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品种和包衣处理对播种出苗期低温高湿条件下花生出苗的影响

2021-02-07王传堂王志伟宋国生李坤盛广为杜祖波李哲吴琪于树涛

山东农业科学 2021年1期
关键词:遗传力株数出苗率

王传堂,王志伟,宋国生,李坤,盛广为,杜祖波,李哲,吴琪,于树涛

(1.山东省花生研究所,山东 青岛 266100;2.山东鲁花集团有限公司,山东 莱阳 265200;3.广州苗博士生物技术有限公司,广东 广州 510000)

北方冷凉地区是我国重要的优质出口花生生产基地,出产的花生黄曲霉毒素污染风险低于温暖的南方地区。但近年来,我国东北农牧交错区和北方大花生产区春花生播种出苗期低温高湿灾害频发,导致大面积烂种缺苗,尤以有机质含量高的地块和低洼地块为甚,造成严重经济损失,危及我国优质花生生产。种子包衣是一项简便有效防治病虫害的技术措施,在花生生产中发挥了重要作用,但在科研和生产中屡屡发现有的种衣剂包衣后易烂种,有时甚至比不包衣还严重。因此,筛选鉴定能抵御播种出苗期低温高湿的花生品种和种衣剂十分必要。

前人对花生耐播种出苗期低温已有一些研究报道[1-13],但对高湿缺乏关注[13]。本研究目的在于利用本团队育成的高油酸花生品种和部分新品系进行耐低温高湿鉴定,估算花生耐低温高湿特性的广义遗传力,并在前期工作基础上对种衣剂“苗苗亲”在花生抵御播种出苗期低温高湿上的应用效果进行评价,为克服北方地区低温高湿环境下春花生烂种提供解决方案。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试花生品种(系)共39个,包括本团队育成登记的12个高油酸品种(表1)。其中,30个参加三期的播种试验,全部39个参加第三期“苗苗亲”包衣试验。“苗苗亲”种衣剂由广州苗博士生物技术有限公司提供,按厂家推荐方案包衣。

1.2 试验设计

试验于2020年4月中旬在山东省花生研究所莱西试验农场院内试验区分三期进行,均为起垄裸栽。第一、二期安排在同一块地,起小垄单行单粒播种,垄宽53 cm,穴距16.67 cm,每品种播26粒,分别于2020年4月14日、17日播种,苗情调查至不再出苗为止(分别为5月13日、15日)。第三期安排在相邻的另外一地块,大垄双行单粒播种,垄宽80 cm,穴距16.67 cm,为裂区设计,以品种为主区,“苗苗亲”种衣剂处理与否为副区,3次重复,每重复每品种每处理播种13粒,2020年4月18日播种,5月16日苗情调查结束。

1.3 调查项目及方法

用浙江微松冷链科技有限公司生产的PRO温度记录仪(型号WS-T11PRO)每小时自动记录两个地块地表5 cm深处地温。除因降雨不能下地之外,每天调查出苗株数,直至不再出苗。

出苗株数为调查结束时出苗总株数;

出苗率=出苗株数/播种粒数×100%;

出苗指数=∑(Si/Di)。式中Si为第i日出苗总株数,Di为播种后日数[13]。本研究中,不包括无法下地未统计的数据。

花生品种(系)耐低温高湿性分级根据田间条件下未包衣种子三期播种最低出苗率确定,最低出苗率 >50%为高耐,40% <最低出苗率≤50%为中耐,30%<最低出苗率≤40%为低耐,最低出苗率≤30%为不耐。

1.4 数据处理与统计分析

采用DPS 14.50数据处理系统进行相关分析和方差分析[14],多重比较采用邓肯氏新复极差法。采用第三期播种未包衣处理的数据估算花生播种出苗期耐低温高湿的广义遗传力。品种间(处理间)效应经方差分析达显著或极显著水平方能进行广义遗传力()估算。以小区或品种为单位的广义遗传力()按下式计算:

其中 VE=MS误差,VG=(MS处理间-MS误差)/(DF区组间+1)[15]。

2 结果与分析

2.1 花生品种(系)播种出苗期耐低温高湿鉴定

2020年4月14 日至5月16日试验期间,有5天出现降雨(4月16日、18日、19日、5月8日、12日),且第一、二期播种地块的最低地温跌破了10.5℃,第三期播种地块的最低地温跌破了7.2℃(图1),形成了低温高湿的土壤环境。

图1 花生播种出苗期5 cm地温变化

30个参试品种(系)未包衣种子三期播种试验的最低出苗率为2.56% ~42.31%(表1)。其中2个品种(花育960、花育9623)对播种出苗期低温高湿中耐,占比6.67%;11个品种(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个品种(系)不耐,占比56.67%。三期播种出苗率之间相关不显著。

表1 30个花生品种(系)三期播种不包衣出苗率及耐低温高湿性评价

2.2 花生播种出苗期耐低温高湿广义遗传力估算

利用第三期播种的39个品种(系)未包衣种子的出苗数据进行播种出苗期耐低温高湿性的广义遗传力估算。

2.2.1 出苗株数 39个参试花生品种(系)出苗株数存在极显著差异(处理间F值=2.507,P=0<0.01),可对其进行广义遗传力估算。结果表明,以小区为单位的广义遗传力和以品种均值为单位的广义遗传力分别为33.44%和60.11%。按遗传力大于40% 为高遗传力,20%~40%为中等遗传力,低于20%为低遗传力,以小区或品种均值为单位的花生播种期低温高湿条件下出苗株数广义遗传力分别为中和高。

2.2.2 出苗指数 39个参试花生品种(系)出苗指数存在极显著差异(处理间F值=2.561,P=0.0002<0.01),可进行广义遗传力估算,结果显示,以小区为单位的广义遗传力和以品种均值为单位的广义遗传力分别为34.23%和60.95%,也分别属于中和高水平。

2.3 “苗苗亲”包衣对播种出苗期低温高湿条件下花生出苗的影响

2.3.1 出苗株数 第三期试验结果说明,不同参试花生品种(系)出苗株数存在极显著差异,是否用“苗苗亲”包衣出苗株数亦存在极显著差异,两者间存在显著交互作用(表2)。

表2 出苗株数裂区试验方差分析结果

参试39个花生品种(系)“苗苗亲”包衣处理的出苗株数显著或极显著高于不包衣处理。不包衣出苗率为0(19S3)~71.79%(花育33号),包衣后出苗率为71.79%(花育969)~100.00%(花育665、花育663),提高了17.95(花育33号)~92.31(19S3)个百分点。所有参试花生品种(系)平均,不包衣处理出苗株数为4.16,出苗率32.02%;而“苗苗亲”包衣后,出苗株数增加至11.64,出苗率提高至89.55%,出苗率比不包衣提高57.53个百分点(表3)。但提高效果因品种而异,花育969、花育967、花育669、19L41和花育964即使经过包衣处理,种子的出苗率仍低于80%。

2.3.2 出苗指数 不同参试花生品种(系)出苗指数存在显著差异,是否用“苗苗亲”包衣出苗指数存在极显著差异,且两因素间互作达极显著水平(表4)。

表3 “苗苗亲”包衣处理对播种出苗期低温高湿条件下花生出苗的影响

播种出苗期低温高湿条件下,第三期播种各参试品种(系)“苗苗亲”包衣花生的出苗指数均极显著高于不包衣的,不包衣出苗指数为0(19S3)~3.29(花育33),包衣出苗指数为2.45(19L41)~5.24(花育663),提高值为0.27(花育33)~4.46(花育663)。从39个品种(系)的均值来看,出苗指数由不包衣的1.12提高到包衣后的3.68,提高了2.56(表5)。

表4 出苗指数裂区试验方差分析

表5 “苗苗亲”包衣提高花生出苗指数的效果

综上所述,“苗苗亲”包衣能显著提高花生种子在低温高湿条件下的出苗率和出苗指数。

3 讨论与结论

3.1 不同花生品种(系)耐低温高湿特性

考虑到实际生产中花生播种后在不同时期都有可能遭遇低温高湿侵害,选育在种子萌发至出苗前各个时期均具有一定抵御能力的花生品种是必要的。本研究通过春季提早分期播种试验,对30个花生品种(系)进行播种出苗期耐低温高湿鉴定,根据三期播种最低出苗率,最终筛选出中耐品种2个(花育960和花育9623)、低耐品种(系)11个。按照本研究提出的耐低温高湿分级标准,本团队之前鉴定出的品系18S14和18L64达高耐水平,18L46和18S5达中耐水平[13],但尚需在相同试验中对这些筛选出的耐性品种进行比较鉴定。

筛选出的2个中耐品种(花育960和花育9623)均为高油酸品种,而花育961等高油酸品种则均不耐播种出苗期低温高湿,说明不同高油酸品种对播种出苗期低温高湿的耐性不同。

本研究首次估算了播种出苗期低温高湿条件下以出苗株数或出苗指数衡量的花生广义遗传力,两者估值相仿,即以小区或品种均值为单位的广义遗传力均分别达到中或高水平,说明参试花生品种(系)具有一定的遗传改良潜力。

3.2 “苗苗亲”包衣对花生抵御低温高湿的效果

从本研究结果看,“苗苗亲”包衣显著提高了参试花生品种(系)在低温高湿条件下的出苗株数和出苗指数。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个百分点;出苗指数由不包衣的1.12提高到包衣的3.68,提高了2.56。出苗指数可反映出苗快慢,出苗指数越大,出苗越快。说明“苗苗亲”包衣有明显的抗低温高湿效果,能促进花生出苗,大幅提升出苗率。

尽管本研究中“苗苗亲”包衣只进行了第三期试验,但本团队此前在东北多个地区进行的早播试验同样效果良好,因此我们认为,“苗苗亲”是一款值得在倒春寒易发的东北早熟花生产区和北方大花生产区推广应用的优良种衣剂。

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