出苗率。
盡管本研究中“苗苗親”包衣只進(jìn)行了第三期試驗,但本團(tuán)隊此前在東北多個地區(qū)進(jìn)行的早播試驗同樣效果良好,因此我們認(rèn)為,“苗苗親”是一款值得在倒春寒易發(fā)的東北早熟花生產(chǎn)區(qū)和北方大花生產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用的優(yōu)良種衣劑。