河北省平原區(qū)主要油葵品種資源抗旱性能篩選評(píng)價(jià)

李和平，李積銘，李愛國，申彥平，宋聰敏，賈英全

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所/河北省農(nóng)作物抗旱研究實(shí)驗(yàn)室，河北 衡水 053000；2.衡水市桃城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北 衡水 053000）

河北省平原區(qū)降雨量較少，水資源匱乏，加上地下水連年超量開采，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了地下水超采漏斗，并呈進(jìn)一步發(fā)展趨勢，嚴(yán)重影響了該區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。油葵抗旱耐堿、耐瘠薄，且經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，隨著節(jié)水農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，其在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的地位得到了大幅度提升［1］。雖然近年來河北省平原區(qū)的油葵種植面積迅速擴(kuò)大，油葵已經(jīng)躍升為該區(qū)第四大種植作物，但是目前生產(chǎn)上應(yīng)用的許多油葵品種區(qū)域性表現(xiàn)參差不齊，農(nóng)民選擇油葵品種時(shí)缺乏科學(xué)依據(jù)，無法做到有效規(guī)避種植風(fēng)險(xiǎn)［2］。針對(duì)這種情況，河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所對(duì)目前河北平原區(qū)生產(chǎn)上種植面積較大的16個(gè)油葵品種進(jìn)行了篩選鑒定試驗(yàn)。通過抗旱指數(shù)測定、結(jié)合干旱脅迫對(duì)相對(duì)電導(dǎo)率（REC）、葉片相對(duì)含水量（RWC）2項(xiàng)生理生化指標(biāo)的影響變化進(jìn)行分析，綜合比較其抗旱性能，從而為篩選水分高效利用的油葵品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采用16個(gè)油葵品種，分別為矮早豐、矮大頭、新豐8號(hào)、矮58、高油6號(hào)、S698、S567、慶豐1號(hào)、早油66、S998、S667、JAL967、567DW、S672和S675；對(duì)照油葵品種為G101。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018—2019年在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所深州護(hù)駕遲試驗(yàn)站（N37°44′，E115°42′，海拔20 m）進(jìn)行，試驗(yàn)地前茬為玉米。

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)行長5.00 m，行寬7.35 m，面積36.75 m2，采用寬、窄行播種（便于人工覆膜），寬行距0.7 m，窄行距0.5 m，12行/區(qū)，密度為52 500株/hm2，采用全區(qū)收獲測定產(chǎn)量。3月9日采用膜下滴灌造墑水195 m3/hm2。

田間管理：3月8日播種，底施三元復(fù)合肥450kg/hm2，現(xiàn)蕾期追施尿素225 kg/hm2，及時(shí)鋤草，打掉分杈，生育期間基本無蟲害，沒有使用農(nóng)藥，由于是篩選品種，對(duì)于病害，只記錄不防治。開花期設(shè)2個(gè)水分處理，正常處理采用膜下滴灌灌水1次，灌水量240 m3/hm2；干旱脅迫處理不澆水。

1.2.2 測定項(xiàng)目與方法 生育期調(diào)查：包括出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、成熟期。株高：花期結(jié)束時(shí)測量，每小區(qū)隨機(jī)取10株，測量從子葉節(jié)到莖稈頂端的高度，取平均值，保留整數(shù)位。盤徑：在成熟期隨機(jī)取10個(gè)花盤測其直徑，取平均值，保留1位小數(shù)。每個(gè)品種均在全區(qū)收獲后，脫粒、曬干、精選后測定產(chǎn)量，取3次重復(fù)的平均值，折算產(chǎn)量。

抗旱指數(shù)測定：在干旱脅迫下產(chǎn)量高且變化幅度小的油葵品種抗旱性較好。采用抗旱指數(shù)來鑒定油葵的相關(guān)抗旱性，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。公式如下：DTI=（GYS.D2/GYS.N）×（GYCK.N/GYCK.D2）［3，4］，其中，DTI為抗旱指數(shù)，GYS.D為待測材料干旱處理子粒產(chǎn)量（kg），GYS.N為待測材料正常處理子粒產(chǎn)量（kg），GYCK.N為對(duì)照品種正常處理子粒產(chǎn)量（kg），GYCK.D為對(duì)照品種干旱處理子粒產(chǎn)量（kg）。

表1 油葵抗旱指數(shù)（DTI）評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

葉片相對(duì)電導(dǎo)率的測定（REC）：采用相對(duì)電導(dǎo)率儀法［5，6］。葉片相對(duì)含水量測定（RWC）：采用飽和稱重法［5，6］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS及Excel軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)參試油葵品種生育期的影響

由表2可知，各參試油葵品種6月28日開始陸續(xù)成熟，全生育期98～120 d，差異較大。正常處理下對(duì)照品種G101的全生育期為115 d；慶豐1號(hào)、新豐8號(hào)、矮58全生育期最短，均為98 d，其次是早油66和矮早豐，生育期均為99 d。干旱脅迫下各參試材料生育期平均減少4.5 d，其中矮大頭和S675減少最多，為7 d。種植生育期較短的品種，便于靈活布局下茬作物，滿足河北省低平原區(qū)一年兩熟制種植需要；同時(shí)，油葵品種在6月底前成熟，還能夠避開該地區(qū)7、8月的雨季，便于收獲和晾曬，降低種植風(fēng)險(xiǎn)。在干旱脅迫下，生育期小于100 d的品種有慶豐1號(hào)、早油66等9個(gè)品種。

表2 干旱脅迫對(duì)參試油葵品種生育期的影響

2.2 干旱脅迫對(duì)參試油葵品種株高和盤徑的影響

由表3可見，正常處理下對(duì)照品種G101株高最高，達(dá)176 cm；早油66最低，為118 cm，其他品種株高在121～140 cm。干旱脅迫下對(duì)照品種G101株高最高，達(dá)155 cm；早油66、矮大頭和矮58均最低，為98 cm。干旱導(dǎo)致各參試油葵品種株高平均降低23.9 cm，其中干旱脅迫對(duì)高油6號(hào)影響最大，株高降低30 cm；影響最小的是567DW，降低18 cm。綜上所述，干旱脅迫下株高較低的品種為早油66、矮大頭和矮58。

表3 干旱脅迫對(duì)參試油葵品種株高和盤徑的影響（單位：cm）

正常處理下，參試油葵品種盤徑最大的是567DW，為21.5 cm，最小的是S675，為18.1 cm；干旱脅迫下，盤徑平均減少3.8 cm，其中減少最多和減少比例最大的品種是矮大頭，盤徑減少4.8 cm，達(dá)22.86%；減少最少的品種是早油66、慶豐1號(hào)和G101，盤徑均減少3.2 cm，其次是矮58，盤徑減少3.3 cm。減少比例最小的是G101，為15.84%，其次是慶豐1號(hào)（16.16%）和早油66（16.41%）。綜上所述，干旱脅迫下盤徑表現(xiàn)較好的品種為矮58、早油66。

2.3 干旱脅迫下對(duì)參試油葵品種千粒重和產(chǎn)量的影響

由表4可知，正常處理下各參試油葵品種的千粒重為51.3～68.7 g，其中JAL967千粒重最大，達(dá)68.7 g，其次為567DW和對(duì)照品種G101，分別達(dá)68.3、67.6 g。干旱脅迫下各參試油葵品種的千粒重為42.5～59.5 g，其中矮58千粒重最大，其次是慶豐1號(hào)，最少的是S675。干旱脅迫下各參試材料千粒重平均減少9.8 g，達(dá)15.78%，其中減少最多的品種是JAL967，達(dá)13.5 g，減少比例最大的品種是S672，達(dá)20.52%；減少最少的品種是矮58，為5.4 g，減少比例最小的品種仍是矮58，為8.32%。綜上所述，干旱脅迫下千粒重表現(xiàn)較好的品種為矮58和慶豐1號(hào)。

表4 干旱脅迫下對(duì)參試油葵品種千粒重和產(chǎn)量的影響

正常處理下各參試油葵品種的產(chǎn)量為3 663.0～4 341.0 kg/hm2，其中567DW產(chǎn)量最高，S667產(chǎn)量最低，其他品種產(chǎn)量在3 759.0～4 276.5 kg/hm2。干旱脅迫下各參試油葵品種的產(chǎn)量為3 036.0～3 768.0kg/hm2，其中慶豐1號(hào)產(chǎn)量最高，S667產(chǎn)量最低。干旱脅迫下各參試材料產(chǎn)量平均減少615.5 kg/hm2，達(dá)15.27%，其中減產(chǎn)最多和減產(chǎn)比例最大的品種是S998，減產(chǎn)886.5 kg/hm2，達(dá)21.07%；減產(chǎn)最少的品種是早油66，為340.5 kg/hm2，其次是慶豐1號(hào)，為369.0 kg/hm2，以及矮58，為484.5 kg/hm2，減少比例最小的品種仍是這3個(gè)品種，分別為早油66的8.45%、慶豐1號(hào)的8.92%和矮58的12.11%。綜上所述，干旱脅迫下產(chǎn)量表現(xiàn)較好的品種為慶豐1號(hào)、早油66、矮58。

2.4 抗旱指數(shù)鑒定

油葵抗旱指數(shù)（DTI）可在一定程度上同時(shí)指示油葵在干旱脅迫下的產(chǎn)量以及減產(chǎn)率，其中與干旱脅迫下產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，R2=0.879 5；與干旱脅迫下減產(chǎn)率呈極顯著負(fù)相關(guān)，R2=0.744 3（圖1）。各參試油葵品種的抗旱指數(shù)（DTI）為0.85～1.16，顯示油葵的抗旱性普遍較強(qiáng)。其中，抗旱指數(shù)最高的是慶豐1號(hào)，為1.16，其次是早油66的1.14和矮58的1.04。

圖1 抗旱指數(shù)與干旱脅迫下油葵產(chǎn)量與減產(chǎn)率的相關(guān)性分析

2.5 干旱脅迫對(duì)參試油葵品種生理指標(biāo)的影響

油葵受到干旱脅迫時(shí)葉片相對(duì)電導(dǎo)率（REC）大幅度升高，而葉片相對(duì)含水量（RWC）則出現(xiàn)不同程度的下降。正常處理下各參試油葵品種的相對(duì)電導(dǎo)率（REC）為12.6%～19.1%，平均值為15.5%，其中慶豐1號(hào)最低，高油6號(hào)最高；葉片相對(duì)含水量（RWC）為77.3%～97.6%，平均值為87.1%，其中慶豐1號(hào)最低，矮大頭最高。干旱脅迫下各參試油葵品種的相對(duì)電導(dǎo)率（REC）為76.3%～95.4%，其中早油66最低，S567最高；葉片相對(duì)含水量（RWC）為52.5%～80.5%，其中567DW最低，慶豐1號(hào)最高。干旱脅迫下油葵REC平均上升4.5倍，上升最多的是S567，上升比例最大的品種是新豐8號(hào)，達(dá)5.13倍；干旱脅迫下上升最少的油葵品種是早油66，上升比例最小的品種是S672，為3.78倍。干旱脅迫下油葵RWC平均下降16.74%，降幅最大的品種是567DW，降幅最小的品種是慶豐1號(hào)。綜合分析得出，干旱脅迫下相對(duì)電導(dǎo)率（REC）表現(xiàn)較好的品種為早油66和S672；葉片相對(duì)含水量（RWC）表現(xiàn)較好的品種為慶豐1號(hào)和早油66。干旱脅迫下相對(duì)電導(dǎo)率和葉片相對(duì)含水量分別與干旱脅迫下產(chǎn)量和減產(chǎn)率相關(guān)性不顯著（圖2和圖3）。

圖2 干旱脅迫下參試油葵品種相對(duì)導(dǎo)電率與產(chǎn)量及減產(chǎn)率的相關(guān)性分析

圖3 干旱脅迫下參試油葵品種葉片相對(duì)含水量與產(chǎn)量及減產(chǎn)率的相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

黑龍港流域地處華北平原，該流域內(nèi)降雨量較少，水資源匱乏，加上地下水連年超采，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了地下水超采漏斗，并呈進(jìn)一步發(fā)展趨勢，嚴(yán)重影響了油葵產(chǎn)量的提高。為此建立科學(xué)的油葵抗旱性鑒定方法，篩選抗旱品種，不僅節(jié)約用水，還可以提升油葵的種植效益。

河北省平原區(qū)油葵一般在3月上旬覆膜播種，生長發(fā)育期在4—5月，成熟期為7月上中旬，此時(shí)正趕上當(dāng)?shù)?—8月的雨季，容易導(dǎo)致抗倒伏差的油葵品種發(fā)生倒伏，造成減產(chǎn)甚至絕收，是油葵種植面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)之一。

農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)可以為評(píng)價(jià)作物引種適應(yīng)性提供依據(jù)［7-9］，通過對(duì)干旱脅迫下油葵的主要農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)聯(lián)分析，干旱脅迫使油葵的株高、盤徑、千粒重、單產(chǎn)明顯降低，不同油葵品種的抗旱性與株高、盤徑、生育期等農(nóng)藝性狀和千粒重、產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀間的表現(xiàn)不一致。在參試品種中，慶豐1號(hào)、早油66、矮58在干旱脅迫下其農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)較為穩(wěn)定。

試驗(yàn)表明，油葵抗旱指數(shù)與干旱脅迫下產(chǎn)量和減產(chǎn)率呈極顯著相關(guān)，可以同時(shí)指示油葵在面對(duì)干旱脅迫時(shí)所能表現(xiàn)出的絕對(duì)產(chǎn)量潛力和相對(duì)產(chǎn)量，是一個(gè)較好的鑒定指標(biāo)。在參試品種中，慶豐1號(hào)、早油66和矮58的抗旱指數(shù)分別為1.16、1.14和1.04，表明其抗旱性較為突出。

本試驗(yàn)以油葵抗旱指數(shù)為核心鑒定參試材料的抗旱性，綜合影響種植風(fēng)險(xiǎn)的生育期時(shí)長、株高性狀和決定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的千粒重和產(chǎn)量指標(biāo)，鑒定篩選出生育期較短、綜合性狀好、抗旱性能優(yōu)異的品種慶豐1號(hào)、早油66和矮58，可在進(jìn)一步試驗(yàn)示范的基礎(chǔ)上進(jìn)行大面積推廣種植。