長江中下游冬油菜新品種產量性狀分析

0油茶品種試驗區(qū)區(qū)域檢驗結果表明，存在著育種過程中不可或缺的環(huán)節(jié)，也是培育和使用種子的橋梁。其目的是對新品種諸如產量性狀、品質性狀、抗(耐)病性及生態(tài)適應性等指標進行鑒定評價,為新品種審定和推廣應用提供科學的依據和生產經驗。中國自20世紀50年代起先后開展了各種農作物的新品種(系)區(qū)試審定工作,到70年代初建立了農作物品種區(qū)域試驗和審定組織,形成了國家和省兩級品種區(qū)域試驗和品種審定體系。1960年農業(yè)部組建了國家級油菜品種區(qū)域試驗,1968—1972年因歷史原因曾經中斷,之后重新啟動并逐步走向正軌。1998年以后全國冬油菜區(qū)域試驗分長江上游(四川、貴州和重慶及云南、陜西部分地區(qū)),中游(湖北、湖南及江西),下游(浙江、上海和安徽、江蘇大部分地區(qū))以及黃淮試驗組(河南,陜西大部及安徽、江蘇、甘肅部分地區(qū)),另自2008—2009年度起新增設置早熟組(云南、江西、湖南、廣西、福建、貴州部分地區(qū)),而組內還設有分組;試驗點也由原先的4(1998年前)個增加到14個(2008—2009年度);參試材料也逐年的增加,到2008—2009年度參試材料總數已達到183份。新品種產量潛力是評價新品種的重要指標。油菜單位面積產量構成的主要因素有:單位面積有效角果數(單位面積株數×平均每株有效角果數),每果粒數和千粒重。相對于每株有效角果數,每果粒數及千粒重受栽培條件、密度、氣候條件及病蟲等因素影響變化較小。抗(耐)病性、抗逆性等是新品種高產、穩(wěn)產的重要保證。在中國,菌核病和病毒病是油菜生產中的主要病害,一般年份油菜產量因菌核病減產10%~20%,嚴重年份達到50%左右。因此,新品種對菌核病和病毒病抗(耐)性成為油菜區(qū)域試驗中一項重要指標。筆者就近20年來中國冬油菜新品種區(qū)域試驗產量性狀和抗病性狀的表現進行分析,在此基礎上對今后一段時間國內冬油菜育種進行展望,以期為今后一段時間油菜遺傳改良提供參考。1材料和方法1.1研究周期研究于2008—2010年在華中農業(yè)大學油菜研究室進行。1.2料作物研究及其他農業(yè)技術推廣服務中心開發(fā)公司數據來源于《國家冬油菜新品種區(qū)域試驗匯總報告》(1986—2008,由中國農業(yè)科學院油料作物研究所和全國農業(yè)技術推廣服務中心合作編寫),華中農業(yè)大學油菜教研室提供。其中長江中游組1988—1997年間數據用湖北省區(qū)試結果代替(湖北省基本代表中國油菜育種及生產最高水平,所以以該省部分早期區(qū)試結果代表長江中游組數據進行分析不影響結果準確性及可靠性)。1.2種病料的基因型分析結果產量性狀(kg/hm2)及單株產量構成因子單株有效角果數、每果粒數和千粒重)和抗病性狀(菌核病和病毒病)分長江上游組、中游組、下游及黃淮組進行分析。各組數據均為該組區(qū)試所有參試品種原始數據的平均值。平均值的計算和圖表制作采用MicrosoftExcel2003進行。2結果與分析2.1生產力特性2.1.1長江下游組高年量產量比較圖1顯示,盡管20余年來中國冬油菜新品種產量年度波動較大,但總體上來說呈上升趨勢,且2002年以后產量上升非常明顯。特別是黃淮地區(qū),其油菜新品種平均產量水平一直高于其它各區(qū),保持在2623.7kg/hm2以上,且近五年的平均產量比前五年又增加了約9%。長江中游組新品種平均產量近10年比10年前平均水平提高了8.8個百分點,目前接近2698.7kg/hm2水平。而長江下游組新品種近10年產量波動很大,高產年份達到約2998.5kg/hm2,低產年份僅約1799.1kg/hm2。長江上游組新品種近10年來平均產量表現相比其它各組平穩(wěn),總的趨勢是逐年上升。2007—2009年油菜生產季節(jié),全國冬油菜區(qū)試長江流域各組產量水平均出現較大幅度下降,這與2000—2002年間的新品種區(qū)試產量水平下降極為相似。2001—2002年度,長江中游組油菜新品種產量約為1799.1kg/hm2,是20余年來除1987—1988年度外產量水平最低的年份。有趣的是,在長江流域各組新品種平均產量水平剛出現下降的年份,黃淮組新品種平均產量不降反升,而后再急劇下降(圖1)。究其原因,可能與各組油菜生長發(fā)育后期出現較長的陰雨和大范圍大風降溫天氣有關。近幾年冬油菜區(qū)域試驗中,長江流域各組涌現出一些產量有明顯優(yōu)勢且品質優(yōu)良的品種,如2006—2007年度長江下游A組的H1717,其產量達到3265.7kg/hm2,芥酸含量0.5%,硫甙含量僅為21.94μmol/g,含油量高達46.27%;C組的中江268產量達到3234.9kg/hm2,芥酸含量為0%,硫甙含量25.73μmol/g,含油量也達到了45.27%。2.1.2單株有效角果數結果表明,各組單株有效角果數變化不大,但長江上游、下游組新品種單株有效角果數明顯比長江中游、黃淮組新品種多,前2組多數新品種單株有效角果數在400~450個區(qū)間內,而后2組多數新品種在300~350區(qū)間。雖然如此,長江上游及下游組新品種平均產量并不明顯高于長江中游組及黃淮組新品種(圖1、2)。長江中游組1995—1996年度新品種平均單株有效角果數也曾多達400個以上,但隨后不斷下降,近幾年基本保持在300~350個水平。數據顯示,盡管單株有效角果較多的品種產量可能也較高(如2006—2007年度長江下游A組的核優(yōu)202,其單株有效角果數為559.3個,產量達3122.8kg/hm2;長江下游A組的5628,其單株有效角果為556.1個,產量達3191.8kg/hm2,但各組中品種產量最高的卻不是單株有效角果數最多(如2006—2007年度長江下游A組H1717,單株有效角果數為459.7個,而產量為3265.7kg/hm2,為當年該組產量最高品種;2007—2008年度黃淮組偉隆88產量達3659.1kg/hm2,是該組最高的,單株有效角果數只有365.2個;2008—2009年度黃淮組ZY530產量最高達3039kg/hm2,單株角果數僅334.6個;同年長江下游組產量最高的‘07-崇42’,單株角果數只有332.9個,是該組中單株角果數較少的新品種。等等)2.1.3黃對魚油新品種的粒徑特征總體來說,20余年冬油菜新品種的每角粒數呈上升的趨勢,這種趨勢在長江中游組表現尤為突出,該組近10年比10前年增長了24%。近10年來,長江流域各組中,以下游組冬油菜新品種每角粒數最多,該組新品種每角粒數多在20~22粒之間,平均20.83粒,而上游主要集中在16~20粒之間,平均18.21粒,中游組一般20粒左右,平均19.81粒(表1)。黃淮流域組新品種平均毎角粒數值一般在20~23粒之間,平均約22粒,明顯多于長江流域各組,這也可能是近10年來黃淮組油菜新品種產量水平一直高于長江流域區(qū)試組的主要原因之一。區(qū)試報告中,2005—2006年度黃淮組SB02,其每角粒數高達26.12粒,產量達2767.6kg/hm2(但其單株有效角果數僅為291.3個);同年同組的HZ03角果數達25.00粒,產量也達2810.6kg/hm2(單株有效角果數為294.7個);2000—2001年度黃淮組‘雜油86’,角果數有25.04粒,單株有效角果數為310.8個,產量高達3106.1kg/hm2。而2003—2004年度上游組B組‘湘雜油6號’,其毎角果粒數15.41粒,單株有效角果數為373.73個,產量只有1837.2kg/hm2;2008—2009年上游C組‘高密01’每果粒數14.72粒,單株有效角果數為434.6個,產量也僅有2396.4kg/hm2。這不僅說明不同品種每角果粒數存在很大的差別,也說明了每角粒數多少是區(qū)試中品種產量高低的關鍵因素之一。2.1.4長江上游和下游組品種重度值比較黃淮組新品種千粒重近年來上升趨勢明顯,2005年以前一直處于3~3.3g之間,2005年以后在3.5~3.9g之間,增長約17%左右。而長江中游組新品種近20年來千粒重保持一定程度的上升趨勢,由10年前的3.20g左右提高到目前的3.80g左右,增長了約7.5%。但長江上游和下游組新品種千粒重水平近10年來年份間變化不大,分別穩(wěn)定在3.5g和3.8g左右(表2)。區(qū)試中2008—2009年度長江下游B組的‘滬油21’,千粒重達4.73g,是迄今為止國家冬油菜新品種區(qū)試中最重的;而同年上游B組‘04雜186’,其千粒重只有2.59g,是目前最輕的。2.2新品種抗病性2.2.1不同品種菌核病發(fā)病率比較全國區(qū)試冬油菜新品種菌核病發(fā)病率逐步下降,2006—2007年除長江下游外其他各組的發(fā)病率均降到5%以下(圖3)。長江下游組近10年來油菜菌核病的發(fā)病率基本都高于其他三個組(圖3),10年中發(fā)病率最低時為7.51%,最高時達到27.71%,平均發(fā)病率為19.51%;黃淮組新品種2001年以后菌核病的發(fā)病率一般也高于長江上游和長江下游組,但近兩年來該組新品種菌核病發(fā)病率低于這兩組,說明近年來黃淮組加強抗(耐)菌核病品種的選育是有成效的。區(qū)試中,長江上游新品種的發(fā)病率相對來說比較低,其變化也不大,一直在12.5%以下;長江中游組油菜抗菌核病改良最為成功,20余年來平均菌核病發(fā)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其他三位一體的變化近年來全國冬油菜新品種平均病毒病的發(fā)病率也呈現明顯下降趨勢。四組區(qū)域試驗中,長江下游組新品種病毒病的發(fā)病率高于其他三區(qū),多年在10%以上,且其變化也最大;長江中游組新品種病毒病發(fā)病率相對變化不大,一直穩(wěn)定在10%以下,近4年發(fā)病率均控制在2%以下;長江上游組新品種病毒病發(fā)病情況類似中游組,2004—2007年發(fā)病率在1%以下。黃淮組從2002—2003年度開始對新品種抗逆性考察不再針對病毒病,而是針對近年來對新品種產量影響較大的冷(凍)害。3黃淮地區(qū)品種間的性狀應然性狀表1雖然近20年中國冬油菜育種發(fā)展速度很快,但從新品種的表現來看,產量水平與歐洲發(fā)達國家相比仍有一定的差距。前人分析認為,中國油菜籽平均單產比歐洲發(fā)達國家低近20%~30%,比氣候條件相似的韓國低50%左右。筆者結果與這些觀點基本一致。近20余年來國家冬油菜參試新品種平均產量呈上升趨勢,且長江中游組近10年比10年前產量提高了約9%,黃淮地區(qū)組近5年比前5年產量也增加了約9%,增長顯著。黃淮地區(qū)的平均產量水平高于其他各地區(qū)(圖1),該組歷年來種植密度平均為1.02萬株,高于下游組(0.9萬株)、上游組(0.75萬株),低于長江中游(1.1萬株),雖然其新品種單株有效角果數和千粒重沒有顯著優(yōu)勢(圖2、表2),但每角粒數有明顯高于其它各組新品種(表1)。相關分析結果表明,盡管冬油菜區(qū)試各組品種產量與單株有效角果數和每角粒數均呈正相關關系,但與每角粒數的相關程度最為緊密,相關系數為0.3888,達極顯著水平(n=841),與單株有效角果數相關系數為0.1164,而與千粒重負相關(r=-0.1143)。這說明促使黃淮地區(qū)組新品種產量水平顯著高的主要因素是每角粒數,也說明新品種每果粒數與產量關系更緊密。因此,每果粒數應該是長江流域冬油菜地區(qū)產量性狀遺傳改良的主要目標性狀。這一結論與徐素琴等提出的甘藍型油菜高產育種方向相吻合。長江中游、黃淮組種植密度大于長江上、下游可能是長江上、下游組單株有效角果數遠遠大于長江中游、黃淮組主要原因,也就是說種植密度增加,有效角果數降低,這與浦惠明等,范巧佳等的研究結果基本一致。近年來,中國勞動力成本逐年提高,種植油菜等作物經濟效益越來越低,育苗移栽高產栽培方式使用越來越少,農田冬季拋荒問題突出。因此,早熟、矮桿、抗裂角,適應密植和機械化操作將是今后油菜發(fā)展方向。顯然,高密度種植條件下,依靠增加單株有效角果數來提高油菜產量是不現實的,而增加每果粒數和千粒重才是提高油菜產量的合理途徑。前人研究亦表明,隨著種植密度的增加,單株有效角果數明顯降低,千粒重增加,每角粒數受密度影響較小。因此,無論是從中國油菜發(fā)展方向來看,還是基于近20年國家油菜新品種區(qū)域試驗結果來看,增加每角粒數和提高千粒重是今后一段時間內油菜遺傳改良的重點。確實,從目前區(qū)試中部分品種每角粒數多達25粒、千粒重最高達4.7g等來看,提高這兩個性狀的發(fā)展空間還很大。經過遺傳改良,預計到2020年長江中下游地區(qū)新品種平均產量有望突破2998.5kg/hm2,而黃淮地區(qū)新品種平均產量到2015年將到3148.4kghm2,2020年可能達到3298.4kg/hm2。菌核病與病毒病的發(fā)生發(fā)展與環(huán)境條件密切相關。資料顯示,近10年來盡管中國大部分地區(qū)氣溫偏高或接近常年,但降水量較常年偏少。這種氣候條件雖說某種程度上可以減輕油菜菌