聞金光，菅彩媛，韓曉梅，李素萍，鄧 濤，關(guān)國(guó)寶

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 酒泉 735000；3.巴彥淖爾市種子管理站，內(nèi)蒙古 臨河 015000）

我國(guó)是食用向日葵生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，食用向日葵種植面積占向日葵總面積的70%以上[1-2]，雖然種植面積大，但是食用向日葵在基礎(chǔ)理論研究及品種選育上相比油用向日葵還很滯后[3]。近年來，國(guó)內(nèi)食用向日葵種植面積不斷擴(kuò)大，食用向日葵科研育種步伐加快，新品種選育取得了一定的成果。食用向日葵雜交種從21 世紀(jì)初大量引進(jìn)國(guó)外品種發(fā)展到目前全部實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化[4]。甘肅省是我國(guó)三大國(guó)家級(jí)向日葵育種、制種基地之一[5]，河西走廊生產(chǎn)了占全國(guó)80%以上的向日葵雜交種。隨著制種技術(shù)的發(fā)展和種子機(jī)械加工水平的提升，大田生產(chǎn)中食用向日葵雜交種已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)單粒播種。為了保證機(jī)械化播種質(zhì)量，達(dá)到田間出苗一致、生長(zhǎng)整齊、成熟期一致，商品種子除了要達(dá)到國(guó)家強(qiáng)制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)種子的物理性狀，如籽粒大小、均勻度、飽滿度、百粒重均提出較高要求。要想達(dá)到這個(gè)目標(biāo)除提升種子機(jī)械加工水平，種子的制種環(huán)節(jié)也至關(guān)重要。有研究表明，在適宜的種植密度范圍內(nèi)，單盤粒重、籽粒大小、百粒重隨種植密度的增大呈遞減趨勢(shì)[6-7]；氮、磷、鉀合理配施可以提高食用向日葵的單盤粒數(shù)及結(jié)實(shí)率[8]，合理施用鉀肥可以改善向日葵的經(jīng)濟(jì)性狀，提高品質(zhì)和產(chǎn)量[9]。本試驗(yàn)通過設(shè)置不同種植密度及施肥配置處理，分析不同處理食用向日葵不育系的性狀表現(xiàn)，旨在挖掘向日葵制種增產(chǎn)潛力，提高種子質(zhì)量和成品率，不斷完善向日葵制種技術(shù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省酒泉市金塔縣財(cái)政農(nóng)場(chǎng)，前茬作物為玉米，中等肥力，沙質(zhì)土壤。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部登記食用向日葵雜交種ZH9018 的不育系9063A 和恢復(fù)系A(chǔ)1361R，開花前10 d 在田間均勻分散放置蜂箱，開花時(shí)蜜蜂自然授粉，授粉結(jié)束后割除恢復(fù)系。供試肥料為尿素（N，46%），硫酸鉀（K2O，60%），復(fù)合肥（N-P2O5-K2O，17-17-17）。

1.3 試驗(yàn)方法

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為種植密度，設(shè)4 個(gè)處理，分別為D1：行距60 cm，株距48 cm，34 500 株/hm2；D2：行距60 cm，株距41 cm，40 500 株/hm2；D3：行距60 cm，株距36 cm，46 500 株/hm2；D4：行距60 cm，株距32 cm，52 500 株/hm2。副區(qū)為施肥配置，設(shè)3 個(gè)處理，分別為F1、F2、F3（表1），F(xiàn)1 為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥量。試驗(yàn)設(shè)3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，副區(qū)每個(gè)處理種植10 行，8 行不育系2 行恢復(fù)系，按行比4∶1 間隔種植，行長(zhǎng)10 m。2020年4月10日開始播種，按親本物候期調(diào)節(jié)播種期，使其開花期相遇?；ūP變黃時(shí)測(cè)量株高、莖粗和花盤直徑，自然成熟后收獲測(cè)產(chǎn)，每個(gè)小區(qū)測(cè)產(chǎn)后的種子用分級(jí)篩按S 級(jí)（3 mm 以下）、M 級(jí)（3 mm≤X＜11 mm）、L 級(jí)（≥11 mm）分級(jí)測(cè)量不同粒級(jí)所占比例，并取M 級(jí)種子測(cè)量籽粒長(zhǎng)度、寬度、百粒重。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)單獨(dú)取10 個(gè)花盤，測(cè)算結(jié)實(shí)率、單盤粒重。

表1 施肥配置方案 單位：kg/hm2

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007 軟件繪制圖表、SAS 9.0 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度與施肥配置對(duì)食用向日葵植株性狀的影響

由表2 可知，同一種植密度處理下不同施肥配置對(duì)株高、莖粗、花盤直徑影響不顯著（P＞0.05），但是不同種植密度處理對(duì)株高、莖粗、花盤直徑有顯著影響（P＜0.05）。株高隨著種植密度增加呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中，D3 處理平均株高為279.2 cm，D4 處理平均株高為280.9 cm，兩者差異不顯著（P＞0.05）；D1 處理平均株高為263.9 cm，D2 處理平均株高為264.6 cm，兩者差異不顯著（P＞0.05）；D3、D4 處理與D1、D2 處理間差異顯著（P<0.05），說明株高在一定的種植密度范圍內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的，超出這個(gè)范圍，株高會(huì)有一個(gè)顯著的增長(zhǎng)。莖粗表現(xiàn)為D1＞D2＞D3＞D4，呈現(xiàn)隨著種植密度增加而減少的趨勢(shì)，D1 處理平均莖粗為3.07 cm、D2 處理為2.98 cm、D3 處理為2.66 cm、D4 處理為2.60 cm，D1 處理和D2 處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05），D2 處理和D3 處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05），D3 處理和D4 處理間差異不顯著（P＞0.05），說明種植密度增加對(duì)莖粗變化影響顯著，但是當(dāng)種植密度達(dá)到一定值后莖粗變化減少。花盤直徑與莖粗一樣呈現(xiàn)從D1 到D4 遞減的趨勢(shì)，平均花盤直徑D1 處理為24.61 cm、D2 處理為24.16 cm、D3 處理為23.41 cm、D4 處理為22.19 cm，4 個(gè)種植密度處理花盤直徑差異顯著（P<0.05），從花盤直徑數(shù)據(jù)看，D2 處理比D1 處理減少0.45 cm，D3 處理比D2 處理減少0.75 cm，D4 處理比D3 處理減少1.22 cm，不同處理花盤直徑減少的差值隨種植密度增加呈遞增趨勢(shì)，說明種植密度增加對(duì)花盤直徑減少的影響是逐步加大的。

表2 不同種植密度與施肥配置食用向日葵植株性狀分析結(jié)果 單位：cm

2.2 種植密度與施肥配置對(duì)食用向日葵經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表3 可知，食用向日葵結(jié)實(shí)率普遍不高，各處理平均結(jié)實(shí)率在61.9%～63.3%，部分處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05），但是沒有明顯規(guī)律，說明在依靠蜜蜂自然授粉情況下，處理間結(jié)實(shí)率有顯著差異的結(jié)果并非是實(shí)施處理造成的，應(yīng)該是自然授粉過程不均衡的結(jié)果。

由表3 和圖1 可知，隨著種植密度的增加，單盤粒重、百粒重、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬減少，呈負(fù)相關(guān)，但是同一種植密度處理內(nèi)不同施肥配置差異不顯著（P＞0.05）。百粒重和單盤粒重均表現(xiàn)為D1＞D2＞D3＞D4，百粒重不同種植密度處理間差異顯著（P<0.05），單盤粒重D1 和D2、D3、D4 處理間差異顯著（P<0.05），D4 和D2、D3 處理間差異顯著（P<0.05），D2 和D3 處理間差異不顯著（P＞0.05）。制種不同于大田商品籽粒生產(chǎn)，并非單盤粒重和百粒重越大越好，應(yīng)結(jié)合其他經(jīng)濟(jì)性狀找到最佳平衡點(diǎn)。

圖1 不同種植密度與施肥配置對(duì)向日葵籽粒性狀的影響

表3 不同種植密度與施肥配置食用向日葵產(chǎn)量性狀的分析結(jié)果

2.3 種植密度與施肥配置對(duì)食用向日葵產(chǎn)量的影響

由表4 可知，不同種植密度處理食用向日葵產(chǎn)量差異顯著（P<0.05），表現(xiàn)為D3＞D4＞D2＞D1，D3 處理產(chǎn)量最高，為2 292.4 kg/hm2；D1 處理產(chǎn)量最低，為1 823.9 kg/hm2。D3 和D4 處理間差異不顯著（P＞0.05），D3、D4 處理與D1、D2 處理間產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平（P<0.01）。由表5 可知，施肥配置處理產(chǎn)量順序?yàn)镕3＞F2＞F1，F(xiàn)3 處理平均產(chǎn)量為2 115.1 kg/hm2，F(xiàn)2 處理平均產(chǎn)量為2 088.7 kg/hm2，F(xiàn)1 處理平均產(chǎn)量為2 069.2 kg/hm2，說明增施鉀肥可提高食用向日葵產(chǎn)量[9]，但在本試驗(yàn)施肥配置中產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。由表6 可知，D3F3 處理食用向日葵產(chǎn)量最高，其后依次是D4F3、D4F2（D4F1）、D3F2（D3F1）、D2F2、D2F3、D2F1、D1F3、D1F2、D1F1 處理。種植密度對(duì)產(chǎn)量的影響顯著，而施肥配置中，鉀肥施用量多的F3 處理表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量。綜合分析可以得出，在甘肅省河西走廊，高稈食用向日葵不育系制種最佳處理為D3F3，即種植密度為46 500 株/hm2，施肥配置為底肥復(fù)合肥450 kg/hm2、現(xiàn)蕾期和灌漿期均追施尿素150 kg/hm2+硫酸鉀45 kg/hm2。

表4 不同種植密度食用向日葵產(chǎn)量結(jié)果

表5 不同施肥配置食用向日葵產(chǎn)量結(jié)果

表6 不同處理組合食用向日葵產(chǎn)量結(jié)果

2.4 種植密度與施肥配置對(duì)種子成品率的影響

種子不同于一般商品，收獲后的種子需要經(jīng)過初選、精選、重力選、色選、分級(jí)、包衣、定量包裝等一系列加工，成為合格的商品種子才可以銷售。清選后的種子要通過分級(jí)機(jī)分級(jí)，淘汰過大或過小、畸形、不飽滿的種子，保留大小適中、均勻、飽滿的種子。本試驗(yàn)對(duì)小區(qū)測(cè)產(chǎn)后的凈種子按S 級(jí)（3 mm 以下）、M 級(jí)（3 mm≤X＜11 mm）、L 級(jí)（≥11 mm）分級(jí)，M 級(jí)為成品種子，各級(jí)數(shù)量比例見圖2。由圖2 可知，不同處理種子的成品率均在80%左右，M 級(jí)D3F3 處理種子的成品率最高，為82.9%；D1F1 處理最低，為77.6%。不同處理L 級(jí)種子和S 級(jí)種子所占比例有較大變化，種植密度增大，S 級(jí)種子比例增加；種植密度減少，L 級(jí)種子比例增大。D3 處理的L 級(jí)種子和S 級(jí)種子比例均衡。D3 處理是L 級(jí)種子和S 級(jí)種子比例轉(zhuǎn)換的交叉點(diǎn)，說明D3 處理的M 級(jí)成品種子籽粒大小均勻，進(jìn)行二次分級(jí)加工后種子級(jí)差小。

圖2 不同處理組合種子分級(jí)成品率比較

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)以食用向日葵不育系為材料，采用不同種植密度和施肥配置，研究甘肅地區(qū)食用向日葵雜交種制種的配套栽培技術(shù)，結(jié)果表明，種植密度為46 500 株/hm（2行距60 cm，株距36 cm），施肥配置為底肥復(fù)合肥450 kg/hm2、現(xiàn)蕾期和灌漿期均追施尿素150 kg/hm2+硫酸鉀45 kg/hm2處理制種產(chǎn)量最高，達(dá)到2 333.1 kg/hm2；種子成品率最高，達(dá)到82.9%。

馬軍等[9]、王文軍等[10]研究表明，增施鉀肥可以提高向日葵結(jié)實(shí)率及產(chǎn)量，但本試驗(yàn)材料為不育系和恢復(fù)系，在結(jié)實(shí)率表現(xiàn)上與雜交種有差別，結(jié)實(shí)率普遍較低。其原因可能是由于不育系無花粉，只有蜜源可以吸引蜜蜂，吸引蜜蜂能力差，直接影響蜜蜂傳粉[11]。而蜜蜂傳粉是隨機(jī)的，這樣就造成不同處理結(jié)實(shí)率有差異但是沒有規(guī)律性。在雜交種制種生產(chǎn)實(shí)踐中，由于不同的不育系管狀花結(jié)構(gòu)有差異，造成昆蟲自然授粉結(jié)實(shí)率差異很大[12]，因此，蜜蜂自然授粉結(jié)合人工輔助授粉可以大幅度提高不育系授粉結(jié)實(shí)率，提高制種產(chǎn)量[13-18]。

向日葵單個(gè)花盤上的種子由周邊向內(nèi)是逐漸由大到小的，測(cè)量籽粒大小和百粒重時(shí)取樣樣本數(shù)量的大小和取樣方法的差異會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此，本試驗(yàn)在籽粒大小和百粒重測(cè)定時(shí)只選取能夠成為合格種子的M 級(jí)混合樣品測(cè)試。

向日葵種制對(duì)種子籽粒的要求與向日葵商品生產(chǎn)對(duì)籽粒要求不同，商品生產(chǎn)只要求籽粒大、飽滿、色澤光亮，而向日葵制種產(chǎn)出的籽粒不能太大，百粒重不能太高，要兼顧種子產(chǎn)量、籽粒大小、飽滿度、發(fā)芽率、成品率等多個(gè)因素，生產(chǎn)出來的成品種子對(duì)籽粒性狀有嚴(yán)格的質(zhì)量要求，所以兩者的栽培措施和生產(chǎn)目標(biāo)是不一樣的。不同的品種親本的生物學(xué)性狀不同，制種時(shí)對(duì)栽培技術(shù)措施要求不同，這就需要育種者結(jié)合親本特性給制種生產(chǎn)技術(shù)人員提供栽培管理技術(shù)措施。

向日葵種植密度與生產(chǎn)水平有十分密切的關(guān)系[19-20]。在生產(chǎn)水平良好的條件下，適當(dāng)提高種植密度，確保單株生育良好，可提高向日葵總產(chǎn)量；反之生產(chǎn)水平較低，種植密度大，單株?duì)I養(yǎng)不良，營(yíng)養(yǎng)體早衰，導(dǎo)致籽粒發(fā)育不良，產(chǎn)量降低。因此，合理的種植結(jié)構(gòu)、施肥水平才可以發(fā)揮食用向日葵最佳的生產(chǎn)潛力。