李壽國鄧姍
(1.上海科立特農產品檢測技術服務有限公司,上海 201415;2.上海市農業科學院,上海 201415;3.農業農村部植物新品種測試(上海)分中心,上海 201415)
植物新品種測試(簡稱DUS測試)是蔬菜獲得品種權或認定的必備要求。通常認為DUS測試中數量性狀容易受到環境的影響,因此辣椒、茄子、番茄等蔬菜要求在設施大棚里進行栽培、測試,以期在一定程度上規避環境因素對作物的影響。目前,國內對于同一地點不同栽培環境的差異分析比較多,但是在園藝作物中,對于相同品種設施大棚栽培不同年份的研究較少,因此本文利用2a的實驗數據,比較了品種數量性狀的變化,以及不同品種數量性狀上的差異,探究設施大棚條件下,數量性狀的變異程度,為植物新品種保護選擇設施大棚提供一定的支持。
隨著科學技術的發展,設施大棚越來越多的應用到蔬菜花卉等園藝植物的栽培中。設施大棚可以采取有效的保溫措施,保障秋冬季居民的吃菜賞花問題;同時減少自然災害對園藝作物的影響,確保作物的產量和質量。設施大棚的使用可以加快機械化操作的進程,節省人力物力,減少成本。在提高作物栽培技術與產量質量方面有較多的研究,同時也為引種試驗和比較試驗提供了良好的栽培環境。
選取不同類型的品種共12份。1號為橢圓茄,果皮淺紫色,紫花類型;2號為中等長茄,果皮紫色,紫花類型;3號為細長茄,果皮黑紫色,紫花類型;4號為橢圓茄,果皮紫色,白花類型;5號為細長茄,果皮淺紫色,淺紫色花類型;6號為橢圓茄,果皮深紫色,白花類型;7號為卵圓形茄,果皮深紫色,白花類型;8號為寬卵圓形茄,果皮紫紅色,白花類型;9號為橫橢圓形茄,果皮紫紅色,白花類型;10號為橫橢圓茄,果皮深紫色,淺紫色花類型;11號為橢圓形茄,果皮綠色,淺紫色花類型;12號為中等長茄,果皮白色,白花類型。
實驗設施大棚為熱鍍鋅鋼架材質,長40m,肩高1.5~2m,頂高3.3m,寬度為8m,大棚兩側設有通風口,采用自然通風的方法,保證棚內濕熱空氣及棚內良好的空氣環境。實驗地土壤為青紫泥,肥力中等,分布均勻,土壤蓄水保肥能力較強,較易耕作,物質轉化較快,有機質含量較高。
測試實驗分別于2019年、2020年進行。茄子采用育苗移栽的方式,每年2月播種育苗,3月初定植于設施大棚內,高壟單行定植,株距為60cm。田間管理參照當地大田生產的模式。
在商品采收期測量植株的高度(從基部到植株最高處的距離)、主莖的長度(從基部到第1分枝處的距離)、果實縱徑(果實縱向最長的距離)和果實橫徑(果實最粗處的直徑)等4個數量性狀,每個品種測量10個單株,測量單位均為cm。果形指數=果實縱徑/果實橫徑。每個單株上取四門茄部位的果實進行測量。
12個品種數量性狀的平均變異系數比較見表1。2019年,大部分性狀的變異系數在20%以內,品種3主莖長度的變異系數為21%,品種4果實縱徑與果形指數的變異系數分別為25%與22%,品種9主莖長度的變異系數為21%。查詢田間定植圖發現這些品種部分單株存在邊際效用,導致品種內變異系數偏高,因此在第2年種植了保護行。

表1 2a間品種內平均變異系數的比較
2020年全部品種的所有性狀變異系數均<13%。
2.2.1 數量性狀的變異性及顯著性分析
分別對12個品種2a實驗數據進行匯總分析比較,見表2、表3。2a采集的性狀變異系數的大小變化一致,從小到大的排列順序均為主莖的長度<植株的高度<果實的縱徑<果實的橫徑<果形指數。5個性狀中,2019年果實的縱徑(19.99±8.40)cm與2020年果實的縱徑(21.71±9.12)cm存在顯著差異;2019年主莖的長度(29.68±4.64)cm與2020年主莖長度(25.69±3.68)cm存在極顯著差異,其它3個性狀在2a的測試中不存在差異。

表2 2019年數量性狀的變異情況

表3 2020年數量性狀的變異情況
2.2.2 不同年份間12個品種數量性狀的比較
12個品種2a間數量性狀的數據比較見表4、圖1。

表4 不同年份間各數量性狀的差異比較
在植株的高度上,2a的數據比較發現品種4有顯著差異,差值為12.7cm,差異程度為7.39%;品種3、5、10、11、12等有極顯著差異,差值的絕對值在17.4~37.4cm,差異程度在14.29%~30.38%,其中變異最小的為品種3,變異最大的為品種5。
在主莖的長度上,品種7、8和9等為極顯著差異,差值在4.8~10.4cm,差異程度在18.46%~30.32%,其中變異最小的為品種9,變異最大的是品種7。
在果實的縱徑上,品種2為顯著差異,差值絕對值為3.17,差異程度為10.3%,品種1、6和12為極顯著差異,差值絕對值為5.28~6.46cm,差異程度為27.37%~32.38%,變異最小的為品種12,變異最大的為品種6。
在果實的橫徑上,品種12為顯著差異,差值為0.78cm,差異程度為18.45%;品種2和3為極顯著差異,差值的絕對值分別為0.75cm和0.54cm,差異程度分別為15.12%和18.00%。
在果形指數上,性狀9為顯著差異,差值為0.06,差異程度為9.30%;品種1、6和7為極顯著差異,差值的絕對值為0.28~0.02cm,差異程度為18.64%~29.16%,變異最小的為品種7,變異最大的為品種6。
設施大棚能夠保持基本一致的溫濕度,確保在同一個大棚里的品種生長大環境相同。2020年的實驗中排除了邊際效應的影響之后,所有性狀的品種內差異系數均<13%,表明這些品種在數量性狀上具有良好的一致性。從數量性狀的變異性及顯著性分析可以看出,不同年份間各性狀的變異系數變化順序一致,且變化幅度差異不大,如主莖的長度2019年的變異系數為16%,2020年的變異系數為14%。因此,大棚設施栽培在一定程度上能夠減少環境對數量性狀的影響,為DUS測試提供一個相對穩定的測試環境。
但是不同品種對環境變化的響應有差異。由圖1可以看出,不同年份間12個品種的5個數量性狀均產生了差異。因此,在測試中需要尋找對環境敏感度低的品種作為標準品種,以校正由于年份不同所引起的性狀差異。以性狀植株的高度為例,共有6個品種在2a的測試中表現穩定,經過數據分析,選擇品種9(97.18cm)為植株矮的標準品種,品種1(134.57cm)為植株中等高度的標準品種,品種7(165.26cm)為植株高的標準品種。由此挑選出3個標準品種,在每年的測試中種植,并采集數據,其它測試品種的測量數據與之相比對,相近的則放入對應的代碼,以此對測試結果進行校準,提高測試的準確性。