下载:
-
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
-
油菜是世界上最重要的油料来源之一，同时也是我国第一大油料作物和第二大饲用蛋白源[1-2]. 近年来，随着科研人员的不懈努力，许多优质高产的油菜品种已经被培育出来，然而，受种植效益及国际油菜籽价格的影响，油菜产业发展仍面临巨大压力，因而以新需求为导向的油菜产业发展战略被提出来，旨在提升油菜产业的整体效益[3].
目前，广泛种植的油菜属于甘蓝型油菜(Brassica napus L.)，其进化来源于甘蓝和白菜，两者均是可口的蔬菜，因而将油菜的菜薹部分开发为蔬菜具有起源与进化的科学基础[3]. 早期的甘蓝型油菜品种由于含较高的硫苷和芥酸，鲜被蔬用. “十三五”期间，在国家的大力支持下，油蔬两用模式得到快速发展，提升了油菜产业的综合效益[1]. 油菜油蔬两用技术是一项操作简便、增值效益显著的实用技术，是指在不影响收获菜籽的前提下，种植过程中适时采收菜薹作蔬菜食用，增加1季优质蔬菜的利用，促进种植户增产增收[4]. 在科研工作者的努力下，如今可利用的优质油菜品种十分多样[1]，因而在大面积推广前，选择更优质高产的油蔬两用品种是十分必要的. 相较基于产量的评价方式，通过结合产量性状和品质性状开展综合评价的方式更能够全面评判参试品种，此法在水稻、蓝莓和核桃等植物中进行了实践[5-9]. 本文以油菜的主要产区重庆为试验地，对近年来主推的18个油蔬两用油菜品种的菜薹品质、菜薹与菜籽产量和油蔬两用适应性等性状进行比较研究，以筛选综合性状优良、适合油蔬两用种植模式的油菜品种，有助于促进重庆油菜产业的可持续发展，对全国油菜油蔬两用生产技术的推广与应用及效益农业的实现具有重要的指导意义.
全文HTML
-
供试材料为18个经重庆市(国家长江上游)农作物品种审定委员会审定的甘蓝型油菜品种，分别为渝南油683、金矮油2号、沣油958、南油868、大地199、渝华1号、中双11号、中油杂19、庆油3号、中油杂39、庆油1号、油苔2003、渝油50、黔油31号、邡油777、黔油32号、赣油杂8号、黔油41号，均由重庆市农业技术推广总站提供.
试验于2020年9月至2021年5月在渝西作物试验站示范基地进行. 试验田前作为大豆，地势平坦，四周向阳，排灌方便，肥力中等偏上. 采用随机区组设计，2次重复，小区面积均为20 m2(8 m×2.5 m)，行窝距为50 cm×30 cm，每行27窝，每窝2株，直播，四周设保护行. 9月29日播种，打窝前混合撒施复合肥(N，P，K比例为15∶15∶15)450 kg/hm2及硼肥15 kg/hm2；播后施清粪水30 000 kg/hm2，以保证出苗和幼苗的正常生长；11月8日进行第1次匀苗(每窝留3~5苗)，匀苗后施尿素45 kg/hm2兑清粪水淋窝；11月22日进行定苗，每窝2苗，并进行除草，定(补)苗成活后再施45 kg/hm2尿素兑清粪水淋苗，以促进油菜生殖生长；12月17日喷施绿氰菊脂300 mL和氧化乐果450 g并兑水750 kg/hm2治菜青虫. 菜薹采摘后追施尿素45 kg/hm2，其他田间管理参照常规大田高产栽培技术进行.
-
2021年2月7日采摘菜薹，在株高约60 cm、主薹高25~30 cm时，分小区摘薹15 cm左右，及时称鲜薹质量；菜薹清水煮熟后邀请15名科研人员品尝，评价风味，用1~4级分别表示优、良、中、差，采用平均值对各品种菜薹口感进行分级. 摘薹当天送样至农业部农产品质量安全监督检验测试中心(重庆)进行营养指标检测，测定可溶性糖、粗纤维和维生素C及微量元素(钙、铁、锌、硒)质量分数. 菜薹产量以及不摘和摘薹后的油菜籽产量由小区产量折算而成，菜籽、菜薹分别按6元/kg，3元/kg计算产值.
-
测定的数据通过Excel 2019进行整理，用SPSS 24进行方差分析和主成分分析，系统聚类分析使用OriginPro 2023b中的Ward法完成.
1.1. 试验材料与试验地概况
1.2. 测定项目及方法
1.3. 数据统计与分析
-
冬至苗情调查结果显示(表 1)，同等种植密度条件下(135 075株/hm2，绿叶数最多的品种是大地199(7.9片)，次之为渝南油683(7.4片)，黔油31号的绿叶数最少(5.4片)，18个品种绿叶数的平均值为6.4片. 大地199的根茎最粗，为8.44 mm，中双11号次之(8.34 mm)，最小的品种是黔油41号(5.48 mm). 18个甘蓝型油菜品种植株开盘度的平均值为33.72 cm，其中，赣油杂8号的植株开盘度最大(38.82 cm)，渝油50次之(38.41 cm)，庆油1号的植株开盘度最小(29.86 cm). 最高叶片高度最大的是邡油777(40.69 cm)，渝油次之50(38.38 cm)，最低的是金矮油2号(29.06 cm).
-
2021年2月7日，专家组对18个品种进行了现场摘薹测产和菜薹烫后食味评定. 从表 2可以看出，赣油杂8号菜薹产量为6 633.0 kg/hm2，排名第1，黔油41号(5 767.5 kg/hm2)居第2位，中油杂19(5 553.0 kg/hm2)居第3位，大地199菜薹产量仅4 792.5 kg/hm2，在18个品种中最低.
15位专家从烫后颜色、香味、苦涩味、甜味、滑腻感、纤维量等方面对18个品种的油菜薹进行现场品尝并打分. 统计得分并排名后显示(表 2)，渝华1号、渝南油683、金矮油2号食味综合得分排名分列前3位，邡油777、中油杂39和黔油32号的食味表现较差.
-
18个甘蓝型油菜品种菜薹品质指标检测结果显示(表 3)，油苔2003(1.4%)粗纤维质量分数最高，中油杂39(1.3%)次之，其食味排名分别位于第11和第16位；食味得分排名前2的两个品种，渝华1号和渝南油683的粗纤维质量分数分别为1.0%和1.1%. 可溶性糖质量分数排名前3位的分别是渝油50(1.93%)、油苔2003(1.93%)、南油868(1.85%)；维生素C质量分数排名前3位的分别是庆油3号(153 mg)、庆油1号(152 mg)、渝南油683(140 mg)；钙质量分数排名前3位的分别是南油868(1 120 mg/kg)、大地199(1 090 mg/kg)、渝南油683(1 020 mg/kg)；铁质量分数排名前3位的分别是沣油958(14.90 mg/kg)、中双11号(13.50 mg/kg)、金矮油2号(9.94 mg/kg)；锌质量分数排名前3位的分别是沣油958(7.27 mg/kg)、大地199(7.01 mg/kg)、庆油3号(6.27 mg/kg)；硒质量分数排名前3位的分别是渝华1号(4.7 μg/kg)、沣油958(4.6 μg/kg)、渝南油683(4.5 μg/kg).
-
18个油菜品种在摘薹、不摘薹两种情况下的菜籽产量见表 4. 结果显示赣油杂8号在不摘薹时，菜籽产量最高，为4 095.0 kg/hm2，渝南油683次之(3 912.0 kg/hm2)，除中油杂19和黔油32号两个品种外，其余品种在不摘薹时的菜籽产量均超过3 000.0 kg/hm2. 摘薹后，菜籽产量最高的品种为沣油958(2 499.0 kg/hm2)，邡油777次之(2 223.0 kg/hm2)，排在第3位的是渝南油683(2 111.3 kg/hm2)，中双11号在摘薹后产量最低，仅1 555.5 kg/hm2. 从摘薹与不摘薹菜籽产量的比值发现，沣油958菜籽产量受摘薹的影响最小，黔油32号次之. 12个品种产量受摘薹的影响减产平均在48%左右，一是因为小区产量折合成每公顷产量产生的误差较大；二是由于蕾薹期气温较低，植株长势偏弱，采薹创伤对油菜营养生长影响大，导致菜籽产量较低. 采用油蔬两用模式后，18个品种的产值均高于只采收菜籽的产值，其中赣油杂8号的综合产值最高，达到30 425.4元/hm2，次之为邡油777(29 936.3元/hm2)，排名第3的是沣油958(29 596.4元/hm2)；渝油50的综合产值最低，与18个品种通过只采收菜籽达到的最高产值相近，分别为24 552.2元/hm2，24 570.0元hm2.
-
对粗纤维、可溶性糖和食味排名等8个品质性状，以及菜薹产量、摘薹和不摘薹的菜籽产量共计11个性状进行主成分分析(表 5)，其中前6个主成分的累计贡献率达到89.213%，能够较好地反映上诉指标. 决定第1主成分的是粗纤维、维生素C、钙和锌质量分数以及菜薹产量，能够反映原始数据25.308%的信息. 第2主成分主要反映了可溶性糖和硒的质量分数，以及食味排名，其贡献率为21.597%. 第3主成分主要反映了铁质量分数和不摘薹时的菜籽产量，第4主成分主要反映了摘薹后的菜籽产量，这两个主成分贡献率分别为15.256%和11.983%.
-
将18个油菜品种根据主成分分析获得的6个主成分进行系统聚类分析，在欧式距离为5.5时，18个品种被分为3类(图 1)，其中渝南油683、邡油777、黔油31号、渝华1号、黔油32号、庆油3号和庆油1号为第1类，沣油958、大地199、中双11号、中油杂19和南油868为第2类，渝油50、油苔2003、中油杂39、赣油杂8号、金矮油2号和黔油41号为第3类. 从11个性状指标在3个类群的平均值可以看出(表 6)，类群2的钙和铁质量分数显著大于另外两个类群，维生素C质量分数在类群1中最高. 类群3中菜薹产量最高，但摘薹后的菜籽产量最低.
2.1. 不同油菜品种冬至苗情对比分析
2.2. 不同油菜品种菜薹产量和口感评测
2.3. 不同油菜品种油菜薹品质性状对比分析
2.4. 不同油菜品种采薹后菜籽产量对比分析
2.5. 不同性状的主成分分析
2.6. 18个油菜品种的聚类分析
-
油菜集油用、菜用、花用、蜜用、饲用和肥用价值于一体[3]，同时具有不与主要粮食作物争地的特性，在当前国际形势下，极具发展潜力. 相关科研人员也开展了大量油菜基因组学、基因功能以及耐逆种质筛选等方面的研究[10-13]，而产量和品质性状一直都是研究的重点. 相较于人们对油菜籽品质性状的关注[14]，本研究测定了18个甘蓝型油菜品种菜薹的品质特征，其中粗纤维、可溶性糖、维生素C(以每100 g计)、钙和锌平均质量分数分别为1.15%，1.70%，119.50 mg，872.94 mg/kg，5.77 mg/kg，与王建平等[15]对河南地区3个甘蓝型油菜品种的测定结果相似；铁质量分数(8.49 mg/kg)相对较低，与黄颖等[16]对华中地区9种菜薹的测定结果相近，表明菜薹的品质特征在不同品种和不同地区间存在一定差异. 此外，本研究进一步测定了硒质量分数，作为一种人体必需的微量元素，硒是公认的“长寿元素”[17]，在人民生活水平日益提升的今天，硒质量分数已经成为评价食材品质的一个重要指标. 在18个甘蓝型油菜品种中均测出了一定质量分数的硒，但较李鸣凤等[18]对华油杂9号及常海滨等[19]对中油高硒1号测定结果更低，与CY04的硒质量分数相当.
油蔬两用技术是菜薹和菜籽的综合运用，旨在提升油菜的综合收益. 以往的研究对不同采摘期下油菜薹的品质变化、播期和摘薹时期对油蔬两用油菜产量的影响、以及少数几个油蔬两用油菜品种的经济效益等进行了分析[20-25]. 本研究在以往研究的基础上，对18个甘蓝型油菜品种的菜薹产量，摘薹以及不摘薹情况下的菜籽产量进行了统计分析，计算并比较相应的产值，发现采用油蔬两用技术后最低的产值也达到了只采收油菜籽产值的最高水平，说明油蔬两用技术具有很强的实际意义. 赣油杂8号以最高的菜薹产量、不摘薹时的菜籽产量和总产值在18个品种中脱颖而出，这与其苗期最大的植株开盘度相呼应，但其菜籽产量受摘薹的影响较大；而受摘薹影响较小的邡油777和受摘薹影响最小的沣油958，均拥有较高的总产值，说明后续研究可将减轻摘薹对菜籽产量的影响作为重点，探究菜薹与菜籽产量的权重平衡. 这3个品种的品质特征表现一般，而总产值排名第4的品种，渝南油683的维生素C、钙和硒质量分数均较高，且食味得分排名第2，是综合表现最优的品种. 本研究以油菜的油用和菜用两个主要价值为重点，在大面积种植的同时，观赏价值也将为农户带来新的收益，进一步展现了油菜的发展潜力[26].
主成分分析运用降维的思想，以少数几个主成分呈现多个数据. 本研究提取的6个主成分累计贡献率超过了85%[27]，能够反应所选择的11个指标. 第1主成分代表了多个品质指标，如维生素C、钙和锌质量分数等，但与菜薹产量负相关. 第3主成分和第4主成分分别反映了不摘薹和摘薹后的菜籽产量，同时第3主成分与菜薹产量正相关程度也最高，因而在生产实践时，可根据具体的需要，选择更适的主成分进行品种评价. 基于主成分分析结果，本文利用Ward法对18个油菜品种按欧式遗传距离进行了系统聚类分析，将18个品种分为3个类群，可以看到庆油3号和庆油1号聚在了一小类，但多个性状在不同类群中差异无统计学意义，这可能与系统聚类的特征和所选择的性状较多相关. 系统聚类结果能够较客观地反映基因型遗传的差异性与相似性[28]，在囊括了多个性状的相似性后，部分性状的差异性被中和，其中类群3较高的菜薹产量和较低的摘薹后菜籽产量也提示了菜薹与菜籽产量权重平衡的重要性. 本研究所测定的品质性状数量高于产量性状，因而在整体分析时，质量性状对结果的影响相对更高，后续研究可选择更多的产量性状，如千粒质量、角果数量和角果质量等进行深入分析.
本研究对重庆地区18个油蔬两用油菜品种的品质和产量特征进行了分析，确定了3个总产值高的品种赣油杂8号、邡油777和沣油958以及1个优质高产品种渝南油683；进一步将18个品种划分为3个类群，为重庆地区油菜油蔬两用技术的推广提供了种质基础和数据支撑，对效益农业的实现也具有一定的指导意义.