安徽省薏苡種質(zhì)資源形態(tài)特征和產(chǎn)量性狀評(píng)價(jià)

路獻(xiàn)勇，江本利，於 春，王紅娟，宋亞瓊，胡積送，儲(chǔ)甲松，朱加保

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，安徽合肥 230031)

薏苡在植物學(xué)分類上屬于禾本科(Gramineae)，薏苡屬(Coix)為一年生或多年生C4草本植物[1-4]。其種仁為薏苡仁，俗稱薏仁，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和重要藥用價(jià)值，是我國(guó)傳統(tǒng)食藥兼用小雜糧作物[5-6]。研究表明，東南亞的熱帶或亞熱帶地區(qū)作為全世界的薏苡原產(chǎn)地，而我國(guó)云南、廣西、貴州等地區(qū)則是薏苡屬植物的起源、演化和遷移的初生中心之一[7-8]。薏苡在我國(guó)種植久遠(yuǎn)，分布區(qū)域較廣，但由于不同生態(tài)區(qū)地理環(huán)境、氣候及栽培條件的差異較大，致使我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富多樣的薏苡資源[9]。但由于薏苡屬于小雜糧作物，長(zhǎng)期重視不夠，科研經(jīng)費(fèi)投入較少，加上環(huán)境污染、耕作制度改變和土地開(kāi)發(fā)利用等影響，薏苡種質(zhì)資源面臨大量流失以及資源的開(kāi)發(fā)利用、收集保護(hù)、性狀鑒定等工作滯后的問(wèn)題[10-12]。

安徽省薏苡資源豐富，國(guó)家種質(zhì)庫(kù)保存登記的薏苡種質(zhì)有284份，其中安徽省有22份，占7.7%，僅次于貴、黔兩省區(qū)[13-14]。安徽薏苡主要分布在以石臺(tái)為代表的皖南山區(qū)和以岳西為代表的皖西大別山區(qū)等地。長(zhǎng)期以來(lái)，薏苡傳統(tǒng)種植于山區(qū)邊角地塊、河流兩旁等的土壤上，栽培管理相對(duì)粗放，種植技術(shù)以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)為主，由于疏于管理，田間雜草叢生，導(dǎo)致病蟲害日益嚴(yán)重，嚴(yán)重制約薏苡的生長(zhǎng)；加上生產(chǎn)上長(zhǎng)期沿用一些老的地方品種，已出現(xiàn)明顯的混雜、衰老和退化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了薏苡產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所藥食同源植物資源開(kāi)發(fā)利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過(guò)在全省各地調(diào)研，收集了8份薏苡資源，筆者通過(guò)對(duì)采集的8份薏苡種質(zhì)資源的主要形態(tài)指標(biāo)和產(chǎn)量性狀進(jìn)行比較研究，旨在為安徽省薏苡的品種改良及品質(zhì)提升提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2019年4—11月在安徽省池州市石臺(tái)縣七都鎮(zhèn)八棚村安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所薏苡種質(zhì)資源圃內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地海拔818 m，土地平整向陽(yáng)，地力均勻，有機(jī)質(zhì)15.94 g/kg，全氮0.84 g/kg，有效磷22.54 mg/kg，速效鉀103.1 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料為安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所藥食同源植物資源開(kāi)發(fā)利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在2017年采集于池州市石臺(tái)縣、安慶市岳西縣的8份薏苡種質(zhì)資源，分別以薏苡1～8號(hào)進(jìn)行編號(hào)，詳見(jiàn)表1。

表1 安徽省薏苡種質(zhì)資源收集利用

1.3 試驗(yàn)方法試驗(yàn)按編號(hào)順序每份資源種植3行，每行種12穴，行距50 cm，株距40 cm，重復(fù)3次，合計(jì)24個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取中間10株掛牌并進(jìn)行出苗期、分蘗期等生育期指標(biāo)、株高、莖粗等形態(tài)指標(biāo)及單株有效穗數(shù)、單株飽籽數(shù)等產(chǎn)量性狀的觀察記載。播種時(shí)間為4月10日，播種量為每穴5～6粒，播種方式采用人工打穴點(diǎn)播，出苗后長(zhǎng)至3～4葉時(shí)及時(shí)進(jìn)行間苗，每穴留苗2株。其他農(nóng)事操作信息與當(dāng)?shù)卮筇锓N植保持一致。當(dāng)有80%以上的籽粒變黃變硬時(shí)，每個(gè)種質(zhì)收中間1行10穴進(jìn)行單株脫粒并在室內(nèi)進(jìn)行考種，剩余小區(qū)的種質(zhì)收割后測(cè)產(chǎn)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1生育期觀察記載。觀察內(nèi)容包括播種期、出苗期(試驗(yàn)小區(qū)50%種子出苗時(shí)間)、分蘗期(每個(gè)小區(qū)有50%植株分蘗芽萌發(fā)的時(shí)間)、拔節(jié)期(50%植株主莖開(kāi)始快速伸長(zhǎng)的時(shí)間)、抽穗期(50%植株小穗尖端抽出的時(shí)間)、成熟期(80%種子成熟的時(shí)間)。

1.4.2植株主要形態(tài)指標(biāo)觀察記載。觀察內(nèi)容包括株高(主莖莖稈自地面至植株頂部總苞的距離)、主莖直徑(主莖莖稈的直徑)、主莖葉片數(shù)、株型、葉片顏色、苗期葉片顏色、植株整齊度。

1.4.3產(chǎn)量性狀觀察記載。觀察內(nèi)容包括單株有效穗數(shù)、單株飽滿籽粒數(shù)、百粒重。

1.4.4種子形態(tài)指標(biāo)觀察記載。觀察內(nèi)容包括種子單粒重、種子厚度、種子長(zhǎng)度、種子寬度、種子長(zhǎng)寬比。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft Excel 2007 軟件整理數(shù)據(jù)；采用SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 安徽8份薏苡資源生育期比較從表2可以看出，來(lái)自安徽省不同地區(qū)的8份薏苡種質(zhì)資源的生育期有差異，其中1號(hào)種質(zhì)生育期最短，為147 d；而種質(zhì)3號(hào)的生育期為171 d，是8份資源中生育期最長(zhǎng)的。分階段來(lái)看，這8份種質(zhì)的出苗時(shí)間差異不明顯；而前期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段(從出苗到拔節(jié))也沒(méi)有明顯的差異，變幅在55～64 d；而營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)階段(即從拔節(jié)到抽穗)變化不大，變幅在29～35 d；差異較為明顯的則在生殖生長(zhǎng)階段(即抽穗至成熟)，變幅在59～76 d，種質(zhì)3號(hào)的生殖生長(zhǎng)階段的時(shí)間最長(zhǎng)，為76 d，而種質(zhì)1號(hào)和5號(hào)最短，為59 d?？傊不帐?份薏苡資源按照早熟(生育期<150 d)、中熟(150 d<生育期<170 d)和晚熟(生育期>170 d)來(lái)劃分，種質(zhì)1號(hào)和種質(zhì)7號(hào)為早熟資源；種質(zhì)3號(hào)為晚熟資源；其余為中熟資源。

表2 安徽薏苡種質(zhì)資源生育期比較

2.2 安徽8份薏苡資源植株形態(tài)指標(biāo)差異從表3可以看出，安徽省8份薏苡資源的株高以種質(zhì)3號(hào)的最高，為234.3 cm，種質(zhì)7號(hào)和8號(hào)較矮，分別為162.1和163.9 cm。按照株高<170.0 cm、170.0 cm<株高<190.0 cm和株高>190.0 cm 共3個(gè)等級(jí)來(lái)劃分，種質(zhì)7號(hào)和8號(hào)為矮稈薏苡資源，種質(zhì)3號(hào)為高稈薏苡資源。主莖直徑以種質(zhì)8號(hào)最大，為5.84 mm，種質(zhì)1號(hào)最小，為4.45 mm。種質(zhì)3號(hào)的葉片數(shù)最多，為16片，最低的是種質(zhì)1號(hào)，只有10片，其余6份種質(zhì)葉片數(shù)在11～14片。株型有緊湊和松散2種類型，除了種質(zhì)3號(hào)為松散類型外，其余均為緊湊型。8份薏苡種質(zhì)葉片顏色均為淺綠色，苗期葉片顏色只有種質(zhì)6號(hào)為紫色，其余均為深綠色。植株整齊度表現(xiàn)好的有4個(gè)，分別為種質(zhì)2號(hào)、3號(hào)、5號(hào)和6號(hào)；種質(zhì)7號(hào)和8號(hào)整齊度表現(xiàn)較差；種質(zhì)1號(hào)和4號(hào)整齊度表現(xiàn)中等。試驗(yàn)中遭遇利奇馬臺(tái)風(fēng)，種質(zhì)3號(hào)倒伏現(xiàn)象較為嚴(yán)重，可能是由于這該薏苡資源的植株較高而主莖直徑較細(xì)，導(dǎo)致莖稈本身抗倒伏性差引起的。

表3 安徽薏苡種質(zhì)資源植株形態(tài)指標(biāo)比較

2.3 安徽8份薏苡資源產(chǎn)量性狀比較從表4可以看出，安徽8份薏苡資源中種質(zhì)4號(hào)、1號(hào)和8號(hào)的單株總穗數(shù)較高，分別為16、15和15個(gè)，單株有效穗數(shù)以種質(zhì)4號(hào)和8號(hào)較高，均為14個(gè)。單株總籽粒數(shù)較高的是種質(zhì)4號(hào)和6號(hào)，分別為278和267粒，單株飽籽粒數(shù)則分別為262和245粒；雖然種質(zhì)8號(hào)的單株有效穗數(shù)最高，但是單株飽籽粒數(shù)僅為95粒，平均每穗飽籽數(shù)為6.8粒，僅為種質(zhì)3號(hào)的1/3左右。百粒重最高的是種質(zhì)3號(hào)，其次是8號(hào)和6號(hào)，種質(zhì)5號(hào)百粒重最低。

表4 安徽薏苡種質(zhì)資源產(chǎn)量性狀比較

2.4 安徽8份薏苡資源籽粒形態(tài)指標(biāo)差異從表5可以看出，安徽8份薏苡資源中，單粒重最大的是種質(zhì)3號(hào)，為0.552 4 g，種質(zhì)6號(hào)和8號(hào)單粒重較高，分別為0.313 8和0.329 9 g，種質(zhì)5號(hào)和7號(hào)的單粒重較低，分別為0.165 0和0.186 1 g。8份薏苡種質(zhì)資源的種子厚度變幅在5.35～8.54 mm，種子長(zhǎng)度變幅在9.34～11.82 mm，種子寬度變幅在6.12～9.59 mm。種子長(zhǎng)寬比最大的是種質(zhì)2號(hào)，而種質(zhì)3號(hào)和8號(hào)的種子長(zhǎng)寬比較小，均為1.23。

表5 安徽薏苡種質(zhì)資源籽粒形態(tài)指標(biāo)比較

3 結(jié)論與討論

黃亨履等[15]根據(jù)緯度、年積溫和日照時(shí)間不同將我國(guó)薏苡分為北方早熟性、長(zhǎng)江中下游中熟性和南方晚熟型3個(gè)生態(tài)型，生育期分別在80、140和175 d以上。從分布地來(lái)看，安徽地區(qū)的薏苡屬于長(zhǎng)江中下游中熟生態(tài)型，但該研究中除了種質(zhì)2號(hào)生育期在171 d，其余生育期均在160 d左右或少于160 d，相對(duì)較短，為中熟或中晚熟類型。

楊志清等[16]比較了云南11份薏苡種質(zhì)資源的生育期、形態(tài)和經(jīng)濟(jì)性狀，表明云南薏苡種質(zhì)的生育期在150～170 d，株高在205～282 cm，而安徽薏苡種質(zhì)的生育期與云南的差異不大，但株高普遍低于云南的薏苡種質(zhì)，這可能是由于2個(gè)地方海拔高度、年積溫和日照時(shí)間等地理環(huán)境差異引起的。該鑒定試驗(yàn)中的8份薏苡種質(zhì)是在安徽省不同地區(qū)采集的，但僅僅在石臺(tái)縣八棚村開(kāi)展了鑒定試驗(yàn)，得出的試驗(yàn)結(jié)果有一定的局限性，未來(lái)需要在安徽省內(nèi)根據(jù)生態(tài)區(qū)的不同，開(kāi)展多年多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)，以達(dá)到對(duì)收集的資源進(jìn)行精準(zhǔn)鑒定的目的。

該試驗(yàn)結(jié)果顯示，種質(zhì)4號(hào)和6號(hào)在皖南山區(qū)具有潛在的利用價(jià)值，但是這2份資源植株較高、莖稈較細(xì)，生產(chǎn)過(guò)程中是否會(huì)引起倒伏現(xiàn)象，育種過(guò)程中能否更好利用，仍有待于今后進(jìn)一步與安徽栽培薏苡品種進(jìn)行比較研究。研究表明，薏苡種植隨著地區(qū)海拔高度的增加，產(chǎn)量和品質(zhì)逐漸降低[17]。因此根據(jù)不同海拔地區(qū)的環(huán)境進(jìn)行定向品種改量，對(duì)該地區(qū)的薏苡生產(chǎn)至關(guān)重要。該研究中來(lái)自海拔800 m左右的8號(hào)種質(zhì)的單株有效穗數(shù)、百粒重均較高，是選育適應(yīng)安徽省高海拔地區(qū)薏苡品種的優(yōu)良育種材料。

該試驗(yàn)僅對(duì)8份薏苡資源的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了田間鑒定，尚未開(kāi)展薏苡資源的外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及加工品質(zhì)的鑒定工作，因此仍不能利用收集的薏苡資源對(duì)安徽省栽培薏苡品種進(jìn)行品質(zhì)定向改良工作，這也是目前安徽省薏苡產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效面臨的瓶頸，需要在以后的研究中加以重點(diǎn)關(guān)注。