觀賞型菊芋品種的選育方法及種植方法與流程

本發(fā)明涉及菊芋品種的選育種植技術領域，特別涉及一種觀賞型菊芋品種的選育方法，以及該觀賞型菊芋品種的種植方法。

背景技術：

菊芋是菊科(Compositae)向日葵屬中能形成地下塊莖的栽培種，又稱洋生姜、洋姜、鬼子姜等，學名Helianthus tuberosus L，在全球的熱帶、溫帶、寒帶以及干旱、半干旱地區(qū)都有菊芋的分布和栽培，菊芋適應性強，喜溫暖，但耐寒；喜濕潤，但耐旱；喜肥沃，但耐貧瘠，耐鹽堿；還被廣泛用于梯田和不牢固的沙地抗腐蝕保護植物籬，用于防護山體水土流失、固沙防風。國內外對菊芋的研究多集中在作為抗逆性及改善沿海灘涂的鹽生植物方面、對菊芋加工獲得保健食品方面、發(fā)展鮮食方面等，因此國內外菊芋品種選育一般僅對菊芋塊莖和秸稈的產量與養(yǎng)分含量進行研究，而對菊芋花及產量、養(yǎng)分含量分析等作為育種目標的研究較少。

菊芋花具有較高的欣賞價值，同時兼顧極高的食用價值，菊芋花中富含蛋白質、氨基酸、黃酮類化合物、綠原酸類化合物、菊糖、食用色素-b-類胡蘿卜素及鈣、鐵、鋅、硒、等多種生物活性物質，具有抑菌、消炎、抗氧化、抗突變、防癌、抗癌等功效，因此，菊芋花具有廣泛的開發(fā)價值，可從菊芋中提取綠原酸，用于替代杜仲或金銀花兩種藥材，利于擴大藥材的植物來源；由于菊芋花特有的花香、花蜜，也可用于蜜蜂的人工放養(yǎng)，發(fā)展養(yǎng)蜂產業(yè)。但目前國內外菊芋品種普遍存在菊芋花序及花盤直徑小、花朵數量少、花期短、采摘時間短、觀賞價值偏低等諸多問題，而且在菊芋花農藝栽培、采摘最佳花期、主要成分、功能價值及加工工藝等方面都沒有得到充分的研究開發(fā)，致使菊芋花沒有得到廣泛的利用。

技術實現要素：

為解決現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供了一種觀賞型菊芋品種的選育方法，可選育出花期長、花盤大，具有高營養(yǎng)、高品質菊芋花的觀賞型菊芋品種。

為實現上述目的，本發(fā)明的觀賞型菊芋品種的選育方法，包括以下步驟：

a、確定表型育種指標，依據表型育種指標從菊芋品種資源中進行株系和品系的多目標性狀評價與選擇，對連續(xù)5代進行系統篩選，篩選出初始開花時間在7月中旬以前、花期持續(xù)時間在80天以上、花序直徑在8cm以上、花盤直徑大于3cm、單株開花數量大于120朵、秸稈顏色為紫色、葉片顏色為綠色、塊莖顏色為紫紅色、塊莖性狀為梭狀型或鋸齒狀型、生育期小于230天、株高低于220cm、分支數大于12個、畝干花產量60kg以上、畝塊莖產量1500kg以上的菊芋品系；所述表型育種指標包括初始開花時間、花期持續(xù)時間、花序直徑、花盤直徑、單株開花數量、秸稈顏色、葉片顏色、葉片性狀、塊莖顏色、塊莖性狀、生育期、株高、分支數和畝干花產量、畝塊莖產量；

b、確定遺傳性狀指標，依據遺傳性狀指標對步驟a獲得的菊芋品系進行至少5年的品比試驗，通過品種灰色多維綜合比較和品種同異比較方法，選育出觀賞型菊芋品種；所述遺傳性狀指標包括初花期時間、花期天數、畝鮮秸稈產量、畝塊莖產量和生物總產量。

本發(fā)明的選育方法，用于選育觀賞型菊芋品種，是以菊芋花的主要性狀為主，輔之其它性狀指標作為育種目標，首先將初始開花時間、花期持續(xù)時間、花序直徑、花盤直徑、單株開花數量等指標進行有機組合，確定作為表型育種的重要指標，其中“初始開花時間、花期持續(xù)時間、花序直徑、花盤直徑、單株開花數量”與品種選育中的菊芋花遺傳特性緊密相關，“秸稈顏色、株高、分支數”與品種選育中的菊芋莖遺傳特性緊密相關，“葉片性狀、葉片顏色”與品種選育中的菊芋葉片遺傳特性緊密相關，“塊莖顏色、塊莖性狀”與品種選育中的菊芋塊莖遺傳特性緊密相關，“生育期、生物總產量(包括畝鮮秸稈產量和畝塊莖產量)”與品種選育中的菊芋總體性狀遺傳特性緊密相關。在育種目標的指導下，依據表型育種指標，對第二代及以后世代田間中選單株進行株系和品系的多目標性狀評價與選擇，經過至少5代植株的系統選育，逐年篩選，選出符合篩選標準的若干菊芋品系。之后將篩選出的菊芋品系進行品比試驗，依據菊芋品種的觀賞性和經濟性兩個目標，確定以初花期時間、花期天數、畝鮮秸稈產量、畝塊莖產量和生物總產量5個遺傳性狀指標的有機組合作為定量、定性分析的重要指標，經過為期至少5年的品比試驗，對品比試驗結果采用品種灰色多維綜合比較和品種同異比較的原理與方法進行多因素分析，與通常采用的方差分析、聯合方差分析和穩(wěn)定性分析等只考慮單個因素的方法相比，在分析過程中能同時考慮多個因素，從而使分析結果更加全面、客觀、準確、可靠，從而選育得到觀賞型菊芋品種。選育方法中，表型育種指標和遺傳性狀指標對于觀賞型菊芋品種的選育至關重要，在選育指標的建立基礎上，結合科學的多因素分析方法，選育得到花期長、花盤大，并且具有高營養(yǎng)價值和高品質菊芋花的觀賞型菊芋品種。

作為對上述方式的限定，將步驟b選育出的觀賞型菊芋品種與現有菊芋品種進行品比試驗，所述品比試驗的評價指標包括花期時間、花期天數、株干花產量、花序直徑和花盤直徑。

以花期時間、花期天數、株干花產量、花序直徑和花盤直徑5個性狀指標作為選育出的觀賞型菊芋品種與現有相關菊芋品種進行品比試驗的評價指標，體現本發(fā)明選育得到的菊芋品種的優(yōu)勢。

作為對上述方式的限定，所述步驟b品比試驗的試驗方法包括：供試土壤為粘土，供試土壤的耕種層中pH為7.5-8.4、有機質含量為1.21-1.96g/kg、速效氮含量為102-165mg/kg、速效磷含量為8.8-12.6mg/kg、速效鉀含量為124.5-184.0mg/kg；試驗株行距為100cm*100cm，重復試驗至少3次。

作為對上述方式的限定，選育出的觀賞型菊芋品種性狀為：生育期210-230d，株高246-287cm，莖桿紫色直立，主莖1-4個，分枝12-14個，頭狀花序，舌狀花、金黃色，開花期7/10-10/26，花期時間100-106天，花序直徑8-11cm，花盤直徑3.2-3.7cm，單株花量達到120-180朵；塊莖性狀為梭狀型或鋸齒狀型。

進一步限定品比試驗中土壤條件、土壤中肥料含量、種植行距等參數，以及選育出的菊花品種形狀，得到性能更優(yōu)的菊芋品種。

經由本發(fā)明的選育方法選育得到的觀賞型菊芋品種，具有優(yōu)異的性狀，生育期210-230d，株高246-287cm，莖桿紫色直立，幼苗期葉片顏色深綠色，中后期葉片綠色，主莖1-4個，分枝12-14個，頭狀花序，舌狀花、金黃色，開花期7/10-10/26，花期時間100-106天，花序直徑8-11cm，花盤直徑3.2-3.7cm，單株花量達到120-180朵，畝干花產量80-90公斤，塊莖性狀為梭狀型或鋸齒狀型。在菊芋花開花期、花期時間、花序直徑、花盤直徑等性狀方面相較于現有菊芋品種有顯著提高，選育出花期長、花盤大，具有高營養(yǎng)、高品質菊芋花的觀賞型菊芋品種。

同時，本發(fā)明還提供了一種如上所述的觀賞型菊芋品種的種植方法，采用壟作種植模式，種植密度為行距100cm×株距50cm，起壟底寬30cm，壟高30cm，菊芋植株高40cm時機械除草培土，壟底寬達到40cm。

作為對上述方式的限定，采用由種塊催芽得到的頂芽和腰芽進行種植。

作為對上述方式的限定，種植觀賞型菊芋品種每畝種植地的施肥總量為24kg-36kg，包括尿素為9-13.5kg、二銨5-7.5kg、硫酸鉀10-15kg。

本發(fā)明進一步提供了適宜本發(fā)明選育的觀賞型菊芋品種的種植條件，以利于這種菊芋新品種的種植。

綜上所述，采用本發(fā)明的技術方案，通過確定表型育種指標和遺傳性狀指標作為觀賞型菊芋品種選育方法中重要的選育指標，再結合品種灰色多維綜合比較和品種同異比較的多因素分析方法，從而選育出具有花期長、花盤大，并具有高營養(yǎng)價值和高品質菊芋花的觀賞型菊芋品種。選育出的觀賞型菊芋品種，具有優(yōu)異的遺傳性狀，在菊芋花開花期、花期時間、花序直徑、花盤直徑等性狀方面相較于現有菊芋品種有顯著提高，更利于對菊芋花的開發(fā)利用。此外，本發(fā)明還提供了適宜本發(fā)明的觀賞型菊芋品種的種植條件和栽培技術，以利于這種菊芋新品種的廣泛種植、推廣。

附圖說明

構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例二所述的觀賞型菊芋品種植株形態(tài)照片；

圖2為本發(fā)明實施例二所述的常規(guī)菊芋品種植株形態(tài)照片；

圖3為本發(fā)明實施例二所述的觀賞型菊芋品種菊芋花形態(tài)照片；

圖4為本發(fā)明實施例二所述的常規(guī)菊芋品種菊芋花形態(tài)照片。

具體實施方式

實施例一

本實施例涉及觀賞型菊芋品種的選育，選育方法包括以下步驟：

a、以初始開花時間、花期持續(xù)時間、花序直徑、花盤直徑、單株開花數量、秸稈顏色、葉片顏色、葉片性狀、塊莖顏色、塊莖性狀、生育期、株高、分支數和畝干花產量、畝塊莖產量這些指標作為表型育種指標，從國內外的21個菊芋品種資源中進行選育篩選；依據上述指標，對第二代(F2)及以后世代田間中選單株進行多目標性狀評價與選擇，將單株劃分為三個等級，一等單株為重點單株，以后世代重點觀察選擇；二等單株為一般單株，可繼續(xù)保留種植，視以后世代株系表現決定取舍；三等單株為較差單株，淘汰；經過連續(xù)5代植株系統選育，逐年篩選，篩選出初始開花時間在7月中旬以前、花期持續(xù)時間在80天以上、花序直徑在8cm以上、花盤直徑大于3cm、單株開花數量大于120朵、秸稈顏色為紫色、葉片顏色為綠色、塊莖顏色為紫紅色、塊莖性狀為梭狀型或鋸齒狀型、生育期小于230天、株高低于220cm、分支數大于12個、畝干花產量60kg以上、塊莖每畝產量1500kg以上的4個品系，系統命名為LF-31、LF-32、LF-33、LF-34；

b、將步驟a篩選出的4個品系LF-31、LF-32、LF-33、LF-34與對照品系青芋2號進行品比試驗，以初花期時間、花期天數、畝鮮秸稈產量、畝塊莖產量、生物總產量(生物總產量為畝鮮秸稈產量與畝塊莖產量的總和)5個遺傳性狀指標作為篩選評價指標；品比試驗種植條件為試驗小區(qū)長20米、寬10畝，供試土壤為粘土，供試土壤的耕種層pH值8.1、有機質含量1.76g/kg、速效氮含量115mg/kg、速效磷含量9.8mg/kg、速效鉀含量154.0mg/kg，試驗設計株行距為100cm*100cm，3次重復，田間隨機排列；品比實驗過程詳細記錄菊芋生長期間各試驗小區(qū)的菊芋生長情況，通過田間考種、登記列表，再應用品種同異比較方法進行品種比較分析，試驗結果如下表所示：

依據灰關聯度法得到初花期時間、花期天數、畝鮮秸稈產量、畝塊莖產量、和生物總產量5個遺傳性狀的權重，在10月收獲時以單株收，選擇單株產量2kg以上，單株菊芋花產量0.1kg以上的菊芋材料單獨保存以作來年種子，進行為期5年的品比試驗，通過品種灰色多維綜合比較和品種同異比較方法，選育出觀賞型菊芋品種LF-31(廊芋31號)。

實施例二

本實施例涉及本發(fā)明選育出的觀賞型菊芋品種的性狀評價。

選擇東北、西北、華南、河北不同區(qū)域選育的廊芋31號與現有菊芋品種吉芋5號、長嶺資源、神芋1號、吉芋4號、吉芋1號、青芋2號、南芋2號共8個菊芋品種進行了品比試驗，以花期時間、花期天數、單株干花產量、花序直徑、花盤直徑5個遺傳性狀指標作為性狀評價指標；品比試驗種植條件為試驗小區(qū)長20米、寬10畝，供試土壤為粘土，供試土壤的耕種層pH9.6、有機質含量1.78g/kg、速效氮含量105mg/kg、速效磷含量10.4mg/kg、速效鉀含量162.0mg/kg，試驗設計株行距為100cm*100cm，3次重復，田間隨機排列；品比實驗過程詳細記錄菊芋生長期間各試驗小區(qū)的菊芋生長情況，通過田間考種、登記列表，再應用品種同異比較方法進行品種比較分析，試驗結果如下表所示：

依據灰關聯度法得到花期時間、花期天數、株干花產量、花序直徑、和花盤直徑5個遺傳性狀的權重，通過上表的定量分析可見，本發(fā)明選育出的觀賞型菊芋品種在菊芋花開花期、花期時間、株干花產量、花序直徑、花盤直徑等遺傳性狀方面相較于現有菊芋品種有顯著提高。

對廊芋31號、吉芋5號、長嶺資源、青芋2號、南芋2號共5個菊芋品種的菊芋花營養(yǎng)成分進行檢測分析，采用全自動酶標儀、可見-紫外分光光度計和生化分析儀分別檢測菊芋花的蛋白質、總糖、總黃酮、低聚果糖、16種氨基酸及鈣、鐵、鋅、硒、砷、鉛的含量，各菊芋品種的菊芋花均分別取自花蕾期、盛花期、凋謝期三個時期，檢測結果如下表所示：

由上表結果可見，廊芋31號的菊芋花營養(yǎng)成分最高。

由此可見，本發(fā)明選育的觀賞型菊芋品種具有花期長、花盤大，菊芋花品質好，營養(yǎng)價值高等優(yōu)勢。

選育出的觀賞型菊芋品種性狀為：生育期210-230d，株高246-287cm，莖桿紫色直立，幼苗期葉片顏色深綠色，中后期葉片綠色，主莖1-4個，分枝12-14個，頭狀花序，舌狀花、金黃色，開花期7/10-10/26，花期時間100-106天，花序直徑8-11cm，花盤直徑3.2-3.7cm，單株花量達到120-180朵，畝干花產量80-90公斤；塊莖性狀呈梭狀型或鋸齒狀型。據李莉主編的《菊芋》一書介紹，菊芋花序分大(>8cm)、中(6-8cm)、小(<6cm)三級，菊芋花盤直徑為1.5cm左右，本發(fā)明選育出的廊芋31號的花序為8-11cm，顯然其花序最大；花盤直徑達到3.2-3.7cm，遠大于通?；ūP；菊芋干花的產量將通常的30-35公斤，提高到80-90公斤，比目前國內現有菊芋品種增產2.57-2.66倍，營養(yǎng)成分顯著提高。

選育的觀賞型菊芋品種的植株形態(tài)如圖1所示，其莖桿紫色直立，相較于圖2所示的常規(guī)菊芋品種的植株形態(tài)，在秸稈分枝量、粗細度及產量方面均顯著提高；選育的觀賞型菊芋品種的菊芋花形態(tài)如圖3所示，相較于圖4所示的常規(guī)菊芋品種的菊芋花形態(tài)，在菊芋花產量方面顯著提高。

實施例三

本實施例涉及本發(fā)明選育出的觀賞型菊芋品種的種植方法，提供觀賞型菊芋新品種的配套種植技術。

實施例3.1

本實施例涉及種植區(qū)域、種植密度對觀賞型菊芋品種種植的影響。

分別在河北省廊坊市安次、廣陽、文安，河北省石家莊市農業(yè)科學院、平山東大吾、鹿泉東莊，天津市武清等地不同生態(tài)區(qū)種植本發(fā)明選育出的觀賞型菊芋品種廊芋31號，試驗4個種植密度:70cm×50cm、80cm×50cm、90cm×50cm和100cm×50cm，隨機區(qū)組設計，三個重復，試驗結果如下表所示：

由上表結果可見，在河北、天津各生態(tài)類型區(qū)，廊芋31號品種配以90cm×50cm和100cm×50cm的種植密度，得到的分枝數、株高、畝鮮秸稈產量、畝塊莖產量、生物總產量及秸稈塊莖比6個性狀與理想性狀之間的綜合同一度最大，屬于強同勢優(yōu)良品種種植密度組合。本發(fā)明的廊芋31號在不同生態(tài)區(qū)域進行試驗，解決了目前品種選育局限于單一區(qū)域的問題。

實施例3.2

本實施例涉及種植土壤、種植模式對觀賞型菊芋品種種植的影響。

分別在河北省廊坊市安次、廣陽、文安，河北省石家莊市平山東大吾、鹿泉東莊，天津市武清等地的不同土壤類型種植本發(fā)明選育出的觀賞型菊芋品種廊芋31號，試驗設壟作、平作兩種模式，種植密度為等行距100cm×株距50cm，起壟底寬30cm，壟高30cm，畝施復合肥(N:P:K＝15:15:8)30kg，株高40cm時機械除草培土，壟底寬達到40cm，隨機區(qū)組設計，三個重復，播期4月1日，11月中旬收獲，種植結果如下表所示：

由上表結果可知，在不同土壤條件(環(huán)境)下，廊芋31號的各主要性狀有明顯不同，說明種植環(huán)境對這種菊芋新品種具有一定影響，通過試驗不同土壤質地對廊芋31號主要性狀指標的影響，以提高廊芋31號的畝干花產量。不同種植模式中，壟作種植模式利于菊芋出苗，能顯著提高菊芋出苗率，為后期合理群體的構建奠定基礎，從而利于解決菊芋抗倒、增產問題。另外，由于菊芋具有多年蓄根生長的特性，留在土壤中的菊芋蓄根和塊莖，易造成來年雜苗根除費工費時的問題，通過試驗確定菊芋株高40cm進行除草是最佳時期，可解決雜苗根除問題。

實施例3.3

本實施例涉及不同部位種芽對觀賞型菊芋品種種植的影響。

在供試土壤為壤土，供試土壤的耕種層pH7.8、有機質含量1.54g/kg、速效氮含量102mg/kg、速效磷含量8.5mg/kg、速效鉀含量136.0mg/kg的土壤條件下種植廊芋31號，試驗設計株行距為80cm*60cm，3次重復，田間隨機排列。種植種塊統一催芽，種塊頂芽長1.5-2.5厘米時，按照種塊的頂芽、腰芽和尾芽分別切塊，分類定植(以M1代表頂芽種植、M2代表腰芽種植、M3代表尾芽種植)，每穴播種2塊種薯，定植時間為4月5日，播種后澆水，10月下旬收獲，種植結果如下表所示：

由上表結果可見，采用不同部位種芽進行種植，對種植結果影響明顯，總結規(guī)律性如下：

①選用不同部位的種芽作為種塊，其出苗時間差異顯著，其中頂芽比腰芽早出苗約5.5天，比尾芽早出苗12.5天，同時M1、M2比M3的幼苗整齊粗壯，說明，菊芋頂芽和腰芽對培育壯苗顯著優(yōu)于尾芽；

②不同部位的種芽對株高影響不大，但是對分枝數有影響，M1、M2間差異不明顯，M1、M2總分枝數明顯高于M3，說明不同部位的種芽對植株的地上部位群體分布影響顯著；

③M1比M2塊莖增產12％，M1比M3塊莖增產27.3％，說明不同部位的種芽對菊芋塊莖的產量差異明顯；

④M1、M2、M3的莖稈與塊莖的比變化極小，說明不同部位的種芽對植株的生物總產量影響是同步的，影響生物總產量變化的主要原因是生長期的時間和幼苗的生長狀況，由此可見使用種塊的腰芽和頂芽作為生產上的重要是豐產的基礎。

實施例3.4

本實施例涉及肥水管理對觀賞型菊芋品種種植的影響。

在供試土壤為砂壤土，供試土壤的耕種層pH8.53、有機質含量1.457g/kg、速效氮含量96.29mg/kg、速效磷含量6.68mg/kg、速效鉀含量144.0mg/kg的土壤條件下種植廊芋31號，4月2日播種，種植株行距為50cm×100cm，3次重復，田間隨機排列，11月中旬收獲，不同施肥條件下種植結果如下表所示：

由上表結果可見，隨施肥量的增加，菊芋植株生長發(fā)育進程加快，植株株高增大，秸稈、塊莖產量、干花產量均得到提高，但秸稈和塊莖產量的增加幅度隨施肥量的增大而逐漸減小，因此，在菊芋種植株行距配置為50cm×100cm時，每畝最佳施肥量為24～36kg，其中尿素為9～13.5kg、二銨5～7.5kg、硫酸鉀10～15kg，由此得出廊芋31號施肥與產量之間的相互關系。