李程勛,李愛(ài)萍,徐曉俞,鄭開(kāi)斌
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,福建 福州 350013)
【研究意義】蠶豆(Vicia fabaL.),別名胡豆、南豆、蘭花豆等,豆科、豌豆屬,是主要的食用豆類作物[1,2]。蠶豆含有豐富的氨基酸、碳水化合物、纖維素、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分[3,4]。大粒蠶豆(干籽粒百粒重超過(guò)160 g)粒寬而厚,具有高蛋白、高淀粉、低脂肪等特性[5],其外觀良好、口感細(xì)膩、營(yíng)養(yǎng)豐富,深受消費(fèi)者喜愛(ài)[6]。福建地區(qū)的大粒蠶豆品種單一,種植品種仍是傳統(tǒng)的陵西一寸品種,缺少大粒蠶豆種質(zhì)資源以供種植選擇。因此,引進(jìn)先進(jìn)的大粒蠶豆品種對(duì)福建地區(qū)的蠶豆發(fā)展具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,國(guó)內(nèi)外已有大量關(guān)于蠶豆種質(zhì)資源形態(tài)多樣性[7-9]、基因多樣性[10,11]、蛋白多樣性[12]、抗逆性[13,14]、抗病性[15,16]和栽培技術(shù)[17,18]等方面的研究?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】鮮有關(guān)于大粒蠶豆種質(zhì)資源評(píng)價(jià)的研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究引進(jìn)10個(gè)目前我國(guó)較先進(jìn)的春播型和秋播型大粒蠶豆品種在福建試種,并以陵西一寸品種為對(duì)照,通過(guò)農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)鑒定,以期為福建蠶豆優(yōu)良品種的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
供試的大粒蠶豆品種:日本大白皮、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮7號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1、通蠶鮮10號(hào)、青海1號(hào)、青海2號(hào)、青海3號(hào)、青海4號(hào)、陵西一寸,其中日本大白皮、通蠶鮮6號(hào)、通蠶鮮7號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1、通蠶鮮10號(hào)由江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供,青海1號(hào)、青海2號(hào)、青海3號(hào)、青海4號(hào)由青海省農(nóng)林科學(xué)院提供,陵西一寸由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提 供。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2018年11月~2019年5月,試驗(yàn)設(shè)置于福州市連江縣馬鼻鎮(zhèn)館讀村和閩侯縣白沙鎮(zhèn)林柄村,選擇土壤肥力中等、均勻,中性至弱堿性土壤作為試驗(yàn)地,酸性土壤基肥可選用石灰進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值。每個(gè)品種小區(qū)面積18 m2(畦寬1.5 m×畦長(zhǎng)12 m),每畦種植2行,穴距45 cm,每穴播1粒,每個(gè)小區(qū)約52株,每個(gè)小區(qū)3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,共種植66個(gè)小區(qū),采取隨機(jī)完全區(qū)組排列。試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)行或保護(hù)區(qū),田間管理參照《大粒青 蠶豆無(wú)公害栽培技術(shù)規(guī)程》。
1.2.2 主要農(nóng)藝性狀的測(cè)定 播種后分別記載蠶豆出苗期、分枝期、現(xiàn)蕾期等,于見(jiàn)花期、始莢期和成熟期考察株高、分枝數(shù)等,采收時(shí)統(tǒng)計(jì)百粒重、莢長(zhǎng)、莢寬、籽粒長(zhǎng)、籽粒寬等農(nóng)藝性狀。
物候期觀測(cè):播種期:種子播種當(dāng)天的日期;出苗期:50%的植株幼苗露出地面2 cm以上的日期;分枝期:50%的植株葉腋長(zhǎng)出分枝的日期;現(xiàn)蕾期:50%的植株頂部出現(xiàn)能夠目辨的花蕾的日期;見(jiàn)花期:見(jiàn)到第一朵花的日期;開(kāi)花期:50%的植株見(jiàn)花的日期;始莢期:50%的植株開(kāi)始結(jié)莢的日期;采青期:70%以上的始莢結(jié)位的莢可以青食采收的日期;成熟期:70%以上的莢呈成熟色的日期;生育日數(shù):播種第二天至成熟期的天數(shù)。
株高:隨機(jī)選取10株,測(cè)量從子葉節(jié)到植株最高莖枝頂端生長(zhǎng)點(diǎn)的長(zhǎng)度,取平均值。
分枝數(shù):隨機(jī)選取10株,觀測(cè)計(jì)數(shù)每株上的所有一級(jí)分枝數(shù)(包括主莖),取平均值。
莢長(zhǎng):隨機(jī)抽取10個(gè)鮮莢果,測(cè)量莢尖至莢尾的直線距離,取平均值。
莢寬:隨機(jī)抽取10個(gè)鮮莢果,測(cè)量莢果最寬處的直線距離,取平均值。
鮮莢每667 m2(下同)產(chǎn)量:隨機(jī)選取10株,采收并稱量其生產(chǎn)的鮮莢,換算成鮮莢產(chǎn)量。
出籽率:鮮籽粒產(chǎn)量與鮮莢產(chǎn)量的比值。
籽粒長(zhǎng):隨機(jī)抽取10個(gè)成熟莢果,測(cè)量風(fēng)干后成熟籽粒最長(zhǎng)處的直線距離,取平均值。
籽粒寬:隨機(jī)抽取10個(gè)成熟莢果,測(cè)量風(fēng)干后成熟籽粒最寬處的直線距離,取平均值。
干籽粒百粒重:以風(fēng)干后的成熟干籽粒為觀測(cè)對(duì)象,參照GB/T 3543—1995 農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程,從清選后的種子中隨機(jī)取樣,4次重復(fù),每個(gè)重復(fù) 100粒種子,稱取每100粒種子的質(zhì)量,取平均值。
采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù) 據(jù)分析。
對(duì)蠶豆的生長(zhǎng)情況進(jìn)行觀察,記錄不同蠶豆品種的生育期。表1可以看出出苗期和分枝期各品種間差異不大,從現(xiàn)蕾期后,青海1~4號(hào)各生育期均較其余品種提前,生育日數(shù)比對(duì)照提早27~29 d,而江蘇的通蠶系列品種及日本大白皮各生育期與對(duì)照差異不大,生育日數(shù)比對(duì)照提前0~4 d。因此,與對(duì)照品種陵西一寸相比,青海1~4號(hào)在福建種植體現(xiàn) 為較早熟品種。
表1 不同蠶豆品種的生育期Table 1 Growth period of broad bean varieties
2.2.1 3個(gè)主要時(shí)期的株高和分枝數(shù) 對(duì)不同蠶豆品種在開(kāi)花期、采青期和成熟期時(shí)的株高、分枝數(shù)進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)。由表2可以看出青海的4個(gè)蠶豆品種株高都顯著高于其他品種,采青期青海系列品種的株高均高于100 cm,其中株高最高的青海2號(hào),采青期高度達(dá)到147.83 cm,比對(duì)照高88.94%,而通蠶系列品種、日本大白皮及陵西一寸(CK)采青期的株高均小于100 cm,其中陵西一寸(CK)的株高最矮,僅78.24 cm;青海系列品種的分枝數(shù)較少,除青海3號(hào)采青期分枝數(shù)達(dá)到11.53個(gè)外,其余品種的分枝數(shù)均小于10個(gè),其中青海2號(hào)的分枝數(shù)最少,在采青期分枝數(shù)為7.11個(gè),比對(duì)照少34.35%,而通蠶系列品種、日本大白皮及陵西一寸(CK)采青期分枝數(shù)均大于10個(gè),其中陵西一寸(CK)的分枝數(shù)最少,僅10.83個(gè)??梢?jiàn)青海系列品種采青期的株高高于陵西一寸(CK),分枝數(shù)除青海3號(hào)外均低于陵西一寸(CK)。日本大白皮和通蠶系列品種的株高和 分枝數(shù)都高于陵西一寸(CK)。
表2 不同時(shí)期蠶豆品種的株高和分枝數(shù)Table 2 Plant height and number of primary branches of broad bean varieties at different growth stages
2.2.2 不同蠶豆品種的鮮莢情況 觀察不同蠶豆品種的莢生長(zhǎng)狀況,對(duì)莢長(zhǎng)、莢寬、出籽率、單莢鮮重、單株實(shí)莢數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由表3可以看出青海3號(hào)和通09-110-1的四粒莢和五粒莢占比較大,出籽率都超過(guò)了50%,其中青海3號(hào)的出籽率達(dá)到了55.70%,通09-110-1的出籽率達(dá)到50.53%。青海蠶豆品種的出籽率普遍較高,都超過(guò)了40%,而日本大白皮出籽率最低,僅有30.53%。出籽率排列順序?yàn)椋呵嗪?號(hào)>通09-110-1>青海4號(hào)>通蠶鮮7號(hào)>青海2號(hào)>青海1號(hào)>通蠶鮮10號(hào)>通蠶鮮6號(hào)>CK>通蠶鮮8號(hào)>日本大白皮。
表3還可以看出,青海系列大粒蠶豆莢長(zhǎng)較長(zhǎng),除青海4號(hào)外,其余品種鮮莢長(zhǎng)度均超過(guò)13 cm,而除了通09-110-1外,通蠶系列品種、日本大白皮及陵西一寸(CK)的鮮莢長(zhǎng)度均小于13 cm;青海
表3 鮮莢籽粒數(shù)占比率、莢長(zhǎng)、莢寬、單莢重與株莢數(shù)表Table 3 Seed ratio, pod length, pod width, pod weight, and pod number of broad bean varieties
系列大粒蠶豆品種的莢寬均小于2.5 cm,而通蠶系列品種、日本大白皮及陵西一寸(CK)的鮮莢寬度均大于2.5 cm,其中通09-110-1的鮮莢最寬,達(dá)2.75 cm。
青海系列蠶豆品種的單株鮮莢數(shù)少于12個(gè)為10~12個(gè),而除了通蠶鮮6號(hào),其余通蠶系列品種、日本大白皮及陵西一寸(CK)的單株鮮莢數(shù)均超過(guò)14個(gè),其中日本大白皮的單株鮮莢數(shù)最多,達(dá)到20個(gè)。
單莢鮮重方面,除了通09-110-1為41.60 g,比對(duì)照高26.91%外,其余品種的單莢鮮重均小于陵西一寸(CK)。其中日本大白皮的單莢鮮重最輕,僅有17.40 g,青海系列蠶豆品種除青海3號(hào)單莢鮮重為20.96 g外,其余品種的單莢鮮重均小于20 g,而通 蠶系列品種的單莢鮮重均大于20 g。
2.2.3 不同蠶豆品種的籽粒性狀 對(duì)不同蠶豆品種的鮮籽粒長(zhǎng)、鮮籽粒寬、鮮籽粒百粒重、干籽粒百粒重等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由表4可以看出所有品種的鮮籽粒寬度都大于1.5 cm,除日本大白皮外,其余品種的鮮籽粒長(zhǎng)度都大于2.5 cm,籽粒長(zhǎng)寬比為1.29~1.50。除了青海3號(hào)的干籽百粒重僅為151.81 g外,其余品種的干籽百粒重都超過(guò)160 g,其中通09-110-1、陵西一寸(CK)和通蠶鮮8號(hào)的干籽百粒重都超過(guò)了180 g,而通09-110-1最高,達(dá)到200.08 g。鮮籽粒百粒重與干籽粒百粒重相似,通09-110-1、陵西一寸(CK)和通蠶鮮8號(hào)的鮮籽粒百粒重超過(guò)300 g,通09-110-1最高,達(dá)到417.74 g。
表4 不同蠶豆品種的鮮籽粒長(zhǎng)、鮮籽粒寬和百粒重Table 4 Seed length, seed width, and 100-seed weight of broad bean varieties
2.2.4 不同蠶豆品種的產(chǎn)量比較 對(duì)不同蠶豆品種的鮮莢產(chǎn)量和鮮籽粒產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表5可以看出青海品種青莢產(chǎn)量400~450 kg,通蠶系列品種青莢產(chǎn)都超過(guò)550 kg,其中通09-110-1品種的鮮莢重和鮮莢每667 m2(下同)產(chǎn)量顯著高于其他品種,產(chǎn)量達(dá)到1 200.58 kg,比對(duì)照高32.81%,通蠶鮮8號(hào)的鮮莢產(chǎn)量與陵西一寸(CK)沒(méi)有顯著性差異,其他品種的鮮莢產(chǎn)量均顯著低于對(duì)照陵西一寸品種。各個(gè)品種的產(chǎn)量排列順序?yàn)椋和?9-110-1>CK>通蠶鮮8號(hào)>通蠶鮮7號(hào)>日本大白皮>通蠶鮮6號(hào)>通蠶鮮10號(hào)>青海4號(hào)>青海2號(hào)>青海3號(hào)>青海1號(hào)。
表5 不同蠶豆品種的鮮莢產(chǎn)量和鮮籽粒產(chǎn)量Table 5 Fresh pod and seed weights per mu produced by various broad bean varieties
通蠶系列品種、日本大白皮和陵西一寸(CK)的鮮籽產(chǎn)量均高于200 kg,其中通蠶鮮7號(hào)、通蠶鮮8號(hào)、通09-110-1以及陵西一寸(CK)的鮮籽產(chǎn)量高于300 kg,而青海系列品種的鮮籽產(chǎn)量為160 kg ~235 kg,其中青海3號(hào)的鮮籽產(chǎn)量232.12 kg超過(guò)了通蠶鮮10號(hào)和日本大白皮,各品種鮮籽每667 m2產(chǎn)量排列順序?yàn)椋和?9-110-1>CK>通蠶鮮7號(hào)>通蠶鮮8號(hào)>通蠶鮮6號(hào)>青海3號(hào)>通蠶鮮10號(hào)>日 本大白皮>青海4號(hào)>青海2號(hào)>青海1號(hào)。
2.2.5 蠶豆種質(zhì)資源產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析 對(duì)蠶豆種質(zhì)資源產(chǎn)量性狀間的相關(guān)性進(jìn)行分析,得出產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)表6,從表中可以看出,生育日數(shù)、單莢鮮重、莢寬、鮮籽粒百粒重與鮮莢產(chǎn)量具有極顯著的正相關(guān),分枝數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)與鮮莢每667m2(下同)產(chǎn)量顯著正相關(guān),株高與鮮莢產(chǎn)量顯著負(fù)相關(guān)。各性狀與鮮莢產(chǎn)量的相關(guān)程度排序?yàn)椋乎r籽粒百粒重>單莢鮮重>莢寬>生育日數(shù)>株高>分枝數(shù)>單株實(shí)莢數(shù)>莢長(zhǎng)>出籽率。單莢鮮重、鮮籽粒百粒重與鮮籽粒產(chǎn)量極顯著正相關(guān),莢長(zhǎng)、莢 寬與鮮籽粒產(chǎn)量顯著正相關(guān)。
表6 蠶豆種質(zhì)資源產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)Table 6 Correlation coefficient between yield related traits of broad bean germplasms
由于氣候、土地等環(huán)境因素的不同,每個(gè)品種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力也不一樣,不同的品種體現(xiàn)出來(lái)的產(chǎn)量、百粒重、株高、分枝數(shù)等均存在一定差異[19-23]。徐東旭等[24]對(duì)國(guó)內(nèi)外不同地區(qū)的637份蠶豆品種的18個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究,推斷出國(guó)內(nèi)春性和冬性蠶豆資源間具有較大的遺傳變異。張紅巖等[25]利用99對(duì)熒光SSR標(biāo)記分析102份蠶豆品種,聚類分析結(jié)果也表明春播型和秋播型蠶豆界限較為明顯。本研究中青海屬于蠶豆春播區(qū),其蠶豆品種在福建表現(xiàn)為早開(kāi)花、早結(jié)莢、株型高、分枝少,產(chǎn)量較低的特點(diǎn),江蘇和福建同屬于秋播冬種區(qū),江蘇的通蠶系列品種在福建的生育期表現(xiàn)與對(duì)照陵西一寸較為接近,產(chǎn)量也較高,結(jié)果表明春播品種與秋播品種界限較為明顯,這與前人的研究結(jié)果一致。福建地區(qū)較青海地區(qū)溫度高,因此青海品種在福建種植時(shí)發(fā)育快,生育期提前,生育日數(shù)較少,且營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩,生殖生長(zhǎng)較弱,產(chǎn)量較低。
青海蠶豆品種雖然青莢產(chǎn)量較低,但由于其莢殼海綿體較少,莢殼較薄,使其出籽率較高,鮮籽產(chǎn)量大大提高,青海3號(hào)在福建種植,其鮮籽產(chǎn)量甚至超過(guò)了日本大白皮和通蠶鮮10號(hào),可食部分產(chǎn)量較高。而日本大白皮雖然單株實(shí)莢數(shù)最高,但由于出籽率和單莢重都最低,使其鮮莢產(chǎn)量并非最高,鮮籽產(chǎn)量不僅低于對(duì)照陵西一寸和通蠶系列蠶豆品種,甚至低于青海3號(hào)。
本研究中生育日數(shù)、單莢鮮重、莢寬、鮮籽粒百粒重與鮮莢產(chǎn)量有極顯著的正相關(guān),分枝數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)與鮮莢每667 m2產(chǎn)量顯著正相關(guān),因此應(yīng)選擇秋播區(qū)的蠶豆品種在福建種植,在栽培上采取打頂促分枝,以增加分枝數(shù)來(lái)增加單株莢數(shù),疏花保大莢從而提高單莢重等技術(shù)措施提高鮮莢產(chǎn)量。同時(shí)由于蠶豆各生育性狀間存在較復(fù)雜的相互關(guān)系,在蠶豆選育過(guò)程中應(yīng)綜合考慮多個(gè)性狀,可以通過(guò)雜交選育將鮮莢重高、莢寬大、百粒重高等優(yōu)異性狀進(jìn)行有效聚合,提高育種效率。
在福建地區(qū)種植時(shí),通09-110-1、通蠶鮮8號(hào)和對(duì)照陵西一寸的干籽百粒重超過(guò)180 g,屬于特大粒蠶豆品種,通09-110-1的青莢每667 m2產(chǎn)量和鮮籽粒每667 m2產(chǎn)量都超過(guò)對(duì)照陵西一寸,且農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)均較好,因此推薦通09-110-1在福建推廣種植。