劉登望，李 林*，張 昊，張博文，王 飛，王建國，萬書波*，李新國

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院旱地作物研究所，湖南 長沙 410128； 2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 濟南 250100)

在高溫多雨地區(qū)，土壤由于遭受長期淋溶、礦化和水土流失，會發(fā)生較強的脫硅、流失鈣鎂鉀鈉鋅等鹽基離子和富鐵鋁過程，進而形成酸性土壤，其主要弱點是酸、粘、瘠、毒，pH 4.0～6.0。長期不合理施肥尤其偏施多施氮肥、忽視有機肥施用、酸沉降均加劇了土壤酸化及質(zhì)量退化[1-3]。我國酸性土壤資源豐富，跨越熱帶、亞熱帶地區(qū)，面積達217萬km2，其中紅壤系列土壤面積約128萬km2，占全區(qū)土地面積的58.7%[2]。

花生是我國南方主要大田經(jīng)濟與油料作物，常年種植面積167萬hm2，占全國35%左右?；ㄉ芄采痰?，根系與地下莢果均能吸收養(yǎng)分和水分，耐瘠耐旱性強，種植花生是改良和利用酸性紅壤的重要經(jīng)濟途徑。雖然花生是酸性紅壤地區(qū)的先鋒作物，但酸度重、土壤瘠薄仍是導(dǎo)致花生結(jié)果少、飽滿度差、產(chǎn)量低、品質(zhì)欠佳的主要障礙因子[4]。據(jù)調(diào)查，不同花生品種在酸性紅壤的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性差異巨大[5-6]，但有針對性的品種改良報道較少。

本文對全國近十多年育成的82份花生品種在酸性紅壤產(chǎn)量及適應(yīng)性表現(xiàn)進行分析，旨在篩選出較為耐酸性土壤品種，并明確其基本特征，為進一步品種改良提供種質(zhì)材料與理論參考。

1 材料與方法

1.1 參試花生品種

供試花生品種82份，由全國主要育種單位近年育成，來自南方8省(蘇、皖、湘、鄂、贛、川、貴、閩)及北方4省(遼、冀、魯、豫)，主要為珍珠豆型，少量為中間型，于2005-2016年先后參加國家級長江流域片長沙點品種區(qū)域試驗，以中花4號、中花15為對照(長江流域主栽品種，對酸性紅壤旱地具有很強適應(yīng)性)。品種來源單位的育種試驗地酸堿性分布較廣，從堿性、弱堿性、中性、弱酸性、酸性到強酸性。參試品種詳情見表1。

1.2 試點土壤性質(zhì)與氣候特征

試驗地位于長沙市轄的瀏陽市普跡鎮(zhèn)書院村，土壤類型為第四紀(jì)紅土發(fā)育的酸性紅壤旱地，地勢平坦，pH 4.8～5.4，有機質(zhì)10.4～17.4 g/mg，堿解氮55.0～120.3mg/kg，速效磷5.4～7.2mg/kg，速效鉀67.7～93.3 mg/kg，交換性鈣392.6～376.8 mg/kg。屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，常年降雨量1400 mm，一般在花生生育前期低溫、中期多雨、后期干旱。

1.3 試驗設(shè)計

試驗地按2 m寬分廂。春播(4月中下旬)，開溝條點播，行距33 cm，株距20 cm，每穴播2粒，種植密度2萬粒/667 m2，小區(qū)面積13.33 m2。隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。施肥、水分、除草按中等產(chǎn)量水平管理。

1.4 調(diào)查項目與方法

在花生成熟期每小區(qū)取樣10個標(biāo)準(zhǔn)蔸(每蔸雙苗，四周未缺苗缺穴)，按照中國農(nóng)科院油料作物研究所制訂的《花生區(qū)域試驗記載項目標(biāo)準(zhǔn)》、《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進行考種，考察指標(biāo)包括植株性狀、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。其余植株全部收獲用于測產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003、SPSS 10.0等軟件進行平均數(shù)、極值(最大值、最小值)、變異系數(shù)、相關(guān)分析等處理，繼而獲得豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性、離散性等參數(shù)。

表2 所有參試花生品種性狀指標(biāo)總體狀況

注：PY: 莢果產(chǎn)量 Pod yield; PH: 株高 Plant height; BL: Branch length; BN: 單株分枝 Branch number per plant; TP: 單株總果 Total pod per plant; FP: 單株飽果 Full pod per plant; BP: 單株秕果 Blighted pod per; GP: 單株芽果 Germinated pod per plant; REP: 單株爛空果 Rotten and empty pod per plant; PD: 單株生產(chǎn)力 Productivity per plant; PNPK: 千克果數(shù) Pod number per kg; 100-ps: 百果質(zhì)量 100-pods mass; 100-ss: 百仁質(zhì)量100-seeds mass; FPMR: 飽果質(zhì)量率 Full pods mass rate; FSMR: 飽仁質(zhì)量率 Full seeds mass rate; FPR: 莢果飽度 Fullness of pods rate; SP: 出仁率 Shelling percentage.下同 The same below.

表1 參試花生品種來源分布

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種性狀指標(biāo)

表2可知，莢果平均產(chǎn)量3750kg/hm2，其株高偏高(主莖高49.0 cm，側(cè)枝長52.8 cm)，單株分枝數(shù)偏少(7.6條)，單株結(jié)果性能中等(總果12.6個、飽果數(shù)7.4個、秕果數(shù)4.1個)，單株生產(chǎn)力中等(15.5g)，莢果與籽仁中等大小(千克果數(shù)746個，百果質(zhì)量171.3 g，百仁質(zhì)量75.7 g)，莢果飽滿度中等(57.5%)，出仁率中等(70.6%)。

2.2 適應(yīng)酸性土壤高產(chǎn)品種篩選

以在長江流域酸性紅壤上具有很強適應(yīng)性的主栽品種中花4號、中花15號為對照品種，以平均產(chǎn)量在3750 kg/hm2以上且極顯著增產(chǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，篩選出17個耐酸性土壤高產(chǎn)品種，約占參試品種的1/5。其中，較對照品種增產(chǎn)幅度大的品種來源地多為其育種試驗地偏酸性，這可能與育種選擇壓力、地域適應(yīng)性有關(guān)(表3)。

表3 篩選出的適應(yīng)酸土高產(chǎn)品種

表4 莢果產(chǎn)量與各性狀的相關(guān)系數(shù)

注： CC：相關(guān)系數(shù) Correlation coefficient，下同。The same below.

表5 莢果產(chǎn)量與各性狀相關(guān)系數(shù)的分析表

注：ACC: 相關(guān)系數(shù)13年(2005-2017)平均值r(0.05)=0.609，r(0.01)=0.740, the average of correlation coefficient in 13 years (2005-2016) isr(0.05)=0.609,r(0.01)=0.740；FCP: 相關(guān)性質(zhì)頻度 Frequency of correlation properties; FCD：相關(guān)程度頻度Frequency of correlation degree; VS: 極顯著Very significant; S: 顯著Significant; M: 中等 Medium; 較低: Low; P: 正Positive; N: 負(fù) Negative.

2.3 莢果產(chǎn)量與各性狀的相關(guān)性分析

單位面積莢果產(chǎn)量是衡量耐酸性土壤花生品種豐產(chǎn)性能的終極指標(biāo)。從相關(guān)分析可知(表4，表5)，耐酸性土壤高產(chǎn)品種的主要特征是結(jié)莢性能好，表現(xiàn)為單株生產(chǎn)力高，單株飽果數(shù)、單株總果數(shù)均多，這3個指標(biāo)變異系數(shù)小，穩(wěn)定性好，其次是莢果大(千克果數(shù)少、百果質(zhì)量大)，飽仁及飽果質(zhì)量率高；耐酸性土壤高產(chǎn)品種的植株特征為株高(主莖高、側(cè)枝長)適度、分枝數(shù)較多，其他7個指標(biāo)與單位面積莢果產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)低、變異系數(shù)大，不穩(wěn)定。

3 討論

3.1 耐酸性土壤花生品種選育應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪x擇壓力

來自我國南北多地、跨越多個氣候帶、15度左右緯度且來源單位的育種試驗地酸堿性分布廣的品種均能在長沙種植，充分說明花生具有很強的氣候與土壤生態(tài)適應(yīng)性。其內(nèi)在根源：一是花生對光周期變化不敏感；二是能共生固氮，根系與地下結(jié)果均能吸收養(yǎng)分水分，耐瘠耐旱性強，有“先鋒作物”和“作物界駱駝”的美譽[4]。即便如此，在酸性土壤適應(yīng)性更強、豐產(chǎn)性更好的品種仍多數(shù)來自育種試驗地偏酸性的南方地區(qū)，因此針對南方酸性紅壤進行的生態(tài)育種應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪x擇壓力[7]，以便對現(xiàn)有品種進行引種馴化或進一步改良。

3.2 耐酸性土壤花生品種選育方法

酸性土壤往往酸、粘、瘠、毒四害相伴[1]，應(yīng)從耐酸性、耐低鈣、耐低磷、耐鋁毒等方面開展種質(zhì)資源篩選、創(chuàng)制、分子育種和基因改良。本文通過相關(guān)分析等研究認(rèn)為，耐酸土高產(chǎn)品種的主要篩選指標(biāo)是單株生產(chǎn)力高，單株飽果數(shù)、單株總果數(shù)均多，其次是莢果大，飽仁及飽果質(zhì)量率高，以及株高適度，若太矮會導(dǎo)致基本生物量及儲存光合產(chǎn)物場所不足，太高則干物質(zhì)運轉(zhuǎn)不暢，且易倒伏；單株分枝數(shù)應(yīng)較多，與單株結(jié)果數(shù)密切相關(guān)，從而間接影響單株產(chǎn)量，其他指標(biāo)與莢果產(chǎn)量相關(guān)度低、不穩(wěn)定。本研究篩選出的17個耐酸性土壤高產(chǎn)品種，約占參試品種的1/5，其中5個品種增產(chǎn)率超過30%，充分說明耐酸性土壤高產(chǎn)育種大有可為。

花生不同品種耐酸力存在廣泛的遺傳多樣性[8]。于天一[6,9]按照耐酸系數(shù)將19個花生品種分成耐、中、敏三類，篩選出強耐酸性花生品種L2010 和花育 32，并發(fā)現(xiàn)耐酸系數(shù)與莢果產(chǎn)量、出仁率、籽仁鈣累積量、莢果鈣及籽仁鈣利用率等指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)，與空秕率呈極顯著負(fù)相關(guān)，這些相關(guān)性指標(biāo)可作為大田花生耐酸性鑒定指標(biāo)，而幼苗耐酸鑒定指標(biāo)為各器官及整株干、鮮質(zhì)量和葉面積等 9 個便于測定的直接指標(biāo)，根系形態(tài)相關(guān)指標(biāo)可作為輔助鑒定指標(biāo)。作物耐酸性往往還通過耐鋁性來體現(xiàn)，目前篩選耐鋁種質(zhì)資源的方法主要包括田間鑒定、盆栽試驗和營養(yǎng)液培養(yǎng)等[10-12]。發(fā)生花生空殼的地塊多為酸性土壤，土壤酸性越強，缺鈣越嚴(yán)重，土壤 pH 與交換性鈣含量呈顯著正相關(guān)[13-15]。吳海寧[5]通過對19個桂花系列品種的單株生產(chǎn)力、單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出仁率指標(biāo)進行聚類分析，將花生品種在酸性低鈣土壤的耐性分為高耐、中耐和敏感 3 類，篩選出耐酸土花生品種桂花166、桂花1026，表現(xiàn)單株生產(chǎn)力高、單株飽果數(shù)多、飽果率高。

此外，耐酸性土壤花生品種一般為小、中籽珍珠豆型品種及部分大花生品種，還應(yīng)具有一播全苗，早生快發(fā)，毛細根發(fā)達，開花結(jié)果集中，莢果飽滿，熟相落黃好，對主要病害葉斑病、銹病、青枯病、白絹病等抗性較強，早熟避旱等。