于樹濤王力夫尤淑麗董敬超殷業(yè)超周文雨王傳堂

(1.遼寧省沙地治理與利用研究所,遼寧 阜新 123000; 2.阜新市產業(yè)技術創(chuàng)新推廣中心,遼寧 阜新123000; 3.山東省花生研究所,山東 青島 261000)

花生屬于喜溫作物,其生長發(fā)育受溫度影響較大,尤其是地處我國高緯度地區(qū)的東北花生產區(qū),受該地區(qū)無霜期和積溫的影響,花生種植者在生產過程中經常關注“倒春寒”和“霜凍”現象,以防極端多變的天氣導致花生春季出現爛種、秋季出現“凍?！?而直接影響花生的生長及品質,最終影響花生的經濟效益[1]。

目前,有關春季低溫對花生萌發(fā)的研究較多,于樹濤等(2021)通過對15個參試品種進行不同播期試驗,篩選出高耐低溫高油酸花生品系1個,不耐低溫的高油酸花生品種(系)9個[2];薛云云等(2018)對24份花生資源進行了芽期和苗期耐寒性分析, 鑒定出了不同耐寒類型的花生資源[3];王傳堂等(2019)對18份高油酸花生品系在早播條件下進行低溫高濕篩選,篩選出出苗率明顯優(yōu)于普通油酸對照品種2個[4],以上研究為花生春季耐低溫提供了豐富的種質資源。

而針對秋季收獲耐凍資源篩選研究較少,僅陳娜等(2020)選擇40個花生品種(系)進行不同時間段收獲,篩選出抗凍高油酸品種1個,普通油酸品種1個[5]。而由于目前生產上的花生品種多為直立型,東北花生產區(qū)多采用分段式收獲,花生莢果出土后,大多數花生均在地里晾曬,一部分花生莢果仍與土壤接觸,如遇霜凍,極易導致花生受到低溫而產生凍害,影響花生品質及經濟效益。

而實際生產中,花生遭遇凍害后,如繼續(xù)用于種用或銷售,對收獲暴露空氣中的莢果(向陽莢果)和完全接觸地面的莢果(底部莢果)的種子發(fā)芽是否存在差異未見報道,并且,不同晾曬下的莢果與植株農藝性狀是否存在相關性也未見報告。因此,針對該問題,本試驗以秋季遭遇低溫后不同晾曬的莢果發(fā)芽情況進行研究,同時分析莢果與農藝性狀間的關系,以期為耐凍花生品種研究提供基礎,為我國東北地區(qū)花生預防凍害提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

利用前期基于花生感官品質構建的核心種質資源中的89個品種作為試驗材料[6],供試品種見表1。

表1 種質來源

1.2 試驗設計與方法

1.2.1 田間試驗設計 試驗于2021年在遼寧省沙地治理與利用與研究所花生基地試驗田進行,土壤為黏土,肥力中等,每份材料播種2行,單粒播種,5 m行長,收獲期間安裝地溫計(深圳市華圖測控系統(tǒng)有限公司,HE174),每20 min記錄-5 cm 土壤溫度。

1.2.2 試驗測量方法 待所有花生成熟后(9月28日所有試材已達到成熟期),依據天氣情況,10月5日上午8:00～9:00,將花生植株從地面拔出,植株平鋪在地面上進行晾曬,晾曬3 d后,分別收獲暴露空氣中的莢果(向陽莢果)和完全接觸地面的莢果(底部莢果),為避免試材造成的誤差,每株花生僅選取第一側枝和第二側枝的莢果,每株取莢果不超過5粒。

待種子晾干至莢果含水量在10%以下后,選取飽滿、種皮完整的種子進行室內萌發(fā)試驗。每個處理30粒種子,3次重復,25 ℃培養(yǎng)箱中浸種8 h,之后轉入培養(yǎng)皿中進行發(fā)芽,7 d后統(tǒng)計種子發(fā)芽率、芽長與種長,以正常收獲的花生為對照,測量花生農藝性狀及莢果性狀。

相關指標公示如下:

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽第7 d正常發(fā)芽粒數/供試種子數×100;

芽長/種長(%)=第7 d所有種子芽長/第7 d所有種子種長×100。

1.2.3 數據處理 采用Excel 進行統(tǒng)計計算,用DPS 7.05分析軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 地溫變化

通過地溫計測量,統(tǒng)計10月5日0點～10月8日0點數據,繪制散點圖,結果見圖1。

花生離開土壤后,從圖1中可以看出,10月6日-5 cm地面溫度最低達1.3 ℃,檢測出2次,共持續(xù)40 min/h,依據表2天氣情況,在10月5日晚～10月6月凌晨氣溫也出現最低0 ℃的溫度,此次試驗田也已明顯出現清霜現象。

表2 花生收獲期間阜新天氣情況

圖1 花生收獲期間-5 cm地溫變化散點

2.2 不同晾曬莢果對種子發(fā)芽的影響

收獲暴露空氣中的莢果(向陽莢果)和完全接觸地面的莢果(底部莢果)進行發(fā)芽率、芽長與種長的測定,結果顯示,對89個花生品種收集向陽莢果和底部莢果的子仁發(fā)芽率分別為93.32%和90.18%,種子的芽長/種長分別為1.21和1.04。

對所有花生品種向陽莢果和底部莢果進行發(fā)芽率和未發(fā)芽率統(tǒng)計,由表4的卡方檢驗可知,Pearson 卡方與Fisher 的精確檢驗的Sig.檢驗顯著值均小于0.05,可見卡方檢驗的結果是非常顯著的,即向陽莢果和底部莢果的發(fā)芽率有顯著關系,說明不同晾曬的莢果子仁發(fā)芽率、芽長/種長差距較大。

表4 發(fā)芽率卡方檢驗

2.3 不同晾曬莢果與農藝性狀的灰色關聯分析

花生成熟期選取5株進行農藝性狀分析,同時選取每個單株的莢果進行長、寬、厚及單株果重進行測量,對供試材料的原始數據進行均值化處理,不令Δmin 為 0,分辨系數為0.5,進行不同晾曬莢果與農藝性狀的灰色關聯分析。結果表明,向陽莢果和底部莢果均與第二側枝夾角關聯最大,其次是第一側枝夾角和莢果長。

2.4 耐凍花生品種篩選

對89個花生品種的芽長/種長、發(fā)芽率進行測量,參照陳娜等(2020)耐低溫指標[5],以本試驗經歷凍害作為脅迫條件,發(fā)芽率≥85%作為耐低溫品種(R),50%≤發(fā)芽率＜85%品種鑒定為中間型(M),發(fā)芽率＜50% 作為低溫敏感性(S),從表6中可以看出,有72個品種不低于85%,屬于耐低溫型,占供試材料的80.1%,其余(17個)均屬于中間型。

表6 供試花生品種的發(fā)芽率統(tǒng)計

花生受到低溫后,除利用發(fā)芽率判斷種子的耐低溫外,由于有些種子可能在萌發(fā)初期抵御了低溫傷害,但后期生長還會收到影響[7],因此,本試驗引用種長/芽長進行判斷,利用DPS軟件對供試材料的發(fā)芽率及種長/芽長進行簡單相關分析(表7),結果表明,發(fā)芽率與種長/芽長均達到極顯著水平,因而將芽長/種長也作為耐低溫資源篩選標準。

表7 發(fā)芽率及種長/芽長簡單相關分析

通過芽長/種長進行測量,結果表明,向陽莢果和底部莢果的芽長/種長平均值最高的是K22,為2.36,與48個品種達到差異極顯著水平(詳見表8),此外,從表中可以看出,K13位居芽長/種長平均值第二,芽長/種長平均值為2.32,而該品種發(fā)芽率平均值為94%,說明花生種子秋季受霜凍后,有芽勢沒有芽率,因而篩選抗凍資源時,不能單一從芽長/種長作為判定標準。最終篩選出耐凍資源1個,為K22,該品種發(fā)芽率達100%,芽長/種長平均值達2.36,位居供試品種第一位。

表3 不同收獲方式發(fā)芽率及芽長/種長的數據表現

表5 不同晾曬莢果與農藝性狀的灰色關聯分析

表8 供試花生品種的芽長/種長統(tǒng)計

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3 結論與討論

試驗結果表明,晾曬向陽莢果的發(fā)芽率好于接觸地面的莢果;不同晾曬莢果與農藝性狀的灰色關聯分析顯示,不同晾曬莢果與第一側枝和第二側枝夾角關聯度最大,而與莢果類型關聯不大;經對89個花生品種的芽長/種長、發(fā)芽率進行耐低溫指標篩選,篩選出耐凍資源1個。在品種選育方向上,應加強匍匐型或小匍匐型株型(主莖與第一隊側枝之間的角度≥45°,且主莖與所有側枝呈傘型分布)的研究,一方面在花生分段收獲的晾曬過程中,所有莢果都向陽,可有效提高莢果的脫水速度,還可避免晾曬時黃曲霉污染問題[10],另一方面,本地區(qū)花生采用玉米原壟種植[11],壟距較大,如采用匍匐型或小匍匐型花生,花生側枝長加長,穴距加大,可有效減少單位面積用種量。

地處農牧交錯地帶的東北花生產區(qū),生產的花生黃曲霉毒素含量較低[8～9],是我國重要的優(yōu)質花生產區(qū),一直受到國內乃至國際市場的關注。然而,由于東北花生產區(qū)收獲季節(jié)易出現“清霜”,導致花生出現“凍?！?極大影響了花生的經濟效益。因而篩選莢果脫水速率快,能夠抵御“清霜”風險的耐凍花生種質,對東北花生安全產業(yè)發(fā)展具有重要的意義。