长江中下游冬油菜新品种产量性状分析

长江中下游冬油菜新品种产量性状分析

0油茶品种试验区区域检验结果表明，存在着育种过程中不可或缺的环节，也是培育和使用种子的桥梁。其目的是对新品种诸如产量性状、品质性状、抗(耐)病性及生态适应性等指标进行鉴定评价,为新品种审定和推广应用提供科学的依据和生产经验。中国自20世纪50年代起先后开展了各种农作物的新品种(系)区试审定工作,到70年代初建立了农作物品种区域试验和审定组织,形成了国家和省两级品种区域试验和品种审定体系。1960年农业部组建了国家级油菜品种区域试验,1968—1972年因历史原因曾经中断,之后重新启动并逐步走向正轨。1998年以后全国冬油菜区域试验分长江上游(四川、贵州和重庆及云南、陕西部分地区),中游(湖北、湖南及江西),下游(浙江、上海和安徽、江苏大部分地区)以及黄淮试验组(河南,陕西大部及安徽、江苏、甘肃部分地区),另自2008—2009年度起新增设置早熟组(云南、江西、湖南、广西、福建、贵州部分地区),而组内还设有分组;试验点也由原先的4(1998年前)个增加到14个(2008—2009年度);参试材料也逐年的增加,到2008—2009年度参试材料总数已达到183份。新品种产量潜力是评价新品种的重要指标。油菜单位面积产量构成的主要因素有:单位面积有效角果数(单位面积株数×平均每株有效角果数),每果粒数和千粒重。相对于每株有效角果数,每果粒数及千粒重受栽培条件、密度、气候条件及病虫等因素影响变化较小。抗(耐)病性、抗逆性等是新品种高产、稳产的重要保证。在中国,菌核病和病毒病是油菜生产中的主要病害,一般年份油菜产量因菌核病减产10%~20%,严重年份达到50%左右。因此,新品种对菌核病和病毒病抗(耐)性成为油菜区域试验中一项重要指标。笔者就近20年来中国冬油菜新品种区域试验产量性状和抗病性状的表现进行分析,在此基础上对今后一段时间国内冬油菜育种进行展望,以期为今后一段时间油菜遗传改良提供参考。1材料和方法1.1研究周期研究于2008—2010年在华中农业大学油菜研究室进行。1.2料作物研究及其他农业技术推广服务中心开发公司数据来源于《国家冬油菜新品种区域试验汇总报告》(1986—2008,由中国农业科学院油料作物研究所和全国农业技术推广服务中心合作编写),华中农业大学油菜教研室提供。其中长江中游组1988—1997年间数据用湖北省区试结果代替(湖北省基本代表中国油菜育种及生产最高水平,所以以该省部分早期区试结果代表长江中游组数据进行分析不影响结果准确性及可靠性)。1.2种病料的基因型分析结果产量性状(kg/hm2)及单株产量构成因子单株有效角果数、每果粒数和千粒重)和抗病性状(菌核病和病毒病)分长江上游组、中游组、下游及黄淮组进行分析。各组数据均为该组区试所有参试品种原始数据的平均值。平均值的计算和图表制作采用MicrosoftExcel2003进行。2结果与分析2.1生产力特性2.1.1长江下游组高年量产量比较图1显示,尽管20余年来中国冬油菜新品种产量年度波动较大,但总体上来说呈上升趋势,且2002年以后产量上升非常明显。特别是黄淮地区,其油菜新品种平均产量水平一直高于其它各区,保持在2623.7kg/hm2以上,且近五年的平均产量比前五年又增加了约9%。长江中游组新品种平均产量近10年比10年前平均水平提高了8.8个百分点,目前接近2698.7kg/hm2水平。而长江下游组新品种近10年产量波动很大,高产年份达到约2998.5kg/hm2,低产年份仅约1799.1kg/hm2。长江上游组新品种近10年来平均产量表现相比其它各组平稳,总的趋势是逐年上升。2007—2009年油菜生产季节,全国冬油菜区试长江流域各组产量水平均出现较大幅度下降,这与2000—2002年间的新品种区试产量水平下降极为相似。2001—2002年度,长江中游组油菜新品种产量约为1799.1kg/hm2,是20余年来除1987—1988年度外产量水平最低的年份。有趣的是,在长江流域各组新品种平均产量水平刚出现下降的年份,黄淮组新品种平均产量不降反升,而后再急剧下降(图1)。究其原因,可能与各组油菜生长发育后期出现较长的阴雨和大范围大风降温天气有关。近几年冬油菜区域试验中,长江流域各组涌现出一些产量有明显优势且品质优良的品种,如2006—2007年度长江下游A组的H1717,其产量达到3265.7kg/hm2,芥酸含量0.5%,硫甙含量仅为21.94μmol/g,含油量高达46.27%;C组的中江268产量达到3234.9kg/hm2,芥酸含量为0%,硫甙含量25.73μmol/g,含油量也达到了45.27%。2.1.2单株有效角果数结果表明,各组单株有效角果数变化不大,但长江上游、下游组新品种单株有效角果数明显比长江中游、黄淮组新品种多,前2组多数新品种单株有效角果数在400~450个区间内,而后2组多数新品种在300~350区间。虽然如此,长江上游及下游组新品种平均产量并不明显高于长江中游组及黄淮组新品种(图1、2)。长江中游组1995—1996年度新品种平均单株有效角果数也曾多达400个以上,但随后不断下降,近几年基本保持在300~350个水平。数据显示,尽管单株有效角果较多的品种产量可能也较高(如2006—2007年度长江下游A组的核优202,其单株有效角果数为559.3个,产量达3122.8kg/hm2;长江下游A组的5628,其单株有效角果为556.1个,产量达3191.8kg/hm2,但各组中品种产量最高的却不是单株有效角果数最多(如2006—2007年度长江下游A组H1717,单株有效角果数为459.7个,而产量为3265.7kg/hm2,为当年该组产量最高品种;2007—2008年度黄淮组伟隆88产量达3659.1kg/hm2,是该组最高的,单株有效角果数只有365.2个;2008—2009年度黄淮组ZY530产量最高达3039kg/hm2,单株角果数仅334.6个;同年长江下游组产量最高的‘07-崇42’,单株角果数只有332.9个,是该组中单株角果数较少的新品种。等等)2.1.3黄对鱼油新品种的粒径特征总体来说,20余年冬油菜新品种的每角粒数呈上升的趋势,这种趋势在长江中游组表现尤为突出,该组近10年比10前年增长了24%。近10年来,长江流域各组中,以下游组冬油菜新品种每角粒数最多,该组新品种每角粒数多在20~22粒之间,平均20.83粒,而上游主要集中在16~20粒之间,平均18.21粒,中游组一般20粒左右,平均19.81粒(表1)。黄淮流域组新品种平均毎角粒数值一般在20~23粒之间,平均约22粒,明显多于长江流域各组,这也可能是近10年来黄淮组油菜新品种产量水平一直高于长江流域区试组的主要原因之一。区试报告中,2005—2006年度黄淮组SB02,其每角粒数高达26.12粒,产量达2767.6kg/hm2(但其单株有效角果数仅为291.3个);同年同组的HZ03角果数达25.00粒,产量也达2810.6kg/hm2(单株有效角果数为294.7个);2000—2001年度黄淮组‘杂油86’,角果数有25.04粒,单株有效角果数为310.8个,产量高达3106.1kg/hm2。而2003—2004年度上游组B组‘湘杂油6号’,其毎角果粒数15.41粒,单株有效角果数为373.73个,产量只有1837.2kg/hm2;2008—2009年上游C组‘高密01’每果粒数14.72粒,单株有效角果数为434.6个,产量也仅有2396.4kg/hm2。这不仅说明不同品种每角果粒数存在很大的差别,也说明了每角粒数多少是区试中品种产量高低的关键因素之一。2.1.4长江上游和下游组品种重度值比较黄淮组新品种千粒重近年来上升趋势明显,2005年以前一直处于3~3.3g之间,2005年以后在3.5~3.9g之间,增长约17%左右。而长江中游组新品种近20年来千粒重保持一定程度的上升趋势,由10年前的3.20g左右提高到目前的3.80g左右,增长了约7.5%。但长江上游和下游组新品种千粒重水平近10年来年份间变化不大,分别稳定在3.5g和3.8g左右(表2)。区试中2008—2009年度长江下游B组的‘沪油21’,千粒重达4.73g,是迄今为止国家冬油菜新品种区试中最重的;而同年上游B组‘04杂186’,其千粒重只有2.59g,是目前最轻的。2.2新品种抗病性2.2.1不同品种菌核病发病率比较全国区试冬油菜新品种菌核病发病率逐步下降,2006—2007年除长江下游外其他各组的发病率均降到5%以下(图3)。长江下游组近10年来油菜菌核病的发病率基本都高于其他三个组(图3),10年中发病率最低时为7.51%,最高时达到27.71%,平均发病率为19.51%;黄淮组新品种2001年以后菌核病的发病率一般也高于长江上游和长江下游组,但近两年来该组新品种菌核病发病率低于这两组,说明近年来黄淮组加强抗(耐)菌核病品种的选育是有成效的。区试中,长江上游新品种的发病率相对来说比较低,其变化也不大,一直在12.5%以下;长江中游组油菜抗菌核病改良最为成功,20余年来平均菌核病发病率由1988—1989年最高的47.48%下降到2006—2007年度的5%以下。2.2.2其他三位一体的变化近年来全国冬油菜新品种平均病毒病的发病率也呈现明显下降趋势。四组区域试验中,长江下游组新品种病毒病的发病率高于其他三区,多年在10%以上,且其变化也最大;长江中游组新品种病毒病发病率相对变化不大,一直稳定在10%以下,近4年发病率均控制在2%以下;长江上游组新品种病毒病发病情况类似中游组,2004—2007年发病率在1%以下。黄淮组从2002—2003年度开始对新品种抗逆性考察不再针对病毒病,而是针对近年来对新品种产量影响较大的冷(冻)害。3黄淮地区品种间的性状应然性状表1虽然近20年中国冬油菜育种发展速度很快,但从新品种的表现来看,产量水平与欧洲发达国家相比仍有一定的差距。前人分析认为,中国油菜籽平均单产比欧洲发达国家低近20%~30%,比气候条件相似的韩国低50%左右。笔者结果与这些观点基本一致。近20余年来国家冬油菜参试新品种平均产量呈上升趋势,且长江中游组近10年比10年前产量提高了约9%,黄淮地区组近5年比前5年产量也增加了约9%,增长显著。黄淮地区的平均产量水平高于其他各地区(图1),该组历年来种植密度平均为1.02万株,高于下游组(0.9万株)、上游组(0.75万株),低于长江中游(1.1万株),虽然其新品种单株有效角果数和千粒重没有显著优势(图2、表2),但每角粒数有明显高于其它各组新品种(表1)。相关分析结果表明,尽管冬油菜区试各组品种产量与单株有效角果数和每角粒数均呈正相关关系,但与每角粒数的相关程度最为紧密,相关系数为0.3888,达极显著水平(n=841),与单株有效角果数相关系数为0.1164,而与千粒重负相关(r=-0.1143)。这说明促使黄淮地区组新品种产量水平显著高的主要因素是每角粒数,也说明新品种每果粒数与产量关系更紧密。因此,每果粒数应该是长江流域冬油菜地区产量性状遗传改良的主要目标性状。这一结论与徐素琴等提出的甘蓝型油菜高产育种方向相吻合。长江中游、黄淮组种植密度大于长江上、下游可能是长江上、下游组单株有效角果数远远大于长江中游、黄淮组主要原因,也就是说种植密度增加,有效角果数降低,这与浦惠明等,范巧佳等的研究结果基本一致。近年来,中国劳动力成本逐年提高,种植油菜等作物经济效益越来越低,育苗移栽高产栽培方式使用越来越少,农田冬季抛荒问题突出。因此,早熟、矮杆、抗裂角,适应密植和机械化操作将是今后油菜发展方向。显然,高密度种植条件下,依靠增加单株有效角果数来提高油菜产量是不现实的,而增加每果粒数和千粒重才是提高油菜产量的合理途径。前人研究亦表明,随着种植密度的增加,单株有效角果数明显降低,千粒重增加,每角粒数受密度影响较小。因此,无论是从中国油菜发展方向来看,还是基于近20年国家油菜新品种区域试验结果来看,增加每角粒数和提高千粒重是今后一段时间内油菜遗传改良的重点。确实,从目前区试中部分品种每角粒数多达25粒、千粒重最高达4.7g等来看,提高这两个性状的发展空间还很大。经过遗传改良,预计到2020年长江中下游地区新品种平均产量有望突破2998.5kg/hm2,而黄淮地区新品种平均产量到2015年将到3148.4kghm2,2020年可能达到3298.4kg/hm2。菌核病与病毒病的发生发展与环境条件密切相关。资料显示,近10年来尽管中国大部分地区气温偏高或接近常年,但降水量较常年偏少。这种气候条件虽说某种程度上可以减轻油菜菌