7個(gè)燕麥品種在寧南地區(qū)的抗旱性評(píng)價(jià)

張久盤(pán)，穆蘭海，杜燕萍，賈寶光，?？饲?/p>

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院，寧夏 固原 756000）

燕麥（Avena sativa Linn.）屬于禾本科（Poaceae）燕麥屬（Avena），為糧草兼用型一年生植物，具有抗寒、耐貧瘠和耐鹽堿等特性，被稱(chēng)為鹽堿地改良的先鋒作物［1-3］。燕麥含有豐富的亞油酸，占全部不飽和脂肪酸的30%～40%，可輔助治療脂肪肝、糖尿病、浮腫和便秘等，還具有止血和止虛汗等功效［4］，對(duì)于中老年人延年益壽、增進(jìn)體力大有益處。中國(guó)燕麥的栽培已有2 500多年歷史，主要分布于內(nèi)蒙古、河北、山西、甘肅及寧夏等地區(qū)，年種植面積約55萬(wàn)hm2［5］。目前，對(duì)燕麥的研究主要集中在適應(yīng)性栽培、種質(zhì)資源遺傳分析、產(chǎn)量和品質(zhì)提高及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面［6-8］。國(guó)家實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略措施，提出發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)。寧夏南部山區(qū)把燕麥作為區(qū)域優(yōu)勢(shì)作物和特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以促進(jìn)山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了篩選適宜種植的高產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)燕麥新品種，我們對(duì)從東北、華北、西北和西南四大燕麥種植區(qū)引進(jìn)的7個(gè)燕麥優(yōu)良品種進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性鑒定，以確定不同品種與生長(zhǎng)環(huán)境因子的匹配程度，種植的適應(yīng)區(qū)域，為寧南地區(qū)燕麥種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試燕麥品種7個(gè)，其中裸燕麥品種4個(gè)，為草莜1號(hào)、壩莜8號(hào)、白燕2號(hào)及寧莜1號(hào)（CK1），依次編號(hào)為L(zhǎng)1、L2、L3、L4；皮燕麥品種3個(gè)，為白燕7號(hào)、燕科1號(hào)、本德（CK2），依次編號(hào)為P1、P2、P3。品種來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 供試燕麥品種及來(lái)源

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在寧夏固原市原州區(qū)頭營(yíng)鎮(zhèn)徐河村寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院科研基地。試驗(yàn)地位于東經(jīng) 106°44′、北緯 36°16′，海拔 1 550 m。氣候類(lèi)型屬典型的大陸性半干旱氣候，年均日照2 600 h，年均降水量350 mm，降水主要集中在5—10月。年平均氣溫7.6℃，無(wú)霜期142 d。試驗(yàn)地為川旱地，黑壚土，pH 8.5，地勢(shì)平坦，試驗(yàn)地前茬為玉米。2016年試驗(yàn)區(qū)固原頭營(yíng)鎮(zhèn)逐月降水量和溫度見(jiàn)圖1。

圖1 2016年固原頭營(yíng)鎮(zhèn)逐月降水量和溫度

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)脅迫與灌水2種處理。脅迫處理（標(biāo)記為S1）旱作種植，全生育期除播種前墑情因不足適量澆水保證出苗外，其余時(shí)間不再澆水。灌水處理（標(biāo)記為S2）的土壤條件與脅迫處理一致，分別在拔節(jié)期、抽穗期及灌漿期予以灌水，使土層0～5 cm土壤水分含量達(dá)到田間持水量的80%以上。大區(qū)面積260 m2（20 m×13 m），不設(shè)重復(fù)，共14個(gè)大區(qū)。試驗(yàn)播種前進(jìn)行耙耱打碎土塊，結(jié)合整地施入磷酸二銨（含N 16%，P2O546%）150 kg/hm2。2016年4月7日播種，機(jī)械條播，播深5～7 cm，行距25 cm，密度450萬(wàn)株/hm2，播后覆土耱平。各處理四周種植保護(hù)行1 m，大區(qū)走道及區(qū)組間距均為0.5 m。灌溉處理區(qū)與相鄰脅迫處理區(qū)間挖深防滲漏溝50 cm，防止竄水竄肥。所有處理在同一水平、同一條件下統(tǒng)一進(jìn)行田間管理，分蘗后期進(jìn)行人工鋤草。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

產(chǎn)量性狀的抗旱性篩選。每品種按不同處理單收單脫，計(jì)實(shí)產(chǎn)。利用收獲后的產(chǎn)量結(jié)果計(jì)算脅迫和灌溉2種處理下各參試材料的單位面積產(chǎn)量，并計(jì)算各品種的抗旱系數(shù)GI、干旱敏感指數(shù)SSR，抗旱指數(shù)DI，計(jì)算公式如下。

式中，Ya為某參試品系脅迫處理產(chǎn)量；Ym為某參試品系灌水處理產(chǎn)量；為所有參試品系脅迫處理平均產(chǎn)量；為所有參試品系灌水處理平均產(chǎn)量。

根據(jù)農(nóng)作物綜合抗旱指數(shù)定義，參照蘭巨生［9］的農(nóng)作物抗旱性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2），對(duì)參試燕麥進(jìn)行抗旱性比較與分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和DPSv7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表2 農(nóng)作物抗旱性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 主要性狀

通過(guò)表3可以看出，水分脅迫對(duì)7個(gè)燕麥品種性狀影響不大。在S1處理下，燕麥株高均較對(duì)照品種有所降低。白燕2號(hào)、寧莜1號(hào)（CK1）、燕科1號(hào)、本德4個(gè)品種的S1/S2均在80%以上，表明燕麥的形態(tài)性狀受環(huán)境影響較小。田間觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，白燕7號(hào)和草莜1號(hào)表現(xiàn)為萎蔫發(fā)生較早，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，恢復(fù)也比較慢，初步判定為抗旱性弱；燕科1號(hào)及壩莜8號(hào)品種表現(xiàn)為萎蔫發(fā)生較晚，持續(xù)時(shí)間短，恢復(fù)快，初步判定為其抗旱性強(qiáng)。其余品種的表現(xiàn)介于二者之間，初步判定為其抗旱性較強(qiáng)或較弱。S1處理下，燕麥的穗鈴數(shù)和穗粒數(shù)均較S2處理減少。通過(guò)對(duì)各品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的對(duì)比分析，燕科1號(hào)、壩莜8號(hào)、寧莜1號(hào)（CK1）、本德（CK2）4個(gè)品種在 S1處理下的穗鈴數(shù)為16.1～21.6個(gè)，穗粒數(shù)為31.8～57.3粒，在S2處理下，同樣有較好的表現(xiàn)，表明這4個(gè)品種的產(chǎn)量性狀受環(huán)境影響較??；白燕7號(hào)、草莜1號(hào)在S2處理下表現(xiàn)較好，但在S1處理下表現(xiàn)較差，表明這2個(gè)品種的產(chǎn)量性狀受環(huán)境影響較大。

2.2 產(chǎn)量

由表4可以看出，S1處理下燕科1號(hào)、壩莜8號(hào)、寧莜 1號(hào)（CK1）、本德（CK2）4個(gè)品種的產(chǎn)量較高，為 1 399.5～2 503.5 kg/hm2，在S2處理下，同樣有較好的表現(xiàn)，表明這4個(gè)品種的產(chǎn)量受環(huán)境影響較小。白燕7號(hào)、草莜1號(hào)在S2處理下產(chǎn)量較高，但在S1處理下表現(xiàn)較差，表明這2個(gè)品種的產(chǎn)量性狀受環(huán)境影響較大。

表3 不同處理燕麥的主要性狀

表4 不同處理燕麥品種的產(chǎn)量

2.3 抗旱性分級(jí)

根據(jù)作物抗旱性指數(shù)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及燕麥參試品種抗旱性評(píng)價(jià)結(jié)果（表5），依據(jù)抗旱指數(shù)將7個(gè)燕麥參試品種分為5個(gè)抗旱類(lèi)型。燕科1號(hào)的抗旱指數(shù)（DI）為1.77，可以判定燕科1號(hào)對(duì)干旱的適應(yīng)性及本身的穩(wěn)產(chǎn)性非常強(qiáng)，為抗旱性極強(qiáng)的品種，這與目測(cè)法觀察篩選結(jié)果相吻合。壩莜8號(hào)品種的抗旱指數(shù)為1.22，在灌水條件下穩(wěn)產(chǎn)性較高，在旱地條件下也有較高的產(chǎn)量水平，為抗旱性強(qiáng)的品種。本德（CK2）、寧莜1號(hào)（CK1）的抗旱指數(shù)分別為1.04、0.97，可以判定在不同種植條件下這2個(gè)品種穩(wěn)產(chǎn)性中等，而且在旱地條件下的產(chǎn)量水平中等，為抗旱性中等的品種。白燕2號(hào)的抗旱指數(shù)為0.85，可以判定在不同種植條件下這個(gè)品種穩(wěn)產(chǎn)性較低，而且在旱地條件下的產(chǎn)量水平較低，為抗旱性弱的品種。草莜1號(hào)、白燕7號(hào)的抗旱指數(shù)分別為0.50、0.46，表明這2個(gè)品種對(duì)干旱的適應(yīng)性極弱，產(chǎn)量受環(huán)境變化影響大，穩(wěn)產(chǎn)性非常弱，在干旱條件下產(chǎn)量低，因旱減產(chǎn)幅度比較大，為抗旱性極弱或不抗旱品種。

表5 不同處理燕麥品種的抗旱性

2.4 不同處理下同一性狀相關(guān)分析

從S1與S2處理間同一性狀相關(guān)系數(shù)來(lái)看，7個(gè)燕麥品種株高的相關(guān)系數(shù)r＝0.22，表明其受環(huán)境影響較大；穗鈴數(shù)的相關(guān)系數(shù)r＝0.84，經(jīng)測(cè)驗(yàn)達(dá)到極顯著水平，表明其受環(huán)境影響較??；穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)r＝0.64，其受環(huán)境影響較大。方差分析得出，各品種的抗旱指數(shù)與其在水分脅迫環(huán)境下的實(shí)際產(chǎn)量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.86，達(dá)到極顯著水平。

3 小結(jié)與討論

以7個(gè)燕麥品種的抗旱系數(shù)（GI）、干旱敏感指數(shù)（SSR）、抗旱指數(shù)（DI）為指標(biāo)，經(jīng)過(guò)形態(tài)性狀、產(chǎn)量性狀的早期篩選，抗旱性分級(jí)評(píng)價(jià)等手段，初步篩選出1級(jí)抗旱（高抗）品種燕科1號(hào)，2級(jí)抗旱品種壩莜8號(hào)，3級(jí)中抗類(lèi)型品種寧莜1號(hào)（CK1）和本德（CK2），4級(jí)弱抗類(lèi)型品種白燕2號(hào)，5級(jí)不抗類(lèi)型品種草莜1號(hào)和白燕7號(hào)。其中燕科1號(hào)、壩莜8號(hào)抗旱指數(shù)分別為1.77、1.22，均為抗旱性較強(qiáng)的品種，可作為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。

植物在其生命周期中不可避免地要經(jīng)歷復(fù)雜的環(huán)境變化，在這諸多逆境中，干旱脅迫嚴(yán)重的影響著植物的生長(zhǎng)，其造成的危害超過(guò)了其他非生物脅迫的總和［10］。本研究表明，在2種處理?xiàng)l件下，7份供試材料的產(chǎn)量相關(guān)性狀都有不同程度的降低，但在相同干旱脅迫下的影響卻差異較大，從而體現(xiàn)出各材料的抗旱性不同。

干旱脅迫對(duì)燕麥農(nóng)藝性狀的影響與不同燕麥品種對(duì)干旱的敏感性有關(guān)?？购敌詮?qiáng)的品種農(nóng)藝性狀受干旱脅迫較小，抗旱性弱的品種農(nóng)藝性狀受干旱脅迫較大。供試材料中抗旱性最強(qiáng)的品種是燕科1號(hào)，在干旱脅迫條件下萎蔫發(fā)生較晚，持續(xù)時(shí)間短，恢復(fù)快，單株粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量等也較穩(wěn)定，對(duì)干旱的適應(yīng)性以及本身的穩(wěn)產(chǎn)性非常強(qiáng)，為抗旱性極強(qiáng)的品種。

在育種實(shí)踐中，為縮短燕麥抗旱型新品種育種年限，在選擇方法上，應(yīng)從品系鑒定圃開(kāi)始，用株高、穗鈴數(shù)、穗粒數(shù)、籽粒產(chǎn)量4個(gè)主要性狀綜合抗旱系數(shù)、干旱敏感指數(shù)進(jìn)行篩選，再結(jié)合產(chǎn)量用抗旱指數(shù)進(jìn)行分級(jí)，可以提高篩選的準(zhǔn)確性和可靠性。

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