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6個引進油棕品種農藝性狀評價

2022-06-02 21:43馮美利張海清曹紅星
熱帶農業科學 2022年5期
關鍵詞:農藝性狀

馮美利 張海清 曹紅星

摘 ?要:油棕(Elaeis guineensisJacq.)是世界上產油效率最高的熱帶木本油料作物之一,享有“世界油王”之稱。缺少自主選育的優良品種是限制我國油棕產業發展的主要因素之一,為選育適應我國栽培的油棕品種并對優良育種材料提供參考,對6個引自哥斯達黎加的油棕品種的植株生長、果穗、果實、產油量等性狀進行觀測與綜合分析。結果表明:種植4年后,6個品種植株的自然高度為3.45~4.78 m,冠幅為5.28~6.11 m,莖高為81.50~105.00 cm,葉片總數為32.50~41.50片/株,葉片長度為332.25~391.75 cm,新增葉數為18.00~22.50片/(株·年),其中2號和5號品種的植株相對較矮小;6個品種均屬于中小果且為薄殼類型,其中1號品種的幼果為綠色,且成熟果穗中有30%~75%的果實沒有核果(無籽),3號品種的幼果有綠色和黑色,其他品種的幼果均為黑色;6個品種的果穗數為8.48~13.31串/(株·年),果肉/果實比重為73.65%~83.50%,果實/果穗比重為53.45%~59.21%、果肉出油率為47.92%~54.10%、果穗出油率為20.83%~24.93%,具有高產的潛力。主成分分析結果表明,6個品種間在第一主成分無明顯分離,層次聚類和熱圖可視化了6個品種植株農藝性狀指標的聚類情況。6個品種綜合相關性分析表明,單株產油量與果穗性狀、果實性狀和果穗出油率呈極顯著正相關,這些指標可作為產油量鑒定指標,為未來油棕高產選育提供基礎。

關鍵詞:油棕;農藝性狀;產油量;評價中圖分類號:S56??????文獻標識碼:A

Evaluation of Agronomic Traits of Six?Imported Oil Palm Varieties

Abstract: Oil palm?(Elaeis guineensisJacq.), the “King of oil world”, is one of the tropical woody oil crops with the highest oil production efficiency in the world. The lack of excellent varieties bred independently is one of the main factors restricting the development of the oil palm industry in China. In order to provide the reference for the selection of oil palm varieties and excellent breeding materials suitable for cultivation in China, the plant growth, bunch, fruit, oil yield and other traits of six oil palm varieties introduced from Costa Rica were measured and comprehensively analyzed. After planting 4?years, the plant height was 3.45?4.78?m, the crown width was 5.28?6.11?m, the trunk height was 81.50??105.00?cm, the total number of leaves was 32.50?41.50 leaves?per?plant, the length of leaves was 332.25?391.75?cm, and the number of new leaves was 18.00?22.50?leaves?per?plant per?year. No.2 and No.5 varieties were relatively short. Six varieties were all small and medium-sized fruits and thin-shelled types. Among them, the young fruits of No.1variety were green, and 30%?75% of the fruits in the mature bunches had no drupe (seedless), the young fruits of No.3 variety were green and black, and the young fruits of other varieties were black. The number of bunch of six varieties was 8.48?13.31 bunch per?plant per?year, mesocarp to fruit ratio was 73.65%?83.50%, fruit to bunch ratio was 53.45%?59.21%, oil to wet mesocarp ratio was 47.92%?54.10% and oil to bunch rate was 20.83%?24.93%, which has the potential of high yield. Principal component analysis showed that there was no obvious separation among the six varieties in the first principal component. Hierarchical clustering and heat-map analysis visualized the clustering of agronomic traits of the six varieties. Comprehensive correlation analysis of the six varieties showed that the oil yield per plant was significantly positively correlated with bunch traits, fruit traits and oil to bunch rate. The indicators could be used as identification indicators of oil yield and provide useful information for breeding new varieties with high yield in the future.50D83104-A8A0-41AD-8171-E788310037DF

Keywords: oil palm; agronomic traits; oil production; evaluation

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.008

油棕(Elaeis guineensis Jacq.)屬棕櫚科油棕屬多年生植物,是當今世界種植面積最大、應用最為廣泛的熱帶油料作物之一,因其單位面積產油量高而被譽為“世界油王”。油棕的主產品棕櫚油在產量和消費量上已超過大豆成為世界第一大食用油,此外,油棕也是未來最有競爭力的生產生物柴油的原料之一[1-3]。

我國在1926年開始引種油棕試種,并在20世紀60~80年代大面積引進油棕進行栽培,因品種適應性不強和栽培技術等原因,產量較低,但也有部分個體植株表現較好[4-7]。近年來,我國陸續從馬來西亞、印度尼西亞等國引入了一些油棕品種,經過多年試種已證明,在我國熱區的大部分地區均可以種植油棕。目前,我國的海南、廣東、廣西、云南等?。▍^)均有引種栽培,引進的優良品種還獲得較高的產量[4, 8-9],并選育出了‘熱油4號品種,實現了我國自主選育油棕品種零的突破[10]。油棕種質資源是油棕新品種的選育和開發利用的基礎和前提,長期以來,缺少自主選育的優良品種,是造成我國油棕產業一直未能形成規?;N植的主要原因之一[7, 11]。

因此,開展油棕種質資源的研究利用和品種選育具有十分重要的理論意義和較強的實際生產應用價值。為豐富我國油棕的種質資源及選育適合我國種植的油棕品種,中國熱帶農業科學院椰子研究所于2015年引進了一批油棕新品種,經過種苗培育和定植管理,對其栽培表現性狀進行了觀測,取得了初步結果。

1??材料與方法

1.1材料

試驗地為海南省文昌市中國熱帶農業科學院椰子研究所科研基地(110?76?E,19?53?N),海拔高度46.7?m。該區屬于亞熱帶季風氣候,年平均氣溫23.9℃,年平均>10℃積溫為8474.3℃,年平均降水量為1500~2000?mm,但時空分布不均,干、濕季明顯。土壤為濱海沙土,pH值為4.83,有機質為10.12?g/kg,全氮0.58?g/kg,堿解氮30.28?g/kg,速效磷37.33?mg/kg,速效鉀33.51?mg/kg。

供試材料為2016年11月種植的6個引自哥斯達黎加的油棕品種,品種編號依次為1~6號。種植株行距為8?m×8?m等邊三角形種植。種植前每株施有機肥20?kg,種植后田間肥水管理水平中等且基本保持一致。

1.2 方法

2020年12月每個品種隨機選4株生長健壯、無病蟲害的4年生油棕樹,參照油棕種質資源描述規范[12]測量株高(自然高度)、冠幅、莖高(地面到植株第3片葉基部的垂直距離)、葉片總數、葉片長度、葉軸長、葉柄長、葉柄寬、葉柄厚、小葉長、小葉寬、小葉對數、新增葉數等生長性狀。于2020年3月、6月、9月和12月分別對全園植株調查果穗情況,并統計全年果穗數;每個品種采摘4串成熟果穗觀測果穗和果實性狀。分別取果肉(中果皮)和核仁粉碎后,以正己烷為溶劑浸提15?h,用索氏提取器抽提6 h,測定果肉和核仁出油率,并按以下方法計算單果重、果實出油率、果穗出油率和單株產油量:

單果重(g)=

果實出油率(%)=×果肉出油率+?×核仁出油率

果穗出油率(%)=×果實出油率

單株產油量(kg/年)=

1.3數據處理

采用Excel 2010軟件進行數據處理,利用SPSS 17.0(Chicago, IL, USA)軟件進行統計分析。采用在線分析平臺OmicShare?(http://www.om i c sh are.com/tools)進行數據的多元統計分析、顯著性分析、主成分分析(PCA)、層次聚類分析(HCA)、熱圖和皮爾遜相關性分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?農藝性狀

2.1.1 ?植株性狀分析 ?由表1可知,種植4年后6個油棕品種的植株性狀均存在著不同程度的差異,其中1號、4號和6號品種的植株較高大,而2號和5號的植株相對較矮小,主要體現在自然高度、冠幅、莖高、葉片長度、葉軸長、葉柄長等方面,其中除冠幅無顯著差異外,其他性狀指標均存在顯著差異;從葉片性狀看,除了葉柄

厚和小葉長間無顯著差異,其他性狀指標均存在顯著差異,其中1號的小葉寬顯著大于其他品種,小葉對數顯著少于其他品種;而1號與3號、5號在新增葉數差異不顯著的情況下,葉片總數卻存在顯著差異,主要是1號樹冠下部老葉的枯葉較少,而3號和5號則相反。

2.1.2 ?植株結果情況 ?對全園植株結果情況調查發現,在定植后約2.5年6個品種均可開花結果,6個油棕品種的植株結果率為91.9%~96.8%,其中5號的結果率最高;果穗數為8.48~13.31串/(株·年),其中3號的果穗數最多,為13.31串/(株·年)(表2),高產植株果穗數可達19串/(株·年),但品種間結果率和果穗數均無顯著差異。

2.1.3 ?果穗性狀分析 ?果穗性狀是油棕品種特性的重要指標。在初結果期,6個品種的果穗大小和重量均較小,平均果穗長為20.58~25.65?cm、果穗寬為17.05~19.53?cm、果穗厚為15.58~ 17.75?cm、果穗重為1.26~2.04 kg/串,果實數也少,為74.25~232.75粒/串,果實占果穗比重為53.45%~59.21%(表3),各品種間除了果穗寬和果實數存在顯著性差異外,其他指標均無顯著差異,主要是各果穗性狀在同一品種的差異也很大,可能與初結果期果穗性狀表現還不穩定有關。50D83104-A8A0-41AD-8171-E788310037DF

2.1.4 ?果實性狀分析??由表4可見,6個品種均屬于中小果類型且為薄殼種,單果重為3.52~8.75?g,核殼厚為1.13~1.50?cm,果肉/果實比重為73.65%~83.5%,核仁/果實比重為5.65%~9.49%,其中1號品種的果實最小,其單果重僅為3.52?g,與其他品種差異顯著(2號品種除外),果實橫徑為14.15?cm,與其他5個品種差異顯著,但1號品種的果肉占果實比例最高,為83.5%,主要是1號品種的果實存在無核仁(無籽)情況,在不同果穗中有30%~75%的果實沒有核仁。2號品種的核果較小,其核果縱徑、核果橫徑和核殼厚與其他5個品種差異顯著。此外,調查發現1號品種的幼果顏色為綠色,3號品種中約60%的植株幼果顏色為綠色,約40%的植株幼果顏色為黑色,其他品種的幼果顏色均為黑色。

2.1.5 ?產油量分析 ?由表5可見,各品種的果肉

出油率為47.92%~54.10%,核仁出油率為29.72%~ 40.85%,果實出油率為38.91%~46.99%,果穗出油率為20.83%~24.93%,其中1號品種的果肉、果實和果穗出油率均最高,但其核仁出油率最低。從單株產油量看,3號最高,為6.60?kg/年,6號最低,僅為2.20?kg/年。經方差分析結果表明,除1號的核仁出油率與其他品種差異顯著外,其他指標均無顯著差異。單株產油量與果肉與果實占比、果實與果穗占比、果穗重及果穗數等相關,在結果初期,這些性狀指標還不穩定,尤其是果穗大小和果實與果穗占比。

2.2 主成分分析

為明確6個油棕品種各農藝性狀和產量差異,通過13個植株生長性狀評價指標,以及23個果穗、果實和產油性狀指標開展主成分分析。如圖1A所示,植株生長性狀主成分分析結果表

明,在第一主成分(PC1)上6個品種并無顯著分離。前2個主要成分(PC1和PC2)分別占總方差的82.3%和7.1%。果穗、果實和產油性狀主成分分析(圖1B)也表明,在第一主成分(PC1)上6個品種并無顯著分離。前2個主要成分(PC1和PC2)分別占總方差的95.5%和1.6%。

2.3 層次聚類和熱圖

結合層次聚類分析(HCA)的熱圖結果表明,13個農藝性狀指標很多小的層次聚類族(圖2A),可以看出自然高度和葉柄長、莖高等較為相近,而與小葉長和新增葉數等指標相距較遠;6個品種在這些農藝指標下聚為兩類,1、3、4、6品種為一類,2、5品種為一類。而在23個果穗、果實和產油性狀指標的層次聚類中(圖2B),自上而下主要分為4個小類,而品種間1號和6號相距較遠。其中,果實數、果肉/果實、果穗出油率、鮮果肉出油率和果實出油率為一類,1號和6號品種中的這些指標表現為1號高于6號。

2.4相關性分析

綜合6個品種的植株生長性狀和單株產油量相關性分析熱圖可以看出,單株產油量和植株生長性狀各指標呈負相關,但是相關性差異未達顯著(圖3);單株產油量與果穗性狀(果穗長、果穗寬、果穗厚、果穗重)、果實性狀(果實重、果實數和果實/果穗)和產油性狀(果穗出油率)呈極顯著正相關(P<0.01),與果殼厚呈負相關,但是相關性差異未達顯著(圖4)。

3 ?討論

本研究觀測與分析6個引進的4年生油棕品種,從植株生長性狀來看,2號和5號的植株較矮化,利于果穗采收。據報道,油棕種植后2年左右開花結果,果實含油率為35%~60%,果實/果穗通常為60%~70%,但其初抽生的果穗小,質量也比較差,果實/果穗比重和中果皮(果肉)的含油率都比較低,果實/果穗有時不超過40%[13]。本研究的6個品種目前還處于初產期,但其與產量性狀相關的部分指標數據已接近盛產期,其中果肉/果實比重為73.65%~83.50%,果實/果穗比重為53.45%~59.21%、果肉出油率為47.92%~ 54.10%,果穗出油率為20.83%~24.93%,從產量性狀預測,隨著樹齡的增加,6個品種進入盛產

期后具有高產的潛力,可作為我國栽培油棕的選育品種和優良育種材料。主成分分析結果表明,6個品種間在第一主成分上無明顯分離;通過層次聚類和熱圖分析呈現了各品種,各農藝指標的聚類情況,6個品種在植株性狀指標下聚為兩類,1號、3號、4號和6號品種為一類,2號和5號品種為一類,但從果穗、果實和產油性狀指標的層次聚類中,品種間1號和6號相距較遠,可能6個品

種的親緣性較近。

作物產量在表型上受多個性狀影響,在植株生長性狀方面,油棕產量取決于葉片的數量和大小以及能夠長出雌花序的葉片比例,而且油棕植株可能首先滿足其營養生長后才將“多余的”干物質用于生殖生長,形成果穗[13]。本研究結果表明,單株產油量和植株生長性狀各指標呈負相關,但是相關性差異未達顯著,可能是由于油棕在結果初期營養生長與生殖生長之間的協調作用及雌花序比例較低的原因;在產量性狀方面,果穗性狀是油棕產量選擇的一個重要參數,單株產油量與果穗性狀、果實性狀和果穗出油率呈極顯著正相關,這與相關研究結果基本一致[14-17],這些指標可作為油棕產量評價的重要指標。本研究結果還發現,6個品種均屬于薄殼種,果殼厚為1.13~1.50?cm,果實大小為中小果,單果重為3.52~8.75?g,其中1號品種為綠果型,在不同果穗中有30%~75%的果實沒有殼仁,3號品種具有黑果型和綠果型2種,這些可能是雜交種后代分離的結果[13],相關的變異性還有待進一步觀測。50D83104-A8A0-41AD-8171-E788310037DF

由于本研究6個品種目前均屬于初產期,且不同油棕品種的農藝性狀在不同生長階段存在差異,尤其與產量密切相關的果穗大小、果穗重和果穗數等尚未穩定。因此,相關的產量性狀還有待于進一步觀測。

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