徐日榮 陳昊 陳湘瑜 張玉梅 胡潤芳 藍新隆 唐兆秀 林國強



摘 要:為了明確福建氣候條件花生單粒和雙粒播種對產量和性狀的影響,為單粒播種的品種選擇及栽培技術提供理論依據。以南方生態區選育的6個珍珠豆型花生品種開展單粒和雙粒播種對比試驗,研究單、雙粒播種對其產量和性狀的影響,并采用灰色關聯度分析了與經濟性狀關聯的其他20個性狀變化規律。結果表明:單粒播種較雙粒播種能極顯著提高株型指數、分枝數、結果枝數、莢果總數、單株莢果產量和單株籽仁產量(P<0.01),飽果率極顯著降低(P<0.01),主莖高顯著降低(P<0.05),秕果總數的增加是造成單粒播種莢果增加的主要因素,單粒播種能明顯促進側枝生長,導致百果重變小,雙仁果率下降,出仁率降低;單雙粒播種間莢果產量和籽仁產量均未達到顯著差異,福花31521在單粒播種下能獲得更高產量,而福花11510卻在單粒播種下減產明顯,表明品種存在適宜單粒和雙粒播種不同的傾向性;灰色關聯度分析表明,相比雙粒播種,單粒播種的單仁飽果、雙仁率、秕果總數和百仁重等4個性狀對莢果產量和籽仁產量的關聯系數上升較大,飽果總數、單株籽仁重和百果重等3個性狀對莢果產量的關聯系數下降明顯,飽果總數和莢果總數等2個性狀對籽仁產量的關聯系數降低較大。因此,在單粒播種品種篩選及高產栽培生產過程中應注意這些性狀的表現。
關鍵詞:珍珠豆型花生;單粒播種;灰色關聯度分析
中圖分類號:S 565.2 ? 文獻標志碼:A ? 文章編號:0253-2301(2021)06-0022-07
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.06.004
Abstract: The effects of single-seed sowing and double-seed sowing on the yield and characters of peanut under the climatic conditions in Fujian were studied to provide theoretical basis for the variety selection and the cultivation techniques of single-seed sowing. The six varieties of pearl type of peanut were selected from the southern ecological zone to carry out the comparative experiment of single-seed sowing and double-seed sowing, thus to study the effects of the single-seed sowing and double-seed sowing on their yield and characters. And the change rules of other 20 characters related to the economic characters were analyzed by using the grey relational grade analysis. The results showed that the single-seed sowing could significantly increase the plant type index, the number of branches, the number of fruiting branches, total number of pods, pod yield per plant and seed kernel yield per plant (P<0.01), the full pod rate was significantly decreased (P<0.01), and the height of main stem was significantly decreased (P<0.05). The increase of the number of unfulfilled fruit was the main factor that caused the increase of pod per plant. The single-seed sowing could obviously promote the growth of lateral branches, resulting in the decrease of 100 fruit weight, the decrease of double kernel fruit rate, and the decrease of kernel yield. The 6 cultivars had different propensity to be suitable for the single-seed sowing and double-seed sowing. Not all the cultivars suitable for the double-seed sowing were suitable for the single-seed sowing. The pod yield of Fuhua 31521 and Fuhua 21521 were 17.02% and 9.69% higher than that of Quanhua No.7, respectively, and the seed kernel yield of Fuhua 31521 and Fuhua 21521 were 15.19% and 6.12% higher than that of the control Quanhua No.7, respectively. The grey relational grade analysis showed that compared with the double-seed sowing, the correlation coefficients of the four traits of single-seed sowing such as full fruit of single kernel, double kernel rate, total number of unfulfilled pod, and 100 kernel weight on the pod yield and seed kernel yield increased more significantly. The correlation coefficients of the three traits such as total number of full fruit, seed kernel weight per plant and 100 fruit weight on the seed kernel yield decreased significantly, while the correlation coefficients of the two traits such as total number of full fruit and total number of pods on the seed kernel yield decreased significantly. The peanut varieties suitable for the double-seed sowing were not all suitable for the single-seed sowing, and the single seed sowing could significantly change the agronomic traits of the varieties. The pod yield and seed kernel yield of Fuhua 31521 and Fuhua 21521 were both higher than those of the control Quanhua No.7, which could be used for wider regional tests and the related cultivation technology research.
Key words: Pearl type of peanut; Single-seed sowing; Grey relational grade analysis
花生是我國重要的油料作物和經濟作物[1-2]。據FAO統計數據顯示,我國2017年花生種植面積462.8萬hm2,僅次于印度,位居世界第2,總產量1715.0萬t,居世界第1,分別占世界的16.6%和36.4%。隨著我國經濟的發展和研究經費的投入,我國花生育種單位共同努力下,花生新品種推陳出新,品種個體優勢越發明顯,但種植戶仍延續傳統老品種的種植習慣,以1穴2粒甚至多粒花生播種,造成同穴群體惡性競爭,優勢個體發育受限制。另外,傳統播種用種量大,增加花生的生產成本,大粒花生品種一般需要種子300~375 kg·hm-2,中小粒型品種一般需要220~270 kg·hm-2,全國用于做種的花生約為150 萬t·年-1,相當于全國花生總產量的10%左右,種子投入量占農資投入量的40%~50%[3-4]。因此,如果能在保持花生產量的條件下,改變傳統習慣,采用花生單粒播種,可減少用種量,實現降低成本、提高經濟效益的目的。
張佳蕾等[5]對普通型大花生品種花育22號研究表明,成熟期單粒播種的秕果數、飽果數、單株結果數和分枝數均比雙粒播種的高,但主莖高和側枝長比雙粒播種的低。馮燁等[6]以大粒型花生品種花育22為試驗材料,采用19.5萬穴·hm-2單粒播種和15萬穴·hm-2雙粒穴播,單粒播種可在節約種子35%的前提下,增產 7.98%~8.38%,增產效果顯著。劉俊華等[7]以花育22 號為研究對象,開展氮肥與密度互作對單粒精播的影響,篩選出適宜的氮肥水平和種植密度。范小玉等[8]對普通大花生品種商花4號進行單粒播種試驗,研究表明該品種在22.50萬穴·hm-2密度下,產量達到最高,超過雙粒播種。花生單粒播種研究大部分關注北方普通型花生品種,南方花生產區是我國花生的重要產區,以珍珠豆型花生為主,一年可以種植春秋兩季[9-10],針對珍珠豆型花生品種的單粒播種研究報道較少。灰色關聯度分析法是鄧聚龍教授1982年創立的一種重要統計分析方法[11]。灰色系統理論中的關聯度分析是對動態系統進行量化比較的分析方法,系統中因素之間的關聯度大,說明其變化態勢接近,相互關系密切;反之,其相互關系疏遠[12-13]。本研究對適宜福建省生態區的珍珠豆型品種的開展單粒播種和雙粒播種對比研究,分析不同播種規格對花生產量和性狀的影響,進一步采用灰色關聯度分析各性狀與產量的關聯系數變化規律,為我國南方珍珠豆型花生單粒播種的品種選擇及栽培技術研究提供理論依據。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試花生品種為福建省農業科學院作物研究所選育的福花21521、福花31521、福花11529、福花31529和福花11510,對照品種為泉花7號。
1.2 試驗地概況
試驗地位于福建省延平區洋后鎮中洋村(E118.544032,N26.625513),地塊為壤土,地勢平坦,前茬作物為晚稻,肥力中等。
1.3 試驗設計
種植規格為畦包溝100 cm,畦面寬55 cm,行距28 cm,株距14 cm,小區面積13.3 m2;雙粒播種采用每穴播2粒,單粒播種為每穴1粒;采用完全隨機區組設計排列,設置3次重復,試驗區四周設保護行,按當地大田生產水平統一管理,于2020年4月15日播種,2020年8月14日收獲。
1.4 測定項目及方法
于花生成熟收獲期進行田間取樣,每個小區取10株,按照《花生種質資源描述規范和數據標準》調查農藝性狀,同時測定小區產量。
1.5 統計分析
采用DPS 7.05統計軟件進行主要農藝性狀的遺傳變異、方差分析、灰色關聯度,采用EXCEL作圖。
2 結果分析
2.1 單雙粒播種對花生主要農藝性狀的影響
對單粒播種和雙粒播種下6個品種的農藝性狀方差分析結果(表1)顯示,單粒播種能極顯著提高株型指數(第一側枝長度與主莖高的比值)、分枝數、結果枝數、莢果總數、單株莢果產量和單株籽仁產量(P<0.01),飽果率極顯著降低(P<0.01),主莖高顯著降低(P<0.05),側枝長、雙仁率、出仁率、百果重和百仁重沒有顯著差異。單粒播種由于生長空間充裕,品種個性得以發展空間,主莖高和側枝長變小,但株型指數極顯著增加,能促進側枝生長,隨著分枝數和結果枝數極顯著增加,莢果總數也極顯著增加,個別品種還出現三室果增加的趨勢,最終導致單株果重和仁重極顯著增加,但因莢果增加的同時,造成飽果率顯著下降,莢果變小,雙仁果率下降,出仁率降低。
2.2 單雙粒播種對花生產量的影響
2.2.1 單雙粒播種花生產量的群體比較 由表2可以發現,6個品種單粒播種的莢果平均產量為3564.08 kg·hm2,最大產量為4167.31 kg·hm-2,最低產量為2998.55 kg·hm-2;籽仁平均產量為2355.52 kg·hm-2,最大產量為2725.84 kg·hm-2,最低產量為2086.10 kg·hm-2。6個品種雙粒播種的莢果平均產量為3218.76 kg·hm-2,最高產量為3627.78 kg·hm-2,最低產量為2710.24 kg·hm-2; 6個品種的籽仁平均產量為2208.81 kg·hm-2,最高產量為2520.83 kg·hm-2,最低產量為1895.39 kg·hm-2。
經過方差分析,不同播種規格間莢果產量和籽仁產量均未達顯著差異。單粒播種的莢果和籽仁平均產量、最高產量和最低產量均比雙粒播種的高。
2.2.2 單雙粒播種品種間的方差分析 單粒播種下,福花31521莢果產量與福花11529和福花11510存在顯著差異,福花21521與福花11510存在顯著差異,所有品種與對照泉花7號無顯著差異,福花31521和福花21521分別比泉花7號增產17.02%和9.69%;在單粒播種下,6個品種間的籽仁產量不存在顯著差異,福花31521和福花21521分別比泉花7號增產15.19%和6.12%。雙粒播種下,6個品種間的莢果產量和籽仁產量均無顯著差異,其中福花21521、福花11510和福花31521莢果產量分別比對照泉花7號增產12.40%、8.40%和5.56%;福花11510、福花21521和福花31521莢果產量分別比對照增產19.79%、19.73%和10.01%。經統計分析,同一品種在單粒和雙粒播種模式下,莢果和籽仁產量均未達顯著差異,除了福花11510外,其他5個品種單粒播種莢果產量均比雙粒播種產量高,除了福花11510和福花21521外,其他4個品種單粒播種籽仁產量均比雙粒播種產量高(表3)。
福花21521和福花31521在單粒和雙粒播種下,莢果產量和籽仁產量均比對照增產,均適宜單粒和雙粒播種,但是,福花31521在單粒播種下能獲得更高產量,而福花11510卻在單粒播種下減產明顯,表明品種存在適宜單粒和雙粒播種不同的傾向性,并非所有合適雙粒播種的品種均適宜單粒播種。
2.3 單雙粒播種花生產量的灰色關聯度差異分析
2.3.1 單雙粒播種花生莢果產量的灰色關聯度差異分析 根據圖1a結果表明,雙粒播種的莢果產量灰色關聯度系數由大到小排列為:籽仁產量>飽果數>百果重>單株籽仁重>分支數>側枝長>莢果數>主莖高>結果枝數>單株莢果產量>出仁率>百仁重>飽果率>雙仁飽果數>雙仁率>秕果數>雙仁秕果數>單仁飽果數>單仁秕果數,19個性狀關聯系數分布在0.2252~0.7318,籽仁產量、飽果數、百果重、單株籽仁重、分支數、側枝長、單株莢果總數和主莖高等8個性狀的關聯系數0.5以上。
單粒播種的莢果產量灰色關聯度系數由大到小排列為:籽仁產量>百仁重>主莖高>單仁飽果數>雙仁率>總分支數>出仁率>秕果數>側枝長>單株莢果產量>百果重>單株籽仁重>結果枝數>飽果率>飽果數>單株莢果數>雙仁飽果數>雙仁秕果數>單仁秕果數,19個性狀關聯系數分布在0.2405~0.7967,籽仁產量、百仁重、主莖高、單仁飽果、雙仁率、分支數和出仁率等7個性狀的關聯系數在0.5以上。
和雙粒播種相比,單粒播種與莢果產量相關性狀的關聯系數提高較大有單仁飽果、雙仁率、秕果總數和百仁重等4個性狀,它們的排序分別上升了14、10、8和10位,它們的關聯系數分別提高了0.3358、
0.1358、0.1282和0.1239,關聯系數下降較大的有飽果總數、單株籽仁重和百果重等3個性狀,排序分別下降了13、8和8位,關聯系數分別下降了0.1306、0.1143和0.1102。
2.3.2 單雙粒播種花生籽仁產量的灰色關聯度差異分析 由圖1b可知,雙粒播種的籽仁產量灰色關聯度系數由大到小排列為:莢果產量>飽果數>莢果數>側枝長>結果枝數>主莖高>出仁率>分支數>飽果率>單株籽仁重>單株莢果產量>百果重>雙仁率>雙仁飽果數>百仁重>雙仁秕果數>秕果數>單仁秕果數>單仁飽果數,19個性狀關聯系數分布在0.2562~0.7442,莢果產量、飽果總數、莢果總數、側枝長、結果枝數、主莖高、出仁率和分支數等8個性狀的關聯系數在0.5以上。
對單粒播種的籽仁產量灰色關聯度系數由大到小排列為:莢果產量>百仁重>主莖高>單仁飽果>雙仁率>出仁率>分支數>百果重>側枝長>秕果總數>單株莢果產量>結果枝數>莢果總數>飽果率>單株籽仁重>飽果總數>雙仁飽果>雙仁秕果>單仁秕果,19個性狀關聯系數分布在0.2602~0.8034,莢果產量、百仁重、主莖高、單仁飽果、雙仁率、出仁率、分支數和百果重等8個性狀關聯系數在0.5以上。
和雙粒播種相比,單粒播種與籽仁產量相關性狀的關聯系數上升較大有單仁飽果、百仁重、秕果總數和雙仁率等4個性狀,它們的排序分別上升了15、13、7和8位,關聯系數分別提高了0.3224、0.1895、0.1459和0.1251,下降明顯的有飽果總數和莢果總數等2個性狀,它們的排序分別下降了14和10位,關聯系數分別降低了0.1189和0.1111。
3 討論與結論
植株個體生長健壯、群體發育良好是作物實現高產的基礎,而塑造理想株型、優化群體質量是高產栽培的主要目標[14]。合理的密度和田間配置能使植株個體發育良好,群體結構合理,從而優化對外界環境因子的調控響應[15]。張佳蕾等[16]對連續開花亞種中間型海花1號進行研究,表明雙粒種植雙株間存競爭,易分化成強勢株和弱勢株,單粒播種的主莖高和側枝長比雙粒種植低,分枝數、單株結果數、單株秕果數和單株飽果數比雙粒穴播高。本研究6個珍珠豆型品種單粒播種能極顯著提高株型指數、分枝數、結果枝數、莢果總數、單株莢果產量和單株籽仁產量(P<0.01),飽果率極顯著降低(P<0.01),主莖高顯著降低(P<0.05),另外本研究還發現單粒播種能明顯促進側枝生長,秕果總數的增加是造成單粒播種莢果增加的主要因素,還發現莢果變小,雙仁果率下降,出仁率降低。在生產過程中,應采用合理的栽培技術,提高花生的飽果率,增加飽果數,充分利用單粒播種的優勢。
隨著種子包衣技術等農業技術的革新,為節約生產成本,增加社會和經濟效益,花生單粒播種及配套的栽培技術成為重要的途徑。花生單粒播種技術可節種 20% 以上、增產 8% 以上,對降低花生生產成本、提高產量和質量,保障我國食用油脂安全,實現農業增效、農民增收具有重要意義,是我國花生種植技術的一次重大變革[17]。同過調節種植密度和覆膜等栽培技術,單粒種植的花生產量比雙粒播種的增產[18-19],但前人研究主要在我國北方,以普通型花生為主,適應南方高溫高濕的氣候條件的品種缺乏,本研究采用南方生態區選育的6個品種進行單粒和雙粒播種對比,在同樣穴密度和田間管理水平下,品種存在適宜單粒和雙粒播種不同的傾向性,并非所有合適雙粒播種的品種均適宜單粒播種。
生物系統本身可以作為一種灰色系統,因而可采用灰色系統提供的灰色關聯分析方法對生物體的各種性狀進行分析[20-22]。本研究采用灰色關聯度分析了6個品種的19個性狀對單、雙粒播種經濟性狀的差異,結果表明相比雙粒播種,單仁飽果、雙仁率、秕果總數和百仁重等4個性狀對莢果產量和籽仁產量的關聯系數增加較大,飽果總數、單株籽仁重和百果重等3個性狀對莢果產量的關聯系數下降明顯,飽果總數和莢果總數等2個性狀對籽仁產量的關聯系數降低較大。單粒播種品種篩選及高產栽培生產過程中應注意這些性狀的表現。
參考文獻:
[1]廖伯壽.我國花生生產發展現狀與潛力分析[J].中國油料作物學報,2020,42(2):161-166.
[2]殷冬梅,張幸果,王允,等.花生主要品質性狀的主成分分析與綜合評價[J].植物遺傳資源學報,2011,12(4):507-512.
[3]尹欣幸,楊偉波,符海泉,等.鮮食花生市場前景與研究現狀分析[J].熱帶農業科學,2019,39(6):111-116.
[4]李安東,任衛國,王才斌,等.花生單粒精播高產栽培生育特點及配套技術研究[J].花生學報,2004,33(2):17-22.
[5]張佳蕾,郭峰,楊佃卿,等.單粒精播對超高產花生群體結構和產量的影響[J].中國農業科學,2015,48(18):3757-3766.
[6]馮燁,郭峰,李寶龍,等.單粒精播對花生根系生長、根冠比和產量的影響[J].作物學報,2013,39(12):2228-2237.
[7]劉俊華,吳正鋒,沈浦,等.氮肥與密度互作對單粒精播花生根系形態,植株性狀及產量的影響[J].作物學報,2020,46(10):177-188.
[8]范小玉,陳雷,李可,等.花生新品種高花4號單粒播種模式初探[J].河南農業科學,2015,44(8):38-41.
[9]魯清,李少雄,陳小平,等.我國南方產區花生育種現狀,存在問題及育種建議[J].中國油料作物學報,2017,39(4):556-566.
[10]劉宇鋒,蘇天明,蘇利榮,等.我國南方花生產區栽培與施肥現狀及對策[J].江西農業學報,2019,31(10):1-9.
[11]鄧聚龍.灰色系統綜述[J].世界科學,1983(7):3-7.
[12]王正航,武仙山,昌小平,等.小麥旗葉葉綠素含量及熒光動力學參數與產量的灰色關聯度分析[J].作物學報,2010,36(2):217-227.
[13]王士強,胡銀崗,佘奎軍,等.小麥抗旱相關農藝性狀和生理生化性狀的灰色關聯度分析[J].中國農業科學,2007,40(11):2452-2459.
[14]趙明,李建國,張賓,等.論作物高產挖潛的補償機制[J].作物學報,2006,32(10):1566-1573.
[15]尹田夫.大豆模擬株型的研究[J].作物學報,1983,9(3):205-211.
[16]張佳蕾,郭峰,苗昊翠,等.單粒精播對高產花生株間競爭緩解效應研究[J].花生學報,2018,47(2):52-58.
[17]萬書波,張佳蕾,張智猛.花生種植技術的重大變革-單粒精播[J].中國油料作物學報,2020,42(6):927-933.
[18]鄭亞萍,許婷婷,鄭永美,等.不同種植模式的花生單粒精播密度研究[J].亞熱帶農業研究,2012,8(2):82-84.
[19]王海新,張宇,王慧新,等.花生覆膜栽培適宜密度研究[J].遼寧農業科學,2017(5):1-5.
[20]王士強,胡銀崗,佘奎軍,等.小麥抗旱相關農藝性狀和生理生化性狀的灰色關聯度分析[J].中國農業科學,2007,40(11):2452-2459.
[21]吳永成,周順利,王志敏.小麥與抗旱性有關的根系遺傳改良研究進展[J].麥類作物學報,2004,24(3):101-104.
[22]魯雪林,王秀萍,張國新.旱稻抗旱性評價指標研究[J].中國農學通報,2006,22(1):124-126.
(責任編輯:柯文輝)