高玉芳,趙寶勰
(甘肅省白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,甘肅 白銀 730900)
馬鈴薯是甘肅省第三大農(nóng)作物[1~3],2012年全省種植面積66.44萬hm2。但甘肅省馬鈴薯多種植在干旱半干旱地區(qū),干旱是馬鈴薯生產(chǎn)的主要限制因素[4~7]。為了鑒定馬鈴薯品種(系)的抗旱性和增產(chǎn)潛力,篩選出具有綜合優(yōu)良性狀的馬鈴薯抗旱品種,為干旱半干旱地區(qū)擴(kuò)大馬鈴薯種植提供依據(jù),我們采用MINQUE法對(duì)不同馬鈴薯品種(系)在不同水分脅迫條件下產(chǎn)量、葉面積、株高、商品率及綜合性狀的表現(xiàn)進(jìn)行了研究,現(xiàn)報(bào)道如下。
供試馬鈴薯品種(系)為LK99、L0031-17、大西洋,由白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。
試驗(yàn)在白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所河靖坪試驗(yàn)場進(jìn)行。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主處理為馬鈴薯品種(A),A1為LK99,A2為L0031-17,A3為大西洋。副處理為灌水量(B),B1為嚴(yán)重水分脅迫,即馬鈴薯生育期不灌水;B2為中度水分脅迫,即在第1次中耕培土(6月30日)后,于7月2日灌水,灌水量為1 250 m3/hm2,以后每隔15 d灌水1次,共灌水4次;B3為正常灌水,即在第1次中耕培土(6月30日)后,于7月2日灌水,灌水量為2 083 m3/hm2,以后每隔15 d灌水1次,共灌水4次。小區(qū)面積7.2 m2(3.0 m×2.4 m),3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。馬鈴薯采用露地等行距栽培,5月1日按行距80 cm、株距30 cm播種,于6月30日進(jìn)行第1次中耕培土,10 d后進(jìn)行第2次中耕培土,各小區(qū)除水分管理外,其它田間管理措施均一致,同當(dāng)?shù)仄胀ù筇铩?月下旬按小區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)并考種。
2.1.1 株高 從表1可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,株高較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均株高為13.92 cm,較正常灌水降低了11.79 cm;在中度水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均株高為18.53 cm,較正常灌水降低了7.18 cm。其中LK99在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下株高較正常灌水分別降低了9.46 cm和15.45 cm。L0031-17較正常灌水分別降低了6.71 cm和11.37 cm,大西洋較正常灌水分別降低了5.38 cm和8.54 cm。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的株高較中度水分脅迫條件時(shí)分別降低5.99、4.66、3.16 cm。同時(shí)可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)不同灌水處理下平均株高以大西洋最高,為22.24 cm;L0031-17次之,為20.47 cm;LK99最矮,僅為15.45 cm。
表1 不同處理的馬鈴薯株高 cm
2.1.2 葉面積 從表2可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,葉面積較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均葉面積為500.59 mm2,較正常灌水減小409.64 mm2。在中度水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均葉面積為798.28 mm2,較正常灌水減小111.95 mm2。其中LK99葉面積較正常灌水分別減小了203.38 mm2和458.73 mm2,L0031-17葉面積較正常灌水分別減小了43.60 mm2和331.70 mm2;大西洋在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,葉面積較正常灌水分別減小了88.87 mm2和438.51 mm2。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的葉面積較中度水分脅迫分別減小255.35、288.10、349.64 mm2。同時(shí)可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)的平均葉面積以大西洋最大,為841.84 mm2;L0031-17次之,為771.57 mm2;LK99最小,僅為595.70 mm2。
表2 不同處理的馬鈴薯葉面積 mm2
2.1.3 商品率 從表3可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,除L0031-17在中度水分脅迫條件下商品率較正常灌水有所提高外,其余處理較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均商品率為53.42%,較正常灌水降低25.35百分點(diǎn);在中度水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均商品率為75.03%,較正常灌水降低3.74百分點(diǎn)。其中LK99在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,商品率較正常灌水分別降低了11.86、46.93百分點(diǎn);L0031-17商品率較正常灌水分別降低了-0.73、15.56百分點(diǎn);大西洋商品率較正常灌水分別降低了0.09、13.56百分點(diǎn)。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的商品率較中度水分脅迫分別減小35.07、16.29、13.47 mm2。同時(shí)可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)的平均商品率以大西洋最高,為76.75%;L0031-17次之,為73.73%;LK99最小,僅為56.73%。
表3 不同處理的馬鈴薯商品率 %
2.1.4 產(chǎn)量 從表4可以看出,3個(gè)馬鈴薯品種(系)在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,折合產(chǎn)量較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均折合產(chǎn)量為8 847.7 kg/hm2,較正常灌水減產(chǎn)66.91%;在中度水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均折合產(chǎn)量為22 980.3 kg/hm2,較正常灌水減產(chǎn)14.06%。其中LK99在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,折合產(chǎn)量較正常灌水分別減產(chǎn)28.86%和73.30%;L0031-17在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,折合產(chǎn)量較正常灌水分別減產(chǎn)4.27%和61.84%;大西洋在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,折合產(chǎn)量較正常灌水分別減產(chǎn)13.59%和67.26%。在嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的折合產(chǎn)量較中度水分脅迫分別減產(chǎn)62.46%、60.14%、62.11%。3個(gè)馬鈴薯品種(系)的平均折合產(chǎn)量以大西洋最高,為27 889.7 kg/hm2;L0031-17次之,為19 171.3 kg/hm2;LK99最低,為11 505.7 kg/hm2。對(duì)折合產(chǎn)量進(jìn)行方差分析結(jié)果表明,3個(gè)馬鈴薯品種(系)間差異顯著,各水分脅迫條件間也達(dá)差異顯著水平。
表4 不同處理的馬鈴薯折合產(chǎn)量 kg/hm2
從表5可以看出,在中度水分脅迫和嚴(yán)重水分脅迫條件下,LK99綜合性狀較正常灌水表現(xiàn)差,綜合性狀評(píng)分分別為47.70、41.13分,較正常灌水低14.89、21.46分;L0031-17綜合性狀較正常灌水表現(xiàn)優(yōu)良,綜合性狀評(píng)分分別為80.80、78.87分,較正常灌水高8.09、10.02分;大西洋綜合性狀與正常灌水保持一致,均為100分。其中在嚴(yán)重水分脅迫條件下LK99、L0031-17、大西洋的平均綜合性狀評(píng)分為73.33分,較正常灌水綜合性狀評(píng)分低4.46分,較中度水分脅迫綜合性狀評(píng)分低2.84分;在中度水分脅迫條件下,LK99、L0031-17、大西洋的平均綜合性狀評(píng)分為76.17分,較正常灌水綜合性狀評(píng)分低1.62分。3個(gè)馬鈴薯品種(系)的平均綜合性狀評(píng)分以大西洋最高,為100分;L0031-17次之,為76.82分;LK99最低,為50.47分。
表5 不同處理和馬鈴薯綜合性狀評(píng)分 分
1)L0031-17和大西洋在正常水分條件和干旱脅迫條件下各性狀減幅均較小,其中大西洋的產(chǎn)量均最高,L0031-17次之;LK99在幾種不同水分處理下,各性狀的減少幅度均比其它2個(gè)品種(系)大,折合產(chǎn)量均最低,其抗旱性較弱。L0031-17和大西洋兩個(gè)品種(系)均表現(xiàn)抗旱性好,商品率高、產(chǎn)量潛力大,建議在當(dāng)?shù)乩^續(xù)試種,進(jìn)一步觀察其抗旱、抗逆以及其它一些塊莖品質(zhì)性狀。
2)植物生理學(xué)意義上的抗旱性是指植物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)性和抵抗能力,其抗旱能力的高低主要表現(xiàn)在產(chǎn)量方面,因此產(chǎn)量指標(biāo)是抗旱性最重要的鑒定指標(biāo)[9]。對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)的最終目的是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)與抗旱性相結(jié)合的品種,所以產(chǎn)量性狀便被當(dāng)作是最可靠的評(píng)價(jià)指標(biāo),在品種抗旱能力的最終鑒定中起很大的作用。但是利用單一指標(biāo)很難全面的評(píng)價(jià)品種抗旱性,多個(gè)指標(biāo)綜合測定比較,才能更準(zhǔn)確地選出優(yōu)良品種[10]。馬鈴薯的抗旱性是許多與抗旱性有關(guān)的數(shù)量或質(zhì)量遺傳基因綜合作用累加的結(jié)果,每個(gè)與抗旱性有關(guān)的性狀對(duì)馬鈴薯的抗旱性都起作用[5]。Deblonde等研究表明,馬鈴薯的株高、葉面積和商品率等性狀指標(biāo)均與馬鈴薯抗旱性關(guān)系密切,均可作為馬鈴薯抗旱品種篩選、鑒定的參考指標(biāo)[11]。在受到干旱脅迫時(shí),其各性狀均會(huì)受到影響,不同抗旱能力的品種在這些性狀上會(huì)產(chǎn)生不同程度的變化。因此,在馬鈴薯品種抗旱性鑒定中,不能單獨(dú)依賴其某個(gè)指標(biāo),必須根據(jù)產(chǎn)量、并結(jié)合其它形狀指標(biāo)來進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)與篩選,才能提高鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性[10]。
抗旱性鑒定的主要目的是培養(yǎng)干旱條件下能夠高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的品種。因此,干旱條件下作物的產(chǎn)量和減產(chǎn)百分率常被用作抗旱性鑒定的一項(xiàng)重要指標(biāo)[12]。馬鈴薯在正常水分條件下高產(chǎn),在干旱脅迫條件下不減產(chǎn)是最理想的性狀。無論在輕度干旱脅迫還是嚴(yán)重干旱脅迫條件下,參試品種(系)的產(chǎn)量、葉面積、株高和商品率較正常灌水均有不同程度的下降。這與Ouiam和Lahlou等的研究結(jié)果一致[13~14]。馬鈴薯植株受連續(xù)干旱脅迫后,性狀表現(xiàn)為植株變矮,葉片減小,最終表現(xiàn)為商品率和產(chǎn)量下降。上述指標(biāo)的變化明顯存在著品種(系)間的差異,受干旱脅迫后性狀指標(biāo)變化較小的品種,其最終產(chǎn)量下降幅度也較小,表現(xiàn)較強(qiáng)抗旱性。準(zhǔn)確地鑒定馬鈴薯品種的抗旱性,認(rèn)知具體的抗旱機(jī)理和抗旱性遺傳規(guī)律,是進(jìn)行抗旱育種,選育抗旱品種的基礎(chǔ)[15~16]。
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