(1.安順市農(nóng)業(yè)科學院, 貴州 安順 561000; 2.安順學院, 貴州 安順 561000;3.貴州省石阡縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 貴州 石阡 555100)
花生是我國的主要油料作物[1],也是貴州省的主要經(jīng)濟作物之一?;ㄉN質(zhì)資源是生產(chǎn)和科研工作的關鍵材料,我國現(xiàn)保存的7 000多份花生種質(zhì)資源中,地方品種是重要組成部分[2]。種子休眠性是花生的重要性狀之一,是經(jīng)長期進化而形成的對自然和氣候環(huán)境變化的適應特性,具有重要的生物學、經(jīng)濟學意義[3,4]。休眠性弱的花生品種,若在其成熟后至收獲前遇到連續(xù)陰雨天氣,種子容易在植株上發(fā)芽,造成減收,影響籽仁品質(zhì)和種子質(zhì)量;休眠性強的品種,其出苗晚,苗質(zhì)較差,且不利于接茬換茬和提高經(jīng)濟效益[5]。目前,國內(nèi)外對花生休眠性的研究主要集中于鑒定技術研發(fā)、影響因素分析、解除方法以及遺傳特性研究等方面[5-7],收獲系數(shù)與種子休眠性之間相關性研究方面的報道較少。在生產(chǎn)和科研工作中,需要依據(jù)實際選擇不同休眠性的品種用于生產(chǎn)和各類型品種、材料培育。但在實際工作中,通常根據(jù)收獲時莢果發(fā)芽多少來評判其休眠性,淘汰易發(fā)芽的育種材料,具有一定的經(jīng)驗性,不利于遺傳資源多樣性保存。前人研究結(jié)果表明,花生不同類型品種間的休眠性差異較大,一般普通型和龍生型品種的休眠性較強,而珍珠豆型和多粒型則較弱[6]。在生態(tài)氣候獨特多樣的貴州山區(qū),多數(shù)地方花生品種為珍珠豆型和普通型品種,究竟其休眠性如何,尚未見系統(tǒng)報道。為此,以貴州不同地理來源的地方品種為材料,在收獲時觀測記載落果、發(fā)芽莢果及發(fā)芽莢果株數(shù),測定新鮮種子和干種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率,比較不同地方品種間差異,分析性狀間相關性,旨在為生產(chǎn)選種、科研材料鑒選以及新品種培育提供理論依據(jù)。
實驗材料為安順市農(nóng)業(yè)科學院在貴州收集的78份地方花生品種(詳見表1)。
1.2.1田間試驗設計
田間試驗于2018年在安順市農(nóng)科院科研試驗基地實施,該地海拔1 400 m,壤土,前茬為蘿卜,肥力中等,排灌方便。田間試驗按編號順序排列,播種方式為3粒穴播(出苗后留兩苗),每個樣品播種2行,不設重復。行長3 m,行距0.4 m,穴距15 cm,密度25萬株·hm-2。田間調(diào)查記錄播種至出苗天數(shù)和出苗整齊度,成熟后第2天及時收獲,記載發(fā)芽株數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、落果數(shù)和芽果數(shù)。
表1 78份地方花生品種信息
1.2.2室內(nèi)發(fā)芽實驗設計
實驗在智能溫室大棚內(nèi)實施完成。分別測定鮮種子和干種子的發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率、發(fā)芽勢。試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007軟件歸納整理后用DPS 7.05軟件統(tǒng)計分析。
1) 鮮種休眠性測定。
在恒溫為25 ℃的智能溫室大棚內(nèi),設置一個面積為30 m2(長20 m,寬1.5 m)、水深5 cm的水池。花生成熟后及時收獲,在收獲當天,每個品種隨機選取成熟飽滿莢果人工去殼,選取種皮完好的種子25粒,用蒸餾水沖洗干凈后置于黑色育苗盤內(nèi)(規(guī)格為200孔,孔底鋪吸水紙,胚芽朝上),將育苗盤置于水池中,再用黑色育苗盤遮光后進行暗培養(yǎng),每個品種2次重復。發(fā)芽試驗持續(xù)14 d,以胚根突破種皮為發(fā)芽標準,每天統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。第15天用0.05%乙烯利(上海華誼集團華原化工有限公司生產(chǎn))將未發(fā)芽種子浸泡催芽2 h,再暗培養(yǎng)7 d,7 d后仍未發(fā)芽的種子視為無活力種子,不計入總數(shù)。以暗培養(yǎng)第7天(發(fā)芽勢)、第14天(發(fā)芽率)的發(fā)芽數(shù)為指標評價種子休眠性。
表3 不同品種莢果收獲前發(fā)芽情況統(tǒng)計
2) 干種休眠性測定。
將收獲后的莢果進行晾曬,使其含水量降至約10%后人工去殼,參照鮮種休眠性測定方法測定。
按花生開始出苗至齊苗所需時長,對出苗整齊度進行綜合評價,標準分為整齊(齊苗時長<3 d)、一般(齊苗時長為3~5 d)和不整齊(齊苗時長>5 d)。由表2、圖1可以看出,品種間的出苗整齊度和出苗時長差異明顯。78個地方花生品種中,開始出苗后,3 d內(nèi)齊苗,出苗整齊度較好的有39個,占50.00%;齊苗所需時長在3~5 d,出苗整齊度表現(xiàn)為一般的有32個,占41.03%;齊苗所需時長超過5 d,出苗整齊度較差的品種有7個,占8.97%,分別是Ah 18、Ah 20b、 Ah 69、Ah 73、Ah 78、Ah 79、Ah 109。78個地方品種的出苗時長在12~19 d之間,平均為16 d,其中出苗時長在14~17 d的品種數(shù)占83.33%;出苗時長為12~13 d,出苗較快的品種有5個,依次分別是Ah 68、Ah 43、Ah 63、Ah 71和Ah 75;出苗時長超過18 d的品種有8個,其中出苗最晚的是Ah 106,出苗時長為19 d??傮w來看,出苗快的5個地方品種和出苗慢的8個地方品種,出苗都比較整齊,其中,Ah 68出苗最快且整齊度好,Ah 106出苗最慢且整齊度一般。
表2 出苗整齊度統(tǒng)計
圖1 出苗時長統(tǒng)計
花生收獲時是否出現(xiàn)落果、莢果發(fā)芽以及發(fā)生該現(xiàn)象的程度,是評價花生收獲數(shù)量、 質(zhì)量的重要指標。從表3可以看出,不同品種成熟后的莢果在地里發(fā)芽情況差異明顯。78份地方花生品種,收獲時出現(xiàn)落果的品種有56個,占70.05%,其中,落果率超過20%的品種有6個,從高到低依次分別為Ah 14、Ah 35、Ah 17、Ah 46、Ah 30、Ah 64,落果率最高達到50%。出現(xiàn)莢果發(fā)芽的品種有50個,占64.10%,其中,有11個品種的芽株率超過10%,最高達到30%,從高到低依次是Ah 68、Ah 28、Ah 110、Ah 5、Ah 34、Ah 54、Ah 95、Ah 66、Ah 96、Ah 43、Ah 64;有3個品種的芽果率
超過10%,最高達到20%,從高到低依次為Ah 68、Ah 114、Ah 28。出現(xiàn)落果但無發(fā)芽莢果的品種有22個,出現(xiàn)莢果發(fā)芽但無落果的品種有17個,說明有落果并不一定會有芽果,而出現(xiàn)發(fā)芽的莢果并非全是落果。
表4結(jié)果顯示,78份地方花生品種,鮮種發(fā)芽勢變幅為26.32%~96.00%,均值為65.23%,變異系數(shù)為26.29%,其中發(fā)芽勢最小的是Ah 24,鮮種休眠性較強;發(fā)芽勢高于80%的品種有16個,其鮮種休眠性較弱。干種發(fā)芽勢變幅在5%~100%之間,均值為51.87%,變異系數(shù)為46.23%;發(fā)芽勢低于20%的品種有10個,其中Ah 74和Ah 1的發(fā)芽勢低于10%,其干種休眠性強;發(fā)芽勢高于80%的品種有7個,其中Ah 28和Ah 96均達到100%,其干種休眠性弱。從發(fā)芽率來看,鮮種發(fā)芽率變幅為41.67%~100%,均值為78.74%,變異系數(shù)為17.85%,14 d發(fā)芽率達到80%的品種有46個,其余32個品種經(jīng)浸泡催芽后,在1~5 d內(nèi)達到80%。干種發(fā)芽率變幅在10%~100%之間,均值為65.92%,變異系數(shù)為39.71%,14 d發(fā)芽率達到80%的品種有36個,其余42個品種經(jīng)浸泡催芽后,在1~6 d內(nèi)達到80%。
由此可見,不論是鮮種子還是干種子,其發(fā)芽率和發(fā)芽勢的變異系數(shù)都較大,且發(fā)芽勢的變異系數(shù)均大于發(fā)芽率。說明種子休眠性在品種間存在較大差異,發(fā)芽能力是種子休眠性大小的具體表現(xiàn),種子發(fā)芽勢越高,休眠性越弱,發(fā)芽勢越小,休眠性越強,發(fā)芽勢適合作為評價休眠性強弱的指標。干種發(fā)芽勢和發(fā)芽率變異系數(shù)明顯高于鮮種,因此,說明干種發(fā)芽勢更適合作為種子休眠性評價指標。
表4 鮮種子與干種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢差異統(tǒng)計
以78份地方花生品種為樣本,對花生的單株落果率(X1)、單株芽果率(X2)、芽株率(X3)、鮮種發(fā)芽勢(X4)、鮮種發(fā)芽率(X5)、干種發(fā)芽勢(X6)、干種發(fā)芽率(X7)等7個性狀進行相關性分析,相關系數(shù)列于表5。21個相關系數(shù)中,系數(shù)值達到0.50以上的有8個。分析表5數(shù)據(jù)可以得出,落果率與芽株率和芽果率無明顯相關,芽果率和芽株率呈極顯著正相關,相關系數(shù)為0.82;無論是鮮種還是干種,其發(fā)芽勢和發(fā)芽率與單株落果率均無明顯相關;發(fā)芽勢和發(fā)芽率在鮮種和干種之間均呈極顯著正相關,且相關系數(shù)較大,分別達0.81和0.85;發(fā)芽勢與芽果率和芽株率的相關性均達極顯著,相關系數(shù)均達0.44以上,其中與芽株率相關性最大,相關系數(shù)均達0.50以上;發(fā)芽率和芽果率的相關系數(shù)達顯著水平,與芽株率的相關性達極顯著水平,相關系數(shù)分別為0.41和0.42。由此可見,落果量與種子休眠性無明顯相關性,不宜作為評價花生種子休眠性的指標;收獲時單株發(fā)芽莢果占比和發(fā)芽株數(shù)占比與休眠性極顯著相關,適合在收獲時作為初步評價花生種子休眠性的指標。芽株率越大,其發(fā)芽勢越高,種子休眠性就越弱。
表5 休眠特性測定性狀間相關性
花生種子休眠性是其進化形成的自我保護機制,直接影響其收獲產(chǎn)量和品質(zhì)[7,8],對其安全生產(chǎn)有重要影響。貴州地處低緯度、中高海拔區(qū)域,屬于亞熱帶季風氣候,獨特多樣的生態(tài)氣候孕育了一批以珍珠豆型低脂中蛋白為主的地方花生品種[9,10]。本研究中,通過觀測不同地方品種收獲時落果數(shù)、發(fā)芽莢果數(shù)、發(fā)芽株數(shù),以及新鮮種子和干種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率,比較分析品種間差異。結(jié)果表明,貴州地方花生品種的出苗時長和出苗整齊度差異較大,多數(shù)品種成熟后存在莢果發(fā)芽;干種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率的變異系數(shù)明顯高于鮮種子。說明貴州地方花生的休眠性差異明顯,干種子的發(fā)芽能力大小更能夠體現(xiàn)品種間休眠性差異。
分別比較出苗整齊度有異的3類品種的發(fā)芽率和發(fā)芽勢,結(jié)果得出,出苗整齊度越好的品種,干種發(fā)芽勢越高,休眠性越弱。芽果率和芽株率高的品種,其發(fā)芽勢也較高。本研究中,芽果率高于10%的3個品種,單株完好莢果數(shù)減少19.82%,這一結(jié)論與周桂元等[6]的研究結(jié)論基本一致。相關性分析結(jié)果顯示,不論是干種子還是鮮種子,芽果率和芽株率均與發(fā)芽勢的相關性最大,發(fā)芽莢果占比和發(fā)芽植株占比與發(fā)芽勢和發(fā)芽率之間均呈極顯著正相關。說明,依據(jù)收獲時單株發(fā)芽莢果比例和發(fā)芽植株占比來判定種子休眠性,具有實際意義。本研究依據(jù)發(fā)芽勢高低,從78份地方花生品種中篩選出休眠性較強的品種5個,分別是Ah 74、Ah 1、Ah 59、Ah 77、Ah 61,其中Ah 74、Ah 77和Ah 61是從撂荒多年的荒地中收集到的隔年生花生,其強休眠特性得到了進一步驗證;鑒選出休眠性較弱的品種19個,其中休眠性極弱的品種2個,分別是Ah 28和Ah 96,這既為生產(chǎn)用種提供了技術理論指導,也為今后品種選育和材料創(chuàng)制提供了參考依據(jù)。