環(huán)境因子與胡麻產(chǎn)量及品質(zhì)相關(guān)性研究

黨 照，張建平，王利民，趙 瑋，李聞娟

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，甘肅 蘭州 730070）

胡麻是我國對油用亞麻和油纖兼用亞麻的俗稱，主要分布在甘肅、山西、內(nèi)蒙古、寧夏、河北、新疆等6?。▍^(qū)）。青海、陜西，吉林、黑龍江、西藏、云南、貴州、廣西、山東等?。▍^(qū)）有零星種植。胡麻具有抗旱、耐寒、耐瘠薄等特點，是我國西北、華北高寒干旱地區(qū)傳統(tǒng)種植的主要油料作物，也是該地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物［1-3］。

不同地域的環(huán)境因子不同，從而對胡麻品質(zhì)的影響也不同。環(huán)境因子對作物品質(zhì)的影響在其他作物中研究的較多。林素蘭等［4］研究表明，小麥品質(zhì)性狀是由品種遺傳特性和環(huán)境因素共同作用的復(fù)雜性狀。 Grausgruber H［5］、于亞雄等［6］認(rèn)為小麥蛋白質(zhì)和濕面筋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要受地點生態(tài)環(huán)境的影響，而面團(tuán)流變學(xué)特征則主要由品種遺傳特性決定，但也受生態(tài)環(huán)境等因素的影響?？梢姯h(huán)境因素對品質(zhì)的影響較大，且在大作物上研究的較多，但在胡麻上研究較少。我們采用田間記載與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，分析了不同生態(tài)區(qū)環(huán)境因子的變化對胡麻品種的產(chǎn)量和品質(zhì)特性的影響，以期為胡麻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試胡麻品種（系）為張亞2號（高亞麻酸品種，亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%～55%）、皋蘭白、臨夏白、山丹白，均為白粒品種；STS、DYM（低亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)品種，亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%～35%）、隴亞10號（CK）。均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所胡麻課題組提供。

1.2 試驗區(qū)概況

試驗選取甘肅省平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)、甘肅省永登縣、甘肅省天?？h、河北省張家口市橋北區(qū)、甘肅省民樂縣、甘肅省古浪縣等6個不同環(huán)境氣候區(qū)作為試驗地點。各試驗地點的環(huán)境因子指標(biāo)見表1。

1.3 試驗方法

試驗分設(shè)在6個不同生態(tài)區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積13.34 m2，每小區(qū)種植10行胡麻，每行播種1 000粒。播前耙磨整地，結(jié)合整地施磷酸二銨300 kg/hm2、尿素112.5 kg/hm2作基肥。其他管理方法按大田管理進(jìn)行，成熟時按小區(qū)收獲后留種備用。

1.4 測定方法

利用氣相色譜分析儀（型號：Agilent7820A）檢測備用胡麻籽粒的品質(zhì)特性。品質(zhì)分析采用配置FID，分流/不分流進(jìn)樣口的Agilent 7820 GC檢測，以及AT-FFAP色譜柱（30 m×320 mm×0.33 μm）。進(jìn)樣口溫度250 ℃、分流比60∶1、柱流速（N2）2 mL/min，恒流模式；FID溫度300 ℃；H2流速40 mL/min；空氣流速400 mL/min；尾吹氣（N2）流速 30 mL/min； 柱溫程序 210 ℃恒溫 8 min［7-8］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

各試驗點各品種間脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、產(chǎn)量、含油率均取平均值，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。利用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)分析。將6個試驗點的環(huán)境因子由低到高或由小到大順序排列，以便利用折線圖來表達(dá)在不同環(huán)境因子下各脂肪酸的走勢（表2）。

表1 不同試驗點的環(huán)境因子

表2 不同環(huán)境因子排列順序

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境因子對胡麻籽粒脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

從圖1 a可以看出，隨著緯度的升高，各脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢不同。其中，棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著緯度的升高而逐漸下降；油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)先呈下降趨勢，到緯度36°48′處開始上升，37°20′時達(dá)到最高，隨后又開始下降，最后在40°30′處略有回升；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著緯度的升高呈先上升后逐漸下降趨勢，最高點出現(xiàn)在36°48′； 亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)開始上升， 在 36°29′～37°20′處下降，37°20′為最低點，隨后開始上升，緯度38°26’ 與40°30′之間基本持平。

由圖1 b可以看出，隨著經(jīng)度的變化，棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢與緯度關(guān)系不大；油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著經(jīng)度的升高呈現(xiàn)波動變化趨勢，在102°42′處達(dá)到最高；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在102°40′處達(dá)到最高，隨后開始逐漸下降；亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)先隨經(jīng)度的升高而逐漸下降，后有所回升，然后又下降，經(jīng)度大于107°20′后顯著升高。

通過圖1 c可以看出，隨著海拔高度的逐漸升高，棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變；油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先降后升再降的變化趨勢，海拔1 700 m時達(dá)到最高；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在海拔1 200～1 400 m時逐漸下降，1 400 m后呈持續(xù)上升的趨勢；亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先升后降的變化趨勢，在海拔1 700 m達(dá)到最低點，然后上升，在海拔2 200～2 500 m時又略有下降。

由圖1 d可以看出，在年平均氣溫的逐步升高的情況下，各脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)不同的變化趨勢，棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨年平均氣溫的升高變化不大；油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先降后升再降再升的變化趨勢，最高點出現(xiàn)在5.3 ℃；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著年平均氣溫的升高持續(xù)緩慢下降；亞麻酸呈先升后降再升再降的變化趨勢，最高點出現(xiàn)在7.5 ℃。

由圖1 e可以看出，隨著年日照時數(shù)逐步升高，棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不變，硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2 884～2 912 h時略微升高；油酸開始持續(xù)下降，直到2 884 h后開始上升；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高點出現(xiàn)在2 633 h，隨后開始下降，在2 800 h后小幅回升；亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)先逐漸上升，最高點在2 884 h，然后開始下降。

由圖1 f可以看出，在年降水量逐步升高的情況下，各脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)走勢不同，棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨年降水量逐步升高基本保持不變；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在年降水量406.0 mm后開始明顯上升；油酸和亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢相反，在油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)回落時亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升，在油酸上升時亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)回落。亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高點出現(xiàn)在406.0 mm。

圖1 環(huán)境因子對脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由圖1 g可見，隨著無霜期天數(shù)逐漸增多，棕櫚酸、硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不受影響；油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在141 d后開始有上升趨勢；亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在135 d后開始緩慢下降；亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在120 d時達(dá)到最高，141 d時最低，與油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢相反。

2.2 環(huán)境因子與胡麻籽粒脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)性

通過表3可以看出，海拔與棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系，與油酸和亞麻酸呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；年平均氣溫與棕櫚酸、硬脂酸、油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系，與亞油酸和亞麻酸呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；年日照時數(shù)與亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系，與其他脂肪酸均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；年降水量與油酸成負(fù)相關(guān)關(guān)系，與其他脂肪酸均呈正相關(guān)關(guān)系；無霜期與亞麻酸呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與其他脂肪酸均呈正相關(guān)關(guān)系。其中棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與海拔之間正相關(guān)系數(shù)最高，為0.49；與年日照時數(shù)之間負(fù)相關(guān)系數(shù)最高，為-0.56。硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與無霜期正相關(guān)系數(shù)最高，為0.60；與年日照時數(shù)負(fù)相關(guān)系數(shù)最高，為-0.08。油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與無霜期之間正相關(guān)系數(shù)最高，為0.63；與年日照時數(shù)之間的負(fù)相關(guān)系數(shù)最高，為-0.47。亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與海拔之間正相關(guān)系數(shù)最高，為0.64，與年平均氣溫負(fù)相關(guān)最高，為-0.47；亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與年日照時數(shù)之間的正相關(guān)最高，為0.54；與無霜期之間的負(fù)相關(guān)最高，為-0.69。各相關(guān)系數(shù)均未達(dá)到顯著水平。

表3 環(huán)境因子與各脂肪酸的相關(guān)性

表4 不同試驗點參試胡麻品種（系）的含油率

2.3 不同試驗點的胡麻含油率

從表4可以看出，不同試驗點胡麻含油率以張家口最高，平均達(dá)40.59%；民樂居第2位，平均40.31%，這2個試驗點之間差異不顯著，且均與平?jīng)鳇c差異也不顯著，與其他試驗點差異達(dá)極顯著水平。不同胡麻品種含油率以張亞2號最高，平均為40.66%；隴亞10號居第2位，平均為40.49%，這2個品種之間差異不顯著，均與臨夏白、山丹白之間差異顯著，與皋蘭白、STS和DYM之間差異達(dá)極顯著水平。

2.3 環(huán)境因子與不同胡麻品種產(chǎn)量及含油率的相關(guān)性

從表5可以看出，海拔與張亞2號產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與STS產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)為0，與其余品種產(chǎn)量呈正相關(guān)。年平均氣溫與STS、隴亞10號產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與DYM產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與皋蘭白、臨夏白產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與張亞2號、山丹白產(chǎn)量呈正相關(guān)。年日照時數(shù)與臨夏白、山丹白產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與其余品種產(chǎn)量呈正相關(guān)。年降水量與臨夏白產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與皋蘭白、山丹白、STS、隴亞10號產(chǎn)量呈正相關(guān)，與張亞2號、DYM產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。無霜期與張亞2號產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與皋蘭白、STS、DYM、隴亞10號產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與臨夏白、山丹白產(chǎn)量呈正相關(guān)。

從表6可以看出，海拔與所有品種的含油率均呈負(fù)相關(guān)。年平均氣溫僅與山丹白含油率呈負(fù)相關(guān)，與其他品種含油率呈正相關(guān)。年日照時數(shù)與DYM含油率相關(guān)系數(shù)為0，與臨夏白、山丹白、隴亞10號含油率呈正相關(guān)，與張亞2號、皋蘭白、STS含油率呈負(fù)相關(guān)。年降水量與各品種含油率均呈正相關(guān)。無霜期與張亞2號含油率呈正相關(guān)，與其余品種含油率呈負(fù)相關(guān)。

表5 不同環(huán)境因子與不同胡麻品種產(chǎn)量的相關(guān)性

表6 不同環(huán)境因子與不同胡麻品種含油率的相關(guān)性

3 小結(jié)與討論

研究表明，隨著各環(huán)境因子的變化，各脂肪酸走勢各不相同。其中棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同環(huán)境下變化不大，說明這兩種脂肪酸基本不受各環(huán)境因子的影響；亞油酸的變化趨勢比較平緩，升降幅度不大，基本保持相對穩(wěn)定的比例；隨環(huán)境因子的變化，油酸和亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)走勢基本呈相反趨勢，即當(dāng)油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升時亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，當(dāng)油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降時亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升。環(huán)境因子與脂肪酸的各相關(guān)系數(shù)均未達(dá)到顯著水平。海拔僅與張亞2號產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與其他品種均呈正相關(guān)；年平均氣溫與STS、隴亞10號產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)，與DYM產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；年降水量與臨夏白產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，無霜期與張亞2號呈顯著負(fù)相關(guān)。

不同試驗點間的胡麻含油率以張家口最高，平均達(dá)40.59%；民樂居第2位，平均40.31%。不同胡麻品種含油率以張亞2號最高，平均為40.66%；隴亞10號居第2位，平均為40.49%。海拔與所有胡麻品種含油率均呈負(fù)相關(guān)，說明海拔對含油率有抑制作用；年平均氣溫除山丹白外與含油率均呈正相關(guān)，說明年平均氣溫對含油率有一定的促進(jìn)作用；年降水量與所有胡麻品種含油率均呈正相關(guān)，說明對含油率有促進(jìn)作用。

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