向日葵/ Tournesol
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OCL
体积28日,2021年
向日葵/ Tournesol
货号 39
数量的页面(年代) 12
DOI https://doi.org/10.1051/ocl/2021027
亚搏娱乐 2021年7月26日

©A.S. Bushnevet al。, EDP Sciences, 2021年出版

执照Creative Commons这是一篇基于知识共享署名许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0),允许在任何媒介上无限制地使用、分发和复制,但必须正确引用原作。

突出了

向日葵杂交种紧凑的体型并不是在西北高加索的淋滤黑土上种植高密度向日葵的生产力发展的决定性因素。环境资源允许实现高产量的播种,种植密度为8万株/公顷。

1介绍

在农业生产集约化的现代条件下,应用旨在使植物更全面地利用环境资源的新栽培技术(如。光),特别是在密集种植时。在这方面,植物紧凑型的发展是育种的一个重要方向。

向日葵引种栽培过程中,其生长习性发生了明显的变化,由野生多穗分枝向日葵品种向单穗品种和杂交品种转变。

在向日葵的叶子中,有四个被鉴定的直立基因,它们导致了紧凑的植物习性。其中两个是主要的(erectoid叶)和3.图1),其中两个是隐性-12图2).基因间相互作用是根据显性上位性的类型进行的3.>>12,以及隐性上位2>1Vedmedeva和Tolmachyov, 2001年Demurin和Tolmachyova, 2005年Tolmachyova和Demurin, 2008).

在对具有隐性直立叶片的向日葵株系的初步研究中,有一项研究证实,当播种密度从4万株/公顷增加到8万株/公顷时,种子的生物产量提高了28% (Skaloud和Kovacik, 1992年).

研究了不同种植方式和种植密度对向日葵产量的影响。种植方式包括宽行、常规行、双矩形行和双锯齿行。植物种群分布在每平方米6株、8株和10株3个水平。结果表明,不同的种植模式有时会产生较高的产量,但并非总是如此。此外,等间距的植物放置在等密度的植物产生较高的辐射截留和消光系数。当行宽减小时,粮食产量增加。辐射截留量和消光系数随种植方式和密度的增加最大的是8株/m的双锯齿行2.双锯齿行8株/米2而传统的每行8株2产生最高产量(Zareaet al。, 2005年).

许多研究都致力于不同种植密度下的向日葵栽培问题(·丁et al。, 1990年卡尔维诺et al。, 2004年Echarteet al。,2011年Soleymani 2017EL-Sataret al。, 2017年Lopez-Pereiraet al。, 2020).在世界上的实践中,有一些用于商业和种子用途的向日葵种植方法,它们的行宽(从45厘米到90厘米)和种植密度(从2万到9万株/公顷)不同。为了确定向日葵商业适宜种植密度的上限,阿根廷甚至在密度为16万株/公顷的情况下也进行了抗倒伏杂交的研究(大厅et al。,2010年).识别研究种植密度的影响(45 000、60 000 75 000和90 000株/公顷)的现场表现五个向日葵杂交显示,大多数产量和品质的特点在很大程度上取决于里播种密度和混合动力车和因素的相互作用。结果表明,在最低密度时,植株高度最小,叶面积、穗径、千粒重、种子含油量和不饱和脂肪酸(油酸和亚油酸)指标最高。同时,低密度导致收获天数、叶面积指数、干物质产量、每公顷种子产量、油分和饱和脂肪酸(棕榈酸和硬脂酸)总产量下降。杂种Record在多数产量和品质指标上均优于其他基因型,在密度为75 000株/公顷时,种子产量最高(3.6 t/ha),总油分最高(1.23 t/ha)。易卜拉欣,2012).

在葡萄牙南部进行的种植密度(17 000株/公顷、35 000株/公顷和46 000株/公顷)对向日葵产量影响的实地研究中,平均密度为35 000株/公顷时获得了最高产量。密度下降到17000株/公顷增加了平均种子重量,但这不足以弥补作物面积造成的种子重量显著减少(巴罗斯et al。, 2004年).

对于在灌溉条件下生长的向日葵来说,密度从5万株/公顷增加到15万株/公顷,产生完整种子的启动花数量从68株减少到38%。随着种植密度的增加,种子数、单粒重、单株油产量和产量指数均呈下降趋势(引导et al。, 1986年).

向日葵获得高生产力的条件之一是其种植考虑到最佳饲养面积。饲养面积是指一株植物所占用的土壤和空气量与其相应的土地面积。饲养面积的正确选择,以及由此产生的植物密度,决定了向日葵的充分利用光能、水和土壤养分,用于提高产量和产品质量。当植物密度增大时,它们相互压迫,当植物间隔时,它们不能充分利用给定的饲养面积。在这两种情况下,都存在产量不足,质量恶化(Vorobiev 1972).

在俄罗斯,向日葵主要播种行宽为70厘米(表1,1–3)和植物密度根据基因型、区域、水分利用率等成熟度组进行区分。这些技术的主要优势是通过行间栽培有效控制杂草和改善栽培条件。

用这种播种方法,喂料区形状不受控制,呈宽度等于行宽的细长四边形(b70厘米),其长度取决于植物密度,由于该地区植物分布不均匀,有几个缺点。这种播种方式下的向日葵根系没有充分利用水分和养分,植物不完全利用太阳能,随着植株数量的增加,对生长因子的竞争加剧,它可以从发展的初始阶段表现出来,阻碍生产力潜力的实现。因此,研究人员常常不能通过增加向日葵的种植密度来提高向日葵的产量(Ludanovaet al。, 2015年Vladimirov和Chugunov, 2018Kurbanovet al。,2018年卢科姆斯和蒂什科夫,2019年Tishkov和Shkarupa,2020年).此外,这种播种方式没有考虑个体基因型的生物学特性,特别是叶片的高度、数量和大小、叶片的形状和植株的一般习性。

显然,植物栽培必须在每一株植物的取食面积形状为正方形或接近正方形的四边形的条件下进行。同样,将行宽减少一半,即35厘米,种植密度为8万- 12万株/公顷的植物,也可以实现植物的均匀分布。(表1, 4 - 6)。与此同时,有理由相信,在一个正方形附近种植更多的植物可以提高cenosis的生产力,特别是在使用对一个统一的喂养区域有响应的杂交品种的情况下。因此,在I. Aksyonov的研究中,行宽从70厘米减少到15厘米,同时密度从45 000株/公顷增加到65 000株/公顷,可以提高非直立向日葵杂种的产量Kharkovskiy 58品种Lider - 0.35 t/ha (Aksyonov 2007).

在西班牙进行的研究中,向日葵在灌溉条件下的种植密度为5 000至100 000 植物/公顷表明,生物量、种子数量和产量的反应取决于所使用的杂交种(维拉波斯et al。, 1994年).这些研究对于具有改良习性的新杂种来说尤其重要,因为这种习性可以减少由于直立叶片而导致的对光的竞争。因此,我们开展了不同种植密度、行宽35 cm、叶片直立位向日葵栽培的研究。

缩略图 图1

直立叶显性Er-3表型。

缩略图 图2

直立叶的隐性er-2表型。

表1

不同种植密度、不同种植面积的向日葵品种。

2材料与方法

2018-2019年,我们在西北高加索条件下V.S. Pustovoit全俄油料作物研究所(VNIIMK)(俄罗斯克拉斯诺达尔)的农田开展了这项研究。试验区土壤为淋滤黑钙土,低腐殖质、特重质、重壤土,天然肥力高,透水性、吸湿性强,田间最大持水量大。腐殖质层和过渡层深度为160-180 cm。粒度组成剖面上均匀,粘粒含量64 ~ 72%,其中38 ~ 42%为粉粒,几乎不含砂粒。土壤结构为块粒状。耕层平衡容重为1.24 ~ 1.29 g/cm3., C层增加到1.4-1.6 g/cm3..土壤总空间为50-53%,毛管孔隙度与非毛管孔隙度之比为85:15。两米土层的有效水量为251-298毫米,或距离最大田间持水量的34-41%。0 ~ 150 cm土层萎蔫水分为16 ~ 17%,土层较深为13 ~ 15%。这表明土壤能够长时间保持大量的水分。

我们使用既定程序进行观察、记录和分析(Lukomets 2010).每年采集540株植物的种子进行分析。我们研究了由两个不同的直立体基因控制的叶片型向日葵杂种;这些杂交种类似于两种非勃起间行杂交种Triumph (图3)还有伯克特(图4)我们在VNIIMK遗传学实验室获得了所研究杂交种的种子,代号为黛安芬er-2(图5)、Triumph Er-3 (图6)、Berkut er-2 (图7)和Berkut Er-3 (图8)向日葵中,直立体叶片对叶柄的影响大于对叶片角度的影响。

在试验中,我们研究了种植密度(8万、10万和12万株/公顷)对35 cm宽行种植向日葵生物特征、产量和品质的影响。此后,在“植物密度”的概念下,作者指的是1公顷(10 000米)面积上的植物数量2),即它们在播种时的分布密度。

我们对6个杂交种进行了田间试验:a)普通非勃起体:1)凯旋;2) Berkut;b)直立叶型:3)Triumph er-2;4) Er-3胜利;5) Berkut er-2;6) Berkut Er-3。此外,我们采用三种密度,植物/公顷:1)80000;2) 100 000;3) 120 000。5月的前十天我们用手工播种。 The experiment was arranged in 3 blocks (replicates) with the 6 genotypes planted in the same order in each block but a systematic shift of the 3 crop densities in each block. The total plot area was 15.75 m2,记录面积为3.15 m2.这块地有五排。为了排除边缘效应的影响,我们考虑了中间(第三)行进行产量记录,没有将该行的第一株和最后一株包括在内。纯度为100%,种子含水量为10%。

缩略图 图3

混合的胜利。

缩略图 图4

混合Berkut。

缩略图 图5

混合er-2胜利。

缩略图 图6

混合Er-3胜利。

缩略图 图7

混合Berkut er-2。

缩略图 图8

混合Berkut Er-3。

3结果与讨论

2018年预播期(2017年10月- 2018年3月)降水量为455 mm,超过长期年平均值40%。它使土壤中积累了足够的水分。5月的降水量(86毫米)和最高的日平均温度(19.0°C)有助于种子密集发芽,甚至向日葵幼苗的发育(2选项卡。3.).

从第一对真叶到花头出现(6月),相对降水亏缺(11 mm),日平均气温较高(23.5℃)。出芽至开花期(7月)降水充沛(119毫米),日平均气温高(26.3℃),较长期年平均气温高出3.1℃。生长灌浆期(8月)气温温暖- 25.4℃,降水量仅减少6.8 mm。向日葵成熟(9月)日平均温度为19.5°C,降水量(80 mm)较多。6月和7月温度异常高,超过长期年平均值3.1℃,6月和8月水分亏缺(分别为长期年平均值的19.4和14.2%),会对向日葵产量的发育产生不利影响。

2019年,由于2018年10月至2019年3月积累的土壤水分充足(324 mm)、5月的高温(19.3℃)和充沛的降水(68 mm),种子萌发和幼苗出苗的条件较为有利。向日葵出苗至出芽期(6月),由于大气降水不足(长期年平均值的16.0%)和日平均气温较高(25.1℃),水分严重短缺。向日葵出芽期日平均温度处于正常水平(23.0℃),降水量超过长期年平均值2.2倍。向日葵开花期至灌浆期(7月)这一关键时期的天气条件有利于培养的发展。8、9月降水量超过长期年平均值15 ~ 18%,气温与长期年平均值相差0.1 ~ 0.8℃。

从此以后,我们所说的“凯旋组”指的是正常的凯旋混血儿和勃起混血儿凯旋er-2和凯旋Еr-3;我们所说的" Berkut群体"指的是普通的Berkut混血儿和勃起混血儿Berkut er-2和Berkut Еr-3。2018年,Triumph组杂交后代的身高在165.3-175.0 cm之间,Berkut组杂交后代的身高在152.0-163.3 cm之间(表4).2019年,混合动力车的高度略低:Triumph组别为150.7-161.3厘米,Berkut组别为142.2-153.9厘米。2018年,直立型杂交凯芬Еr-3的高度显著低于正常凯芬(密度为10万株/公顷和12万株/公顷),2019年为8万株/公顷。直立杂种Berkut er-2在所有情况下都高于正常的Berkut,在2018年,在8万株/公顷的密度下,这种差异显著,在2019年,在8万株/公顷和10万株/公顷。每年,凯旋花都比别尔库特花都早5天开花。

2018年凯旋集团杂交车型的车头直径为13.7-15.7 cm, 2019年为12.8-15.4 cm。直立杂种Triumph Еr-3的穗头最小,在2019年,在8万株/公顷的密度下,该杂种的穗头直径显著低于正常的Triumph (1.2 cm)。

伯克特集团的杂交种头部较大,2018年直径为14.0至16.7 cm,2019年 – 从14.2到16.4 厘米随着密度从80 000至120 000 植株/公顷,我们观察到头部直径减少0.1–2.7 然而,2019年,我们注意到最大的头部直径(15.9厘米) cm)在密度为100的直立杂种Berkut Er-3中 000 植物/公顷。正常杂种和直立杂种的头部大小没有显著差异。

尽管相对较小的穗头直径,Triumph组的种子比Berkut组的种子大。2018年凯旋集团杂交种千粒重为38.5-53.6 g, 2019年为40.4-57.3 g (表5).无论植株密度如何,直立杂种凯旋er-2和凯旋Еr-3的种子均小于正常杂种。仅在2019年,在10万株/公顷的密度下,正常杂交品种的千粒重超过勃起杂交品种的情况低于LSD05水平,在其他情况下,正常杂交种的种子明显较大。随着种植密度的增加,千粒重一般呈下降趋势。

2018年,Berkut群杂交种千粒重为29.6-36.1 g, 2019年为31.2-40.0 g。正常Berkut杂种与直立杂种Berkut er-2在这一指标上的差异不显著(2018年密度为10万株/公顷的变异除外)。直立杂种Berkut Er-3的种子最小;在密度为8万株/公顷和10万株/公顷时,千粒重与普通贝尔库特杂交种差异显著。

2018年,经过两天的强降水(2016年7月16日- 21毫米和2018年7月17日- 53毫米),并伴有高达6.1-6.5米/秒的阵风,我们注意到不同杂交(图9)在我们看来,这些现象的本质是由于大气效应和遗传特征。

众所周知,在机械化收割过程中,积压的植株以及茎部在中部或下部断裂的植株不会进入收割机的脱粒机,从而导致整体产量下降。因此,在2019年,我们确定了研究杂交种茎秆的倒伏和断裂价值。Triumph组的杂交品种更耐久,茎秆断裂的数量不超过0.7%。Berkut组杂交种的茎秆断裂率较高,正常杂交种为7.1%,勃起杂交种Berkut er-2和Berkut Еr-3分别为4.4和5.1%。大部分断裂发生在茎的上部。茎的中部有少量断裂(Berkut er-2基因型的0.2%),茎的下部没有断裂。

凯旋组杂种倒伏率显著,正常凯旋组为6.4%,勃起型凯旋组为30.2,勃起型凯旋组为10.9%。Berkut组杂种向日葵倒伏率较低,不超过0.7%。因此,在某些情况下,直立杂种的负面品质可能是某些基因型植株的高倒伏能力,这在大风伴强降水中表现得尤为明显。

凯旋Еr-3和凯旋er-2基因型籽粒不脱粒潜在产量损失最高,分别为14.7和36.0% (图10).由于直立型基因在根和茎结构上的多向性,直立型比正常型更容易受到倒伏的影响。

其最重要的经济特征是产量,通过育种和农业技术手段来提高产量。我们在工作中使用了两种方法:第一种是全新的基因型,具有紧凑的习性,使植物能够彼此靠近播种;第二个是将植物密度作为提高作物生产率的农业技术工具。我们认为,正是这两种因素的结合,才能确保作物产量(图11).我们期望一个非常快的效果,但是,正如上面所提到的数据所显示的,由于产量结构的变化和某些直立型基因型对大气现象(如阵风阵雨)的不抵抗,预期结果的获得是复杂的。

尽管如此,总体而言,试验中获得的作物产量高于该地区的平均水平(2.41%) 过去五年(2015-2019年)的产量(吨/公顷)。2018年,凯旋集团杂交种的产量(2.48-3.24 t/ha)在Berkut组杂种中 – 2.30–3.63 2019年,我们记录到黛安芬集团杂交种的产量下降至1.93-2.98吨/公顷 t/ha和Berkut组杂交种的2.04–3.15 吨/公顷(表6),由于极端天气条件,从向日葵幼苗出苗到开始出芽,降水量仅下降17毫米,日平均气温比长期年平均气温高出4.7℃。

2018年,直立型杂交种Triumph er-2和Triumph Еr-3的最高产量分别为10万株/ hm2 - 3.06和3.24 t/ hm2,显著高于正常杂交种(2.47 t/ hm2)的产量。密度下降到80 000株/公顷导致erectoid基因型的收益率下降2.94和2.48吨/公顷,分别和正常的产量的增加混合动力为3.20吨/公顷,而增加到120 000株/公顷中和不同基因型的产量。2019年,在8万株/ hm2密度下,勃起杂种Triumph er-2和Triumph Еr-3的产量分别为2.62和2.98 t/ hm2,显著高于正常的Triumph基因型(2.37 t/ hm2)的产量。当密度增加到10万株/公顷和12万株/公顷时,所有杂交种的产量都有所下降,但直立型杂交种Triumph er-2的产量优势分别为2.47和2.70吨/公顷。

对Berkut群杂交种的生产力分析表明,2018年,在8万株/ha密度下,直立型杂交种Berkut的生产力最高,为3.15 t/ha,显著高于正常杂交种Berkut (2.84 t/ha)的生产力。在10万株/ hm2和12万株/ hm2密度下,普通杂交种Berkut er-2: 3.63和3.48 t/ hm2具有显著的产量优势分别为2.70和2.74吨/公顷。2019年条件下,在8万株/ha密度下,正常Berkut基因型产量最高,为3.15 t/ha,显著高于Berkut er-2和Berkut Еr-3基因型的产量分别为2.79 t/ha和2.04 t/ha。密植至10万株/公顷和12万株/公顷导致Berkut杂交种的产量分别下降至2.75和2.56吨/公顷。直立型杂交种Berkut er-2的产量随密度增加至10万株/ hm2影响不大,但随着密度增加至12万株/ hm2,产量显著增加至3.13 t/ hm2。正常型Berkut Er-3与勃起型Berkut Er-3的产量差异不显著。

2018 - 2019年不同的向日葵生长条件影响了种子含油量,2019年种子含油量大多高于2018年。Berkut er-2和Berkut杂交种对天气条件的响应最高,籽粒含油量的变化分别为1.4 ~ 2.1和1.2 ~ 1.9%。2019年,杂交品种Triumph、Triumph er-2和Triumph Еr-3的种子含油量与2018 -相比变化不显著,分别为0.1-0.7、0.4-0.6和0.6-0.9%。向日葵杂交品种Berkut种子含油量最高,2018 - 51.1-52.2%,2019 - 52.3-53.4%。不同密度的种子含油量差异不显著。只有在密度为12万株/公顷的直立型杂交贝尔库特Er-3中,这两年中该指标的值显著低于正常贝尔库特。

表2

向日葵生长季节降水分布(毫米)。克拉斯诺达尔VNIIMK气象站。

表3

向日葵生长季节平均日温度(°C)。克拉斯诺达尔VNIIMK气象站。

表4

密度对正常向日葵和直立向日葵杂种植物生物特征的影响。

表5

密度对正常向日葵和直立向日葵杂种千粒重的影响。

缩略图 图9

不同向日葵杂种倒伏表现:a: Berkut Еr-3;b:胜利еr2;c: Triumph Еr-3(2018)。

缩略图 图10

向日葵基因型在联合收获期间因倒伏造成的潜在产量损失(2019年)。

缩略图 图11

紧凑的向日葵杂种间种。

表6

密度对正常向日葵和直立向日葵杂种种子产量和含油量的影响。

4结论

在北高加索西部浸渍黑土地上,采用宽行播种,播种密度为10 ~ 12万株/公顷,栽培正常叶型和直立叶型向日葵杂种,株高、千粒重、产量和种子含油量均有所下降。因此,向日葵植株的紧凑体型对种植密度较高的向日葵的生产能力的发展并不是决定性的因素。环境的自然资源可使播种密度不超过每公顷8万株,达到较高的生产力和产品质量。

工具书类

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引用本文如下布什涅夫,德穆林,奥雷科夫2021.不同密度下叶片直立型向日葵杂种的生产力。OCL28: 39。

所有的表

表1

不同种植密度、不同种植面积的向日葵品种。

表2

向日葵生长季节降水分布(毫米)。克拉斯诺达尔VNIIMK气象站。

表3

向日葵生长季节平均日温度(°C)。克拉斯诺达尔VNIIMK气象站。

表4

密度对正常向日葵和直立向日葵杂种植物生物特征的影响。

表5

密度对正常向日葵和直立向日葵杂种千粒重的影响。

表6

密度对正常向日葵和直立向日葵杂种种子产量和含油量的影响。

所有的数据

缩略图 图1

直立叶显性Er-3表型。

在文本中
缩略图 图2

直立叶的隐性er-2表型。

在文本中
缩略图 图3

混合的胜利。

在文本中
缩略图 图4

混合Berkut。

在文本中
缩略图 图5

混合er-2胜利。

在文本中
缩略图 图6

混合Er-3胜利。

在文本中
缩略图 图7

混合Berkut er-2。

在文本中
缩略图 图8

混合Berkut Er-3。

在文本中
缩略图 图9

不同向日葵杂种倒伏表现:a: Berkut Еr-3;b:胜利еr2;c: Triumph Еr-3(2018)。

在文本中
缩略图 图10

向日葵基因型在联合收获期间因倒伏造成的潜在产量损失(2019年)。

在文本中
缩略图 图11

紧凑的向日葵杂种间种。

在文本中

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