向日葵/ Tournesol
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问题
OCL
体积28日,2021年
向日葵/ Tournesol
物品编号 39
页数 12
DOI https://doi.org/10.1051/ocl/2021027
bob电子体育竞技风暴 2021年7月26日

©A.S.布什内夫et al。,由EDP Sciences出版,2021年

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突出了

向日葵杂交种的紧凑习性不是西高加索淋滤黑钙土上高密度播种生产力发展的决定因素。环境资源允许在种植密度为80%的播种中实现高生产率 000 植物/公顷。

1介绍

在农业生产集约化的现代条件下,人们有兴趣应用新的栽培技术,以使植物更充分地利用环境资源(例如光),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产量最高(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年洛佩斯·佩雷拉et al。, 2020).在世界实践中,已知的向日葵种植方法有商业用途和种子用途,行距不同(从45到90) cm)和植物密度(从20 000至90 000 植物/公顷)。为了确定向日葵商业适宜种植密度的上限,阿根廷对抗倒伏杂交种进行了研究,即使其密度为160 000 植物/公顷(门厅et al。,2010年).关于确定种植密度影响的研究(45 000, 60 000, 75 000和90 000 5个向日葵杂交种的田间表现表明,产量和品质的大多数特征在很大程度上取决于播种密度、杂交种密度和因子互作。经测定,在最低植物密度下,植株的高度最小,叶面积、头直径、千粒重、种子含油率和不饱和脂肪酸(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、油和饱和脂肪酸(棕榈酸和硬脂酸)总产量减少。杂交记录在大多数研究的产量和质量指标上超过了其他基因型,并显示出最高的种子产量(3.6%) 吨/公顷)和总产油量(1.23 t/ha),密度为75 000 植物/公顷(易卜拉欣,2012).

植物密度影响的田间研究(17 000, 35 000和46 000 在葡萄牙南部进行的向日葵产量试验中,平均密度为35时产量最高 000 植物/公顷。密度下降到17 000 每公顷植物数增加了平均种子重量,但这不足以补偿作物面积造成的种子重量显著下降(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).

向日葵获得高产的条件之一是其栽培考虑最佳饲养面积。供给区是指与一株植物所占用的土壤和空气体积相对应的土地面积。饲养区域的正确选择,以及由此而来的种植密度,决定了对阳光、水和土壤养分的充分利用,以提高产量和产品质量。当植物密度增大时,它们相互压迫,当植物间距增大时,它们不能充分利用给定的喂养区域。在任何一种情况下,都会出现产量短缺、质量下降(Vorobiev 1972).

在俄罗斯,向日葵主要播种行宽为70厘米(1选项卡。, 1-3),根据不同基因型的成熟度组、地区、水分利用率等进行密度划分。这些技术的主要优点是通过行间作有效地控制杂草,改善耕作条件。

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(B 70 cm),其长度取决于植物密度,由于该地区植物分布不均,因此有几个缺点。这类播种的向日葵根系对水分和养分的利用不够充分,植物对太阳能的利用不完全,随着连续种植植物数量的增加,对生长因子的竞争加剧,这可能会在发展的初始阶段表现出来,阻碍生产力潜力的实现。因此,研究人员往往无法通过增加种植密度来提高向日葵的产量(卢达诺娃et al。, 2015年弗拉基米罗夫和丘古诺夫,2018年Kurbanovet al。, 2018年Lukomets和Tishkov, 2019年Tishkov和Shkarupa, 2020年此外,这种播种方法不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、叶片的形状和植物的一般习性。

很明显,植物栽培必须在每株植物的饲养区形状为正方形或接近正方形的四边形的条件下进行。同样,通过将行宽减少一半,即最多35行,可以实现植物的均匀分布 以80公分的密度种植 000–120 000 植物/公顷(1选项卡。, 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表明,在灌溉条件下密度为5 000至10万株/公顷的向日葵栽培表明,生物量、种子数量和产量的反应取决于使用的杂交品种(维拉洛沃斯et al。, 1994年)这些研究对于具有改良习性的新杂交种尤其重要,这种习性可以减少直立体叶片对光的竞争。因此,我们开展了种植向日葵的研究,向日葵具有直立的叶片位置,在不同的种植密度下,行宽为35 厘米

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

我们于2018-2019年在西高加索地区的V.S.Pustovoit全俄罗斯油料作物研究所(VNIIMK)(俄罗斯克拉斯诺达尔)进行了研究。试验区土壤为淋溶黑钙土,低腐殖、超重型、重壤土,具有高自然肥力、高透水性、吸湿性和最大田间持水量。腐殖层和过渡层的深度为160–180 厘米粒度组成在剖面上是均匀的,粘土颗粒的数量在64%到72%之间,其中38-42%是粉粒,几乎没有沙子。土壤结构为块状粒状。耕作层的平衡容重为1.24–1.29 克/厘米3.,在C水平上增加到1.4–1.6 克/厘米3.. 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。两米土层的生产水量为251–298 mm,或最大现场水容量的34–41%。土壤层中的萎蔫水分为0–150 在更深的土层中,cm的范围为16%至17% – 从13%到15%。这表明土壤具有长期保持大量水分的能力。

我们使用既定程序进行观察、记录和分析(Lukomets 2010).来自540的种子 每年采集植株进行分析。我们研究了向日葵杂交种的直立型叶片,由两个不同的直立型基因控制;这些杂交种是两个非直立型中间系杂交种的类似物(图3)及Berkut (图4)的VNIIMK育种。我们在VNIIMK的遗传实验室获得了研究杂交种的种子,代号为Triumph er-2 (图5),凯旋Er-3(图6),Berkut er-2(图7)和Berkut Er-3(图8).在向日葵中,直立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。

我们在田间试验中研究了六个杂种:a)普通非直立体:1)凯旋;2) 伯克特;b) 直立叶型:3)凯旋花er-2;4) 黛安芬Er-3;5) 伯克特er-2;6) 伯克特Er-3。此外,我们使用了三种密度,每公顷植物数:1)80 000; 2) 100 000; 3) 120 05月上旬我们采用人工播种。实验分为三个阶段进行 块(复制)与6 基因型在每个区块内按相同顺序种植,但3个基因型发生系统性转移 每个区块的作物密度。总面积为15.75公顷 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

混合胜利。

缩略图 图4

杂种伯克特。

缩略图 图5

混合er-2胜利。

缩略图 图6

混合动力凯旋Er-3。

缩略图 图7

混合Berkut er-2。

缩略图 图8

杂交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月期间土壤中积累了充足的水供应,种子萌发和幼苗出苗的条件是有利的(324) 毫米),高温(19.3毫米) 摄氏度)和丰富的降水量(68 嗯)五月。从向日葵幼苗出苗到出芽初期(6月),由于大气降水(长期年平均值的16.0%)和日平均温度高(25.1%),导致严重缺水 摄氏度)。向日葵出芽期日平均气温处于正常水平(23.0℃) °C),降水量超过长期年平均值2.2% 时代。向日葵从开花到灌浆(7月)的关键时期的天气条件有助于培养的发展。8月和9月的降水量超过长期年平均值15–18%,温度与这些值相差0.1–0.8% 摄氏度。

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(4选项卡。).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。

黛安芬集团杂种的头部直径为13.7–15.7 2018年的cm,以及12.8-15.4 2019年成立了cm。直立杂种黛安芬E1 r-3的头部最小,2019年密度为80 000 植株/公顷,该杂交种的头直径显著降低(1.2 厘米)比正常的胜利。

Berkut群杂交品种的头更大,2018年的直径从14.0到16.7厘米,2019年的直径从14.2到16.4厘米。随着密度从8万株/公顷增加到12万株/公顷,我们观察到头径减少了0.1-2.7 cm,然而,在2019年,我们注意到直立杂种Berkut Er-3的头径最大(15.9 cm),密度为10万株/公顷。正常和勃起混血儿的头部大小无显著差异。

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 (标签。5).无论植物密度如何,直立体杂交种黛安芬er-2和黛安芬E1 r-3的种子均小于正常黛安芬杂交种的种子。仅在2019年,密度为100 000 植株/公顷,正常杂种的千粒重超过直立体的千粒重低于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).我们认为,这些现象的性质是由于大气影响和遗传特征。

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。

黛安芬组杂交种的倒伏显著,在正常黛安芬基因型中倒伏率为6.4%,在直立体杂交种黛安芬r-2和黛安芬r-3中倒伏率分别为30.2%和10.9%。Berkut组杂交种向日葵倒伏较少,且不超过0.7%。因此,在某些情况下,直立杂种的负质量可能是某些基因型植物的高倒伏能力,这在伴有强降水的狂风中表现得尤为明显。

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。

最重要的经济特征是产量,育种和农业技术方法是用来提高产量的。我们在工作中使用了两种方法:第一种是基本上新的基因型,具有紧凑的习性,使播种的植物彼此接近;第二种是植物密度,作为提高作物生产力的农业技术工具y、 我们认为,正是这两个组成部分的结合应该确保作物产量的提高(图11).我们预期效果会很快,但是,正如上述数据所示,由于产量结构的变化以及某些直立体基因型对大气现象的不抵抗(以阵风降雨的形式),预期结果的获得变得复杂。

尽管如此,总体而言,试验获得的作物产量高于该地区过去五年(2015-2019年)的平均产量(2.41吨/公顷)。2018年,Triumph组合的产量(2.48-3.24吨/公顷)与Berkut组合的产量(2.30-3.63吨/公顷)持平。2019年,我们记录到Triumph组杂交品种的产量下降到1.93-2.98吨/公顷,Berkut组杂交品种的产量下降到2.04-3.15吨/公顷(选项卡。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,直立杂种黛安芬er-2和黛安芬E1 r-3的最高产量为100 000 植物/公顷 – 3.06和3.24 t/ha,显著高于正常杂交种的产量 – 2.47 吨/公顷。密度下降到80 000 植株/公顷导致类直立体基因型的产量下降至2.94和2.48 t/ha,普通杂交种的产量增加到3.20 吨/公顷,而增加到120吨/公顷 000 植株/公顷抵消了基因型产量的差异。2019年,密度为80 000 单株/公顷,直立杂种黛安芬er-2和黛安芬E1 r-3的产量分别为2.62和2.98 t/ha,分别显著超过正常基因型的产量 – 2.37 吨/公顷。密度增加到100 000和120 000 植株/公顷降低了所有杂种的产量,但直立杂种黛安芬er-2具有优势 – 2.47和2.70 t/ha。

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

植物密度对正常向日葵和直立向日葵杂交种千粒重(g)的影响。

缩略图 图9

不同向日葵杂交种倒伏的表现:a:Berkutör-3;b:Trimpionör-2;c:Trimpionör-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

具有紧凑习性的向日葵杂交种的套种。

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

在西高加索淋洗黑钙土上种植正常和直立叶型向日葵杂交种,采用35 厘米宽,密度100 000–120 000 植株/公顷导致植株高度、千粒重、产量和种子含油量下降。因此,向日葵植株的紧凑习性不是高密度播种生产力发展的决定因素。环境的自然资源允许在密度不超过80%的播种中实现高生产率和产品质量 000 植物/公顷。

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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

植物密度对正常向日葵和直立向日葵杂交种千粒重(g)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

混合胜利。

在文本中
缩略图 图4

杂种伯克特。

在文本中
缩略图 图5

混合er-2胜利。

在文本中
缩略图 图6

混合动力凯旋Er-3。

在文本中
缩略图 图7

混合Berkut er-2。

在文本中
缩略图 图8

杂交Berkut Er-3。

在文本中
缩略图 图9

不同向日葵杂交种倒伏的表现:a:Berkutör-3;b:Trimpionör-2;c:Trimpionör-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

具有紧凑习性的向日葵杂交种的套种。

在文本中

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