王傳堂,王志偉,宋國生,李坤,盛廣為,杜祖波,李哲,吳琪,于樹濤
(1.山東省花生研究所,山東 青島 266100;2.山東魯花集團有限公司,山東 萊陽 265200;3.廣州苗博士生物技術有限公司,廣東 廣州 510000)
北方冷涼地區是我國重要的優質出口花生生產基地,出產的花生黃曲霉毒素污染風險低于溫暖的南方地區。但近年來,我國東北農牧交錯區和北方大花生產區春花生播種出苗期低溫高濕災害頻發,導致大面積爛種缺苗,尤以有機質含量高的地塊和低洼地塊為甚,造成嚴重經濟損失,危及我國優質花生生產。種子包衣是一項簡便有效防治病蟲害的技術措施,在花生生產中發揮了重要作用,但在科研和生產中屢屢發現有的種衣劑包衣后易爛種,有時甚至比不包衣還嚴重。因此,篩選鑒定能抵御播種出苗期低溫高濕的花生品種和種衣劑十分必要。
前人對花生耐播種出苗期低溫已有一些研究報道[1-13],但對高濕缺乏關注[13]。本研究目的在于利用本團隊育成的高油酸花生品種和部分新品系進行耐低溫高濕鑒定,估算花生耐低溫高濕特性的廣義遺傳力,并在前期工作基礎上對種衣劑“苗苗親”在花生抵御播種出苗期低溫高濕上的應用效果進行評價,為克服北方地區低溫高濕環境下春花生爛種提供解決方案。
參試花生品種(系)共39個,包括本團隊育成登記的12個高油酸品種(表1)。其中,30個參加三期的播種試驗,全部39個參加第三期“苗苗親”包衣試驗。“苗苗親”種衣劑由廣州苗博士生物技術有限公司提供,按廠家推薦方案包衣。
試驗于2020年4月中旬在山東省花生研究所萊西試驗農場院內試驗區分三期進行,均為起壟裸栽。第一、二期安排在同一塊地,起小壟單行單粒播種,壟寬53 cm,穴距16.67 cm,每品種播26粒,分別于2020年4月14日、17日播種,苗情調查至不再出苗為止(分別為5月13日、15日)。第三期安排在相鄰的另外一地塊,大壟雙行單粒播種,壟寬80 cm,穴距16.67 cm,為裂區設計,以品種為主區,“苗苗親”種衣劑處理與否為副區,3次重復,每重復每品種每處理播種13粒,2020年4月18日播種,5月16日苗情調查結束。
用浙江微松冷鏈科技有限公司生產的PRO溫度記錄儀(型號WS-T11PRO)每小時自動記錄兩個地塊地表5 cm深處地溫。除因降雨不能下地之外,每天調查出苗株數,直至不再出苗。
出苗株數為調查結束時出苗總株數;
出苗率=出苗株數/播種粒數×100%;
出苗指數=∑(Si/Di)。式中Si為第i日出苗總株數,Di為播種后日數[13]。本研究中,不包括無法下地未統計的數據。
花生品種(系)耐低溫高濕性分級根據田間條件下未包衣種子三期播種最低出苗率確定,最低出苗率 >50%為高耐,40% <最低出苗率≤50%為中耐,30%<最低出苗率≤40%為低耐,最低出苗率≤30%為不耐。
采用DPS 14.50數據處理系統進行相關分析和方差分析[14],多重比較采用鄧肯氏新復極差法。采用第三期播種未包衣處理的數據估算花生播種出苗期耐低溫高濕的廣義遺傳力。品種間(處理間)效應經方差分析達顯著或極顯著水平方能進行廣義遺傳力()估算。以小區或品種為單位的廣義遺傳力()按下式計算:

其中 VE=MS誤差,VG=(MS處理間-MS誤差)/(DF區組間+1)[15]。
2020年4月14 日至5月16日試驗期間,有5天出現降雨(4月16日、18日、19日、5月8日、12日),且第一、二期播種地塊的最低地溫跌破了10.5℃,第三期播種地塊的最低地溫跌破了7.2℃(圖1),形成了低溫高濕的土壤環境。

圖1 花生播種出苗期5 cm地溫變化
30個參試品種(系)未包衣種子三期播種試驗的最低出苗率為2.56% ~42.31%(表1)。其中2個品種(花育960、花育9623)對播種出苗期低溫高濕中耐,占比6.67%;11個品種(花育660、花育9621、花育968、花育661、花育6620、花育665、花育668、花育669、花育9624、花育964和花育966)低耐,占比36.67%;其余17個品種(系)不耐,占比56.67%。三期播種出苗率之間相關不顯著。

表1 30個花生品種(系)三期播種不包衣出苗率及耐低溫高濕性評價
利用第三期播種的39個品種(系)未包衣種子的出苗數據進行播種出苗期耐低溫高濕性的廣義遺傳力估算。
2.2.1 出苗株數 39個參試花生品種(系)出苗株數存在極顯著差異(處理間F值=2.507,P=0<0.01),可對其進行廣義遺傳力估算。結果表明,以小區為單位的廣義遺傳力和以品種均值為單位的廣義遺傳力分別為33.44%和60.11%。按遺傳力大于40% 為高遺傳力,20%~40%為中等遺傳力,低于20%為低遺傳力,以小區或品種均值為單位的花生播種期低溫高濕條件下出苗株數廣義遺傳力分別為中和高。
2.2.2 出苗指數 39個參試花生品種(系)出苗指數存在極顯著差異(處理間F值=2.561,P=0.0002<0.01),可進行廣義遺傳力估算,結果顯示,以小區為單位的廣義遺傳力和以品種均值為單位的廣義遺傳力分別為34.23%和60.95%,也分別屬于中和高水平。
2.3.1 出苗株數 第三期試驗結果說明,不同參試花生品種(系)出苗株數存在極顯著差異,是否用“苗苗親”包衣出苗株數亦存在極顯著差異,兩者間存在顯著交互作用(表2)。

表2 出苗株數裂區試驗方差分析結果
參試39個花生品種(系)“苗苗親”包衣處理的出苗株數顯著或極顯著高于不包衣處理。不包衣出苗率為0(19S3)~71.79%(花育33號),包衣后出苗率為71.79%(花育969)~100.00%(花育665、花育663),提高了17.95(花育33號)~92.31(19S3)個百分點。所有參試花生品種(系)平均,不包衣處理出苗株數為4.16,出苗率32.02%;而“苗苗親”包衣后,出苗株數增加至11.64,出苗率提高至89.55%,出苗率比不包衣提高57.53個百分點(表3)。但提高效果因品種而異,花育969、花育967、花育669、19L41和花育964即使經過包衣處理,種子的出苗率仍低于80%。
2.3.2 出苗指數 不同參試花生品種(系)出苗指數存在顯著差異,是否用“苗苗親”包衣出苗指數存在極顯著差異,且兩因素間互作達極顯著水平(表4)。

表3 “苗苗親”包衣處理對播種出苗期低溫高濕條件下花生出苗的影響
播種出苗期低溫高濕條件下,第三期播種各參試品種(系)“苗苗親”包衣花生的出苗指數均極顯著高于不包衣的,不包衣出苗指數為0(19S3)~3.29(花育33),包衣出苗指數為2.45(19L41)~5.24(花育663),提高值為0.27(花育33)~4.46(花育663)。從39個品種(系)的均值來看,出苗指數由不包衣的1.12提高到包衣后的3.68,提高了2.56(表5)。

表4 出苗指數裂區試驗方差分析

表5 “苗苗親”包衣提高花生出苗指數的效果
綜上所述,“苗苗親”包衣能顯著提高花生種子在低溫高濕條件下的出苗率和出苗指數。
考慮到實際生產中花生播種后在不同時期都有可能遭遇低溫高濕侵害,選育在種子萌發至出苗前各個時期均具有一定抵御能力的花生品種是必要的。本研究通過春季提早分期播種試驗,對30個花生品種(系)進行播種出苗期耐低溫高濕鑒定,根據三期播種最低出苗率,最終篩選出中耐品種2個(花育960和花育9623)、低耐品種(系)11個。按照本研究提出的耐低溫高濕分級標準,本團隊之前鑒定出的品系18S14和18L64達高耐水平,18L46和18S5達中耐水平[13],但尚需在相同試驗中對這些篩選出的耐性品種進行比較鑒定。
篩選出的2個中耐品種(花育960和花育9623)均為高油酸品種,而花育961等高油酸品種則均不耐播種出苗期低溫高濕,說明不同高油酸品種對播種出苗期低溫高濕的耐性不同。
本研究首次估算了播種出苗期低溫高濕條件下以出苗株數或出苗指數衡量的花生廣義遺傳力,兩者估值相仿,即以小區或品種均值為單位的廣義遺傳力均分別達到中或高水平,說明參試花生品種(系)具有一定的遺傳改良潛力。
從本研究結果看,“苗苗親”包衣顯著提高了參試花生品種(系)在低溫高濕條件下的出苗株數和出苗指數。平均而言,出苗率由不包衣的32.02%提高到包衣的89.55%,提高了57.53個百分點;出苗指數由不包衣的1.12提高到包衣的3.68,提高了2.56。出苗指數可反映出苗快慢,出苗指數越大,出苗越快。說明“苗苗親”包衣有明顯的抗低溫高濕效果,能促進花生出苗,大幅提升出苗率。
盡管本研究中“苗苗親”包衣只進行了第三期試驗,但本團隊此前在東北多個地區進行的早播試驗同樣效果良好,因此我們認為,“苗苗親”是一款值得在倒春寒易發的東北早熟花生產區和北方大花生產區推廣應用的優良種衣劑。