甘藍(lán)型雜交油菜較常規(guī)油菜的產(chǎn)量優(yōu)勢分析

趙繼獻(xiàn)，胡 權(quán)，戴祥來

(貴州省油菜研究所，貴州 貴陽 550008)

0 引言

【研究意義】油菜是中國重要的食用植物油料作物。中國是世界上最大油菜生產(chǎn)國，油菜常年種植面積667萬hm2左右，產(chǎn)量1 200萬 t，種植面積和總產(chǎn)約占世界的三分之一。長江流域冬油菜種植面積占全國90%左右，占世界種植面積的四分之一，是世界上最大的油菜產(chǎn)區(qū)。中國食用油自給率僅40%，而菜籽油占國產(chǎn)食用油的55%以上，且菜籽油對國產(chǎn)食用植物油的貢獻(xiàn)率近年來逐年提高，因此，發(fā)展油菜生產(chǎn)尤其重要[1-3]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國家油菜新品種區(qū)域試驗是油菜育種過程中不可缺少的環(huán)節(jié)，是育種和用種的橋梁。區(qū)域試驗的主要目的在于通過多年多點品種比較試驗，了解新育成品種的單產(chǎn)潛力、品質(zhì)表現(xiàn)、抗逆性、穩(wěn)定性及其適應(yīng)范圍，為新品種評價提供參考，如經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、生態(tài)類型反應(yīng)以及在參試期間對不同年份氣候差異的適應(yīng)情況等，是新品種審定、繁殖、推廣的重要依據(jù)。咸拴獅等[4]運用 2008—2014年冬油菜區(qū)域試驗的匯總資料，對長江上游、中游、下游以及黃淮和早熟 5個區(qū)組油菜新品種的產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀及抗病性狀進(jìn)行分析；祝利霞等[5]采用1987—2009年冬油菜區(qū)域試驗的匯總資料，分析20年來我國油菜的產(chǎn)量、單株角數(shù)、千粒重、菌核病抗性變化；費錦宗等[6]通過2002—2016年油菜區(qū)域試驗匯總資料，分析15年來我國油菜的產(chǎn)量、單株角果數(shù)性狀(單株角果數(shù)、千粒重、角粒數(shù))、品質(zhì)性狀(含油率、硫甙、芥酸)的變化以及產(chǎn)量與含油量、單株角果數(shù)、角粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量間的相關(guān)性；李殿榮等[7]采用2000—2012年國家油菜區(qū)域試驗匯總資料，分析13年來我國油菜產(chǎn)量和含油率變化；李丹等[8]利用2001—2009年國家油菜區(qū)域試驗匯總資料，分析我國油菜育種授粉控制系統(tǒng)利用情況、骨干親本利用情況、產(chǎn)量和含油率的變化；俞琦英等[9]應(yīng)用2000—2009年國家油菜區(qū)域試驗匯總資料，分析我國油菜的產(chǎn)量、單株角果數(shù)性狀(單株角果數(shù)、千粒重、角粒數(shù))、品質(zhì)性狀(含油率、硫甙、芥酸)的變化以及雙低品種數(shù)量的變化；單忠德等[10]利用江蘇鹽城市2個區(qū)試點資料對甘藍(lán)型雜交油菜與常規(guī)油菜的產(chǎn)量及12個主要經(jīng)濟(jì)性狀間的相關(guān)性進(jìn)行分析。上述學(xué)者根據(jù)區(qū)域試驗和生產(chǎn)示范的技術(shù)資料開展的研究，可為育種工作者確定階段性的育種目標(biāo)或育種方向，同時根據(jù)區(qū)域試驗參試品種的性狀演變，為當(dāng)?shù)赜N提供理論指導(dǎo)?！狙芯壳腥朦c】參加國家區(qū)域試驗的雜交油菜和常規(guī)油菜均為選育過程中表現(xiàn)較好的組合和品系，通過不同生態(tài)區(qū)域與不同年份的區(qū)域試驗，更能準(zhǔn)確反應(yīng)雜交油菜與常規(guī)油菜的產(chǎn)量及性狀差異。目前，關(guān)于利用多年多點雜交油菜與常規(guī)油菜產(chǎn)量及性狀資料進(jìn)行對比分析尚未見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】利用國家油菜區(qū)域試驗資料，對甘藍(lán)型雜交油菜與常規(guī)油菜植株性狀、品質(zhì)性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行分析，探明甘藍(lán)型雜交油菜較常規(guī)油菜的產(chǎn)量優(yōu)勢機(jī)理，為油菜新品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 資料來源

數(shù)據(jù)資料來源于 10個年度(2006—2007、2007—2008、2008—2009、2009—2010、2010—2011、2011—2012、2013—2014、2015—2016、2016—2017、2018—2019)的國家冬油菜新品種區(qū)域試驗總結(jié)報告(國家冬油菜品種區(qū)域試驗匯總資料)。10年間參試組合(品系)共計 1 755個，剔除其中沒有完整數(shù)據(jù)的組合(品系)395個，得到雜交油菜組合1 242個，常規(guī)油菜品系118個。

1.2 分析指標(biāo)

分析的目標(biāo)性狀包括參試組合(品系)的芥酸、硫甙、含油率、株高、分枝部位、有效分枝數(shù)、主花序長、主花序有效角、單株有效角、每角粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS V3.01及Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交油菜與常規(guī)油菜的性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)

從表1看出，雜交油菜與常規(guī)油菜的植株及品質(zhì)性狀與產(chǎn)量表現(xiàn)存在差異。

2.1.1 植株性狀 雜交油菜的平均株高為171.73 cm，分枝部位高64.87 cm，單株有效分枝數(shù)7.72個，主花序長58.97 cm，主花序有效角71.19個，角果密度1.23個/cm，單株有效角329.87個，角粒數(shù)20.13粒/角，千粒重3.68 g。常規(guī)油菜平均株高為165.07 cm，分枝部位高63.59 cm，單株有效分枝數(shù)7.42個，主花序長55.60 cm，主花序有效角66.42個，角果密度1.21個/cm，單株有效角296.70個，角粒數(shù)20.02粒/角，千粒重3.88 g。雜交油菜較常規(guī)油菜在株高、單株有效分枝數(shù)、主花序長、主花序有效角、單株有效角等性狀上極顯著提高，增幅分別為4.03%、4.04%、5.30%、7.18%和11.18%；千粒重雜交油菜較常規(guī)油菜極顯著降低，降幅為5.15%。

2.1.2 植株性狀變異系數(shù) 油菜植株性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株產(chǎn)量變異系數(shù)最大，其次是分枝部位。雜交油菜的植株性狀變異系數(shù)為單株產(chǎn)量(30.61%)>分枝部位(28.87%)>單株有效角(26.03%)>有效分枝個數(shù)(14.79%)>主花序有效角(13.56%)>角粒數(shù)(11.24%)>株高(10.78%)>主花序長度(10.55%)>千粒重(9.48%)。常規(guī)油菜的植株性狀變異系數(shù)為單株產(chǎn)量(34.62%)>分枝部位(28.63%)>單株有效角(26.40%)>有效分枝個數(shù)(15.86%)>主花序有效角(13.57%)>千粒重(10.48%)>角粒數(shù)(10.16%)>株高(10.02%)>主花序長度(9.95%)。表明，雜交油菜與常規(guī)油菜在株高、主花序長度、每角粒數(shù)、千粒重4個性狀變異系數(shù)大小順序上略有差異，但變異系數(shù)大小相差不大。變異系數(shù)大的性狀易受栽培環(huán)境的影響。

2.1.3 品質(zhì)性狀 雜交油菜的平均芥酸含量為0.33%，硫甙23.60 μmol/g餅，含油率為42.74%。常規(guī)油菜的平均芥酸含量為0.24%，硫甙22.55 μmol/g餅，含油率為43.71%。含油率常規(guī)油菜較雜交油菜高0.97百分點，差異極顯著。

2.1.4 產(chǎn)量 雜交油菜單株產(chǎn)量19.82 g，單位面積最高產(chǎn)量254.98 kg/667m2，最低產(chǎn)量90.62 kg/667m2，平均產(chǎn)量169.31 kg/667m2。常規(guī)油菜單株產(chǎn)量18.22 g，單位面積最高產(chǎn)量204.28 kg/667m2，最低產(chǎn)量102.25 kg/667m2，平均產(chǎn)量159.83 kg/667m2。雜交油菜比常規(guī)油菜平均產(chǎn)量高5.93%，差異達(dá)極顯著水平。

表1 雜交油菜與常規(guī)油菜的性狀及產(chǎn)量Table 1 Traits and yield of hybrid rape and conventional rape

2.2 油菜植株性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性

從表2可看出雜交油菜和常規(guī)油菜植株及品質(zhì)性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性,并進(jìn)一步分析出影響雜交油菜和常規(guī)油菜產(chǎn)量的主要性狀因子。

2.2.1 雜交油菜性狀間的相關(guān)性 雜交油菜單位面積產(chǎn)量與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量均與有效分枝數(shù)、主花序有效角、角果密度、單株有效角、角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)。產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株有效角與株高、有效分枝數(shù)、主花序長、主花序有效角、角果密度、單株產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)，與分枝部位呈極顯著負(fù)相關(guān)；角粒數(shù)與株高、分枝部位、主花序長、主花序有效角、角果密度、單株有效角均呈極顯著負(fù)相關(guān)，千粒重與株高、分枝部位、有效分枝數(shù)、角果密度、角粒數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)；含油率與有效分枝數(shù)、角粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)。對雜交油菜植株性狀、品質(zhì)性狀與產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析表明，含油率、分枝部位、有效分枝個數(shù)、角果密度、單株有效角、角粒數(shù)、千粒重對雜交油菜產(chǎn)量有顯著影響。

2.2.2 常規(guī)油菜性狀間的相關(guān)性 常規(guī)油菜單位面積產(chǎn)量與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量均與有效分枝數(shù)、單株有效角、角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)。產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株有效角與有效分枝數(shù)、主花序長、主花序有效角呈極顯著正相關(guān)，與分枝部位呈極顯著負(fù)相關(guān)；角粒數(shù)與株高、分枝部位、角果密度均呈極顯著負(fù)相關(guān)，千粒重與株高、分枝部位均呈極顯著負(fù)相關(guān)；含油率與分枝部位呈極顯著負(fù)相關(guān)，與有效分枝數(shù)、單株有效角、千粒重及單位面積產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)。對植株性狀、品質(zhì)性狀與產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析表明，含油率、分枝部位、有效分枝個數(shù)、角果密度、角粒數(shù)和千粒重對常規(guī)油菜產(chǎn)量有顯著影響。

表2 雜交油菜組合和常規(guī)油菜品系植株性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性Table 2 Correlations between agronomic traits and quality traits in hybrid rape and conventional rape

3 討論

3.1 油菜主要產(chǎn)量因子角粒數(shù)與千粒重的選育趨勢

費錦宗等[6]研究表明，15年來(2002—2016)6個區(qū)域(長江上中下游、黃淮、早熟區(qū)、春油菜區(qū))的國家油菜區(qū)域試驗油菜新品種平均千粒重整體表現(xiàn)為上升趨勢力，角粒數(shù)變化不大，平均單株產(chǎn)量、單株角果數(shù)整體表現(xiàn)呈降低趨勢，最終提出油菜遺傳改良的重中之重是提高千粒重和角粒數(shù)。據(jù)BERRY[11]推測，油菜要獲得400 kg/667m2產(chǎn)量，品種千粒重應(yīng)達(dá)5.0 g；若油菜產(chǎn)量達(dá)600 kg/667m2，則品種千粒重應(yīng)在6.10 g以上。對2006—2019年國家油菜區(qū)域試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，10年來參試的雜交油菜組合或常規(guī)油菜品系在角粒數(shù)和千粒重上均沒有大的突破，雜交油菜角粒數(shù)最多為27.88粒/角，平均為20.13粒/角；常規(guī)油菜最多為25.50粒/角，平均為20.02粒/角。雜交油菜千粒重最高為4.78 g，平均為3.68 g；常規(guī)油菜最高為4.83 g，平均為3.88 g。因此，在油菜新品種選育中，選育千粒重5.0 g左右、角粒數(shù)穩(wěn)定達(dá)25.0粒的品種具有重要現(xiàn)實意義，而要實現(xiàn)此育種目標(biāo)，就目前育種技術(shù)看，雜交油菜較常規(guī)油菜更具可能性。

3.2 顯著影響雜交油菜和常規(guī)油菜產(chǎn)量的性狀差異

雜種具有明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢，是雜交油菜[12-13]得以大面積推廣應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。統(tǒng)計表明，雜交油菜平均產(chǎn)量較常規(guī)油菜高5.93%，具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢。雜交油菜較常規(guī)油菜增產(chǎn)的原因主要表現(xiàn)在有效分枝數(shù)增多、主花序長度增長、主花序有效角數(shù)和單株有效角增多、角粒數(shù)增加、單株產(chǎn)量高。回歸分析表明，雜交油菜和常規(guī)油菜含油率、分枝部位、有效分枝個數(shù)、角果密度、每角粒數(shù)、千粒重對產(chǎn)量均有顯著影響，不同之處是雜交油菜單株有效角對產(chǎn)量有顯著影響。

3.3 加強(qiáng)和重視常規(guī)油菜的選育

選育和推廣高產(chǎn)、抗病、適應(yīng)性強(qiáng)的常規(guī)油菜品種具有重要的現(xiàn)實意義[14-23]，一是優(yōu)良常規(guī)油菜品種可作為雜交油菜的轉(zhuǎn)育親本或直接作為恢復(fù)系，提升雜交油菜的育種水平；二是常規(guī)油菜品種種子生產(chǎn)成本較低，能滿足直播需種量大的生產(chǎn)實際，降低種子成本；三是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化推行機(jī)播機(jī)收和智能化管理，而常規(guī)油菜有利于機(jī)播機(jī)收，符合油菜生產(chǎn)的機(jī)械化要求。因此，在積極開展雜交油菜選育的同時應(yīng)加強(qiáng)常規(guī)油菜的選育。

4 結(jié)論

通過2006—2019年10個年度國家冬油菜新品種區(qū)域試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，雜交油菜平均產(chǎn)量169.31 kg/667m2，常規(guī)油菜為159.83 kg/667m2，雜交油菜比常規(guī)油菜增產(chǎn)5.93%。雜交油菜較常規(guī)油菜具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢，其增產(chǎn)原因主要表現(xiàn)在有效分枝數(shù)增多、主花序長度增長、主花序有效角數(shù)和單株有效角增多、角粒數(shù)增加以及單株產(chǎn)量高。對雜交油菜和常規(guī)油菜產(chǎn)量產(chǎn)生主要影響的因子不完全相同，含油率、分枝部位、有效分枝數(shù)、角果密度、每角粒數(shù)、千粒重均對雜交油菜和常規(guī)油菜產(chǎn)量產(chǎn)生顯著或極顯著影響，而單株有效角僅對雜交油菜產(chǎn)量有顯著影響。