低剂量辐照对杂交油菜刺激效应的研究

刘勇强，陈传波，董绍斌，李 华，吴孝波，张恺凯，尹起涛，蒋文宇，冯 瑜

(1.四川省原子能研究院,四川 成都 610101；2.成都大学，四川 成都 610106)

油菜是我国长江流域最主要的油料作物，年种植面积占全国的80%以上，总产量占世界的1/4左右。油菜也是四川主要的优势农作物，近年来油菜籽播种面积已达93万hm2以上[1]。低剂量刺激效应是指利用不足以使作物遗传基础发生改变的低剂量射线辐射作用，增强作物生理机能，促进新陈代谢，加快生长发育，它在农业上的应用是一种不改变栽培技术、不增加劳动力而获得作物高产和品质改善[2]。为研究杂交油菜低剂量刺激效应的适宜剂量，开展了此项研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杂交油菜品种“蓉油18”“杂1256”“杂1636”的种子来自于成都市农林科学院；杂交油菜品种“德油杂11”来自于四川长江种业有限责任公司；杂交油菜品种“德虹油1号”来自于什邡市孝楠农业科技有限责任公司，共5个杂交油菜品种。

1.2 试验方法

1.2.1 试验材料的处理 将每个油菜杂交种分成7份，每份种子50g左右。其中6份分别用50Gy、100Gy、150Gy、200Gy、250Gy、300Gy的剂量进行辐照处理，1份不处理作对照。

1.2.2 试验设计与大田管理 试验采用随机区组设计，3次重复，每个品种7个处理共21个小区，每个品种7个处理均在同一大田进行种植，以确保大田肥力基本一致。试验地点安排在绵竹市新市镇，N、N2O5、K2O的用量分别为10、5、5kg/hm2。采用直播模式，2016年10月5日于绵竹播种，窝行距均为33.3cm。出苗后4叶期进行匀苗，每穴留2苗。各处理于2017年5月中旬成熟割秆并按小区人工收打。病虫杂草防治与其它大田田间管理一致。

1.2.3 产量及品质测定方法 各小区在油菜成熟后割秆，后熟7d，再按小区分别进行打收称重，并折算单产。油菜品质送至成都市农林科学院采用Foss近红外品质分析仪测定，主要指标为含油量、芥酸、硫苷等组分含量。

1.2.4 数据处理与统计分析 所有数据均采用Office Excel 2007和DPS 7.05软件进行数据整理、方差分析和多重比较(Duncan新复极差法)。

2 结果与分析

2.1 低剂量刺激后各品种的产量结果与分析

不同品种对不同辐照剂量处理后的产量变化不尽相同(见表1)，品种“杂1256”处理后产量均明显增加，在100Gy剂量处理增产最高，增产16.67%；品种“德虹油1号”“德油杂11号”“蓉油18”“杂1636”在辐照处理剂量为150Gy时，增产效果最佳，其中品种蓉油18增产达20.55%，各品种间的增产幅度也不完全相同；随着辐照剂量的增高，当剂量达到300Gy时，除品种“杂1256”外，其余所有品种均表现为减产，品种“杂1636”减产幅度达15.5%。因此就不同剂量刺激杂交油菜产量方面，在150Gy处理下，杂交油菜的增产最明显。

表1各品种的不同辐照处理的产量对比表

表2 蓉油18的产量方差分析表

表3 蓉油18的产量Duncan多重比较表

从表2、表3品种“蓉油18”不同辐照处理间的方差分析和多重比较可以看出，在辐照剂量为150Gy处理下，蓉油18的产量最高，油菜产量的增加与对照相比，达极显著水平；辐照剂量为150Gy和200Gy处理下，油菜产量的增加与对照相比，均达到显著水平。

综合品种间实收产量分析，适宜剂量辐照处理对杂交油菜产量具有一定的增产作用。综合各品种不同处理下的产量表现来看，150Gy剂量对油菜产量的增加最明显，特别是杂交油菜品种蓉油18在150Gy的辐照处理后增产达极显著水平。但随着辐照剂量的增加，增产效果不明显，特别是达到300Gy的辐照剂量后，大部分品种均表现为较对照减产。因此，从产量表现来看，适宜剂量的辐照处理能有效刺激杂交油菜的增产。

2.2 低剂量刺激后各品种的品质结果与分析

2.2.1 低剂量刺激对杂交油菜芥酸含量的影响 对各品种处理间的芥酸含量分析(见表4)，品种蓉油18在150Gy剂量处理时，芥酸含量下降达最低，由对照的0.87下降到0.34，较对照降了60.9%。品种德油杂11号在辐照剂量小于200Gy的处理时，芥酸含量有所增加；但是辐照处理剂量大于200Gy时，芥酸含量下降明显。品种杂1636、杂1256的芥酸含量在不同处理下的变化不明显。经芥酸含量分析表明，油菜在适宜剂量的辐照处理下，其芥酸含量有所下降。

2.2.2 低剂量刺激对杂交油菜硫苷含量的影响 经各品种处理间硫苷含量分析(见表5)，品种蓉油18、杂1256和杂1636的硫苷含量在不同剂量的辐照处理下，其变化与对照相比，变化不大。品种德虹油1号在辐照剂量大于200Gy后，硫苷含量增加明显。品种德油杂11号在处理剂量为300Gy时，硫苷含量下降明显。经硫苷含量分析表明，油菜在适宜剂量的处理下，其硫苷含量有所下降。

表4 各品种的不同辐照处理的芥酸含量对比表

表5 各品种的不同辐照处理的硫苷含量对比表

2.2.3 低剂量刺激对杂交油菜含油量的影响 经各品种处理间的油含量分析(见表6)，品种杂1636仅在辐照剂量达300Gy时，油含量有所下降，其它剂量处理含油量均有所增加；在辐照剂量为100Gy时油含量最高，达43.12，较对照增加3.61%。品种德油杂11号在50Gy时油含量最高；品种杂1636在250Gy、300Gy处理时油含量均较对照增加；品种杂1256和蓉油18则油含量均有所下降。因此，杂交油菜在适宜剂量辐照处理下，能提高杂交油菜的含油量。

综合不同剂量处理下品种间的品质分析，杂交油菜品种在低剂量处理时，油菜的品质均有不同程度的改变。在适宜剂量辐照处理后，硫苷含量、芥酸含量有所下降，而油含量有所增加。因此适宜剂量的辐照处理，能有效改善杂交油菜籽品质。

表6 各品种的不同辐照处理的含油量对比表

3 结论与讨论

本试验采用不同剂量的X-射线对5个品种的杂交油菜种子进行辐照处理，综合相同品种不同处理间的产量表现，150Gy的辐照处理对杂交油菜的增产最为明显。但随着辐照剂量的增高，杂交油菜的产量有所下降。不同杂交油菜品种受辐照的刺激效应也不尽相同，杂1256在所有辐照剂量处理下均表现为增产，而品种德油11则在多种辐照剂量下均表现为减产。适宜剂量的辐照处理对杂交油菜籽的品质有改善作用。此项技术可继续深入研究，并具有很好的实际应用价值。

本次试验的局限性：①试验品种是按小区进行种植，人工收打，存在一定的统计误差。②试验采用50Gy为剂量梯度，希望能减小梯度，研究出杂交油菜品种的辐照精确剂量。③本次试验采用的是固定剂量率，无法确定剂量率对杂交油菜刺激效应的影响。因此实际应用还需要进一步的试验进行探索。