青花菜臺(tái)綠1號(hào)雜交制種技術(shù)

檀國(guó)印，何道根，高旭，朱長(zhǎng)志，張志仙

(臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，蔬菜研究所，浙江 臨海 317000)

青花菜，又稱(chēng)西蘭花、綠菜花，是十字花科蕓薹屬植物，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有芥子油苷和多酚等多種生物活性物質(zhì)[1]。芥子油苷是一類(lèi)含硫和氮的植物次生代謝產(chǎn)物，其降解產(chǎn)物異硫代氰酸鹽具有抗癌活性[2]。植物多酚在抗誘變、抗腫瘤、抗病毒、抗微生物及抗衰老等方面具有顯著的作用[3-4]。除此以外，西蘭花還具有較強(qiáng)的抗氧化能力[5-6]。

西蘭花原產(chǎn)于歐洲，20世紀(jì)80年代中期，在我國(guó)沿海地區(qū)和大城市開(kāi)始較大規(guī)模引種試種，90年代末發(fā)展成為我國(guó)一種新興的優(yōu)質(zhì)特色創(chuàng)匯蔬菜[7-8]。浙江省常年種植面積達(dá)1.33萬(wàn)hm2，種子年使用量約4 000 kg，其中臺(tái)州有1萬(wàn)hm2左右已形成規(guī)模化、基地化生產(chǎn)，現(xiàn)已發(fā)展成為浙江省重要的出口創(chuàng)匯高效特色蔬菜之一，有力推動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但目前西蘭花的生產(chǎn)用種絕大多數(shù)依賴(lài)于從日本、荷蘭等進(jìn)口，如綠雄90、耐寒優(yōu)秀和炎秀等，而國(guó)內(nèi)選育的品種由于商品性不及國(guó)外品種，難以在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，因此國(guó)外公司利用各種手段不斷提高種子價(jià)格，壟斷種子供給，嚴(yán)重影響了我國(guó)西蘭花產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[9]。

臺(tái)綠1號(hào)是臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院經(jīng)過(guò)10余年攻關(guān)和研究選育出的西蘭花新品種[10-11]，也是浙江省內(nèi)通過(guò)審定的首個(gè)中晚熟西蘭花品種，產(chǎn)量和商品性均不亞于日本品種綠雄90，可以部分替代國(guó)外進(jìn)口品種，連續(xù)多年被浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳推介為農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種，然而制種初期產(chǎn)量低，限制了品種的推廣應(yīng)用。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題我們建立了規(guī)范的西蘭花制種基地，開(kāi)展了各項(xiàng)研究試驗(yàn)，為制種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜所西蘭花課題組選育的臺(tái)綠1號(hào)父、母本為研究對(duì)象，于2015—2017年在本院試驗(yàn)基地進(jìn)行。

1.2 方法

1.2.1 母本株距試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)置7個(gè)處理：md1(株距30 cm)、md2(株距35 cm)、md3(株距40 cm)、md4(株距45 cm)、md5(株距50 cm)、md6(株距55 cm)、md7(株距60 cm)，每個(gè)處理3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)1個(gè)小拱棚，面積為320 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。

栽植方式為父母本2∶1，每畦種植3列，中間為母本，兩側(cè)為父本，父本分2期播種定植。定植后田間統(tǒng)一管理，待植株初花期時(shí)在大棚1/4和3/4處各放置1箱蜜蜂。

1.2.2 父母本行比試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理：hb1(父本∶母本=1∶1)、hb2(父本∶母本=2∶1)，每個(gè)處理6次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)1個(gè)小拱棚，面積為320 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。

父母本1∶1時(shí)每畦種植2列，父本母本分列種植。父母本2∶1時(shí)每畦種植3列，中間為母本，兩側(cè)為父本。株距均為50 cm，父本均分兩期播種定植，定植后田間統(tǒng)一管理，待植株初花期時(shí)在大棚1/4和3/4處各放置1箱蜜蜂。

1.2.3 整枝方式試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：A(單留主花球)，B(單留側(cè)花球)，C(主花球和側(cè)花球同時(shí)保留)。每個(gè)處理3次重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)1畦，面積為60 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。

栽植方式為父母本2∶1，每畦種植3列，中間為母本，兩側(cè)為父本，父本分兩期播種定植，株距為50 cm。定植后田間統(tǒng)一管理，待植株初花期時(shí)在大棚1/4和3/4處各放置1箱蜜蜂。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

待種子成熟時(shí)每個(gè)小區(qū)選取10株考察每株枝條數(shù)、每株結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)和小區(qū)產(chǎn)量，脫粒完成后測(cè)定千粒重。利用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，DPS 7.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 母本株距對(duì)雜交制種的影響

方差分析結(jié)果如表1所示，不同株距處理在單株枝條數(shù)、單株莢數(shù)、千粒重和產(chǎn)量上存在顯著差異。隨著株距的增大，單株枝條數(shù)不斷增加，株距50、55、60 cm的單株枝條數(shù)與株距30、35、40 cm的單株枝條數(shù)存在顯著差異。株距50、55、60 cm的單株枝莢數(shù)與株距30、35、40 cm的存在顯著差異，單株莢數(shù)隨著株距的增大不斷增加，但株距為60 cm的莢數(shù)反而比55 cm的低，這與單株枝條數(shù)的變化不同有關(guān)。千粒重隨著株距的增大而降低，株距30 cm的千粒重最高，為4.52 g，株距60 cm千粒重最低，為4.24 g。隨著株距的增大，從30 cm到50 cm產(chǎn)量不斷遞增，株距繼續(xù)增大時(shí)產(chǎn)量下降，株距為50 cm的產(chǎn)量最高，為17.0 kg。

表1 母本株距對(duì)臺(tái)綠1號(hào)雜交制種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

注：相同年份同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫(xiě)和大寫(xiě)字母分別表示在5%和1%水平差異顯著，表2～3同。

通過(guò)不同株距試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：株距與單株枝條數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，即株距越大，枝條越多，說(shuō)明單株之間的距離是制約西蘭花長(zhǎng)勢(shì)的一個(gè)重要因素；單株莢數(shù)開(kāi)始也隨著株距的增加而增大，當(dāng)株距到一定距離(60 cm)時(shí)開(kāi)始下降，這基本上和產(chǎn)量的趨勢(shì)相似；在株距為50 cm時(shí)產(chǎn)量最高，之后隨著株距增大，小區(qū)的株數(shù)相對(duì)減少，從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。綜合以上分析，我們初步認(rèn)為50 cm是較為理想的株距。

2.2 父母本行比對(duì)雜交制種的影響

方差分析結(jié)果表明(表2)，連續(xù)2年試驗(yàn)中，父母本不同比例的處理產(chǎn)量無(wú)顯著性差異。不同年份的產(chǎn)量和相關(guān)性狀有較大差異，2016年植株花期天氣晴好，而2017年植株花期階段溫度較低，影響蜜蜂的正常授粉，導(dǎo)致授粉結(jié)實(shí)率低，表現(xiàn)在每莢粒數(shù)低，從而影響產(chǎn)量，說(shuō)明氣候條件對(duì)植株的結(jié)實(shí)特性和種子產(chǎn)量影響較大。

表2 父母本行比對(duì)臺(tái)綠1號(hào)雜交制種產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響

綜合兩年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，父母本1∶1和2∶1處理之間無(wú)顯著性差異，具體采用哪種比例可以根據(jù)父本的種子數(shù)量來(lái)確定。

2.3 不同整枝方式對(duì)雜交制種的影響

方差分析結(jié)果表明(表3)，整枝方式對(duì)西蘭花雜交制種產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀有顯著影響，且2年的試驗(yàn)結(jié)果相似。單株枝條數(shù)方面，單留側(cè)花球時(shí)最多(2016年為130.8枝，2017年為92.8枝)，單留主花球時(shí)最少(2016年為58.13枝，2017年為55.5枝)，兩者有極顯著差異。單株莢數(shù)同單株枝條數(shù)的趨勢(shì)相同，同樣是枝條數(shù)越多，莢數(shù)越多，枝條數(shù)少，莢數(shù)少。每莢粒數(shù)方面，單留主花球時(shí)最多，單留側(cè)花球時(shí)最少，各處理之間差異顯著。千粒重方面，2016年單留主花球處理顯著高于其他2個(gè)處理，2017年各處理之間無(wú)顯著性差異。產(chǎn)量方面，兩年的結(jié)果都是單留側(cè)花球的產(chǎn)量最高(2016年667 m2產(chǎn)量為23.33 kg，2017年為16.11 kg)，單留主花球的處理最低(2016年667 m2產(chǎn)量為11.83 kg，2017年為9.21 kg)。

綜合2年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，臺(tái)綠1號(hào)母本最佳的整枝方式是選擇單留側(cè)花球。

3 小結(jié)

西蘭花是外來(lái)品種，推廣應(yīng)用歷史不長(zhǎng)，主要品種為國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)育種起步晚，基礎(chǔ)差，制種技術(shù)研究也處于起步地位，即使有好的品種，也面臨著產(chǎn)能不足。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于西蘭花雜交制種技術(shù)的研究較少，本研究根據(jù)臺(tái)綠1號(hào)自身的特性，設(shè)計(jì)了株距、父母本比例和整枝方式試驗(yàn)，比較發(fā)現(xiàn)不同株距和不同整枝方式對(duì)制種產(chǎn)量影響顯著，父母本比例對(duì)制種產(chǎn)量影響較小。

株距是影響西蘭花生長(zhǎng)的重要因素，株距過(guò)小時(shí)葉片會(huì)相互覆蓋，花枝不能正常抽薹，株距過(guò)大時(shí)會(huì)浪費(fèi)空間，降低產(chǎn)量。合適的株距可以保證單株之間的生長(zhǎng)互不影響，也能更大程度地利用空間，是保證西蘭花制種獲得高產(chǎn)的有效途徑之一。通過(guò)試驗(yàn)，我們初步確定50 cm為臺(tái)綠1號(hào)制種合適的株距。

父母本比例試驗(yàn)中2∶1和1∶1兩個(gè)處理的差異不顯著。臺(tái)綠1號(hào)的母本側(cè)枝較多，花期比父本長(zhǎng)，所以在父本數(shù)量充足的情況下，可以適當(dāng)增加父本數(shù)量，分期播種，保證父母本花期相遇的時(shí)間更長(zhǎng)，這樣更有利于產(chǎn)量的增加。本試驗(yàn)與其他作物如甘藍(lán)、蘿卜、辣椒等制種試驗(yàn)中的結(jié)果不盡相同[12-14]，這是由于不同作物、不同品種之間的生物學(xué)特性有差異。

通過(guò)整枝提高農(nóng)作物果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量在茄科類(lèi)和瓜類(lèi)中研究較多[15-18]，但在十字花科作物中研究較少。本試驗(yàn)中留主花球處理是主花球上留取3叉；留側(cè)花球處理是在主花球達(dá)到3～5 cm時(shí)整個(gè)切除，促使側(cè)枝生長(zhǎng)；主花球和側(cè)花球都保留處理是主花球留3叉，然后加上側(cè)枝。通過(guò)連續(xù)2年的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，枝條數(shù)和莢數(shù)是留側(cè)枝處理的最多，說(shuō)明去除主花球能保證更大的空間促進(jìn)側(cè)枝發(fā)育，主花球和側(cè)枝都保留時(shí)枝條過(guò)多，生長(zhǎng)空間有限，不能保證每個(gè)枝條正常抽薹伸長(zhǎng)。產(chǎn)量同枝條數(shù)和莢數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，同樣是留側(cè)枝處理的最高。相反，發(fā)病率和病情指數(shù)同枝條數(shù)、莢數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，可能是由于留側(cè)枝處理各枝條間的空隙相對(duì)較大，通風(fēng)較好，降低了發(fā)病的可能性。

綜合2年的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，臺(tái)綠1號(hào)較為理想的制種模式是父母本株距50 cm，父母本比例為2∶1或1∶1，母整枝方式選擇單留側(cè)花球。通過(guò)該試驗(yàn)我們還發(fā)現(xiàn)，不同年份的氣候條件、蜜蜂質(zhì)量等因素對(duì)西蘭花雜交制種的產(chǎn)量和相關(guān)性狀影響很大，所以接下來(lái)還需要進(jìn)一步開(kāi)展天氣、蜜蜂等因素對(duì)制種的影響，完善制種模式。