油葵不同品種菌核病田間抗性比較及農藝性狀與產量間的關系

李軍虎， 盧 川

(國家半干旱農業(yè)工程技術研究中心， 河北 石家莊 050051)

油葵即油用型向日葵，具有耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄、含油率高的特點。在地下水超采嚴重、水資源匱乏地區(qū)，抗旱作物油葵在農業(yè)種植結構調整中應用前景廣闊。據統(tǒng)計,河北省2016年向日葵種植面積6.72萬hm2、其中油葵占60%左右，播種面積是2010年的2.8倍。向日葵菌核病是向日葵生產上的主要病害之一，根據侵染部位不同分為根腐型、莖腐型、葉腐型和盤腐型，其中根腐型、盤腐型危害嚴重，我國東北、內蒙、山西及新疆等向日葵產區(qū)均有發(fā)生，其中以黑龍江省最為嚴重，一般地塊的發(fā)病率達30%～60%，嚴重地塊達到90%以上，甚至絕產[1]。向日葵菌核病也是油葵產區(qū)的潛在病害，葵盤發(fā)病直接影響葵籽的產量和品質，選用對菌核病具有抗性或耐性的油葵品種是減輕該病危害的有效途徑，利于促進油葵生產穩(wěn)步發(fā)展。向日葵菌核病早期抗性鑒定，有菌土盆栽法、菌絲塊莖部貼接法、皮殼接種法和草酸浸根法等[2]，均為室內非自然條件下抗病鑒定；大田環(huán)境下菌核病抗性鑒定，孟慶林等用牙簽法和打孔接種葵盤進行抗性鑒定，但認為此法破壞了向日葵花盤的組織結構，不能真實反映植株的抗病性[3];他們還通過田間模擬菌核病自然侵染過程，建立了一種簡便易行的向日葵盤腐型菌核病接種鑒定方法，用菌絲體懸浮液接種可區(qū)分出向日葵品種間抗性差異。本試驗旨在通過對18個國內外引進油葵品種進行1年多點試驗，鑒定其豐產性、穩(wěn)產性、適應性，并采用菌絲體懸浮液于油葵中花期人工接種鑒定其對菌核病的抗性，以期篩選出生育期適宜、農藝性狀優(yōu)良、高產、穩(wěn)產、適應性廣、抗菌核病的油葵新品種，為區(qū)域油葵生產提供品種和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種共18個油葵品種，國內7個，分別為先瑞2號、先瑞3號、新Q 1020、GY 910、GY 919、CN 701、CN 702；國外11個，分別為NK 792、MA 9005、MA 9016，CNL 2、CNL 3、EU-146、567 DW、S 667、S 668，ELVAS、精選1號。

供試菌核引自黑龍江省農業(yè)科學院植保所。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)：馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、水1 000 mL，121 ℃濕熱滅菌30 min。

1.2 試驗方法

1.2.1油葵品種篩選試驗

試驗設在冀中南石家莊、邢臺、邯鄲、衡水、保定5個不同類型生態(tài)區(qū)，隨機區(qū)組、3次重復。以生產上主推油葵品種S 667為對照。每品種5行區(qū)、行長5 m、80 cm∶40 cm大小壟種植，小區(qū)面積15 m2，密度60 000株·hm-2。試驗田地勢平坦、肥力均勻。播前洇地造墑，結合整地施復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)450 kg·hm-2、氯化鉀225 kg·hm-2做底肥，蕾期追施尿素300 kg·hm-2。4月20日適墑覆膜播種，播深3～4 cm，2～3對真葉時定苗。

表1 產量差異顯著性檢測結果及豐產性穩(wěn)定性分析

品種產量/(kg·hm-2)較ck±/%位次豐產性參數效應穩(wěn)定性參數方差變異度回歸系數適應地區(qū)綜合評價先瑞2號3913.5**23.2133.4875.111.30.95E1～E5很好CN7013798.0**19.5225.7517.99.01.02E1～E5很好ELVAS3787.5**19.2325.1423.88.21.06E1～E5很好GY9193712.5**16.9420.066.93.31.08E1～E5好先瑞3號3682.5**15.9518.0179.75.50.90E1～E5好CN7023589.5**13.0611.8143.05.01.10E1～E5好MA90163541.5*11.578.6223.46.30.86E1～E5好新Q10203537.0*11.388.341.32.71.04E1～E5好MA90053472.5*9.394.0599.010.60.84E1～E5較好CNL33450.08.6102.5458.39.30.92E1～E5較好567DW3340.55.111-4.8136.25.21.22E1～E5較好NK7923270.02.912-9.5125.95.11.25E1～E5較好S667(ck)3177.013-15.71342.117.31.03E1～E5一般CNL23162.0-0.514-16.789.44.50.96E1～E5一般EU-1463139.5-1.215-18.2196.96.70.98E1～E5一般精選1號3018.0-5.016-26.3772.413.80.73E5不好S6683016.5-5.117-26.477.04.41.08E1～E5一般GY9102814.0*-11.418-39.9662.413.70.97E1～E5較差

注：“*”差異顯著，“**”差異極顯著(下同)。E 1為石家莊，E 2為邢臺，E 3為邯鄲，E 4為衡水，E 5為保定。

性狀調查及收獲測產：田間記載物候期；葉片數于現蕾后，株高、莖粗于花期過后每小區(qū)隨機調查10株、取均值；實收中間3行測產(不含行頭行尾株)、統(tǒng)計實收株數，每小區(qū)取大小均勻10個葵盤測量葵盤直徑、百粒重、小區(qū)籽粒重，按產量(kg)=(小區(qū)籽粒重/小區(qū)實收株數)×密度×0.85。

1.2.2油葵盤腐型菌核病田間抗性鑒定試驗

PDA培養(yǎng)基的制備：取新鮮馬鈴薯200 g削皮切塊，放入1 L水中煮沸約10 min，用2層紗布過濾；往過濾后的水中加入20 g瓊脂，待瓊脂煮沸后用2層紗布過濾；再往其中加入20 g葡萄糖，待葡萄糖煮沸溶化后定容至1 L，分裝后高壓121 ℃濕熱滅菌30 min[4]。

菌絲體懸浮液的制備：菌核接種需在超凈工作臺進行。將菌核浸泡在5%的次氯酸鈉溶液中進行表面消毒5 min，用酒精消毒的解剖刀把菌核切成小塊，然后用無菌水沖洗3次；取15 g PDA培養(yǎng)基鋪入直徑9 cm已滅菌的培養(yǎng)皿內；將切塊的菌核植入PDA培養(yǎng)基上，蓋上培養(yǎng)皿蓋、用保鮮膜密封好，25 ℃條件下培養(yǎng)14 d，置于4 ℃?zhèn)溆谩?/p>

將上述長滿菌絲的PDA培養(yǎng)基去除菌核，每皿按15 g計算，加入滅菌水充分攪勻、濾掉基質，定容至1 000 mL，配制成15 g·L-1的菌絲體懸浮液[4-5]。

葵盤接種：油葵開花中期，各小區(qū)取邊行10株用于抗病接種(石家莊試點)。將菌絲體懸浮液均勻噴灑在油葵花盤正面，每花盤定量噴施5 mL；噴施后用黑色塑料袋套住花盤保濕，接種7 d后揭開塑料袋進行病害調查。記載各發(fā)病級別花盤數量，計算病情指數及發(fā)病率。

病情指數=∑(各級別發(fā)病花盤數×相對級數值)/(調查總花盤數×最高病級)；

發(fā)病率(%)=(發(fā)病花盤數/處理總花盤數)×100%。

盤腐型菌核病病情分級標準，依據花盤背面病斑面積占花盤面積的比例確定[6]：0級：無癥狀；1級：25%以下；2級：26%～50%；3級：51%～75%；4級：76%以上。抗病性評價標準依病情指數確定，免疫：病情指數為0；抗?。翰∏橹笖?10；中抗：病情指數10～30；中感：病情指數31～50；感病：病情指數51～75；高感：病情指數>75[7]。

1.3 數據分析

采用Excel 2010軟件整理數據，DPS v 7.05軟件數據處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 油葵產量比較及穩(wěn)定性分析

參試油葵品種產量差異顯著性檢測及豐產性穩(wěn)定性分析見表1。

18個試驗品種中12個較對照S 667(3 177.0 kg·hm-2)增產，產量范圍3 270.0～3 913.5 kg·hm-2，增產幅度2.9%～23.2%。5個較對照減產，減產幅度0.5%～11.4%。第1～6位品種均較對照極顯著增產，增產幅度13.0%～23.2%，第7～9位品種較對照增產顯著，增產幅度9.3%～11.5%，第10～12位品種較對照增產但未達顯著水平，GY 910較對照顯著減產。

品種豐產性及穩(wěn)定性分析結果可見，先瑞2號、CN 701、ELVAS在5個試點中均表現很好的穩(wěn)定性。試驗結果表明，上述3個品種可作為該區(qū)域油葵生產推薦品種，產量分別為3 913.5 kg·hm-2、3 798.0 kg·hm-2、3 787.5 kg·hm-2，較對照增產19.2%～23.2%，增產達極顯著水平。

表2 油葵品種物候期天數及主要農藝性狀

品種生育期/d播種到出苗/d出苗到現蕾/d現蕾到開花/d開花到成熟/d株高/cm莖粗/cm葉片數/片葵盤直徑/cm百粒重/g產量/(kg·hm-2)CN7019310352037199.62.830.418.05.03798.0CN7029310381936225.42.631.617.95.63589.5S667(ck)8710352032163.22.628.216.44.43177.0S6688810352033138.02.632.416.04.23016.5567DW8710352131157.32.529.416.24.53340.5NK7928411341733206.52.430.416.54.83270.0CNL28911351835221.42.430.215.54.33162.0CNL38911351835224.52.433.216.04.63450.0MA90058711321837185.62.228.216.05.83472.5MA90168911361934213.12.529.216.55.03541.5EU-1468911361934234.52.627.615.55.33139.5先瑞2號9311352236228.62.827.217.06.03913.5先瑞3號8711352032207.12.626.816.75.13682.5ELVAS9310382234249.82.833.616.64.33787.5新Q10208711341835207.72.027.216.04.53537.0GY9108711352131166.22.624.416.04.62814.0GY9199310382332260.82.431.816.54.83712.5精選1號8811351934195.32.428.017.04.53018.0

2.2 油葵農藝性狀比較

2.2.1油葵品種生育期差異

油葵品種物候期天數見表2，試驗品種生育期84～93 d，NK 792生育期84 d屬極早熟品種，其他都屬于早熟品種。對照S 667生育期87 d，5個品種和對照相同，新Q 1020、S 668較對照晚熟1 d，CNL 2、CNL 3、MA 9016、EU-146晚熟2 d，CN 701、CN 702、先瑞2號、ELVAS、GY 919晚熟6 d。

從品種各生育時期相差天數看，播種到出苗天數基本相同10～11 d，品種生育期的長短主要體現在出苗到現蕾、現蕾到開花、開花到成熟生育時期天數的變化。本試驗出苗到現蕾32～38 d，現蕾到開花17～23 d，開花到成熟31～37 d。

生育期與各生育時期天數變化的相關系數見表3。生育期與出苗到現蕾天數極顯著正相關(r=0.69)，和現蕾到開花天數相關顯著(r=0.57)，與開花到成熟天數呈正相關(r=0.43)但不顯著。表明品種生育期越長前期營養(yǎng)生長階段(出苗到開花)越長，是油葵獲得高產的物質基礎，而生殖生長階段(開花到成熟)相對穩(wěn)定。生育期與產量極顯著正相關(r=0.63)，在不誤農時不影響前后茬作物的情況下，適宜選用生育期較長的品種，生育期長的品種較早熟品種產量更高。了解品種各生育時期的變化，可根據當地氣候情況調整播期，使花期、收獲期錯開高溫多雨季節(jié)，利于開花授粉、提高結實率、防止葵盤霉爛從而獲得較好收成。

表3 生育期與不同生育時期天數變化相關性檢測

性狀出苗到現蕾現蕾到開花開花到成熟生育期產量出苗到現蕾1現蕾到開花0.55*1開花到成熟-0.18-0.371生育期0.69**0.57*0.431產量0.280.320.450.63**1

2.2.2油葵主要農藝性狀與產量關系

表2可見，參試油葵品種株高在138.0～260.8 cm之間，對照S 667株高163.2 cm。S 668、567 DW、GY 910和對照表現型相似、株高相近、均屬于矮稈型，占參試品種為22.2%；MA 9005、精選1號、CN 701株高185～200 cm屬中間型，占16.7%；其他品種株高200 cm以上、屬高稈、占參試品種的61.1%；莖粗2.0～2.8 cm之間；葉片數24.4～33.6片；葵盤直徑15.5～18.0 cm之間、其中66.7%的品種盤徑在16～17 cm之間；百粒重4.2～6.0 g、5.0 g以上的占38.8%。

主要農藝性狀間的相關系數顯著性檢測結果見表4，株高與產量呈極顯著正相關(r=0.59)，和其他性狀呈正相關但不顯著；莖粗和葵盤直徑呈正相關(r=0.45)；葉片數和葵盤直徑呈正相關，但和百粒重呈負相關，說明葉片多對增加粒重不利；葵盤直徑和百粒重呈正相關(r=0.35)，和產量呈顯著正相關(r=0.53)；百粒重與產量呈顯著正相關(r=0.47)。各農藝性狀與產量均呈正相關，相關程度大小依次為株高>葵盤直徑>百粒重>葉片數>莖粗。選擇油葵品種時應注意株高、盤徑的選擇為主，株高不宜過矮。一般來說，植株高的品種生長健壯、葉片數較多、生育期較長，生物產量積累較多，是獲得高產的基礎?？P大小選擇中等偏上的品種，不宜追求過大葵盤。根據油葵品種特征確定適宜種植密度、高稈品種宜稀，防治過密造成遮光郁避、既影響光合作用又容易誘發(fā)病害，結合栽培措施延長葉片功能期、增加粒重從而增加產量。

表4 主要農藝性狀相關系數顯著性檢測

性狀 株高莖粗葉片數葵盤直徑百粒重產量株高1.00莖粗0.051葉片數0.300.131葵盤直徑0.150.450.161百粒重0.300.13-0.270.351產量0.59**0.220.290.53*0.47*1

2.3 油葵品種菌核病抗性比較

通過人工田間接種鑒定，18個油葵品種對盤腐型菌核病表現出不同抗性(表5)。對照種S 667表現感病，病情指數72.5，發(fā)病率76.7%。中抗品種3個，占參試品種的16.7%，分別為CN 702、ELVAS、CN 701，三者之間病情指數差異不顯著但都較對照差異極顯著；中感品種5個，占參試品種的27.8%，依次為CNL 3、GY 910、GY 919、S 668、567 DW，相互差異不顯著但均較對照差異極顯著；感病品種8個，占參試品種的44.4%，其中精選1號、先瑞3號感病較對照較輕，差異分別達到極顯著水平、顯著水平水平，其他和對照差異均不顯著；EU-146和CNL 2表現高感，較對照S 667差異達極顯著水平和顯著水平，占參試品種的11.1%。

表5 油葵品種盤腐型菌核病抗性顯著性檢測結果

品種 病情指數5%水平1%水平抗性評價發(fā)病率/%所占比例/%EU-14693.3aA高感HS96.7CNL286.7aAB高感HS90.011.1S667ck72.5 b BC感病S76.7MA900570.8bc BC感病S86.7MA901670.0bc BC感病S80.0新引Q102070.0bc BC感病S73.3NK79269.2bc C感病S96.7先瑞2號60.8bcd CD感病S83.3先瑞3號59.2 cd CD感病S60.0精選1號50.8 de DE感病S56.744.4567DW46.4ef DE中感MS73.3S66845.8ef DE中感MS63.3GY91945.6ef DE中感MS76.7GY91044.2ef DE中感MS60.0CNL335.0fg EF中感MS56.627.8CN70125.0 g F中抗MR46.7ELVAS24.2 g F中抗MR46.7CN70223.9 g F中抗MR36.716.7

注：1%、5%為顯著水平，品種間有相同字母的表示差異不顯著。

參試品種中未發(fā)現免疫及高抗病品種，接種菌核病后發(fā)病率在36.7%～96.7%之間，可見油葵品種存在著感染盤腐型菌核病的潛在風險。產量表現優(yōu)異的先瑞2、CN 701、ELVAS 3個油葵品種中，先瑞2號表現感病、病情指數60.8，發(fā)病率83.3%，應避免在菌核病發(fā)生嚴重的區(qū)域應用，以免造成損失。

3 結論與討論

18個油葵品種中產量位居前3位是先瑞2號、CN 701、ELVAS，3個品種在5個不同生態(tài)類型區(qū)均表現很好的穩(wěn)定性。依次為3 913.5 kg·hm-2、3 798.0 kg·hm-2、3 787.5 kg·hm-2，分別較對照S 667增產23.2%、19.5%和19.2%，增產達極顯著水平。菌核病抗性接種鑒定結果顯示，產量居首位的先瑞2號表現感病、病情指數60.8，發(fā)病率83.3%，存在著感染菌核病的潛在風險，應避免在菌核病發(fā)生嚴重的區(qū)域應用，以免造成損失。CN 701、ELVAS對菌核病表現中抗，病情指數分別為25.0、24.2，發(fā)病率均為46.7%，在抗病表現中位居前三。這2個品種可作為該區(qū)域油葵生產的推薦品種。CN 701生育期93 d、株高199.6 cm、莖粗2.8 cm、葉片數30.4片、葵盤直徑18.0 cm、百粒重5.0 g；ELVAS生育期93 d、株高249.8 cm、莖粗2.8 cm、葉片數33.6片、葵盤直徑16.6 cm、百粒重4.3 g。

油葵產量屬于數量性狀，受多種農藝性狀的影響，不同農藝性狀又受外界環(huán)境條件變化進而影響產量[8-10]。本試驗認為，生育期、株高與產量呈極顯著正相關，葵盤直徑、百粒重和產量呈顯著正相關。農藝性狀和產量相關程度大小依次為生育期>株高>葵盤直徑>百粒重>葉片數>莖粗。篩選品種時應在不誤農時、不影響前后茬作物的前提下，選用生育期較長的品種更高產；株高不宜過矮，植株健壯、葉片數多、生物產量積累較多是高產基礎；葵盤大小選擇中等偏上的品種，不宜追求過大葵盤。生產中根據油葵品種特征特性確定適宜種植密度、高稈品種宜稀，防治過密造成遮光郁避、既影響光合作用又容易誘發(fā)病害，結合栽培措施延長葉片功能期、增加粒重從而增加產量。

菌核病人工接種抗性鑒定結果顯示，參試品種中未發(fā)現免疫品種，中抗品種僅占16.7%，多數存在不同程度的感病，高感品種占到了11.1%。因此在油葵品種的篩選中人工接種抗病鑒定必不可少，尤其在自然條件下菌核病未能表現時更有必要明確其抗性。如先瑞2號5個試點均表現優(yōu)良卻存在著感染菌核病的潛在風險，生產中應合理規(guī)避在病區(qū)應用以免造成損失。