馬海清,劉清云,高立兵,胡志文,張清香,姚 曼,朱臘民
(湖北省浠水縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,湖北黃岡 438200)
油菜是我國第一大油料作物,長江流域是我國油菜優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū),每年油菜總產(chǎn)量達(dá)到全國80%以上。由于我國油菜生產(chǎn)主要采用水稻-油菜輪作制度,加之長江流域多雨濕潤,因此以水旱輪作為主要栽培模式的油菜容易遭受漬害,常年漬害面積達(dá)到2 000萬畝左右,約占長江流域總面積20%(王漢中,2009),因此,提高油菜新品種的耐漬性,對于減少油菜產(chǎn)量損失、擴(kuò)大油菜種植面積、提高油菜種植效益和確保我國食用油有效供給具有極其重要的意義。
本研究在花期對甘藍(lán)型油菜進(jìn)行淹水試驗(yàn),研究漬水對油菜產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子以及含油量和油品質(zhì)的影響,從生理學(xué)角度解析油菜耐漬的機(jī)制,為油菜耐漬育種研究提供理論依據(jù)。
20個甘藍(lán)型油菜品種,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供。編號為5086,5058,H9958,ZS9,ZYZ12,5037,5059,ZS12,Y114,R035,NY12,R013,5094,H305,ZY5628,4303,HYZ10,GS520,R0355和 YG198。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)分別安排在湖北省浠水、武穴和云夢三個不同地方進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì),每個環(huán)境中安排兩組重復(fù)試驗(yàn),每個重復(fù)含20個小區(qū)(對應(yīng)20個品種),每個小區(qū)面積13.2m2(6.6m×2m)。2015年9月25日左右播種,兩次間苗后每小區(qū)留苗450株。田間管理按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。2016年3月中旬油菜初花期進(jìn)行淹水處理,淹水深度以高出廂面2cm為宜,淹水7天。
1.2.2 栽培管理
要求試驗(yàn)田土地平整,地力均勻,排灌方便。農(nóng)事活動要求及時一致,同一項(xiàng)管理措施在同一天內(nèi)完成。
1.2.3 性狀考察
2016年5月初收獲油菜,從每個小區(qū)隨機(jī)挑選10株具有代表性的植株進(jìn)行性狀測定,包括株高、主根長、分枝數(shù)、分枝部位、主花序長度、主花序角果數(shù)、分枝角果數(shù)、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重。同時,對每個小區(qū)進(jìn)行單打、稱重、取樣,并檢測各小區(qū)菜籽的產(chǎn)量、含油量、蛋白質(zhì)含量、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、芥酸和硫苷的含量。分析脂肪酸的組成,如棕櫚酸,硬脂酸,油酸,花生一烯酸,芥酸,亞油酸和亞麻酸。
對20個油菜品種分區(qū)收獲并進(jìn)行產(chǎn)量測定,同時通過檢測耐澇性系數(shù)(WTC)來考察不同品種的耐漬性。結(jié)果顯示,油菜初花期淹水對產(chǎn)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響,平均產(chǎn)量明顯下降(見表1、表2)。產(chǎn)量的WTC從58.1%到96.6%,20個品種的產(chǎn)量平均WTC為79%。絕大部分品種(65%,20個里面的13個)的產(chǎn)量均下降超過20%。有四個品種(5094,HYZ10,5037和4303)受漬害影響產(chǎn)量下降至不到對照組產(chǎn)量的70%,其中對漬害最為敏感的品種5094產(chǎn)量降低至58.1%。然而,仍然有四個品種的耐漬性較好,他們的產(chǎn)量仍然達(dá)到對照的90%以上,其中耐漬性最好的品種NY12的產(chǎn)量達(dá)到了對照水平的96.6%。
我們考察了淹水脅迫對20個油菜品種產(chǎn)量及10個與產(chǎn)量相關(guān)的農(nóng)藝性狀的影響。結(jié)果表明,淹水后株高平均值下降9.8%,大多數(shù)品種的株高(65%,13/20)下降小于10%,有3個品種(ZS12,Y114和HYZ10)下降超過20%;淹水后主根長平均下降13.3%,9個品種的主根長減少了10%以上,其中有2個品種(5037和5094)下降超過30%;大多數(shù)的品種(65%,13/20)淹水后分枝部位升高,分枝數(shù)則明顯下降,淹水后分枝數(shù)只有對照的86.2%。淹水條件下,一半以上的品種的分枝數(shù)下降超過10%,5個品種(5094,5059,ZS12,HYZ10,和Y114)的分枝數(shù)下降20%以上;試驗(yàn)表明,20個品種淹水后的主花序長只有對照的81.7%,8個品種的主花序長下降了20%以上。更重要的是,HYZ10,5094,Y114等三個品種的主花序長降幅較大,分別比對照降低42.9%,36.4% 和28.9%。
在這些產(chǎn)量相關(guān)性狀中,單株角果數(shù)淹水后下降24.4%,其中2個品種的單株角果數(shù)(HYZ10和5094)降低到小于50%;淹水后分枝角果數(shù)下降了約30.5%,主花序角果數(shù)平均下降12.3%。淹水后,20個品種中的11個的主花序角果數(shù)下降超過10%,其中HYZ10的主花序角果數(shù)僅為對照的61.5%。淹水后千粒重?zé)o明顯變化,每角粒數(shù)略有降低,平均下降約7.2%(見表1、表2)。
表1 淹水對產(chǎn)量的影響
表2 淹水對不同油菜品種產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響(%)
相關(guān)性分析表明:產(chǎn)量跟株高、根長、主花序長、分枝數(shù)、主花序角果數(shù)、分枝角果數(shù)、全株角果數(shù)顯著性相關(guān),跟每角粒數(shù)、千粒重不相關(guān);株高與分枝高度,主花序長,分枝數(shù)和主根長有著顯著的相關(guān)性。顯著的相關(guān)性還存在于株高和主花序角果數(shù)、分枝角果數(shù)和每角粒數(shù)之間。同時主根長與株高、主花序長、主花序角果數(shù)、分枝角果數(shù)和每角粒數(shù)間明顯相關(guān)(見表3)。
通過對比淹水后不同品種油含量等性狀變化,探討淹水對油菜品質(zhì)的影響。試驗(yàn)表明,20個品種淹水后菜籽的含油量沒有顯著的變化,但由于產(chǎn)量降低,淹水后不同油菜品種的產(chǎn)油量分別是對照的68.6%-96.5%。在研究中我們注意到,菜籽油中脂肪酸的組成在淹水前后發(fā)生變化。淹水對飽和脂肪酸(SFA)組成如硬脂酸、棕櫚酸等沒有顯著影響,對單不飽和脂肪酸(MUFA)中的油酸和花生一烯酸也沒有明顯改變。但對多不飽和脂肪酸(PUFA)組成則表現(xiàn)出顯著的差異。與對照相比亞油酸淹水后平均下降25.8%,20個品種的亞油酸WTC值在69.2%-89.1%之間(見表6)。淹水后亞麻酸平均增加了49%,其WTC值為111.4%-172.3%。淹水后芥酸平均增加了12.4%,其WTC值為86.0%-205.7%(見表6)。
20個品種平均產(chǎn)量下降21%。不同品種的耐漬性不同,對產(chǎn)量造成的影響也不同,對漬害最為敏感的品種5094產(chǎn)量降低至58.1%,耐漬性最好的品種NY12的產(chǎn)量達(dá)到了對照水平的96.6%。油菜品種的耐漬性研究為進(jìn)一步選育耐漬優(yōu)良品種提供了重要依據(jù)。
油菜耐漬性系數(shù)與油菜的產(chǎn)量、株高、主根長、主花序長、分枝高度、分枝數(shù)、主花序角果數(shù)、分枝角果數(shù)顯著相關(guān),與油菜的每角粒數(shù)和千粒重沒有相關(guān)性。對產(chǎn)量相關(guān)生理參數(shù)基因型的測定顯示,淹水對油菜的根系造成了損壞,進(jìn)而影響到地上部分的生長,淹水使油菜分枝角果數(shù)減少,從而最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。
淹水對飽和脂肪酸組成沒有變化,對不飽和脂肪酸中的油酸和二十碳烯酸含量沒有影響,但亞油酸含量降低25.8%,WTC值在69.2%-89.1%,淹水后芥酸平均增加了12.4%,其WTC值在86.0%-205.7%,亞麻酸平均增加了49%,其WTC值為111.4%-172.3%。油菜籽品質(zhì)發(fā)生了顯著變化,特別是芥酸和硫苷含量增加,這不利于菜籽油的廣泛應(yīng)用與推廣。加強(qiáng)油菜耐漬性研究,為選育優(yōu)質(zhì)耐漬油菜品種提供科學(xué)依據(jù)。
表3 產(chǎn)量相關(guān)性狀耐漬指數(shù)的相關(guān)系數(shù)
表4 淹水對油菜油分組成的影響
表5 品質(zhì)性狀耐漬指數(shù)的相關(guān)系數(shù)
表6 不同品種淹水條件下油分組成的變化(%)
中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程2020年6期