不同花生品種系光合特性與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究

李海芬等

摘 要：為研究光合作用與花生產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的關(guān)系，為下一步培育高產(chǎn)高光效品種打下基礎(chǔ)，對(duì)12個(gè)不同花生品種（系）成熟期葉片的光合作用相關(guān)指標(biāo)以及主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查，分析光合作用與各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性，結(jié)果表明：2012B12與2012B33在株型以及平均單產(chǎn)方面都表現(xiàn)較好。2012A17的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）和氣孔導(dǎo)度（C）都為最高，2012A18次之，2012A43最低，但在細(xì)胞間CO2濃度（InTCO2）方面各品種（系）并無(wú)顯著差異?？偡种?、有效分枝和莢果數(shù)與蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度呈顯著正相關(guān)?；ㄉ骄鶈萎a(chǎn)也與凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度呈極顯著正相關(guān)?？梢?jiàn)，培育高產(chǎn)高光效品種可著重從這幾方面進(jìn)行。

關(guān)鍵詞： 花生品種；光合作用；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.020

Abstract： The related indicators of photosynthesis and agronomic characters of 12 peanut cultivars were investigated； the correlation between photosynthetic characters and agronomic characters was studied in this paper. The subject is to research the relationship between photosynthesis and agronomic characters and lay a foundation for the breeding of high photosynthetic efficiency. The results showed that the performance about plant type and average yield of 2012B12 and 2012B33 is relatively good. 2012A17 had the highest net photosynthetic rate （Pn）， transpiration rate （E） and stomata conductance（C）， 2012A18 took second place， 2012A43 was the lowest. But Intercellar CO2 concentration （InTCO2） has no significant difference among these peanut cultivars. The total number of branches， the number of effective branches， the number of pod were significantly correlated with E and C. The average yield is significantly and positively correlated with Pn， E and C. It is suggested to pay attention to these features in breeding work.

Key words：peanut variety；photosynthesis characters；agronomic characters；yield

花生是我國(guó)重要的油料作物之一，提高花生單產(chǎn)是育種工作的永恒主題。作物光合作用能力直接影響作物的收獲指數(shù)，作物產(chǎn)量主要依賴于光合速率，但依賴的程度受體內(nèi)的生理過(guò)程和環(huán)境因素的影響[1]。近年來(lái)，有關(guān)水稻、小麥、大豆、苜蓿、黃瓜、白菜等[2-7]作物光合特性的研究已有很多。在大豆高光效育種初期，杜維廣等[1]認(rèn)為僅注重提高單葉光合速率，而忽視理想株型的建立，對(duì)于產(chǎn)量的促進(jìn)作用并不是很大。劉永惠等[8]對(duì)山東、河北、遼寧、江蘇、四川、廣東等 9個(gè)省 （自治區(qū) ） 190份花生品種主要農(nóng)藝性狀的鑒定與評(píng)價(jià)，為花生育種研究工作和種質(zhì)資源創(chuàng)新提供了借鑒，但對(duì)花生品種的光合特性與農(nóng)藝性狀的關(guān)系鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以 12份花生品種（系）為供試材料，旨在對(duì)其進(jìn)行光合特性和農(nóng)藝性狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)光合作用和各性狀之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，以期為發(fā)掘高光效優(yōu)良品系，研制新品種的配套栽培技術(shù)等奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試花生品種為2013年春品比圃12個(gè)不同花生品種（系），供試品種按常規(guī)方法種植和管理。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2013年在廣東省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化科技示范區(qū)試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)基地位于廣州市白云區(qū)鐘落潭鎮(zhèn)。

1.2.1 光合測(cè)定 試驗(yàn)于2013年7月花生成熟期進(jìn)行，每個(gè)品種（系）選3株生長(zhǎng)一致的植株第三節(jié)位的功能葉片進(jìn)行光合作用測(cè)定。利用美國(guó)CID公司生產(chǎn)的CI-340便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定其凈光合速率 （ Pn， μmol·m-2·s-1 ），蒸騰速率（E，mmol·m-2·s-1），氣孔導(dǎo)度（C，mmol·m-2·s-1），細(xì)胞間CO2濃度（InTCO2，mmol·mol-1）等指標(biāo)，每片葉片讀取數(shù)字3次，取9次結(jié)果采用IBM spss statistics 19進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查及數(shù)據(jù)分析 性狀調(diào)查參照姜慧芳等[9]編寫(xiě)的《花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。于花生莢果成熟期每個(gè)品種（系）取5株進(jìn)行室內(nèi)考種，調(diào)查性狀包括主莖高、第一對(duì)側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、青葉數(shù)、莢果數(shù)和產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

所采集的數(shù)據(jù)用 Excel 2003、IBM spss statistics 19軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種（系）花生的光合作用

對(duì)不同品種在成熟期第三節(jié)位功能葉片的凈光合速率 （ Pn， μmol·m-2·s-1 ），蒸騰速率（E，mmol·m-2·s-1），氣孔導(dǎo)度（C，mmol·m-2·s-1），細(xì)胞間CO2濃度（InTCO2，mmol·mol-1）等指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)地檢測(cè)，結(jié)果表明：各品種間的光合特性存在較大差異。由圖1可以看出，凈光合速率最大為2012A17，它與2012A18，2012B29無(wú)顯著差異，而與剩余其它品種差異顯著，其中2012A43最小，2012A523次之，2012A43與2012A523無(wú)顯著差異；蒸騰速率最大為2012A18，它與2012A17無(wú)明顯差異，二者皆與剩余其它品種差異顯著，其中2012A43最小，2013A523次之，2012A43與2013A523差異顯著。氣孔導(dǎo)度最大為2012A17，2012A18次之，二者皆與其它品種差異顯著，其中2012A43最小，2013A523次之，2012A43與2013A523無(wú)顯著差異。細(xì)胞間CO2濃度在各品系間無(wú)顯著差異。

2.2 不同品種（系）花生的農(nóng)藝性狀分析

不同品種主要農(nóng)藝性狀的調(diào)查結(jié)果顯示：不同品種在主莖高、第一對(duì)側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、青葉數(shù)、莢果數(shù)和產(chǎn)量等性狀上存在較大的差異。由表1可知，主莖長(zhǎng)最大為2012A43，與2012A17、2012A35、2012B01、2012B12、2013A523、2012B33顯著差異，其中2012B33最??；第一側(cè)枝長(zhǎng)最大為2012B29，與2012A43、2012A35、2012A82、2012B12，2012B33顯著差異，其中2012B33最??；總分枝最大為2012A17，最小為品2012B51，但無(wú)顯著差異；有效分枝最大為2012A18，最小為2012B29，但無(wú)顯著差異；莢果數(shù)最大為2012A17，與2012A43、2012A35、2012A82、2012B01、2012B29、2012B48、2012B51差異顯著，其中最小為2012A43；青葉數(shù)最大為2012A43，與2012A17、2012A18、2012A35、2012A82、2012B01、2012B12、2012B29差異顯著，其中最小為2012B12；產(chǎn)量2012A17最大，與2012A43、2012A35、2012A82、2012B01、2013A523、2012B51差異顯著，其中最小為2012A43。通過(guò)這些比較可以得出，2012B12與2012B33在株型，包括主莖高、第一側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、莢果數(shù)和青葉數(shù)等方面都表現(xiàn)較好，平均單產(chǎn)雖不是最高，但與最高無(wú)顯著差異。

2.3 光合作用與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性分析

光合作用相關(guān)因子與各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，蒸騰速率與花生品種的總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、莢果數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與青葉數(shù)呈顯著相關(guān)。氣孔導(dǎo)度與花生品種的總分枝數(shù)和有效分枝數(shù)呈顯著正相關(guān)，與莢果數(shù)極顯著正相關(guān)。而凈光合速率、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度都與花生平均單產(chǎn)顯著正相關(guān)?？梢?jiàn)，總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、莢果數(shù)以及青葉數(shù)都會(huì)影響花生植株的蒸騰速率，而凈光合速率、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度三者在促進(jìn)花生產(chǎn)量方面有重要作用。

3 結(jié)論與討論

農(nóng)藝性狀在花生的品種改良中有著重要的意義，為花生新品種的選育提供了有效的科學(xué)依據(jù)。由于高產(chǎn)是育種的首要目標(biāo)，因此要把與產(chǎn)量相關(guān)的農(nóng)藝性狀放在首位。一般認(rèn)為花生的理想株型是：直立，株高相對(duì)較低，總分枝數(shù)10個(gè)以下，有效分枝7～8條，成熟時(shí)能保持一定青葉數(shù)[10]。在本次研究的12個(gè)花生品種（系）中，2012B12、2012B33的株高相對(duì)較低，總分枝和有效分枝均在7條左右，無(wú)效分枝少，雖在莢果數(shù)與產(chǎn)量上不是最高，但與最高值無(wú)顯著差異，表現(xiàn)較好。

本次對(duì)12個(gè)花生品種（系）成熟期光合作用的研究表明：不同花生品種（系）間，在凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度上存在著明顯的差異，在細(xì)胞間CO2的含量上并無(wú)太大差異。盛寶龍等[11]對(duì)不同類(lèi)型梨品種光合特性的比較，劉玉華等[12]對(duì)旱作條件下不同苜蓿品種光合作用的比較都表明不同的品種（系）間的凈光合速率會(huì)表現(xiàn)出很大差異。光合作用相關(guān)因子與農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性的分析表明：凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度與花生的平均單產(chǎn)成極顯著的正相關(guān)。光合作用為作物生長(zhǎng)提供物質(zhì)和能量，是形成作物產(chǎn)量的決定性因素，張潔等[13]認(rèn)為番茄植株光合生產(chǎn)能力的降低，同化產(chǎn)物供應(yīng)不足，會(huì)導(dǎo)致植株坐果率降低，最終使產(chǎn)量顯著下降。蒸騰作用是光合作用所需水分的動(dòng)力來(lái)源，氣孔又是水分和CO2的進(jìn)出通道[14]。陳溫福等[15]研究發(fā)現(xiàn)氣孔密度與氣體擴(kuò)散導(dǎo)度和凈光合速率之間呈極顯著正相關(guān)，釉稻品種較高的其光合速率主要來(lái)自其大的氣孔密度和低的氣孔擴(kuò)散阻力。趙姝麗等[16]等也發(fā)現(xiàn)氣孔導(dǎo)度與光合速率呈極顯著正相關(guān)。可見(jiàn)，蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度是作物產(chǎn)量的間接影響因素。

本次研究結(jié)果顯示，花生平均單產(chǎn)與光合作用相關(guān)指標(biāo)呈顯著正相關(guān)，可見(jiàn)光合效率在一定程度上決定著花生的產(chǎn)量，但在生產(chǎn)實(shí)踐中有些品系光合效率雖相對(duì)較高，但其產(chǎn)量卻不盡人意，原因不僅包括品種自身的生長(zhǎng)狀況、抗病能力，還包括光合產(chǎn)物的累積與分配?；ㄉ且环N地下結(jié)實(shí)作物，莢果發(fā)育所需要的光合產(chǎn)物需要地上營(yíng)養(yǎng)器官不斷運(yùn)送到地下才能使其不斷充實(shí)飽滿。在植株生長(zhǎng)中后期，一些品種由于枝葉茂盛，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物大部分用來(lái)維持營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)，使得大量光合產(chǎn)物不能運(yùn)往結(jié)實(shí)器官中，造成產(chǎn)量偏低?？梢?jiàn)，選育高產(chǎn)高光效花生品種應(yīng)著眼于光合效率以及品種的整體株型兩個(gè)方面。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杜維廣，張桂茹，滿為群，等.大豆光合作用與產(chǎn)量關(guān)系的研究[J].大豆科學(xué)， 1999，18（2）：154-159.

[2] 劉廣銀.水稻不同基本苗群體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量直接形成期葉片光合速率與物質(zhì)積累初步研究[D].重慶：西南大學(xué)，2011.

[3] 郭天財(cái)， 王之杰，王永華.不同穗型小麥品種旗葉光合作用日變化的研究[J].西北植物學(xué)報(bào)， 2002，22（ 3）：554-560.

[4] 杜維廣，王育民，譚克輝.大豆品種（系）間光合活性的差異及其與產(chǎn)量的關(guān)系[J].作物學(xué)報(bào)， 1982，8（2）：131-135.

[5] 王春麗，海江波，田建華，等.油菜終花后角果和葉片光合對(duì)籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)， 2014，34（8）：120-126.

[6] 王永健，張海英，張峰.低溫弱光對(duì)不同黃瓜品種幼苗光合作用的影響[J].園藝學(xué)報(bào)， 2001，28 （3）：30-23.

[7] 黃俊， 郭世榮， 吳震，等. 6個(gè)不結(jié)球白菜品種光合作用特性的研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2006，26（6）： 1 183-1 189.

[8] 劉永惠，焦慶清，謝吉先，等.不同地區(qū)花生品種主要農(nóng)藝性狀的鑒定與評(píng)價(jià)[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào)， 2011， 27（1）：34-38.

[9] 姜慧芳，段乃雄.花生種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) [M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2005.

[10] 孫大榮.花生育種學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1998.

[11] 盛寶龍，常有宏，姜衛(wèi)兵，等.不同類(lèi)型梨品種光合特性的比較[J].果樹(shù)學(xué)報(bào)， 2007，24（6）：742-746.

[12] 劉玉華，賈志寬，史紀(jì)安，等.旱作條件下不同苜蓿品種光合作用的日變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)， 2006，26（5）：1 468-1 477.

[13] 張潔，李天來(lái)，徐晶.晝間亞高溫處理時(shí)期對(duì)日光溫室番茄光合作用與產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2008， 24（3）：193-197.

[14] 崔興國(guó).植物蒸騰作用與光合作用的關(guān)系[J].衡水師專(zhuān)學(xué)報(bào)，2002，4（3）：55-56.

[15] 陳溫福，徐正進(jìn)，張龍步，等.水稻葉片氣孔密度與氣體擴(kuò)散阻力和凈光合速率關(guān)系的比較研究[J]. 中國(guó)水稻科學(xué)， 1990， 4（4）：163-168.

[16] 趙姝麗，李睿，徐正進(jìn).秈粳交RILs劍葉氣孔與光合特性的初步研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，25（6）：194-197.