貴州不同海拔地區(qū)黔育1號(hào)菊苣種子的產(chǎn)量與活力

付 薇， 韓永芬*， 陳 偉， 孟軍江， 蘇 生， 何 靜， 覃濤英， 馬 寧

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 草業(yè)研究所， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州金農(nóng)富平生態(tài)農(nóng)牧科技有限公司， 貴州 松桃 554100)

0 引言

【研究意義】菊苣(CichoriumintybusL.)是菊科菊苣屬多年生草本植物，產(chǎn)草量高，營養(yǎng)豐富，抽莖前刈割的鮮菊苣含干物質(zhì)15%、蛋白質(zhì)20%～30%、粗纖維12.5%、無氮浸出物35%～42%[1-2]。貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所于1997年引進(jìn)普那菊苣，通過幾年引種馴化，于2005年選育出省審牧草新品種黔引普那菊苣(CichoriumintybusL.Qianyin)[3]。2006年將黔引普那菊苣搭載實(shí)踐八號(hào)育種衛(wèi)星航天誘變，篩選出1份生產(chǎn)性能優(yōu)異、抗旱性強(qiáng)的優(yōu)良品系，并于2014年6月通過貴州省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，正式命名黔育1號(hào)菊苣(CichoriumintybusL.Qianyu No.1)。黔育1號(hào)菊苣草質(zhì)優(yōu)良，粗蛋白含量達(dá)25.48%、粗脂肪含量為3.17%，適應(yīng)性強(qiáng)，適口性好，青綠期長，抗旱性強(qiáng)，在退耕還草和種草養(yǎng)畜推廣應(yīng)用中取得了良好的示范效果。目前，黔育1號(hào)菊苣種子生產(chǎn)供不應(yīng)求，但貴州地形復(fù)雜，立體氣候差異顯著，復(fù)雜的生境給菊苣種子生產(chǎn)帶來許多問題?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】不同海拔對(duì)植物種子生長的影響研究已有大量報(bào)道。丁紅文等[4]研究表明，在坡相相同、土壤肥力基本一致、管理水平相同的情況下，種子的成熟度、產(chǎn)量與海拔有一定關(guān)系，隨著海拔的升高，種子成熟度降低，產(chǎn)量逐漸下降。DIERING等[5]研究海拔對(duì)4種油料作物生長發(fā)育和種子生產(chǎn)的影響發(fā)現(xiàn)，海拔300 m和700 m種群的生物量、單株種子產(chǎn)量顯著高于海拔219 m?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】隨著貴州生豬牛羊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，菊苣用種需求量大，市場供不應(yīng)求，但目前貴州菊苣草種主要依靠進(jìn)口，本地草種生產(chǎn)存在較大缺口。研究菊苣在貴州的生產(chǎn)繁種表現(xiàn)，可為貴州草種的自主生產(chǎn)提供一定參考?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在貴州省高、中、低不同海拔地區(qū)開展黔育1號(hào)菊苣種子生產(chǎn)試驗(yàn)，考察不同海拔地區(qū)黔育1號(hào)菊苣種子的生長表現(xiàn)，充分發(fā)掘其在貴州省不同區(qū)域的生產(chǎn)潛力，為該品種良種繁育基地建設(shè)提供生態(tài)依據(jù)，促進(jìn)牧草品種種子的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黔育1號(hào)菊苣原種為貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所選育并提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)海拔高度處理，分別為威寧縣試驗(yàn)點(diǎn)，海拔2 235 m；納雍縣試驗(yàn)點(diǎn)，海拔1 612 m；貴陽市試驗(yàn)點(diǎn)，海拔1 187 m；獨(dú)山縣試驗(yàn)點(diǎn)，海拔970 m；松桃縣試驗(yàn)點(diǎn)，海拔670 m；羅甸縣試驗(yàn)點(diǎn)，海拔441 m。試驗(yàn)地基本狀況見表1。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理試驗(yàn)點(diǎn)3次重復(fù)，小區(qū)面積30 m2(6 m×5 m)。試驗(yàn)采用育苗移栽。幼苗長出5～6片真葉時(shí)進(jìn)行移栽，株距×行距為60 cm×50 cm。移栽前試驗(yàn)地施入磷肥750 kg/hm2、有機(jī)肥30 000 kg/hm2作為基肥。幼苗期、孕蕾期和開花期均追施尿素50 kg/hm2、過磷酸鈣50 kg/hm2和硫酸鉀30 kg/hm2。適時(shí)中耕除草，注意防治病蟲害。

表1 不同試驗(yàn)點(diǎn)的海拔高度、播期及氣象條件

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 株高 在菊苣盛花期用卷尺測(cè)量植株高度。每小區(qū)隨機(jī)選取10株測(cè)量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 種子產(chǎn)量構(gòu)成因子 參照伏兵哲等[6]的方法，在菊苣開花期到種子成熟測(cè)產(chǎn)收獲前，田間分別測(cè)定各小區(qū)的產(chǎn)量因子。盛花期每小區(qū)隨機(jī)選取10株掛牌標(biāo)記，統(tǒng)計(jì)每株生殖枝數(shù)、花序數(shù)；隨機(jī)選取30個(gè)花序統(tǒng)計(jì)每花序的小花數(shù)；盛花期20 d后每小區(qū)隨機(jī)選取30個(gè)花序統(tǒng)計(jì)每花序的種子數(shù)。

1.3.3 種子產(chǎn)量 參照梁小玉等[7]的方法，盛花期20 d后進(jìn)行單株收獲，在各小區(qū)隨機(jī)選取1 m2(1 m×1 m)的樣方刈割，重復(fù)3次，曬干、脫粒、清選后稱量，并選取凈種子1 000粒稱量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.4 種子質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo) 選取大小均勻健康的凈種子100粒，測(cè)定種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，重復(fù)3次。選取大小均勻健康的凈種子100粒，采用電導(dǎo)儀測(cè)定種子電導(dǎo)率，重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel和DPS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔高度試驗(yàn)點(diǎn)黔育1號(hào)菊苣的株高及種子產(chǎn)量構(gòu)成因子

2.1.1 株高 從表2看出，6個(gè)不同海拔地區(qū)黔育1號(hào)菊苣的株高不同，以海拔最低的羅甸試驗(yàn)點(diǎn)(海拔441 m)株高最高，為164.7 cm；海拔最高的威寧試驗(yàn)點(diǎn)(海拔2 235 m)株高最矮，為158.1 cm。海拔高度對(duì)黔育1號(hào)菊苣的株高影響差異不顯著。

2.1.2 種子產(chǎn)量構(gòu)成因子 從表2看出，每株生殖枝數(shù)以中海拔的獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)(海拔1 057 m)最多，為41個(gè)；其次是貴陽試驗(yàn)點(diǎn)(海拔1 187 m)，為40個(gè)；海拔最高的威寧試驗(yàn)點(diǎn)最少，為32個(gè)；獨(dú)山和貴陽試驗(yàn)點(diǎn)兩者間差異不顯著，但均顯著高于其余4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。每株花序數(shù)獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)最多，達(dá)841個(gè)，顯著高于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；其次為松桃、貴陽、羅甸試驗(yàn)點(diǎn)，每株花序數(shù)分別為734個(gè)、726個(gè)及705個(gè)，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著；威寧試驗(yàn)點(diǎn)最少，僅603個(gè)花序，顯著低于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。每花序小花數(shù)6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著。每花序種子數(shù)威寧試驗(yàn)點(diǎn)最少，僅9.1個(gè)，顯著低于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)最多，達(dá)15.1個(gè)；畢節(jié)、貴陽、獨(dú)山、松桃、羅甸5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著。結(jié)實(shí)率以畢節(jié)試驗(yàn)點(diǎn)最高，達(dá)87.34%，與貴陽、獨(dú)山、松桃3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著；結(jié)實(shí)率最低的為威寧試驗(yàn)點(diǎn)，僅59.87%，顯著低于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。

表2 不同海拔地區(qū)黔育1號(hào)菊苣株高及種子產(chǎn)量構(gòu)成因子

黔育1號(hào)菊苣在中海拔和低海拔地區(qū)種植的株高、種子產(chǎn)量構(gòu)成表現(xiàn)整體優(yōu)于高海拔地區(qū)，隨著海拔升高，生殖枝、花序、花序小花、種子數(shù)量和結(jié)實(shí)率整體呈降低趨勢(shì)。

2.2 不同海拔高度試驗(yàn)點(diǎn)黔育1號(hào)菊苣的種子產(chǎn)量與活力

2.2.1 種子產(chǎn)量 由表3看出，種子千粒重貴陽試驗(yàn)點(diǎn)最高，達(dá)1.41 g；其次為獨(dú)山和羅甸試驗(yàn)點(diǎn)，分別為1.36 g和1.30 g，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著；威寧試驗(yàn)點(diǎn)最低，為0.95 g，畢節(jié)試驗(yàn)點(diǎn)次低，為1.17 g，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)顯著低于其余4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。單株種子產(chǎn)量獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)最高，達(dá)17.2 g，顯著高于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；其次是貴陽和松桃試驗(yàn)點(diǎn)，分別為15.3 g和14.0 g，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著；威寧試驗(yàn)點(diǎn)最低，為5.2 g，顯著低于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。種子產(chǎn)量獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)最高，達(dá)518.1 kg/hm2，顯著高于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；其次是貴陽試驗(yàn)點(diǎn)，為457.6 kg/hm2；威寧試驗(yàn)點(diǎn)最低，僅156.4 kg/hm2，顯著低于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。黔育1號(hào)菊苣在中、低海拔地區(qū)種子產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)于高海拔地區(qū)，其中以獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)的整體表現(xiàn)最優(yōu)。

表3 不同海拔地區(qū)黔育1號(hào)菊苣的種子產(chǎn)量及其活力指標(biāo)

2.2.2 種子活力 從表3看出，種子發(fā)芽勢(shì)獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)最高，達(dá)57.8%，顯著高于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；其次為貴陽和松桃試驗(yàn)點(diǎn)，分別為53.5%和51.2%，顯著高于除獨(dú)山外的其余試驗(yàn)點(diǎn)；威寧試驗(yàn)點(diǎn)最低，僅24.1%，顯著低于其余試驗(yàn)點(diǎn)。種子發(fā)芽率以獨(dú)山試驗(yàn)點(diǎn)最高，達(dá)86.3%；其次為松桃和貴陽試驗(yàn)點(diǎn)，分別為83.8%和81.7%；威寧試驗(yàn)點(diǎn)最低，僅51.8%，試驗(yàn)點(diǎn)間差異顯著性趨勢(shì)與發(fā)芽勢(shì)一致。種子電導(dǎo)率最高的是威寧試驗(yàn)點(diǎn)，為121.6 μs/(cm·g)，顯著高于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；其次是畢節(jié)試驗(yàn)點(diǎn)，為96.5 μs/(cm·g)，顯著高于除威寧外的其余試驗(yàn)點(diǎn)；第三為羅甸試驗(yàn)點(diǎn)，為78.1 μs/(cm·g)；貴陽、獨(dú)山、松桃試驗(yàn)點(diǎn)電導(dǎo)率較低，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著，但均顯著低于其余試驗(yàn)點(diǎn)。黔育1號(hào)菊苣在獨(dú)山、貴陽、松桃3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率表現(xiàn)較優(yōu)，隨著海拔增加電導(dǎo)率顯著增大。

3 討論

在貴州省威寧、畢節(jié)、貴陽、獨(dú)山、松桃、羅甸6種不同海拔地區(qū)開展黔育1號(hào)菊苣種子生產(chǎn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，中海拔地區(qū)的獨(dú)山、貴陽及低海拔地區(qū)的松桃3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)是黔育1號(hào)菊苣較為適宜的種子生產(chǎn)地，種子產(chǎn)量、千粒重、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均表現(xiàn)良好，中海拔和低海拔地區(qū)表現(xiàn)優(yōu)于高海拔地區(qū)，該結(jié)果與劉婷娜等[8]對(duì)垂穗披堿草的研究結(jié)論一致。海拔1 612 m的畢節(jié)試驗(yàn)點(diǎn)盡管發(fā)芽率最高(87.34%)，但是種子千粒重僅1.17 g，顯著低于貴陽、獨(dú)山、松桃、羅甸4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。海拔2 235 m的威寧試驗(yàn)點(diǎn)，每株生殖枝數(shù)、花序數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、產(chǎn)量、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均顯著低于其余5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，種子千粒重僅為0.95 g，產(chǎn)量156.4 kg/hm2。造成這種情況的原因可能是不同海拔條件形成水、熱及光條件各異的小氣候，進(jìn)而影響種子的萌發(fā)、幼苗存活及其植物生長發(fā)育、物質(zhì)代謝和結(jié)構(gòu)功能等[9-10]。

牧草種子生產(chǎn)中氣候是決定種子產(chǎn)量和品質(zhì)的基本因素，必須根據(jù)不同草種生長特性選擇最佳氣候區(qū)進(jìn)行種子生產(chǎn)，才能最大限度地提高牧草種子產(chǎn)量[11]。威寧和畢節(jié)試驗(yàn)點(diǎn)盡管日照時(shí)間長，但降水量和年均氣溫均低于其他4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，黔育1號(hào)菊苣整個(gè)生育期間溫度較低，生殖生長受影響，致使生殖枝數(shù)量減少，種子千粒重減輕，成熟度差，活力低，產(chǎn)量低。羅甸試驗(yàn)點(diǎn)海拔最低，為貴州的低熱河谷地區(qū)，晝夜溫差較小，對(duì)黔育1號(hào)菊苣生殖生長和營養(yǎng)物質(zhì)積累也有一定的影響。貴陽、獨(dú)山、松桃3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)年均降水量、年均氣溫較為適中，晝夜溫差相對(duì)較大，無霜期較長，有利于植株?duì)I養(yǎng)體的形成、干物質(zhì)累積和種子灌漿，因此這3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的種子產(chǎn)量、千粒重、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均較好。

4 結(jié)論

黔育1號(hào)菊苣種子生產(chǎn)適宜選擇在海拔600～1 300 m，年日照時(shí)間1 000 h以上，年降水在1 000～1 350 mm，年均溫14～17℃的中低海拔地區(qū)進(jìn)行。研究結(jié)果為貴州省黔育1號(hào)菊苣種子生產(chǎn)條件的選擇提供了科學(xué)依據(jù)。