不同花生基因型機(jī)械化收獲相關(guān)特性的研究

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(tuán)有限公司，山東 萊陽(yáng) 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(duì)于花生機(jī)械化播種，我國(guó)花生收獲機(jī)械化水平偏低?；ㄉ堑叵陆Y(jié)實(shí)的作物，果柄強(qiáng)度影響損失率[1-6]，果殼強(qiáng)度弱則會(huì)造成收獲或脫殼時(shí)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(jī)械化收獲相關(guān)特性對(duì)于培育適合機(jī)收的花生品種，研發(fā)和優(yōu)化花生收獲機(jī)械具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)于花生品種機(jī)收參數(shù)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)花生結(jié)實(shí)范圍和果柄強(qiáng)度已有研究[1-6,11]。George等將果柄強(qiáng)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(jí)[4]。研究表明，不同品種間果柄強(qiáng)度存在差異，而土壤因素和莢果成熟度也可影響果柄強(qiáng)度[1]。對(duì)果殼強(qiáng)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(qiáng)度的研究鮮見報(bào)道。

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同花生品種(系)的結(jié)實(shí)范圍、果柄強(qiáng)度和鮮莢果三個(gè)方向的果殼強(qiáng)度等指標(biāo)的測(cè)定，探討花生機(jī)收適宜性指標(biāo)，篩選適宜機(jī)收的花生品種(系)，為鮮花生機(jī)械化收獲積累數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

供試種質(zhì)和花生新品種(系)共計(jì)57個(gè)(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(yàn)農(nóng)場(chǎng)，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(shí)，每個(gè)材料各取兩株花生測(cè)定第一對(duì)側(cè)枝最遠(yuǎn)結(jié)實(shí)節(jié)與主莖連接處的距離即結(jié)實(shí)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(jì)(溫州山度儀器有限公司)測(cè)定第一對(duì)側(cè)枝第1、2節(jié)位每節(jié)位1個(gè)共4個(gè)成熟飽滿莢果的果柄強(qiáng)度。果柄強(qiáng)度等級(jí)劃分按George等制定的4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]進(jìn)行。以各材料單株為單位統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)范圍、果柄強(qiáng)度最小值、最大值、極差和均值。每個(gè)材料隨機(jī)選取21～42個(gè)成熟飽滿的雙仁鮮莢果，按王冰所述方法[11]用微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司，CMT4503)測(cè)定豎(莢果站立)、側(cè)(果嘴朝外)、臥(果嘴朝下)等3個(gè)方向的果殼強(qiáng)度。每個(gè)花生品種(系)每個(gè)方向各有7～14個(gè)測(cè)定值。統(tǒng)計(jì)各材料3個(gè)方向果殼強(qiáng)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。多重比較采用最小顯著差數(shù)法(Least Significant Difference，LSD)。

2 結(jié)果與分析

2.1 結(jié)實(shí)范圍和果柄強(qiáng)度

如表2所示，參試全部花生品種(系)的結(jié)實(shí)范圍為2.50～9.25 cm。吉花11號(hào)、濰花20號(hào)、日花超大果、花育41號(hào)(重復(fù)II)、FB4、16L29、花育25號(hào)等7個(gè)材料的結(jié)實(shí)范圍均大于7 cm，極顯著大于花育31號(hào)和16S1，后者結(jié)實(shí)更集中。

表1 供試花生材料一覽表

注：花育41號(hào)有兩次重復(fù)(序號(hào)22、序號(hào)39)。

Note: Huayu41 has two repetitions as Serial No.22 and 39.

表2 57個(gè)花生基因型結(jié)實(shí)范圍、果柄強(qiáng)度和鮮莢果果殼強(qiáng)度

表2 57個(gè)花生基因型結(jié)實(shí)范圍、果柄強(qiáng)度和鮮莢果果殼強(qiáng)度 (續(xù)表)

表3 57個(gè)花生品種(系)果殼強(qiáng)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(qiáng)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(hào)、16L72、花育33號(hào)、16L53、花育31號(hào)、日花超大果、宇花31號(hào)、ST2-4A-3、16L8、新早、16L9、16L25、17L5、15L36G、15L 82、花育25號(hào)、17S62等24個(gè)材料的果柄強(qiáng)度最小值均不低于5 N(表2)，極顯著高于泉花646、扶花2號(hào)、魯花14號(hào)，后者果柄強(qiáng)度最小值均不高于0.57 N；果柄強(qiáng)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)，所有參試材料為中或低，其中43個(gè)材料為低，果柄強(qiáng)度均值為中的15個(gè)品種(系)按均值由高到低為：14L67、花育33號(hào)、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(hào)、宇花31號(hào)、17L29。以上15個(gè)材料，果柄強(qiáng)度均值居首位的14L67極顯著高于后五位，前10位間無(wú)極顯著差異。

2.2 果殼強(qiáng)度

表2所示，豎向果殼強(qiáng)度測(cè)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(hào)(1.31 kN)。CTWE豎向果殼強(qiáng)度均值為9.25 kN，極顯著高于其余57個(gè)材料。

側(cè)向果殼強(qiáng)度均值從大到小名列前15位的是，花育31號(hào)、CTWE、12L48-1、vs-6、16L25、15L36G、泉花646、魯花14號(hào)、16S1、16L72、16L90、16L8、FB4、15L22G、16L9，變幅為9.16～12.42 kN。扶花2號(hào)(2.96 kN)和15L 82(2.89 kN)名列后兩位。

臥向果殼強(qiáng)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(hào)、花育31號(hào)、16S1、16L9、15L36G、vs-6、16L8、16L90(17L57)、ST2-4A-1、日花1號(hào)、15L26、花育41號(hào)(重復(fù)II)?；ㄓ?618(2.44 kN)和Chico(2.39 kN)最低。果殼強(qiáng)度最小值，豎向?yàn)?.20(緬甸花生)～7.13 kN(CTWE)，側(cè)向?yàn)?.88(ST2-4G-4)～8.87 kN(CTWE)，臥向?yàn)?.60(14L67)～7.63 kN(CTWE)。

表2可看出，各參試材料果殼強(qiáng)度最小值，同一個(gè)材料按3個(gè)不同方向加以比較，其變幅為0.24～7.13 kN(此處稱“果殼強(qiáng)度三向最小值”)，發(fā)現(xiàn)有45個(gè)材料以豎向?yàn)樽畹?，?cè)向和臥向最低的分別有4個(gè)和9個(gè)。各參試材料果殼強(qiáng)度均值，同一個(gè)材料3個(gè)不同方向比較，均以豎向?yàn)樽畹?，?6個(gè)材料側(cè)向最高，另外2個(gè)材料臥向最高。

在果柄強(qiáng)度最小值高于5 N的24個(gè)花生品種(系)中，16L25、16L90、16L9、16L8、15L26、16L72、宇花31號(hào)、花育31號(hào)、15L36G和吉花11號(hào)等10個(gè)花生新品種(系)果殼強(qiáng)度三向最小值為1.35～3.01 kN，高于大面積推廣的花育25號(hào)(1.26 kN)，鮮莢果不易破碎，適合鮮莢果機(jī)械化收獲。

2.3 三個(gè)方向果殼強(qiáng)度的相關(guān)分析

豎、側(cè)、臥三個(gè)方向果殼強(qiáng)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(gè)方向的果殼強(qiáng)度均值之間、三個(gè)方向果殼強(qiáng)度最大值之間、三個(gè)方向果殼強(qiáng)度最小值之間均呈極顯著正相關(guān)。

3 結(jié)語(yǔ)與討論

無(wú)論人工收獲還是機(jī)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(jī)收品種的果柄和莢果具有較強(qiáng)的抗沖擊力。以往研究發(fā)現(xiàn)，豫花9號(hào)鮮花生果柄強(qiáng)度低于5 N時(shí)，落果率高于2%[6]，但果殼強(qiáng)度方面，則缺乏相應(yīng)的指標(biāo)。

花育25號(hào)是一個(gè)大面積推廣的適合機(jī)械化收獲的普通型大花生品種。本研究中以此為對(duì)照，經(jīng)測(cè)定花育25號(hào)果殼強(qiáng)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(qiáng)度不低于5 N且果殼強(qiáng)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(gè)市場(chǎng)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(duì)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(qiáng)降雨，會(huì)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(shí)就比較脆弱。在缺鈣的土壤上施鈣，能增強(qiáng)花生對(duì)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(hào)兩次重復(fù)測(cè)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(yíng)養(yǎng)(肥力)上的差異所致，顯示影響花生收獲機(jī)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(duì)57個(gè)花生基因型的結(jié)實(shí)范圍、果柄強(qiáng)度和果殼強(qiáng)度等機(jī)械化收獲參數(shù)進(jìn)行了分析，選出了果柄強(qiáng)度高于5 N且果殼強(qiáng)度三向最小值均高于花育25號(hào)的10個(gè)花生品種(系)，為花生機(jī)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(qiáng)度和果殼強(qiáng)度最小值的花生試材種植于田間，同時(shí)測(cè)定果柄強(qiáng)度、果殼強(qiáng)度和機(jī)收落果率、破碎率，根據(jù)落果率和破碎率高限確定果柄強(qiáng)度、果殼強(qiáng)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(jìn)適應(yīng)機(jī)械化要求的花生品種培育。