不同花生品種系光合特性與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究

李海芬等

摘 要：為研究光合作用與花生產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的關(guān)系，為下一步培育高產(chǎn)高光效品種打下基礎(chǔ)，對12個不同花生品種（系）成熟期葉片的光合作用相關(guān)指標以及主要農(nóng)藝性狀進行調(diào)查，分析光合作用與各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性，結(jié)果表明：2012B12與2012B33在株型以及平均單產(chǎn)方面都表現(xiàn)較好。2012A17的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）和氣孔導(dǎo)度（C）都為最高，2012A18次之，2012A43最低，但在細胞間CO2濃度（InTCO2）方面各品種（系）并無顯著差異?？偡种Α⒂行Х种颓v果數(shù)與蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度呈顯著正相關(guān)?；ㄉ骄鶈萎a(chǎn)也與凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度呈極顯著正相關(guān)?？梢姡嘤弋a(chǎn)高光效品種可著重從這幾方面進行。

關(guān)鍵詞： 花生品種；光合作用；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

中圖分類號：S565.2 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.020

Abstract： The related indicators of photosynthesis and agronomic characters of 12 peanut cultivars were investigated； the correlation between photosynthetic characters and agronomic characters was studied in this paper. The subject is to research the relationship between photosynthesis and agronomic characters and lay a foundation for the breeding of high photosynthetic efficiency. The results showed that the performance about plant type and average yield of 2012B12 and 2012B33 is relatively good. 2012A17 had the highest net photosynthetic rate （Pn）， transpiration rate （E） and stomata conductance（C）， 2012A18 took second place， 2012A43 was the lowest. But Intercellar CO2 concentration （InTCO2） has no significant difference among these peanut cultivars. The total number of branches， the number of effective branches， the number of pod were significantly correlated with E and C. The average yield is significantly and positively correlated with Pn， E and C. It is suggested to pay attention to these features in breeding work.

Key words：peanut variety；photosynthesis characters；agronomic characters；yield

花生是我國重要的油料作物之一，提高花生單產(chǎn)是育種工作的永恒主題。作物光合作用能力直接影響作物的收獲指數(shù)，作物產(chǎn)量主要依賴于光合速率，但依賴的程度受體內(nèi)的生理過程和環(huán)境因素的影響[1]。近年來，有關(guān)水稻、小麥、大豆、苜蓿、黃瓜、白菜等[2-7]作物光合特性的研究已有很多。在大豆高光效育種初期，杜維廣等[1]認為僅注重提高單葉光合速率，而忽視理想株型的建立，對于產(chǎn)量的促進作用并不是很大。劉永惠等[8]對山東、河北、遼寧、江蘇、四川、廣東等 9個省 （自治區(qū) ） 190份花生品種主要農(nóng)藝性狀的鑒定與評價，為花生育種研究工作和種質(zhì)資源創(chuàng)新提供了借鑒，但對花生品種的光合特性與農(nóng)藝性狀的關(guān)系鮮見報道。本研究以 12份花生品種（系）為供試材料，旨在對其進行光合特性和農(nóng)藝性狀分析的基礎(chǔ)上，對光合作用和各性狀之間的相關(guān)性進行分析，以期為發(fā)掘高光效優(yōu)良品系，研制新品種的配套栽培技術(shù)等奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試花生品種為2013年春品比圃12個不同花生品種（系），供試品種按常規(guī)方法種植和管理。

1.2 試驗方法

試驗于2013年在廣東省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化科技示范區(qū)試驗基地進行。試驗基地位于廣州市白云區(qū)鐘落潭鎮(zhèn)。

1.2.1 光合測定 試驗于2013年7月花生成熟期進行，每個品種（系）選3株生長一致的植株第三節(jié)位的功能葉片進行光合作用測定。利用美國CID公司生產(chǎn)的CI-340便攜式光合測定系統(tǒng)測定其凈光合速率 （ Pn， μmol·m-2·s-1 ），蒸騰速率（E，mmol·m-2·s-1），氣孔導(dǎo)度（C，mmol·m-2·s-1），細胞間CO2濃度（InTCO2，mmol·mol-1）等指標，每片葉片讀取數(shù)字3次，取9次結(jié)果采用IBM spss statistics 19進行統(tǒng)計分析。

1.2.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查及數(shù)據(jù)分析 性狀調(diào)查參照姜慧芳等[9]編寫的《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》進行。于花生莢果成熟期每個品種（系）取5株進行室內(nèi)考種，調(diào)查性狀包括主莖高、第一對側(cè)枝長、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、青葉數(shù)、莢果數(shù)和產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計分析

所采集的數(shù)據(jù)用 Excel 2003、IBM spss statistics 19軟件進行處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種（系）花生的光合作用

對不同品種在成熟期第三節(jié)位功能葉片的凈光合速率 （ Pn， μmol·m-2·s-1 ），蒸騰速率（E，mmol·m-2·s-1），氣孔導(dǎo)度（C，mmol·m-2·s-1），細胞間CO2濃度（InTCO2，mmol·mol-1）等指標進行系統(tǒng)地檢測，結(jié)果表明：各品種間的光合特性存在較大差異。由圖1可以看出，凈光合速率最大為2012A17，它與2012A18，2012B29無顯著差異，而與剩余其它品種差異顯著，其中2012A43最小，2012A523次之，2012A43與2012A523無顯著差異；蒸騰速率最大為2012A18，它與2012A17無明顯差異，二者皆與剩余其它品種差異顯著，其中2012A43最小，2013A523次之，2012A43與2013A523差異顯著。氣孔導(dǎo)度最大為2012A17，2012A18次之，二者皆與其它品種差異顯著，其中2012A43最小，2013A523次之，2012A43與2013A523無顯著差異。細胞間CO2濃度在各品系間無顯著差異。

2.2 不同品種（系）花生的農(nóng)藝性狀分析

不同品種主要農(nóng)藝性狀的調(diào)查結(jié)果顯示：不同品種在主莖高、第一對側(cè)枝長、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、青葉數(shù)、莢果數(shù)和產(chǎn)量等性狀上存在較大的差異。由表1可知，主莖長最大為2012A43，與2012A17、2012A35、2012B01、2012B12、2013A523、2012B33顯著差異，其中2012B33最??；第一側(cè)枝長最大為2012B29，與2012A43、2012A35、2012A82、2012B12，2012B33顯著差異，其中2012B33最?。豢偡种ψ畲鬄?012A17，最小為品2012B51，但無顯著差異；有效分枝最大為2012A18，最小為2012B29，但無顯著差異；莢果數(shù)最大為2012A17，與2012A43、2012A35、2012A82、2012B01、2012B29、2012B48、2012B51差異顯著，其中最小為2012A43；青葉數(shù)最大為2012A43，與2012A17、2012A18、2012A35、2012A82、2012B01、2012B12、2012B29差異顯著，其中最小為2012B12；產(chǎn)量2012A17最大，與2012A43、2012A35、2012A82、2012B01、2013A523、2012B51差異顯著，其中最小為2012A43。通過這些比較可以得出，2012B12與2012B33在株型，包括主莖高、第一側(cè)枝長、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、莢果數(shù)和青葉數(shù)等方面都表現(xiàn)較好，平均單產(chǎn)雖不是最高，但與最高無顯著差異。

2.3 光合作用與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性分析

光合作用相關(guān)因子與各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，蒸騰速率與花生品種的總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、莢果數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與青葉數(shù)呈顯著相關(guān)。氣孔導(dǎo)度與花生品種的總分枝數(shù)和有效分枝數(shù)呈顯著正相關(guān)，與莢果數(shù)極顯著正相關(guān)。而凈光合速率、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度都與花生平均單產(chǎn)顯著正相關(guān)。可見，總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、莢果數(shù)以及青葉數(shù)都會影響花生植株的蒸騰速率，而凈光合速率、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度三者在促進花生產(chǎn)量方面有重要作用。

3 結(jié)論與討論

農(nóng)藝性狀在花生的品種改良中有著重要的意義，為花生新品種的選育提供了有效的科學(xué)依據(jù)。由于高產(chǎn)是育種的首要目標，因此要把與產(chǎn)量相關(guān)的農(nóng)藝性狀放在首位。一般認為花生的理想株型是：直立，株高相對較低，總分枝數(shù)10個以下，有效分枝7～8條，成熟時能保持一定青葉數(shù)[10]。在本次研究的12個花生品種（系）中，2012B12、2012B33的株高相對較低，總分枝和有效分枝均在7條左右，無效分枝少，雖在莢果數(shù)與產(chǎn)量上不是最高，但與最高值無顯著差異，表現(xiàn)較好。

本次對12個花生品種（系）成熟期光合作用的研究表明：不同花生品種（系）間，在凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度上存在著明顯的差異，在細胞間CO2的含量上并無太大差異。盛寶龍等[11]對不同類型梨品種光合特性的比較，劉玉華等[12]對旱作條件下不同苜蓿品種光合作用的比較都表明不同的品種（系）間的凈光合速率會表現(xiàn)出很大差異。光合作用相關(guān)因子與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性的分析表明：凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度與花生的平均單產(chǎn)成極顯著的正相關(guān)。光合作用為作物生長提供物質(zhì)和能量，是形成作物產(chǎn)量的決定性因素，張潔等[13]認為番茄植株光合生產(chǎn)能力的降低，同化產(chǎn)物供應(yīng)不足，會導(dǎo)致植株坐果率降低，最終使產(chǎn)量顯著下降。蒸騰作用是光合作用所需水分的動力來源，氣孔又是水分和CO2的進出通道[14]。陳溫福等[15]研究發(fā)現(xiàn)氣孔密度與氣體擴散導(dǎo)度和凈光合速率之間呈極顯著正相關(guān)，釉稻品種較高的其光合速率主要來自其大的氣孔密度和低的氣孔擴散阻力。趙姝麗等[16]等也發(fā)現(xiàn)氣孔導(dǎo)度與光合速率呈極顯著正相關(guān)?？梢姡趄v速率與氣孔導(dǎo)度是作物產(chǎn)量的間接影響因素。

本次研究結(jié)果顯示，花生平均單產(chǎn)與光合作用相關(guān)指標呈顯著正相關(guān)，可見光合效率在一定程度上決定著花生的產(chǎn)量，但在生產(chǎn)實踐中有些品系光合效率雖相對較高，但其產(chǎn)量卻不盡人意，原因不僅包括品種自身的生長狀況、抗病能力，還包括光合產(chǎn)物的累積與分配?；ㄉ且环N地下結(jié)實作物，莢果發(fā)育所需要的光合產(chǎn)物需要地上營養(yǎng)器官不斷運送到地下才能使其不斷充實飽滿。在植株生長中后期，一些品種由于枝葉茂盛，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物大部分用來維持營養(yǎng)器官的生長，使得大量光合產(chǎn)物不能運往結(jié)實器官中，造成產(chǎn)量偏低?？梢?，選育高產(chǎn)高光效花生品種應(yīng)著眼于光合效率以及品種的整體株型兩個方面。

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