王傳堂,王志偉,王秀貞,吳 琪,唐月異,杜祖波,李 秋,于樹濤,王東偉
(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 2652002;3. 遼寧省風(fēng)沙地改良利用研究所,遼寧 阜新 123000; 4.青島農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 青島 266109)
相對于花生機械化播種,我國花生收獲機械化水平偏低?;ㄉ堑叵陆Y(jié)實的作物,果柄強度影響損失率[1-6],果殼強度弱則會造成收獲或脫殼時果殼破裂、破碎,影響花生莢果商品性,降低種子質(zhì)量[7-10]。研究花生品種機械化收獲相關(guān)特性對于培育適合機收的花生品種,研發(fā)和優(yōu)化花生收獲機械具有重要指導(dǎo)意義。
關(guān)于花生品種機收參數(shù),國內(nèi)外針對花生結(jié)實范圍和果柄強度已有研究[1-6,11]。George等將果柄強度分為低 (5.69~8.44 N)、中(8.45~13.96 N)、高(13.97 ~16.72 N)、極高(>16.72 N)等4級[4]。研究表明,不同品種間果柄強度存在差異,而土壤因素和莢果成熟度也可影響果柄強度[1]。對果殼強度的研究,則集中于干莢果或重濕莢果[7-10],關(guān)于鮮莢果果殼強度的研究鮮見報道。
本試驗通過對不同花生品種(系)的結(jié)實范圍、果柄強度和鮮莢果三個方向的果殼強度等指標(biāo)的測定,探討花生機收適宜性指標(biāo),篩選適宜機收的花生品種(系),為鮮花生機械化收獲積累數(shù)據(jù)。
供試種質(zhì)和花生新品種(系)共計57個(表1),包括普通型、珍珠豆型和多粒型等品種類型,種植于山東省花生研究所萊西試驗農(nóng)場,2018年5月下旬播種,地膜覆蓋栽培,2018年9月下旬收獲。管理措施同常規(guī)。
收獲時,每個材料各取兩株花生測定第一對側(cè)枝最遠結(jié)實節(jié)與主莖連接處的距離即結(jié)實范圍,并按吳琪等所述方法[3]采用SH-50 型數(shù)顯式推拉力計(溫州山度儀器有限公司)測定第一對側(cè)枝第1、2節(jié)位每節(jié)位1個共4個成熟飽滿莢果的果柄強度。果柄強度等級劃分按George等制定的4級標(biāo)準(zhǔn)[4]進行。以各材料單株為單位統(tǒng)計結(jié)實范圍、果柄強度最小值、最大值、極差和均值。每個材料隨機選取21~42個成熟飽滿的雙仁鮮莢果,按王冰所述方法[11]用微機控制電子萬能試驗機(深圳市新三思材料檢測有限公司,CMT4503)測定豎(莢果站立)、側(cè)(果嘴朝外)、臥(果嘴朝下)等3個方向的果殼強度。每個花生品種(系)每個方向各有7~14個測定值。統(tǒng)計各材料3個方向果殼強度最小值、最大值、極差和均值。采用DPS 14.50數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)用廣義線性模型進行統(tǒng)計分析。多重比較采用最小顯著差數(shù)法(Least Significant Difference,LSD)。
如表2所示,參試全部花生品種(系)的結(jié)實范圍為2.50~9.25 cm。吉花11號、濰花20號、日花超大果、花育41號(重復(fù)II)、FB4、16L29、花育25號等7個材料的結(jié)實范圍均大于7 cm,極顯著大于花育31號和16S1,后者結(jié)實更集中。
表1 供試花生材料一覽表
注:花育41號有兩次重復(fù)(序號22、序號39)。
Note: Huayu41 has two repetitions as Serial No.22 and 39.
表2 57個花生基因型結(jié)實范圍、果柄強度和鮮莢果果殼強度
表2 57個花生基因型結(jié)實范圍、果柄強度和鮮莢果果殼強度 (續(xù)表)
表3 57個花生品種(系)果殼強度間的Pearson相關(guān)系數(shù)
注:數(shù)值后帶有*和**表示顯著(0.05水平)和極顯著(0.01水平)。
Note: Values marked with * or ** indicated significance at 0.05 or 0.05 level, respectively.
就果柄強度而言,最小值變幅0.48~7.93N,緬甸花生、ST2-4G-4、14L67、ST2-4A-5、16L90、15L26、L14-07、吉花11號、16L72、花育33號、16L53、花育31號、日花超大果、宇花31號、ST2-4A-3、16L8、新早、16L9、16L25、17L5、15L36G、15L 82、花育25號、17S62等24個材料的果柄強度最小值均不低于5 N(表2),極顯著高于泉花646、扶花2號、魯花14號,后者果柄強度最小值均不高于0.57 N;果柄強度最大值變幅1.50~18.31 N;極差變幅為0.89~10.56 N;均值變幅為1.09~12.92 N,按4級標(biāo)準(zhǔn),所有參試材料為中或低,其中43個材料為低,果柄強度均值為中的15個品種(系)按均值由高到低為:14L67、花育33號、日花超大果、L14-07、16L90、ST2-4G-4、ST2-4A-5、15L22G、16L8、15L 82、緬甸花生、16L53、花育31號、宇花31號、17L29。以上15個材料,果柄強度均值居首位的14L67極顯著高于后五位,前10位間無極顯著差異。
表2所示,豎向果殼強度測定均值按高到低排序位于前10位的是,CTWE、ST2-4A-1、15L36G、15L26、16L90、16L8、17S9、16S1、16L72和12L48-1(不低于4.54 kN),極顯著高于處于末兩位的Chico(1.42 kN)、扶花2號(1.31 kN)。CTWE豎向果殼強度均值為9.25 kN,極顯著高于其余57個材料。
側(cè)向果殼強度均值從大到小名列前15位的是,花育31號、CTWE、12L48-1、vs-6、16L25、15L36G、泉花646、魯花14號、16S1、16L72、16L90、16L8、FB4、15L22G、16L9,變幅為9.16~12.42 kN。扶花2號(2.96 kN)和15L 82(2.89 kN)名列后兩位。
臥向果殼強度均值CTWE(13.02 kN)最大,兩者均極顯著高于其余參試材料。第2~15位依次是,12L48-1、16L25、魯花14號、花育31號、16S1、16L9、15L36G、vs-6、16L8、16L90(17L57)、ST2-4A-1、日花1號、15L26、花育41號(重復(fù)II)?;ㄓ?618(2.44 kN)和Chico(2.39 kN)最低。果殼強度最小值,豎向為0.20(緬甸花生)~7.13 kN(CTWE),側(cè)向為0.88(ST2-4G-4)~8.87 kN(CTWE),臥向為0.60(14L67)~7.63 kN(CTWE)。
表2可看出,各參試材料果殼強度最小值,同一個材料按3個不同方向加以比較,其變幅為0.24~7.13 kN(此處稱“果殼強度三向最小值”),發(fā)現(xiàn)有45個材料以豎向為最低,側(cè)向和臥向最低的分別有4個和9個。各參試材料果殼強度均值,同一個材料3個不同方向比較,均以豎向為最低,有56個材料側(cè)向最高,另外2個材料臥向最高。
在果柄強度最小值高于5 N的24個花生品種(系)中,16L25、16L90、16L9、16L8、15L26、16L72、宇花31號、花育31號、15L36G和吉花11號等10個花生新品種(系)果殼強度三向最小值為1.35~3.01 kN,高于大面積推廣的花育25號(1.26 kN),鮮莢果不易破碎,適合鮮莢果機械化收獲。
豎、側(cè)、臥三個方向果殼強度最小值、最大值、極差和均值之間的相關(guān)分析見表3。三個方向的果殼強度均值之間、三個方向果殼強度最大值之間、三個方向果殼強度最小值之間均呈極顯著正相關(guān)。
無論人工收獲還是機械收獲,都要求花生品種具有落果率低、莢果不易開裂或破碎的特性,這就要求適合機收品種的果柄和莢果具有較強的抗沖擊力。以往研究發(fā)現(xiàn),豫花9號鮮花生果柄強度低于5 N時,落果率高于2%[6],但果殼強度方面,則缺乏相應(yīng)的指標(biāo)。
花育25號是一個大面積推廣的適合機械化收獲的普通型大花生品種。本研究中以此為對照,經(jīng)測定花育25號果殼強度三向最小值為1.26 kN,據(jù)此提出適合聯(lián)合收獲的普通型花生品種的技術(shù)指標(biāo),即果柄強度不低于5 N且果殼強度三向最小值不低于1.26 kN。廣泛種植的花生品種分為普通型、珍珠豆型、多粒型和蘭娜型等4個市場型[2],不同果型花生其力學(xué)特性不同[8-10],應(yīng)根據(jù)不同的品種類型有針對性地提出不同的指標(biāo)。
花生莢果發(fā)育期嚴(yán)重受旱后又遭遇強降雨,會導(dǎo)致某些品種出現(xiàn)裂果,缺硼能導(dǎo)致花生果殼出現(xiàn)裂紋,這樣的花生果在收獲時就比較脆弱。在缺鈣的土壤上施鈣,能增強花生對產(chǎn)毒真菌的抵抗力,有利于莢果健康。從本研究結(jié)果可以看出,花育41號兩次重復(fù)測得的相關(guān)參數(shù)有一定差異,或系土壤或植株在水分、微生物、營養(yǎng)(肥力)上的差異所致,顯示影響花生收獲機械化的因素是多方面的,需深入研究。品種以外,適宜的栽培或植保措施也應(yīng)發(fā)揮一定作用。
本研究對57個花生基因型的結(jié)實范圍、果柄強度和果殼強度等機械化收獲參數(shù)進行了分析,選出了果柄強度高于5 N且果殼強度三向最小值均高于花育25號的10個花生品種(系),為花生機收適宜性研究提供了參考。
在本研究基礎(chǔ)上,將具有不同果柄強度和果殼強度最小值的花生試材種植于田間,同時測定果柄強度、果殼強度和機收落果率、破碎率,根據(jù)落果率和破碎率高限確定果柄強度、果殼強度低限,可望提出符合產(chǎn)業(yè)需求的技術(shù)指標(biāo),并將促進適應(yīng)機械化要求的花生品種培育。