康利允 李曉慧 高寧寧 梁慎 常高正 李海倫 王慧穎 徐小利 趙衛(wèi)星
關(guān)鍵詞:甜瓜;耐低氮;氮效率;苗期;篩選指標(biāo);主成分分析;聚類分析
氮素在作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成過(guò)程中具有十分重要的作用。我國(guó)甜瓜播種面積位居世界首位.1990-2021年間甜瓜產(chǎn)量增長(zhǎng)了2倍,但氮肥施用量也增長(zhǎng)了2倍(1985-2014年),而實(shí)際甜瓜氮肥利用率僅有16%~36%,不僅造成資源浪費(fèi),亦導(dǎo)致土壤資源退化及環(huán)境污染等問(wèn)題。因此,選育耐低氮品種,在保持高產(chǎn)的同時(shí)降低施氮量,是實(shí)現(xiàn)甜瓜高產(chǎn)高效生產(chǎn)的根本途徑和首要任務(wù)。
前人在水稻、油菜、谷子等作物上已開展耐低氮相關(guān)研究,篩選出部分評(píng)價(jià)指標(biāo),并發(fā)現(xiàn)同一作物不同品種對(duì)氮素的吸收利用存在明顯差異,氮高效品種能高效吸收和利用氮素,使其開花后仍保持較高的干物質(zhì)生產(chǎn)能力,形成較高產(chǎn)量。楊睿等發(fā)現(xiàn)不同基因型油菜的氮利用效率差異很大,最大相差達(dá)2.5倍。Liu等研究表明,氮素供應(yīng)不足時(shí),耐低氮黍品種對(duì)氮脅迫不敏感,能維持較強(qiáng)的氮素吸收利用能力,積累更多干物質(zhì),易于形成高產(chǎn),表現(xiàn)出對(duì)低氮環(huán)境更強(qiáng)的適應(yīng)性。李春艷等研究發(fā)現(xiàn),不同小麥品種的生物量、氮積累量在正常供氮和低氮脅迫下差異明顯,可作為耐低氮品種篩選指標(biāo)。李俊杰等通過(guò)聚類分析篩選出5份耐低氮小麥種質(zhì)材料,并認(rèn)為根生物量、莖葉生物量和植株生物量等性狀可作為耐低氮品種篩選和評(píng)價(jià)指標(biāo)。顧熾明等對(duì)162份油菜品種(系)的研究發(fā)現(xiàn),苗期生物量可作為評(píng)價(jià)油菜苗期氮利用效率的主要指標(biāo),低氮脅迫下雙高效型油菜對(duì)氮的吸收累積更有優(yōu)勢(shì)。鐘思榮等研究發(fā)現(xiàn),莖葉氮累積量和地上部生物量作為煙草耐低氮和氮利用效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)比較合適。但有關(guān)甜瓜耐低氮的研究還很少,尤其通過(guò)苗期低氮脅迫試驗(yàn)和田間產(chǎn)量驗(yàn)證相結(jié)合進(jìn)行甜瓜耐低氮和氮高效種質(zhì)評(píng)價(jià)和篩選的研究鮮見報(bào)道。
本試驗(yàn)以59個(gè)厚皮甜瓜品種(系)為材料,采用穴盤基質(zhì)栽培方法研究不同品種(系)甜瓜幼苗對(duì)適氮和低氮的響應(yīng),通過(guò)主成分分析確定指示性較強(qiáng)的苗期性狀指標(biāo),并基于此篩選出耐低氮種質(zhì),同時(shí)利用田間產(chǎn)量進(jìn)行驗(yàn)證,從而為挖掘甜瓜吸收利用氮素的潛力、選育耐低氮和氮高效品種提供理論依據(jù)和種質(zhì)資源。
1材料與方法
1.1供試材料
以59個(gè)厚皮甜瓜品種(系)為供試材料,編號(hào)及名稱見表1,種子均由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所提供。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.2.1苗期基質(zhì)栽培試驗(yàn)試驗(yàn)于2021年3-4月在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室進(jìn)行。采用穴盤基質(zhì)栽培方法,基質(zhì)為草炭+蛭石(3:1,體積比)。設(shè)置適氮(CK,4.88mmol/L)和低氮(LN,0.01mmol/L)2個(gè)處理。挑選子粒飽滿、均勻一致的種子直播于32孔穴盤中,待子葉完全展開后,澆pH值為6.0的營(yíng)養(yǎng)液,每個(gè)處理的營(yíng)養(yǎng)液除氮素外其它營(yíng)養(yǎng)元素均相同,由1/2Hoagland和1/1000的Amon微量元素組成。第一周用1/4濃度營(yíng)養(yǎng)液,第二周用1/2濃度營(yíng)養(yǎng)液,以后均用全量營(yíng)養(yǎng)液。
1.2.2田間設(shè)施栽培試驗(yàn)
田間試驗(yàn)采用連棟棚加地膜覆蓋栽培方式,于2021年3-7月在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代試驗(yàn)基地(原陽(yáng))連棟棚內(nèi)進(jìn)行。3月19日播種育苗,4月25日定植同時(shí)覆膜;每個(gè)品種(系)單行種植作為一個(gè)小區(qū),行長(zhǎng)7.7m,行、株距為1.1m×0.4m;每株在主蔓10—12節(jié)子蔓留瓜1個(gè),主蔓25節(jié)打頂,7月2-10日收獲。試驗(yàn)區(qū)設(shè)于棚內(nèi)中段,兩頭留有3m長(zhǎng)的緩沖帶,以避免棚口溫度和濕度差異較大引起的誤差。試驗(yàn)地0~20cm土壤理化性質(zhì):pH7.87,有機(jī)質(zhì)17.6g/kg、全氮0.91g/kg、堿解氮18.5mg/kg、有效磷10.9mg/kg、速效鉀169.1mg/kg。
設(shè)計(jì)施氮(CK,200kg/hm2)和不施氮(LN)2個(gè)處理,重復(fù)3次。所用氮肥為尿素(N 46.4%),其中40%做基肥于播前瓜行條施,伸蔓期、膨果期分別追施30%。各處理均基施磷肥105 kg/hm2(過(guò)磷酸鈣,含P205 16%)、鉀肥300kg/hm2(硫酸鉀,含K2051%),其他管理措施按常規(guī)進(jìn)行。
1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法
苗期試驗(yàn)待植株生長(zhǎng)到五葉期(以低氮處理為標(biāo)準(zhǔn))時(shí),取20株甜瓜苗分別測(cè)定最新完全展開葉SPAD值、凈光合速率、蒸騰速率、胞間C02濃度、氣孔導(dǎo)度及株高、莖粗、葉面積、根體積、根鮮重、地上部鮮重、根干重、地上部干重等。將甜瓜苗分成地上部和根系兩部分,分別于105℃殺青30min后75℃烘至恒重,分別稱量地上部干重和根干重。氮含量采用濃硫酸一過(guò)氧化氫法消煮,半微量凱氏定氮法測(cè)定。
田間試驗(yàn)分區(qū)收獲,并折合為公頃產(chǎn)量。
地上部氮積累量(g/株)=地上部干重(g/株)×地上部含氮量(%);
氮利用指數(shù)(g2/g)=地上部干重(g)/地上部氮含量(mg/g) x1000;
脅迫系數(shù)(%)=(適氮處理參數(shù)一低氮處理參數(shù))/適氮處理參數(shù)×100;
1.4數(shù)據(jù)處理與分析
數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件處理,其中,主成分析采用降維一因子分析法,相關(guān)分析采用Pearson法,聚類分析采用系統(tǒng)聚類法。
2結(jié)果與分析
2.1甜瓜苗期性狀差異
對(duì)59個(gè)甜瓜品種(系)18個(gè)性狀的差異分析(表2)顯示,與適氮處理相比,低氮處理甜瓜苗期SPAD值、凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、株高、莖粗、葉面積、根體積、根鮮重、地上部鮮重、根干重、地上部干重、總干重、地上部含氮量和地上部氮積累量這16個(gè)性狀均顯著降低,而根冠比和氮利用指數(shù)顯著升高。其中,對(duì)低氮脅迫響應(yīng)最為敏感的是地上部含氮量和氮積累量,脅迫系數(shù)分別達(dá)52.13%和89.9%:其次是凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、株高和葉面積,脅迫系數(shù)為35.43%~48.98%。
2種供氮水平下,甜瓜苗期18個(gè)性狀在品種(系)間的變異幅度均較大,為9.90%~44.75%,說(shuō)明難以采用單一性狀來(lái)判斷甜瓜品種(系)的耐低氮能力,這為耐低氮甜瓜品種(系)的篩選提供了可能。
2.2甜瓜苗期性狀相關(guān)性分析
對(duì)18個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示,在適氮水平下(表3),SPAD值與株高極顯著負(fù)相關(guān);凈光合速率與氣孔導(dǎo)度、株高、地上部氮積累量呈極顯著或顯著正相關(guān),與根體積、根鮮重、根冠比呈顯著負(fù)相關(guān);蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度極顯著正相關(guān);胞間CO2濃度與根冠比顯著正相關(guān);氣孔導(dǎo)度與株高極顯著正相關(guān),與地上部氮積累量顯著正相關(guān):株高與葉面積、地上部干重、總干重、地上部氮積累量極顯著正相關(guān),與根體積、根鮮重、地上部鮮重顯著正相關(guān);莖粗與根干重、總干重、地上部氮積累量顯著正相關(guān);葉面積與根干重、總干重極顯著正相關(guān),與地上部干重、地上部氮積累量顯著正相關(guān);根體積與根鮮重、根干重、根冠比極顯著正相關(guān),與總干重顯著正相關(guān);根鮮重與根干重、根冠比極顯著正相關(guān);地上部鮮重與地上部干重、總干重、氮利用指數(shù)極顯著或顯著正相關(guān),與地上部氮積累量顯著負(fù)相關(guān);根干重與根冠比、總干重呈極顯著或顯著正相關(guān);地上部干重與總干重、地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著正相關(guān);總干重與地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著正相關(guān),與根冠比顯著負(fù)相關(guān):根冠比與地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著負(fù)相關(guān):地上部含氮量與地上部氮積累量極顯著正相關(guān),與氮利用指數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)。
在低氮水平下(表4),SPAD值與株高顯著負(fù)相關(guān);凈光合速率與蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度極顯著正相關(guān),與胞間CO2濃度極顯著負(fù)相關(guān),與株高顯著正相關(guān);蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度、株高、根體積、根鮮重、地上部氮積累量極顯著正相關(guān),與地上部鮮重、地上部干重、總干重顯著正相關(guān);胞間CO2濃度與根干重極顯著正相關(guān),與葉面積、根體積、根鮮重、根冠比顯著正相關(guān):氣孔導(dǎo)度與株高極顯著正相關(guān),與地上部干重、總干重、地上部氮積累量顯著正相關(guān);株高與葉面積、根體積、地上部鮮重、地上部干重、總干重、地上部氮積累量極顯著正相關(guān),與根鮮重、氮利用指數(shù)顯著正相關(guān);莖粗與地上部鮮重極顯著正相關(guān);葉面積與根體積、根鮮重、地上部鮮重、根干重、地上部干重、總干重、地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著正相關(guān);根體積與根鮮重、地上部鮮重、根干重、總干重、根冠比極顯著正相關(guān);根鮮重與地上部鮮重、根干重、總干重、根冠比極顯著正相關(guān);地上部鮮重與地上部干重、總干重、地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著正相關(guān),與根干重顯著正相關(guān):根干重與總干重、根冠比極顯著正相關(guān);地上部干重與總干重、地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著正相關(guān),與根冠比極顯著負(fù)相關(guān),與地上部含氮量顯著負(fù)相關(guān):總干重與地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著正相關(guān),與根冠比、地上部含氮量極顯著或顯著負(fù)相關(guān);根冠比與地上部氮積累量、氮利用指數(shù)極顯著負(fù)相關(guān):地上部含氮量與地上部氮積累量極顯著正相關(guān),與氮利用指數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)。
2.3甜瓜苗期性狀主成分分析
由2種氮水平下18個(gè)性狀的相關(guān)性可見,這些性狀間存在大量信息重疊,不能直接用于對(duì)59個(gè)甜瓜品種(系)耐低氮性的評(píng)價(jià),因此本研究選用主成分分析法對(duì)其進(jìn)行降維篩選。根據(jù)特征值大于1的原則,在適氮和低氮水平下分別提取了6個(gè)不相關(guān)的主成分,累積貢獻(xiàn)率分別達(dá)78.46%和84.69%(表5),具有較好的信息代表性,可以反映出原性狀指標(biāo)的大部分信息。適氮水平下,第一主成分貢獻(xiàn)率23.43%,主要由總干重、地上部干重、株高、地上部氮積累量決定,代表了地上部生長(zhǎng)及氮積累相關(guān)信息:第二主成分貢獻(xiàn)率18.88%,主要由根冠比、根干重、根體積、根鮮重決定,代表了根系生長(zhǎng)相關(guān)信息;第三主成分貢獻(xiàn)率14.45%,主要決定于地上部含氮量的正向作用和氮利用指數(shù)的負(fù)向作用,代表了植株地上部積累利用氮的相關(guān)信息;第四主成分貢獻(xiàn)率8.36%,主要由蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、凈光合速率決定,代表光合作用指標(biāo)信息;第五主成分貢獻(xiàn)率7.40%,主要由SPAD值決定:第六主成分貢獻(xiàn)率5.95%,主要代表植株莖粗信息。低氮水平下,第一、第二主成分所代表信息與適氮水平下基本一致,分別主要代表地上部生長(zhǎng)、根系生長(zhǎng)相關(guān)信息,貢獻(xiàn)率分別為31.20%、17.24%;第三、第四主成分代表信息與適氮水平下互換,第三主成分主要代表光合作用指標(biāo)信息,而第四主成分主要代表地上部氮積累利用相關(guān)信息,貢獻(xiàn)率分別為14.43%和9.47%;第五、第六主成分所代表主要信息與適氮水平下相同,仍分別為SPAD值和莖粗,貢獻(xiàn)率分別為6.58%和5.76%??梢?,低氮水平下,甜瓜幼苗主要通過(guò)增強(qiáng)光合作用來(lái)維持植株生長(zhǎng)發(fā)育。
綜合上述分析,可初步確定SPAD值、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、株高、莖粗、根體積、根干重、地上部干重、總干重、根冠比、地上部含氮量、地上部氮積累量這13個(gè)性狀作為后續(xù)綜合評(píng)價(jià)和品種篩選的指標(biāo)。
2.4甜瓜品種的聚類分析
對(duì)主成分分析法確定的13個(gè)性狀(SPAD值、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、株高、莖粗、根體積、根干重、地上部干重、總干重、根冠比、地上部含氮量、地上部氮積累量)計(jì)算脅迫系數(shù)作為新指標(biāo),采用Ward法基于歐氏距離進(jìn)行聚類分析,以對(duì)供試甜瓜品種(系)進(jìn)行初步分類。由圖1可知,在歐氏距離為15時(shí)可將59個(gè)甜瓜品種(系)分為3類,第1類為耐低氮型品種(系),有28個(gè),包括A42*16、A42*177、T20、T30-B、T35、T36、T73、T149、T212、T345、T233、T320、T352、T365、T367、T369、T377、T382、T396、T503、T514、T518、T519、T540、T544、T531、T555、雪彤9號(hào);第2類為中度耐低氮型品種(系),有7個(gè),包括A7、A14、A41、T279、T370、雪彤8號(hào)、雪彤18號(hào);第3類為低氮敏感型品種(系),有24個(gè),包括A67、T19、T22、T23、T31、T37、T138、T144、T146、T162、T164、T213、T221、T222、T232、T252 -A、T318、T360、T378、T379、T394、T398、眾云18、興隆蜜。
2.5甜瓜品種苗期氮效率的綜合評(píng)價(jià)
利用上文確定的13個(gè)性狀作為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),計(jì)算出2種氮水平下的綜合氮效率評(píng)價(jià)值,并做散點(diǎn)圖。以綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的平均值將59個(gè)甜瓜品種(系)分為4類(圖2):雙高效型(efficient-efficient,EE)有16個(gè),包括T138.T164、T149、T144、T232、T252 -A、T377、T378、T379、T394、T396、T398、T518、T519、T540、興隆蜜,占27. 12%;低氮高效型(efficient-inefficient,EI)有12個(gè),包括A67、T20、T30-B、T35、T73、T233、T320、T503、T514、T531、T555、雪彤9號(hào),占20.34%;正常氮高效型(inefficient-efficient,IE)有8個(gè),包括A41、T31、T221、T345、T365、T370、雪彤8號(hào)、眾云18,占13.56%;雙低效型(inefficient -in-efficient,II)有23個(gè),包括A7、A14、A42*16、A42*177、T19、T22、T23、T36、T37、T146、T162、T212、T213、T222、T279、T318、T352、T360、T367、T369、T382、T544、雪彤18號(hào),占38. 98%。結(jié)合聚類分析結(jié)果,28個(gè)耐低氮甜瓜品種(系)中有6個(gè)屬于雙高效型,24個(gè)低氮敏感型品種(系)中有10個(gè)屬于雙低效型。綜上分析,初步將T149、T377、T396、T518、T519、T540定為耐低氮且氮高效型品種(系),將T19、T22、T23、T37、T146、T162、T213、T222、T318、T360定為低氮敏感且氮低效型品種(系)。
2.6基于產(chǎn)量的甜瓜耐低氮能力驗(yàn)證
為進(jìn)一步驗(yàn)證不同甜瓜品種(系)的耐低氮能力,以田間設(shè)施栽培試驗(yàn)施氮和不施氮條件下的產(chǎn)量做散點(diǎn)圖,并以2種氮水平下的產(chǎn)量平均值為標(biāo)準(zhǔn),將59個(gè)甜瓜品種(系)分為4類(圖3)。I類為雙高效型(在施氮和不施氮條件下產(chǎn)量均高于其均值)共13個(gè),包括T146、T232、T233、T252-A、T370、T377、T394、T396、T518、T519、T540、雪彤9號(hào)、興隆蜜,占22.03%;Ⅱ類為低氮高效型(在不施氮條件下產(chǎn)量高于其均值,而施氮條件下則低于其均值)共4個(gè),包括T73、T503、T514、T555,占6.78%;Ⅲ類為雙低效型(2種施氮條件下產(chǎn)量均低于其均值)共27個(gè),包括A7.A14. A67. T19. T22. T23. T30 - B. T31. T35.T36.T162. T164. T149. T212. T213、T221. T222.T318 .T352.T365 .T367、T369、T379.T382、T398.T531.T544,占45.76%;Ⅳ類為正常氮高效型(施氮條件下產(chǎn)量高于其均值,不施氮條件下產(chǎn)量低于其均值)共15個(gè),包括A41.A42*16.A42*177.T20.T37.T138 .T144.T279.T320.T345 .T360.T378、雪彤8號(hào)、雪彤18號(hào)、眾云18,占25 .42%。
綜合分析苗期試驗(yàn)和田間試驗(yàn)結(jié)果,最終確定T396、T518、T519、T540為耐低氮且氮高效品種(系),T19、T22、T23、T162、T213、T222、T318為低氮敏感且氮低效品種(系),可作為研究甜瓜耐低氮機(jī)制的理想種質(zhì)材料。
3討論與結(jié)論
挖掘作物自身的氮素吸收利用潛力,選育氮高效的耐低氮甜瓜品種是減少氮素?fù)p失、提高氮素利用率的重要途徑。大量研究表明,低氮脅迫會(huì)抑制作物生長(zhǎng),導(dǎo)致減產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,與適氮處理相比,除根冠比和氮利用指數(shù)顯著增加外,59個(gè)甜瓜品種(系)在低氮水平下苗期16個(gè)性狀顯著降低,各性狀變異幅度較大,在9.90%~44.75%之間,表明甜瓜苗期植株生長(zhǎng)受低氮脅迫顯著影響,且存在明顯的基因型差異,這與前人研究結(jié)果一致。作物對(duì)氮素的吸收利用是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過(guò)程,不同品種對(duì)氮素的吸收利用不同是導(dǎo)致不同基因型產(chǎn)量差異的重要原因。趙春波等研究表明,作物氮素利用率與體內(nèi)含氮量呈負(fù)相關(guān),即植株含氮量較低時(shí)氮素利用率反而升高。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),與適氮處理相比,低氮處理對(duì)甜瓜地上部含氮量和地上部氮積累量影響最大,脅迫系數(shù)分別高達(dá)52.13%和89.92%,這與在小麥、玉米、花生等作物上得到的結(jié)果類似:另外,在低氮和適氮水平下,地上部含氮量和地上部氮積累量的變異系數(shù)(15.96%~24.22%)均明顯低于氮利用指數(shù)的(26.30%~27.79%),表明無(wú)論氮素供應(yīng)是否充足,甜瓜苗期氮素利用指數(shù)對(duì)氮效率的貢獻(xiàn)率起主導(dǎo)作用,這與葉德練等的結(jié)果相似,但也有研究者認(rèn)為,在低氮和正常氮條件下棉花苗期對(duì)氮效率起主導(dǎo)作用的是氮吸收效率。
關(guān)于作物耐低氮種質(zhì)資源篩選已有大量報(bào)道,且認(rèn)為在苗期開展耐低氮能力評(píng)價(jià)可行,但受作物種類、試驗(yàn)環(huán)境等因素的影響,確定的篩選指標(biāo)并不一致。翟榮榮等采用模擬試驗(yàn)和大田試驗(yàn)相結(jié)合的方式,在低氮脅迫條件下篩選出根尖數(shù)、根干質(zhì)量、根冠比、苗干質(zhì)量、有效穗數(shù)和單株產(chǎn)量作為水稻耐低氮且氮高效種質(zhì)資源的篩選指標(biāo)。本試驗(yàn)選用18個(gè)苗期性狀進(jìn)行分析,結(jié)果顯示2種氮水平下這些性狀均存在顯著差異,且性狀間存在一定的相關(guān)性,表明這18個(gè)性狀指標(biāo)綜合影響甜瓜苗期的耐低氮能力;進(jìn)一步利用主成分分析進(jìn)行篩選,確定SPAD值、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、株高、莖粗、根體積、根干重、地上部干重、總干重、根冠比、地上部含氮量、地上部氮積累量13個(gè)性狀為耐低氮甜瓜種質(zhì)苗期篩選與評(píng)價(jià)指標(biāo)。
前人大多通過(guò)簡(jiǎn)單的聚類分析篩選出耐低氮種質(zhì)材料,忽略了種質(zhì)材料自身氮吸收利用效率,導(dǎo)致篩選出的耐低氮種質(zhì)在低氮脅迫條件下氮吸收利用效率較高,而在正常供氮水平下氮吸收利用效率較低。因此,本試驗(yàn)利用13個(gè)篩選指標(biāo)的脅迫系數(shù)進(jìn)行聚類分析,同時(shí)結(jié)合2種氮水平下綜合氮效率評(píng)價(jià)值的散點(diǎn)圖,綜合評(píng)價(jià)59個(gè)甜瓜品種(系)的苗期耐低氮能力,初步將T149、T377、T396、T518、T519、T540定為耐低氮且氮高效型品種(系),T19、T22、T23、T37、T146、T162、T213、T222、T318、T360定為低氮敏感且氮低效型品種(系)。
產(chǎn)量是評(píng)價(jià)作物經(jīng)濟(jì)性狀的重要指標(biāo),是各性狀指標(biāo)綜合作用的結(jié)果,而提高作物耐低氮能力的最終目標(biāo)是在施用較少氮肥的情況下亦能獲得較高的產(chǎn)量。張鵬霞等研究認(rèn)為,無(wú)論氮素供應(yīng)是否充足均能獲得較高產(chǎn)量的作物品種是氮高效品種。本試驗(yàn)進(jìn)一步依據(jù)施氮和不施氮條件下的田間試驗(yàn)產(chǎn)量平均值將59個(gè)甜瓜品種(系)分為4類,I類為雙高效型(在施氮和不施氮條件下產(chǎn)量均高于其均值),共13個(gè);Ⅱ類為低氮高效型(在不施氮脅迫條件下產(chǎn)量高于其均值,而施氮條件下則低于其均值),共4個(gè);Ⅲ類為雙低效型(2種施氮條件下產(chǎn)量均低于其均值),共27個(gè);Ⅳ類為正常氮高效型(在施氮條件下產(chǎn)量高于其均值,不施氮條件下產(chǎn)量低于其均值),共15個(gè)。結(jié)合苗期篩選結(jié)果,最終確定T396、T518、T519、T540為耐低氮且氮高效品種(系),T19、T22、T23、T162、T213、T222、T318為低氮敏感且氮低效品種(系),可用于甜瓜耐低氮機(jī)制研究。
綜上,本試驗(yàn)采用基質(zhì)栽培苗期評(píng)價(jià)結(jié)合田間試驗(yàn)產(chǎn)量驗(yàn)證的方法研究了59個(gè)甜瓜品種(系)的耐低氮能力,既比較了不同甜瓜品種(系)幼苗在低氮和適氮水平下的生長(zhǎng)差異,又比較了其產(chǎn)量在施氮和不施氮條件下的生長(zhǎng)差異,兼顧了基質(zhì)栽培試驗(yàn)條件可控、重復(fù)性好、快速等優(yōu)點(diǎn)及田間試驗(yàn)的生產(chǎn)實(shí)際,保證了篩選的準(zhǔn)確性和可行性。最終篩選出4個(gè)耐低氮且氮高效品種(系)——T396、T518、T519、T540,可為后續(xù)選育耐低氮且氮高效甜瓜品種提供種質(zhì)材料。