低劑量輻照對雜交油菜刺激效應的研究

劉勇強，陳傳波，董紹斌，李 華，吳孝波，張愷凱，尹起濤，蔣文宇，馮 瑜

(1.四川省原子能研究院,四川 成都 610101；2.成都大學，四川 成都 610106)

油菜是我國長江流域最主要的油料作物，年種植面積占全國的80%以上，總產量占世界的1/4左右。油菜也是四川主要的優勢農作物，近年來油菜籽播種面積已達93萬hm2以上[1]。低劑量刺激效應是指利用不足以使作物遺傳基礎發生改變的低劑量射線輻射作用，增強作物生理機能，促進新陳代謝，加快生長發育，它在農業上的應用是一種不改變栽培技術、不增加勞動力而獲得作物高產和品質改善[2]。為研究雜交油菜低劑量刺激效應的適宜劑量，開展了此項研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

雜交油菜品種“蓉油18”“雜1256”“雜1636”的種子來自于成都市農林科學院；雜交油菜品種“德油雜11”來自于四川長江種業有限責任公司；雜交油菜品種“德虹油1號”來自于什邡市孝楠農業科技有限責任公司，共5個雜交油菜品種。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗材料的處理 將每個油菜雜交種分成7份，每份種子50g左右。其中6份分別用50Gy、100Gy、150Gy、200Gy、250Gy、300Gy的劑量進行輻照處理，1份不處理作對照。

1.2.2 試驗設計與大田管理 試驗采用隨機區組設計，3次重復，每個品種7個處理共21個小區，每個品種7個處理均在同一大田進行種植，以確保大田肥力基本一致。試驗地點安排在綿竹市新市鎮，N、N2O5、K2O的用量分別為10、5、5kg/hm2。采用直播模式，2016年10月5日于綿竹播種，窩行距均為33.3cm。出苗后4葉期進行勻苗，每穴留2苗。各處理于2017年5月中旬成熟割稈并按小區人工收打。病蟲雜草防治與其它大田田間管理一致。

1.2.3 產量及品質測定方法 各小區在油菜成熟后割稈，后熟7d，再按小區分別進行打收稱重，并折算單產。油菜品質送至成都市農林科學院采用Foss近紅外品質分析儀測定，主要指標為含油量、芥酸、硫苷等組分含量。

1.2.4 數據處理與統計分析 所有數據均采用Office Excel 2007和DPS 7.05軟件進行數據整理、方差分析和多重比較(Duncan新復極差法)。

2 結果與分析

2.1 低劑量刺激后各品種的產量結果與分析

不同品種對不同輻照劑量處理后的產量變化不盡相同(見表1)，品種“雜1256”處理后產量均明顯增加，在100Gy劑量處理增產最高，增產16.67%；品種“德虹油1號”“德油雜11號”“蓉油18”“雜1636”在輻照處理劑量為150Gy時，增產效果最佳，其中品種蓉油18增產達20.55%，各品種間的增產幅度也不完全相同；隨著輻照劑量的增高，當劑量達到300Gy時，除品種“雜1256”外，其余所有品種均表現為減產，品種“雜1636”減產幅度達15.5%。因此就不同劑量刺激雜交油菜產量方面，在150Gy處理下，雜交油菜的增產最明顯。

表1各品種的不同輻照處理的產量對比表

表2 蓉油18的產量方差分析表

表3 蓉油18的產量Duncan多重比較表

從表2、表3品種“蓉油18”不同輻照處理間的方差分析和多重比較可以看出，在輻照劑量為150Gy處理下，蓉油18的產量最高，油菜產量的增加與對照相比，達極顯著水平；輻照劑量為150Gy和200Gy處理下，油菜產量的增加與對照相比，均達到顯著水平。

綜合品種間實收產量分析，適宜劑量輻照處理對雜交油菜產量具有一定的增產作用。綜合各品種不同處理下的產量表現來看，150Gy劑量對油菜產量的增加最明顯，特別是雜交油菜品種蓉油18在150Gy的輻照處理后增產達極顯著水平。但隨著輻照劑量的增加，增產效果不明顯，特別是達到300Gy的輻照劑量后，大部分品種均表現為較對照減產。因此，從產量表現來看，適宜劑量的輻照處理能有效刺激雜交油菜的增產。

2.2 低劑量刺激后各品種的品質結果與分析

2.2.1 低劑量刺激對雜交油菜芥酸含量的影響 對各品種處理間的芥酸含量分析(見表4)，品種蓉油18在150Gy劑量處理時，芥酸含量下降達最低，由對照的0.87下降到0.34，較對照降了60.9%。品種德油雜11號在輻照劑量小于200Gy的處理時，芥酸含量有所增加；但是輻照處理劑量大于200Gy時，芥酸含量下降明顯。品種雜1636、雜1256的芥酸含量在不同處理下的變化不明顯。經芥酸含量分析表明，油菜在適宜劑量的輻照處理下，其芥酸含量有所下降。

2.2.2 低劑量刺激對雜交油菜硫苷含量的影響 經各品種處理間硫苷含量分析(見表5)，品種蓉油18、雜1256和雜1636的硫苷含量在不同劑量的輻照處理下，其變化與對照相比，變化不大。品種德虹油1號在輻照劑量大于200Gy后，硫苷含量增加明顯。品種德油雜11號在處理劑量為300Gy時，硫苷含量下降明顯。經硫苷含量分析表明，油菜在適宜劑量的處理下，其硫苷含量有所下降。

表4 各品種的不同輻照處理的芥酸含量對比表

表5 各品種的不同輻照處理的硫苷含量對比表

2.2.3 低劑量刺激對雜交油菜含油量的影響 經各品種處理間的油含量分析(見表6)，品種雜1636僅在輻照劑量達300Gy時，油含量有所下降，其它劑量處理含油量均有所增加；在輻照劑量為100Gy時油含量最高，達43.12，較對照增加3.61%。品種德油雜11號在50Gy時油含量最高；品種雜1636在250Gy、300Gy處理時油含量均較對照增加；品種雜1256和蓉油18則油含量均有所下降。因此，雜交油菜在適宜劑量輻照處理下，能提高雜交油菜的含油量。

綜合不同劑量處理下品種間的品質分析，雜交油菜品種在低劑量處理時，油菜的品質均有不同程度的改變。在適宜劑量輻照處理后，硫苷含量、芥酸含量有所下降，而油含量有所增加。因此適宜劑量的輻照處理，能有效改善雜交油菜籽品質。

表6 各品種的不同輻照處理的含油量對比表

3 結論與討論

本試驗采用不同劑量的X-射線對5個品種的雜交油菜種子進行輻照處理，綜合相同品種不同處理間的產量表現，150Gy的輻照處理對雜交油菜的增產最為明顯。但隨著輻照劑量的增高，雜交油菜的產量有所下降。不同雜交油菜品種受輻照的刺激效應也不盡相同，雜1256在所有輻照劑量處理下均表現為增產，而品種德油11則在多種輻照劑量下均表現為減產。適宜劑量的輻照處理對雜交油菜籽的品質有改善作用。此項技術可繼續深入研究，并具有很好的實際應用價值。

本次試驗的局限性：①試驗品種是按小區進行種植，人工收打，存在一定的統計誤差。②試驗采用50Gy為劑量梯度，希望能減小梯度，研究出雜交油菜品種的輻照精確劑量。③本次試驗采用的是固定劑量率，無法確定劑量率對雜交油菜刺激效應的影響。因此實際應用還需要進一步的試驗進行探索。