煙草品種在不同海拔生產(chǎn)的農(nóng)藝性狀與環(huán)境互作效應(yīng)分析

馬文廣，盧秀萍，鄭昀曄，徐向麗，姚 恒，宋碧清

(1.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學研究院，云南玉溪 653100;2.玉溪中煙種子有限責任公司，云南玉溪 653100)

云南和我國的西南大部煙區(qū)屬立體型生態(tài)區(qū)，地理海拔分布為500～2 200 m。2005年來，云南和全國部分煙區(qū)的煙葉生產(chǎn)用種均在西雙版納冬繁基地生產(chǎn)，版納種子基地的平均海拔為500 m，并由玉溪中煙種子有限責任公司統(tǒng)一供種。對云南煙區(qū)而言，最適宜烤煙生產(chǎn)種植的海拔高度一般在1 400～1800 m，產(chǎn)區(qū)的海拔高度高于1 900 m稱為高海拔煙區(qū)，低于1 000 m則稱為低海拔煙區(qū)。

近年來，煙葉生產(chǎn)上出現(xiàn)了同一品種在不同生態(tài)區(qū)的性狀表型差異，導致產(chǎn)區(qū)對煙草種子生產(chǎn)海拔條件提出了質(zhì)疑。甚至認為部分高海拔煙區(qū)在低海拔生產(chǎn)的煙草種子在高海拔產(chǎn)區(qū)種植，煙葉的性狀會發(fā)生改變，不利于煙葉生產(chǎn)。國內(nèi)外研究人員開展過不同海拔對植物 (作物)種子活力、大小、長度、產(chǎn)量的影響等研究［1-6］，但對于不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子，在大田種植的品種農(nóng)藝性狀與環(huán)境互作適應(yīng)性、穩(wěn)定性及互作效應(yīng)分析鮮見報道。作者以目前全國主栽的烤煙品種MS云煙85和MS K326為材料開展相關(guān)試驗研究，應(yīng)用基于多年多點的聯(lián)合方差及適應(yīng)性穩(wěn)定性分析模型，充分驗證不同海拔產(chǎn)地煙草繁殖種子的品種農(nóng)藝性狀與環(huán)境互作的適應(yīng)性、穩(wěn)定性及互作效應(yīng)分析，以期為煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)消除疑慮，提供翔實、科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2008年分別在云南省4個不同海拔高度的煙草產(chǎn)地，使用同一親本原種進行MS K326和MS云煙85種子生產(chǎn)。4個種子生產(chǎn)地的海拔高度分別為曲靖市宣威縣1 942 m，西雙版納州景洪市500 m，昭通市朝陽區(qū)1 948 m，大理州祥云縣1 980 m。其中v1，v3，v5，v7為以上4個不同海拔地點生產(chǎn)的MS K326品種種子編號，v2，v4，v6，v8為MS云煙85品種種子編號。

1.2 方法

大田種植比較試驗于2009-2010年在云南省主產(chǎn)煙區(qū)曲靖市宣威 (s1，104°05'12″S，26°03'24″N，海拔 1 942 m)，楚雄州蒼嶺 (s2，101°23'25″S，25°11'36″N，海拔 1 764 m)，大理州彌渡(s3，100°20'38″S，22°22'17″，海拔 1 680 m)，昭通市昭陽 (s4，103°32'57″S，27°16'40″N，海拔1 948 m)， 文 山 州 開 化 (s5，104°10'04″S，104°10'04″N，海拔1 363 m)5 個州市進行。

1.3 調(diào)查項目

試驗調(diào)查的農(nóng)藝性狀有株高、莖圍、節(jié)距、葉片數(shù)、腰葉長、腰葉寬等。每個性狀調(diào)查10株計算平均值。

株高。封頂后自地表量至莖頂端煙株的生長高度。

莖圍。煙株主莖的周長，在莖高約1/3處測量莖的圓周長度。

節(jié)距。2片相鄰葉片基部之間的距離，測定時在莖高的1/3處，上下各5節(jié) (共10節(jié))的平均長度。

葉片數(shù)。為封頂煙株的實際采收的葉片數(shù)。

腰葉長、寬。腰葉長即煙株腰部葉片自莖葉連接處量至葉尖的長度，腰葉寬即煙株腰部葉片最寬處葉緣到葉緣的長度。

1.4 統(tǒng)計分析

應(yīng)用昆明方山科技開發(fā)的煙草科研統(tǒng)計分析軟件，基于多年多點的聯(lián)合方差及適應(yīng)性穩(wěn)定性分析模型［7-12］，對烤煙農(nóng)藝性狀與環(huán)境互作適應(yīng)性、穩(wěn)定性及互作效應(yīng)進行分析評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高性狀聯(lián)合方差分析及與環(huán)境互作的適應(yīng)性和穩(wěn)定性

聯(lián)合方差分析及SSR測試結(jié)果表明，同一品種，高海拔生產(chǎn)的種子和低海拔生產(chǎn)的種子，其株高在同一試點差異不顯著，但在不同試點差異極顯著，文山的煙株最高，其次分別為楚雄、昭通、曲靖，大理的最低。不同品種株高存在顯著差異，MS云煙85的平均株高顯著高于MS K326(表1)。

表1 煙草株高性狀品種間和地點間的測試結(jié)果

同一品種，不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子，其株高在5個不同生態(tài)區(qū)表現(xiàn)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性相當，但是不同品種，適應(yīng)性和穩(wěn)定性表現(xiàn)存在差異，MS云煙85株高的適應(yīng)性和穩(wěn)定性優(yōu)于MS K326(表2)。

表2 煙草株高性狀品種×地點的互作效應(yīng)

2.2 莖圍性狀聯(lián)合方差分析及與環(huán)境互作的適應(yīng)性和穩(wěn)定性

同一試點，同一品種不同海拔生產(chǎn)的種子，其莖圍性狀差異不顯著，不同品種間的莖圍差異也不大，MSK326的平均莖圍與MS云煙85相當;但不同試點間的莖圍性狀存在顯著或極顯著差異，文山和昭通的煙株莖圍較粗，其次是大理和曲靖，楚雄的最細 (表3)。

同一品種，不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子其品種莖圍性狀在不同生態(tài)產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性相當;但不同品種間的適應(yīng)性和穩(wěn)定性存在差異。MS K326莖圍性狀的適應(yīng)性和穩(wěn)定性較差，MS云煙85的適應(yīng)性和穩(wěn)定性較好 (表4)。

表3 煙草莖圍性狀品種間和地點間的測試結(jié)果

表4 煙草莖圍性狀品種×地點的互作效應(yīng)

2.3 節(jié)距性狀聯(lián)合方差分析及與環(huán)境互作的適應(yīng)性和穩(wěn)定性

同一品種，不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子在同一試點，其節(jié)距無顯著差異，但是不同品種的種子在同一試點的節(jié)距存在極顯著差異，MS云煙85的節(jié)距極顯著大于MSK326。同一品種，同一海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子在5個不同生態(tài)產(chǎn)區(qū)間的節(jié)距存在極顯著差異，文山的煙株節(jié)距最稀，其次是曲靖，楚雄和昭通居中，大理的最密 (表5)。

MS云煙85和MS K326的節(jié)距在不同試點表現(xiàn)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性存在顯著差異，MS云煙85節(jié)距的適應(yīng)性和穩(wěn)定性優(yōu)于MS K326。但同一品種，在不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子在5個不同生態(tài)區(qū)節(jié)距性狀的穩(wěn)定性和適應(yīng)性相當 (表6)。

表5 煙草節(jié)距性狀品種間和地點間的測試結(jié)果

表6 煙草節(jié)距性狀品種×地點的互作效應(yīng)

2.4 葉片數(shù)性狀聯(lián)合方差分析及與環(huán)境互作的適應(yīng)性及穩(wěn)定性

同一品種，不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子在同一試點其葉片數(shù)差異不顯著，但是同一試點的不同品種葉片數(shù)存在顯著差異，MS K326的平均葉片數(shù)顯著多于MS云煙85。同一品種同一海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子，其葉片數(shù)性狀在不同產(chǎn)區(qū)差異極顯著，綜合2個品種，楚雄的葉片數(shù)最多，其次是大理和文山，曲靖和昭通的葉片數(shù)較少 (表7)。

表7 煙草葉片數(shù)性狀品種間和地點間的測試結(jié)果

不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子其品種葉片數(shù)性狀在同一品種內(nèi)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性相當;在不同品種間存在差異。MS K326葉片數(shù)性狀的適應(yīng)性和穩(wěn)定性較好，MS云煙85的適應(yīng)性和穩(wěn)定性較差 (表8)。

表8 煙草葉片數(shù)性狀品種×地點的互作效應(yīng)

2.5 腰葉長性狀聯(lián)合方差分析及與環(huán)境互作的適應(yīng)性及穩(wěn)定性

同一品種，不同產(chǎn)地生產(chǎn)的種子在同一試點的腰葉長性狀差異不顯著，但是不同品種間存在顯著差異，MS云煙85比MS K326長。同一品種，同一海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子，在不同試點間的腰葉長性狀存在顯著或極顯著差異。文山和昭通的煙株腰葉長較長，其次分別是曲靖、大理、楚雄 (表 9)。

MS云煙85和MS K326的腰葉長在不同產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性存在顯著差異，MS K326腰葉長的適應(yīng)性和穩(wěn)定性優(yōu)于MS云煙85。但同一品種，在不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子在5個不同生態(tài)區(qū)節(jié)距性狀的穩(wěn)定性和適應(yīng)性相當 (表10)。

表9 煙草腰葉長性狀品種間和地點間的測試結(jié)果

表10 煙草腰葉長性狀品種×地點的互作效應(yīng)

2.6 腰葉寬性狀聯(lián)合方差分析及與環(huán)境互作的適應(yīng)性及穩(wěn)定性

MS K326和MS云煙85 2個品種不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子其品種腰葉寬性狀在同一品種內(nèi)無明顯差異;品種間差異達極顯著水平。MS云煙85的平均腰葉寬比MS K326寬，開片比MS K326好;地點間的腰葉寬性狀存在極顯著差異，其中昭通的煙株腰葉寬最寬，大理的最窄 (表11)。

表11 煙草腰葉寬性狀品種間和地點間的測試結(jié)果

2個烤煙品種在5個不同生態(tài)區(qū)腰葉寬性狀與環(huán)境互作的適應(yīng)性及穩(wěn)定性分析結(jié)果 (表12-14)顯示，不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的種子其品種腰葉寬性狀在同一品種內(nèi)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性相當;在不同品種間存在差異。MS K326腰葉寬性狀的適應(yīng)性和穩(wěn)定性較差，MS云煙85的適應(yīng)性和穩(wěn)定性較好。

表12 煙草腰葉寬性狀品種×地點的互作效應(yīng)

表13 煙草品種農(nóng)藝性狀的適應(yīng)性

表14 煙草品種農(nóng)藝性狀的穩(wěn)定性

3 小結(jié)

通過不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的煙草種子及其品種經(jīng)濟性狀與環(huán)境互作效應(yīng)試驗，結(jié)果表明，不同海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的煙草種子，其品種農(nóng)藝性狀無顯著差異，品種農(nóng)藝性狀的適應(yīng)性與穩(wěn)定性相當，差異不顯著;在煙葉生產(chǎn)上使用高海拔或低海拔產(chǎn)地生產(chǎn)的煙草種子，不會對煙葉的農(nóng)藝性狀造成直接的顯著性差異和影響。不同品種間、地點間的品種農(nóng)藝性狀及其適應(yīng)性和穩(wěn)定性差異達到顯著或極顯著水平，這與品種和環(huán)境的互作效應(yīng)以及各產(chǎn)區(qū)的煙葉生產(chǎn)技術(shù)措施及管理方式的差異性密切相關(guān)。

南志標等［13］提出箭舌豌豆種子產(chǎn)量和千粒重等性狀的基因型與生態(tài)環(huán)境互作效應(yīng)達到極顯著水平，生態(tài)環(huán)境對各農(nóng)藝性狀的可塑性貢獻較大，在不同生態(tài)環(huán)境間各農(nóng)藝性狀差異達到了顯著水平。周東升等［14］研究得出玉米葉面積遺傳受到不同遺傳體系及基因型與環(huán)境互作效應(yīng)控制，不同葉位葉片面積的遺傳率在不同發(fā)育時期達到極顯著或顯著水平。馬洪文等［15］提出粳稻株高、穗數(shù)、穗長、每穗總粒數(shù)、千粒質(zhì)量等性狀與環(huán)境互作效應(yīng)方差比率均達極顯著水平。本試驗結(jié)果與上述研究結(jié)果和相關(guān)文獻［16］相符。

［1］ 王桔紅，張勇，崔現(xiàn)亮，等.不同海拔梯度糙皮樺和紫果云杉種子的萌發(fā)變異［J］.生態(tài)學雜志，2009，28(4):589-594.

［2］ 郭淑青，齊威，玉林，等.青藏高原東緣海拔對植物種子大小的影響［J］.草業(yè)學報，2010，19(1):50-58.

［3］ 張文輝，許曉波，周建云.瀕危植物秦嶺冷杉生殖生態(tài)學特征 ［J］.生態(tài)學報，2006，26(8):2417-2424.

［4］ 楊霞，梁艷，陳學林.青藏高原東緣地區(qū)常見植物種子大小變異研究［J］.生態(tài)科學，2007，26(6):483-489.

［5］ 王一峰，李巖，代建霄，等.青藏高原東緣風毛菊屬5種10個居群植物種子的萌發(fā)特性研究 ［J］.西北師范大學學報:自然科學版，2009，45(3):87-92.

［6］ 易冬蓮，范志忠，陳衛(wèi)江.雜交油菜夏繁與冬繁種子性狀表現(xiàn)的比較研究 ［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學，1994(4):23-25.

［7］ 范濂.農(nóng)業(yè)試驗統(tǒng)計方法［M］.鄭州:河南科學技術(shù)出版社，1983.

［8］ 莫惠棟.農(nóng)業(yè)試驗統(tǒng)計 ［M］.上海:上?？茖W技術(shù)出版社，1984.

［9］ 胡秉民，耿旭.作物穩(wěn)定性分析法［M］.北京:科學出版社，1993.

［10］ 朱軍，許馥華，賴鳴岡.作物品種區(qū)域試驗非平衡資料的分析方法Ⅰ.單一性狀的分析 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)大學學報，1993(1):7-13.

［11］ 朱軍，賴鳴岡，許馥華.作物品種區(qū)域試驗非平衡資料的分析方法Ⅱ.綜合性狀的分析 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)大學學報，1994，19(3):241-247.

［12］ 朱軍.遺傳模型分析方法 ［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1997.

［13］ 南志標，張吉宇，王彥榮，等.五個箭筈豌豆品系基因型與環(huán)境互作效應(yīng)及農(nóng)藝性狀穩(wěn)定性［J］.生態(tài)學報，2004(3):3-9.

［14］ 周東升，趙延明，嚴敏，等.玉米不同葉位葉面積遺傳效應(yīng)及與環(huán)境互作效應(yīng)分析［J］.中國農(nóng)學通報，2008，24(4):195-198.

［15］ 馬洪文，王昕，殷延勃，等.基因型與環(huán)境互作下粳稻農(nóng)藝性狀的遺傳效應(yīng)分析 ［J］.西北農(nóng)業(yè)學報，2009，18(2):74-78.

［16］ 馬文廣，張恒，白永富，等.烤煙雄性不育品種與其同型可育品種性狀比較［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版，2005，31(5):496-499.