种植密度对秦优1699产量·品质和抗性的影响

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  摘要 为了探明油菜新品种秦优1699的适宜种植密度,同时保证双低品质和优良抗性,通过田间密度试验研究了不同种植密度对秦优1699产量、品质和抗性的影响。结果表明,随着种植密度的增加,产量呈先增后减的趋势,37.5万株/hm2密度处理的产量最高,不同密度间产量差异达显著水平。单株有效角果数随着种植密度增加而减少,群体总角果数则呈波浪式变化。不同密度对每角粒数和千粒重影响不大。 密度对秦优1699的芥酸、硫苷、含油量和蛋白质含量影响不显著。在低于37.5万株/hm2密度时,秦优1699菌核病發病率低、抗倒性强。因此,在该生态条件下,秦优1699的适宜种植密度为 37.5万株/hm2。
  关键词 种植密度;秦优1699;产量;品质;抗性
  中图分类号 S634.3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611(2020)21-0027-03
  Abstract In order to find out the suitable planting density of the new rapeseed variety Qinyou 1699, and to ensure double low quality and good resistance, the effects of different planting densities on the yield, quality and resistance of Qinyou 1699 were studied by field density test. The results showed that with the increase of the planting density, yield showed a tendency of firstly increase and then decrease, yield was the highest at the density of 375 000 plants /hm2. There were significant differences among different planting densities. Effective pods per plant decreased as density increased, while total population pod number showed a tendency of wave change with the increase of planting density. Density had little impacts on grains per pod and 1 000grain weight, and showed no significant effect on erucic acid, glucosinolates, oil content and protein content of Qinyou 1699. When planting density was lower than 375 000 plants /hm2, Qinyou 1699 had lower incidence of sclerotinia and stronger lodging resistance. Therefore, under this ecological condition, the suitable planting density of Qinyou 1699 was 375 000 plants /hm2.
  Key words Planting density;Qinyou 1699;Yield;Quality;Resistance
  基金项目 国家重点研发计划“主要经济作物分子设计育种” (2016 YFD0101900)。
  作者简介 董育红(1971—),男,陕西蓝田人,副研究员,硕士,从事油菜育种与栽培技术研究。
  收稿日期 2020-02-26
  菜籽油是我国第一大食用植物油来源,黄淮流域冬油菜区作为我国油菜的主产区之一,常年种植面积约27万hm2,由于该区冬季气温较低,光照充足,日照时数长,昼夜温差大,有利于营养物质的积累,所以黄淮流域是我国油菜单产最高的区域[1]。目前,随着产业结构的调整和农村劳动力资源的日渐匮乏,油菜生产方式也在发生改变,该区域传统的稀植人工栽培品种[2-3]和栽培模式[4-5]已不适应目前的生产需求。秦优1699是陕西省杂交油菜研究中心培育的适宜黄淮生态区域种植的优质高产杂交油菜新品种,具有高油、高产、耐菌核病的特点。2016—2018年度我国冬油菜品种区域试验(黄淮区)中,2年平均产量为3 607.35 kg/hm2,比对照品种秦优7号增产12.9%,增油17.90%,差异达极显著水平;平均含油量45.41%,芥酸含量0,硫苷含量26.41 μmol/g;菌核病抗性病圃诱发鉴定结果为中抗;2019年通过农业部登记,登记编号为GPD油菜(2019)610174。为了适应目前生产上需求的适宜机械化的高密度栽培模式,笔者选择能代表黄淮区域试验平均结果的杨凌试验点[6]为试验地,对比分析7个不同种植密度对甘蓝型油菜新品种秦优1699的丰产性、品质和抗性的影响,以期在该地区综合评价出秦优1699兼备丰产性和稳产性最优的种植密度,为其大面积推广应用提供理论依据。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  供试品种为秦优1699。
  1.2 试验方法
  试验于2018—2019年度在陕西省杂交油菜研究中心杨凌农业示范区试验田进行,设密度1个因子,共7个水平,分别为D1处理(15.0万株/hm2)、D2处理(22.5万株/hm2)、D3处理(30.0万株/hm2)、D4处理(37.5万株/hm2)、D5处理(45.0万株/hm2)、D6处理(52.5万株/hm2)、D7处理(60.0万株/hm2)。试验小区采取随机区组排列,重复 3 次,每小区面积为 16.8 m2。试验田前茬为大豆,土壤肥力中等。2018年9月22日直播,油菜出苗后间去丛子苗,4~5叶期依密度定苗。其他管理同常规大田生产。   1.3 测试项目和方法
  1.3.1 植物学性状。成熟期每小区选择生长正常、无病害、无机械损伤的10个单株,考察株高、有效分枝高度、主花序长度、分枝数、根茎粗、单株有效角果数(简称角果数),计算公顷角果=角果数×每公顷株数。
  1.3.2 产量性状。成熟期在每小区不同单株上、中、下部位取50个角果,装袋风干后测定每角粒数;全区收获测定小区产量,并测量各小区实际面积,计算单位面积产量;从各小区收获种子中随机抽取1 000粒测千粒重。
  1.3.3 品質性状。采用FOSS公司的DS2500F近红外仪分析各处理的含油量、硫苷、芥酸和蛋白质含量。
  1.3.4 抗性分析。倒伏指数:成熟前调查各处理的倒伏情况,按乔春贵[7]的方法计算倒伏指数;菌核病发病株率:收获时统计每处理菌核病发病株数占总株数的百分比。
  1.4 数据处理
  采用Microsoft Excel 2016进行数据统计分析。
  2 结果与分析
  2.1 不同处理对秦优1699产量及其构成因素的影响
  由表1可知,在D1处理(15万株/hm2)~D7处理(60.0万株/hm2)的密度水平下,D4密度处理(37.5万株/hm2)的产量最高,达4 908.85 kg/hm2;D5处理(45.0万株/hm2)产量次之,为4 782.66 kg/hm2;而D7处理(60.0万株/hm2)的产量最低,为3 761.88 kg/hm2。方差分析显示,不同密度水平间,秦优1699的产量差异达显著水平(F=3.41*),D6处理(52.5万株/hm2)和D7处理(60.0万株/hm2)的产量显著低于其他密度水平,而其他密度水平间差异不显著,说明秦优1699的产量受密度影响大,当密度为15.0万~37.5万株/hm2时(D1~ D4处理),随着密度的增加,产量随之提高;之后随着种植密度的进一步提高(D4~ D7处理),产量显著下降,最低产量比最高产量降低30.49%。
  传统的油菜产量构成因素为单株有效角果数(以下简称角果数)、千粒重和每角粒数产量3要素。随着栽培制度的变革,李殿荣等[8]引入了公顷角果数这一群体概念,认为用公顷角果数代替角果数在品种和栽培研究中具有一定的先进性和科学性,因此该研究在产量构成因素中加入公顷角果数。由表1可知,不同种植密度对千粒重和角粒数影响不大。随着移栽密度的增加,单株有效角果数减少,且差异达极显著水平,在最低密度D1处理(15.0万株/hm2)下,单株有效角果数最高,达380.53个/株,最高密度D7处理(60.0万株/hm2)下的单株角果数为114.97个/株,仅有最低密度角果数的30.21%。随着密度的增加,公顷角果数呈现波浪起伏状变化趋势,且差异达显著水平,在最低密度D1处理(15万株/hm2)时公顷角果数最低;D4处理(37.5万株/hm2)公顷角果数和产量均最高。
  2.2 不同处理对秦优1699品质的影响
  由表2可知,不同密度水平各品质性状差异均未达显著水平。随着密度增加,含油量呈先增后减的变化规律,在D4处理(37.5万株/hm2)时含油量达到最高,为48.38%,D7处理(60.0万株/hm2)密度最低,为46.45%,两者相差1.93%;蛋白质含量则正好相反,随着密度的增加先减后增,在D4处理(37.5万株/hm2)时最低,为21.26%,D7处理(60.0万株/hm2)密度最高为2343%,两者相差2.17%。不同密度处理对硫苷和芥酸含量的影响也较小且无明显规律。
  2.3 不同处理对秦优1699抗性的影响
  2.3.1 对菌核病抗性的影响。菌核病是我国油菜第一大病害,每年导致油菜产量损失10%~20%[9]。不同密度下,随着种植密度的提高,秦优1699的菌核病发病率呈先降后增的趋势,且差异达显著水平。D1处理(15.0万株/hm2)、D2处理(22.5万株/hm2)和D4处理(37.5万株/hm2)发病较轻,分别为14.99%、10.4%和16.19%,与其他密度处理的差异达显著水平。
  2.3.2 对抗倒性的影响。倒伏可导致油菜减产10%~30%,严重的可达50%以上,含油量降低10%~30%,同时会增加机械操作难度[10-11]。在低密度水平下,即D1处理(15.0万株/hm2)~ D4处理(37.5万株/hm2)时随着种植密度的不断增加,秦优1699的倒伏指数均为0,表现了较好的抗倒性,之后随着密度的持续增加,倒伏指数也不断增加,直到增至最高密度D7处理(60万株/hm2)时,倒伏指数达333,与其他处理差异达显著水平。
  3 结论与讨论
  密度是影响油菜种植结构和协调库源生理性状的重要因子[12],合理密植可以发挥群体优势,从而提高油菜产量,即“以密增产”。该研究结果表明,D4处理(37.5万株/hm2)、 D5处理(45.0万株/hm2)秦优1699产量最高,比该区传统密度15.0万~22.5万株/hm2增产12%以上,这与蒯婕等[13]在长江流域的研究结果一致。随着密度的增加,单株有效角果数显著降低,每果粒数和千粒重变化不大,这与郑本川等[14]研究结果一致;公顷角果数呈波浪式变化,这与张建栋等[15]的研究结果不太一致,这可能是因为品种的差异或者是直播密度比移栽密度高的缘故。
  油菜生产中,除了产量外,籽粒品质也是影响油菜种植效益的关键指标。该研究结果表明,不同种植密度间秦优1699的芥酸含量、硫苷含量、含油量和蛋白含量差异不显著,这与郑本川等[14]研究结果一致。种植密度在15.0万~37.5万株/hm2时,随着密度的增加,含油量也增加,这与Zhang等[16]的研究结果一致。种植油菜的主要目的是获取油脂,含油量每提高 10 百分点,相当于产量提高25%[17]。密度虽然对含油量的影响未达到统计学意义上的差异,但在实际生产中合理的密度调整在提高产量的同时,又可获取较高含油量,从而显著提高种植效益。   油菜菌核病和倒伏由品种特性和外界环境共同作用,种植密度是影响油菜菌核病发病和倒伏的重要因素[18-19]。种植密度在15.0万~37.5万/hm2时,秦优1699直立不倒,随着种植密度的进一步增加,倒伏加重,这与李小勇等[19]的研究结果一致。
  油菜产业的发展在依赖优良品种的同时,与之配套的栽培技术的推广应用是优良品种发挥优势的关键。秦优1699是适宜于黄淮流域的高油、高产、耐病品种,在该试验生态区域内宜9 月下旬播种,密度在37.5万株/hm2 左右时,秦优1699含油量较高、抗病性和抗倒性较强,有利于高产。
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