付 薇, 韓永芬*, 陳 偉, 孟軍江, 蘇 生, 何 靜, 覃濤英, 馬 寧
(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院 草業(yè)研究所, 貴州 貴陽 550006; 2.貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司, 貴州 松桃 554100)
【研究意義】菊苣(CichoriumintybusL.)是菊科菊苣屬多年生草本植物,產(chǎn)草量高,營養(yǎng)豐富,抽莖前刈割的鮮菊苣含干物質(zhì)15%、蛋白質(zhì)20%~30%、粗纖維12.5%、無氮浸出物35%~42%[1-2]。貴州省農(nóng)業(yè)科學院草業(yè)研究所于1997年引進普那菊苣,通過幾年引種馴化,于2005年選育出省審牧草新品種黔引普那菊苣(CichoriumintybusL.Qianyin)[3]。2006年將黔引普那菊苣搭載實踐八號育種衛(wèi)星航天誘變,篩選出1份生產(chǎn)性能優(yōu)異、抗旱性強的優(yōu)良品系,并于2014年6月通過貴州省農(nóng)作物品種審定委員會審定,正式命名黔育1號菊苣(CichoriumintybusL.Qianyu No.1)。黔育1號菊苣草質(zhì)優(yōu)良,粗蛋白含量達25.48%、粗脂肪含量為3.17%,適應性強,適口性好,青綠期長,抗旱性強,在退耕還草和種草養(yǎng)畜推廣應用中取得了良好的示范效果。目前,黔育1號菊苣種子生產(chǎn)供不應求,但貴州地形復雜,立體氣候差異顯著,復雜的生境給菊苣種子生產(chǎn)帶來許多問題?!厩叭搜芯窟M展】不同海拔對植物種子生長的影響研究已有大量報道。丁紅文等[4]研究表明,在坡相相同、土壤肥力基本一致、管理水平相同的情況下,種子的成熟度、產(chǎn)量與海拔有一定關(guān)系,隨著海拔的升高,種子成熟度降低,產(chǎn)量逐漸下降。DIERING等[5]研究海拔對4種油料作物生長發(fā)育和種子生產(chǎn)的影響發(fā)現(xiàn),海拔300 m和700 m種群的生物量、單株種子產(chǎn)量顯著高于海拔219 m?!狙芯壳腥朦c】隨著貴州生豬牛羊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,菊苣用種需求量大,市場供不應求,但目前貴州菊苣草種主要依靠進口,本地草種生產(chǎn)存在較大缺口。研究菊苣在貴州的生產(chǎn)繁種表現(xiàn),可為貴州草種的自主生產(chǎn)提供一定參考?!緮M解決的關(guān)鍵問題】在貴州省高、中、低不同海拔地區(qū)開展黔育1號菊苣種子生產(chǎn)試驗,考察不同海拔地區(qū)黔育1號菊苣種子的生長表現(xiàn),充分發(fā)掘其在貴州省不同區(qū)域的生產(chǎn)潛力,為該品種良種繁育基地建設(shè)提供生態(tài)依據(jù),促進牧草品種種子的標準化、規(guī)?;a(chǎn)。
黔育1號菊苣原種為貴州省農(nóng)業(yè)科學院草業(yè)研究所選育并提供。
試驗設(shè)6個海拔高度處理,分別為威寧縣試驗點,海拔2 235 m;納雍縣試驗點,海拔1 612 m;貴陽市試驗點,海拔1 187 m;獨山縣試驗點,海拔970 m;松桃縣試驗點,海拔670 m;羅甸縣試驗點,海拔441 m。試驗地基本狀況見表1。采用隨機區(qū)組設(shè)計,每處理試驗點3次重復,小區(qū)面積30 m2(6 m×5 m)。試驗采用育苗移栽。幼苗長出5~6片真葉時進行移栽,株距×行距為60 cm×50 cm。移栽前試驗地施入磷肥750 kg/hm2、有機肥30 000 kg/hm2作為基肥。幼苗期、孕蕾期和開花期均追施尿素50 kg/hm2、過磷酸鈣50 kg/hm2和硫酸鉀30 kg/hm2。適時中耕除草,注意防治病蟲害。
表1 不同試驗點的海拔高度、播期及氣象條件
1.3.1 株高 在菊苣盛花期用卷尺測量植株高度。每小區(qū)隨機選取10株測量,重復3次,取平均值。
1.3.2 種子產(chǎn)量構(gòu)成因子 參照伏兵哲等[6]的方法,在菊苣開花期到種子成熟測產(chǎn)收獲前,田間分別測定各小區(qū)的產(chǎn)量因子。盛花期每小區(qū)隨機選取10株掛牌標記,統(tǒng)計每株生殖枝數(shù)、花序數(shù);隨機選取30個花序統(tǒng)計每花序的小花數(shù);盛花期20 d后每小區(qū)隨機選取30個花序統(tǒng)計每花序的種子數(shù)。
1.3.3 種子產(chǎn)量 參照梁小玉等[7]的方法,盛花期20 d后進行單株收獲,在各小區(qū)隨機選取1 m2(1 m×1 m)的樣方刈割,重復3次,曬干、脫粒、清選后稱量,并選取凈種子1 000粒稱量,重復3次,取平均值。
1.3.4 種子質(zhì)量評價指標 選取大小均勻健康的凈種子100粒,測定種子標準發(fā)芽勢和發(fā)芽率,重復3次。選取大小均勻健康的凈種子100粒,采用電導儀測定種子電導率,重復3次。
試驗數(shù)據(jù)用Excel和DPS進行統(tǒng)計分析。
2.1.1 株高 從表2看出,6個不同海拔地區(qū)黔育1號菊苣的株高不同,以海拔最低的羅甸試驗點(海拔441 m)株高最高,為164.7 cm;海拔最高的威寧試驗點(海拔2 235 m)株高最矮,為158.1 cm。海拔高度對黔育1號菊苣的株高影響差異不顯著。
2.1.2 種子產(chǎn)量構(gòu)成因子 從表2看出,每株生殖枝數(shù)以中海拔的獨山試驗點(海拔1 057 m)最多,為41個;其次是貴陽試驗點(海拔1 187 m),為40個;海拔最高的威寧試驗點最少,為32個;獨山和貴陽試驗點兩者間差異不顯著,但均顯著高于其余4個試驗點。每株花序數(shù)獨山試驗點最多,達841個,顯著高于其余5個試驗點;其次為松桃、貴陽、羅甸試驗點,每株花序數(shù)分別為734個、726個及705個,3個試驗點間差異不顯著;威寧試驗點最少,僅603個花序,顯著低于其余5個試驗點。每花序小花數(shù)6個試驗點間差異不顯著。每花序種子數(shù)威寧試驗點最少,僅9.1個,顯著低于其余5個試驗點;獨山試驗點最多,達15.1個;畢節(jié)、貴陽、獨山、松桃、羅甸5個試驗點間差異不顯著。結(jié)實率以畢節(jié)試驗點最高,達87.34%,與貴陽、獨山、松桃3個試驗點間差異不顯著;結(jié)實率最低的為威寧試驗點,僅59.87%,顯著低于其余5個試驗點。
表2 不同海拔地區(qū)黔育1號菊苣株高及種子產(chǎn)量構(gòu)成因子
黔育1號菊苣在中海拔和低海拔地區(qū)種植的株高、種子產(chǎn)量構(gòu)成表現(xiàn)整體優(yōu)于高海拔地區(qū),隨著海拔升高,生殖枝、花序、花序小花、種子數(shù)量和結(jié)實率整體呈降低趨勢。
2.2.1 種子產(chǎn)量 由表3看出,種子千粒重貴陽試驗點最高,達1.41 g;其次為獨山和羅甸試驗點,分別為1.36 g和1.30 g,3個試驗點間差異不顯著;威寧試驗點最低,為0.95 g,畢節(jié)試驗點次低,為1.17 g,2個試驗點顯著低于其余4個試驗點。單株種子產(chǎn)量獨山試驗點最高,達17.2 g,顯著高于其余5個試驗點;其次是貴陽和松桃試驗點,分別為15.3 g和14.0 g,2個試驗點間差異不顯著;威寧試驗點最低,為5.2 g,顯著低于其余5個試驗點。種子產(chǎn)量獨山試驗點最高,達518.1 kg/hm2,顯著高于其余5個試驗點;其次是貴陽試驗點,為457.6 kg/hm2;威寧試驗點最低,僅156.4 kg/hm2,顯著低于其余5個試驗點。黔育1號菊苣在中、低海拔地區(qū)種子產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)于高海拔地區(qū),其中以獨山試驗點的整體表現(xiàn)最優(yōu)。
表3 不同海拔地區(qū)黔育1號菊苣的種子產(chǎn)量及其活力指標
2.2.2 種子活力 從表3看出,種子發(fā)芽勢獨山試驗點最高,達57.8%,顯著高于其余5個試驗點;其次為貴陽和松桃試驗點,分別為53.5%和51.2%,顯著高于除獨山外的其余試驗點;威寧試驗點最低,僅24.1%,顯著低于其余試驗點。種子發(fā)芽率以獨山試驗點最高,達86.3%;其次為松桃和貴陽試驗點,分別為83.8%和81.7%;威寧試驗點最低,僅51.8%,試驗點間差異顯著性趨勢與發(fā)芽勢一致。種子電導率最高的是威寧試驗點,為121.6 μs/(cm·g),顯著高于其余5個試驗點;其次是畢節(jié)試驗點,為96.5 μs/(cm·g),顯著高于除威寧外的其余試驗點;第三為羅甸試驗點,為78.1 μs/(cm·g);貴陽、獨山、松桃試驗點電導率較低,3個試驗點間差異不顯著,但均顯著低于其余試驗點。黔育1號菊苣在獨山、貴陽、松桃3個試驗點發(fā)芽勢、發(fā)芽率表現(xiàn)較優(yōu),隨著海拔增加電導率顯著增大。
在貴州省威寧、畢節(jié)、貴陽、獨山、松桃、羅甸6種不同海拔地區(qū)開展黔育1號菊苣種子生產(chǎn)試驗發(fā)現(xiàn),中海拔地區(qū)的獨山、貴陽及低海拔地區(qū)的松桃3個試驗點是黔育1號菊苣較為適宜的種子生產(chǎn)地,種子產(chǎn)量、千粒重、發(fā)芽勢、發(fā)芽率均表現(xiàn)良好,中海拔和低海拔地區(qū)表現(xiàn)優(yōu)于高海拔地區(qū),該結(jié)果與劉婷娜等[8]對垂穗披堿草的研究結(jié)論一致。海拔1 612 m的畢節(jié)試驗點盡管發(fā)芽率最高(87.34%),但是種子千粒重僅1.17 g,顯著低于貴陽、獨山、松桃、羅甸4個試驗點。海拔2 235 m的威寧試驗點,每株生殖枝數(shù)、花序數(shù)、結(jié)實率、千粒重、產(chǎn)量、發(fā)芽勢、發(fā)芽率均顯著低于其余5個試驗點,種子千粒重僅為0.95 g,產(chǎn)量156.4 kg/hm2。造成這種情況的原因可能是不同海拔條件形成水、熱及光條件各異的小氣候,進而影響種子的萌發(fā)、幼苗存活及其植物生長發(fā)育、物質(zhì)代謝和結(jié)構(gòu)功能等[9-10]。
牧草種子生產(chǎn)中氣候是決定種子產(chǎn)量和品質(zhì)的基本因素,必須根據(jù)不同草種生長特性選擇最佳氣候區(qū)進行種子生產(chǎn),才能最大限度地提高牧草種子產(chǎn)量[11]。威寧和畢節(jié)試驗點盡管日照時間長,但降水量和年均氣溫均低于其他4個試驗點,黔育1號菊苣整個生育期間溫度較低,生殖生長受影響,致使生殖枝數(shù)量減少,種子千粒重減輕,成熟度差,活力低,產(chǎn)量低。羅甸試驗點海拔最低,為貴州的低熱河谷地區(qū),晝夜溫差較小,對黔育1號菊苣生殖生長和營養(yǎng)物質(zhì)積累也有一定的影響。貴陽、獨山、松桃3個試驗點年均降水量、年均氣溫較為適中,晝夜溫差相對較大,無霜期較長,有利于植株營養(yǎng)體的形成、干物質(zhì)累積和種子灌漿,因此這3個試驗點的種子產(chǎn)量、千粒重、發(fā)芽勢、發(fā)芽率均較好。
黔育1號菊苣種子生產(chǎn)適宜選擇在海拔600~1 300 m,年日照時間1 000 h以上,年降水在1 000~1 350 mm,年均溫14~17℃的中低海拔地區(qū)進行。研究結(jié)果為貴州省黔育1號菊苣種子生產(chǎn)條件的選擇提供了科學依據(jù)。