品種密度互作對胡麻抗倒伏特性的影響

郭芳，?？×x，高珍妮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州　730070)

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品種密度互作對胡麻抗倒伏特性的影響

郭芳，?？×x，高珍妮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州730070)

摘要：【目的】 探討不同種植密度對不同胡麻品種抗倒伏能力的影響.【方法】 以‘定亞23號’‘晉亞10號’和‘輪選3號’為試驗(yàn)材料，設(shè)置525、750、975萬粒/hm23個(gè)密度梯度，測定植株莖稈的物理性狀、力學(xué)和抗倒伏特性，并分析莖稈性狀與抗倒伏特性的相關(guān)性.【結(jié)果】 ‘定亞23號’的株高和重心高度較‘輪選3號’分別高出了4.61%和8.95%，不利于植株的抗倒伏，‘輪選3號’在各個(gè)生育時(shí)期莖粗與壁厚都較高，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗倒伏能力；種植密度由525萬粒/hm2增加到750萬粒/hm2時(shí)，‘晉亞10號’的倒伏指數(shù)增加了1.40%，而‘定亞23號’增加了11.92%.【結(jié)論】 種植密度的增加對抗倒伏能力差的品種影響更大，對中抗型品種的影響則相對較小.

關(guān)鍵詞：胡麻；種植密度；品種；莖稈性狀

倒伏是由外界因素引發(fā)的植株莖稈從直立狀態(tài)到永久錯(cuò)位的現(xiàn)象，是作物生產(chǎn)中普遍存在的問題，已成為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要限制因素之一[1].在農(nóng)業(yè)工程新技術(shù)研究應(yīng)用中學(xué)者已把抗倒伏作為育種的三大主攻目標(biāo)之一[2].近年來，作為我國五大油料作物之一的胡麻，其主產(chǎn)品胡麻油不但在工業(yè)上有特殊用途，更逐步成為胡麻產(chǎn)區(qū)群眾主要食用油的來源，在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要意義[3].隨著市場的不斷拉動(dòng)，我國胡麻種植面積占世界總種植面積的比例不斷擴(kuò)大，從2005年的13.92%到2009年的30%.胡麻的種植主要集中在甘肅、內(nèi)蒙古、山西等地.2009年，甘肅省胡麻種植面積達(dá)13.3萬hm2，占全國的30%左右，總產(chǎn)15.8萬t，占全國的41%，籽粒產(chǎn)量占全國生產(chǎn)的40%以上，均居全國首位[4].胡麻生長后期如遇大風(fēng)陰雨天氣，極易發(fā)生倒伏，并且由于栽培技術(shù)尚未配套，盲目地種植過密，導(dǎo)致植株瘋長，甚至倒伏，對產(chǎn)量影響較大，因此，倒伏是目前胡麻生產(chǎn)上存在的主要問題[5].目前，國內(nèi)外學(xué)者對于農(nóng)作物倒伏的研究很多，但大多圍繞著小麥、玉米、水稻等作物展開，對于胡麻的研究則相對較少.朱新開認(rèn)為矮稈基部節(jié)間較短、重心高度較低、穗下節(jié)間較長且株高構(gòu)成指數(shù)大的植株有利于小麥抗倒伏.水稻倒伏不僅與材料性質(zhì)有關(guān)，而且還與其結(jié)構(gòu)，如莖高、莖粗、壁厚等有關(guān)[6-9].玉米的莖倒伏發(fā)生不但與其植株農(nóng)藝性狀有關(guān)[10-13]，更與其莖稈機(jī)械抗折力等有密不可分的關(guān)系[14-16].

本試驗(yàn)以‘定亞23號’‘晉亞10號’以及‘輪選3號’為試驗(yàn)材料，通過對其不同種植密度下的植株莖稈性狀、力學(xué)性質(zhì)及產(chǎn)量的研究，分析不同密度條件下及與產(chǎn)量相關(guān)的植株性狀的變化規(guī)律，旨在進(jìn)一步明確胡麻的抗倒伏機(jī)理，從而為胡麻的抗倒伏栽培提供科學(xué)依據(jù).

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年3～8月在甘肅省蘭州市榆中縣良種場進(jìn)行.以品種和種植密度為試驗(yàn)因素，品種選倒伏性有差異的3個(gè)品種：V1：‘定亞23號’、V2：‘晉亞10號’、V3：‘輪選3號’.種植密度設(shè)3個(gè)水平：D1：525萬粒/hm2、D2：750萬粒/hm2、D3：975萬粒/hm2，3次重復(fù)，小區(qū)面積5 m×3.2 m=16 m2.各小區(qū)施肥量均為112.5 kg N/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 52.5 kg/hm2；氮、磷、鉀肥分別為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀.磷、鉀肥均作為基肥施用；氮肥的2/3作為基肥，1/3作為追肥于現(xiàn)蕾前追施.灌溉定額均為2 700 m3/hm2，于分莖、現(xiàn)蕾、盛花期分別灌溉1 200、900、600 m3/hm2.具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1.

表1　不同種植密度下胡麻品種試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2測定指標(biāo)和方法

1.2.1株高以子葉節(jié)為起點(diǎn)，將尺子順著胡麻主莖量到生長點(diǎn)(頂部).

1.2.2莖粗、壁厚用游標(biāo)卡尺測定莖稈子葉節(jié)以上5 cm處的直徑；用解剖刀將莖稈切開，用游標(biāo)卡尺測量壁厚.

1.2.3重心高度將植株從地平面水平截下，將植株橫放，用食指水平托起植株，平衡時(shí)手指所在位置距離莖稈基部的距離為重心高度[17].

1.2.4莖稈抗折力采用日本DIK7401/DIK-7404植物倒伏測定儀.將儀器貼住作物莖稈向前推壓，直到作物與地面呈45°夾角，便可測定其受力數(shù)據(jù).

1.2.5倒伏率田間的倒伏面積是抗倒性的直接體現(xiàn).植株傾斜度大于45°的面積占小區(qū)面積的百分率.

1.2.6倒伏指數(shù)抗倒伏指數(shù)LC=HG/S.其中H為重心高度(重心到地面的垂直距離)，G為地上部單莖鮮質(zhì)量，S為莖稈抗折力.

1.2.7產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成胡麻成熟時(shí)，隨機(jī)取樣、記產(chǎn)，考察分莖數(shù)、單株蒴果數(shù)、千粒質(zhì)量等指標(biāo).

1.3數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)結(jié)果采用Excel和SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.

2結(jié)果與分析

2.1品種和密度對胡麻株高和重心高度的影響

由表2可知，胡麻株高和重心高度存在明顯的品種間差異.3個(gè)品種中，在子實(shí)期，‘定亞23號’的株高和重心高度最高，分別是80.27 cm和47.83 cm，較最矮的‘輪選3號’分別高出了4.61%和8.95%.不同種植密度比較，3個(gè)胡麻品種的株高和重心高度均表現(xiàn)出播種密度975萬粒/hm2>750萬粒/hm2>525萬粒/hm2.且3個(gè)種植密度之間差異達(dá)到顯著水平，‘定亞23號’‘晉亞10號’和‘輪選3號’的株高在高密度條件下比低密度條件下分別增加了2.35%、4.38%和2.13%，而重心高度則分別增加了17.98%、12.51%和10.00%.由此可見，種植密度對抗倒伏能力較差的品種影響更大，適當(dāng)?shù)慕档秃榈姆N植密度，可有效降低植株株高和重心高度，從而增加植株的抗倒伏能力.

表2　品種和密度對胡麻株高和重心高度的影響

表中同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.2品種和密度對胡麻莖粗和壁厚的影響

胡麻的莖粗與壁厚受品種與種植密度的影響較為顯著(圖1、圖2).從品種來看，‘輪選3號’作為抗倒伏能力較強(qiáng)的品種，莖粗與壁厚值都較高，在種植密度為975萬粒/hm2時(shí)，‘定亞23號’在子實(shí)期莖粗比現(xiàn)蕾期下降了8.39%，‘輪選3號’下降幅度較低，‘晉亞10號’居中.隨著種植密度的增加，莖粗與壁厚都表現(xiàn)出了不同程度地減小.當(dāng)接種密度由750萬粒/hm2增加到975萬粒/hm2時(shí)，減小較為明顯.3個(gè)品種胡麻的莖粗與壁厚對種植密度的反應(yīng)趨勢一致，即當(dāng)接種密度由525萬粒/hm2增加到750萬粒/hm2時(shí)，莖粗與壁厚保持相對穩(wěn)定或稍有增加，使植株保持一定的抗倒伏能力.而到成熟期，莖稈由于失水，莖粗與壁厚都有明顯的縮小.

圖1　品種和密度對胡麻莖粗的影響Fig.1　Effect of variety and density on flax stem diamter

圖2　品種和密度對胡麻壁厚的影響Fig.2　Effect of variety and density on flax wall thickness

2.3品種和密度對胡麻抗折力、倒伏指數(shù)和產(chǎn)量性狀的影響

由表3可知，品種間產(chǎn)量及力學(xué)指標(biāo)差異顯著.‘輪選3號’千粒質(zhì)量高、單株蒴果數(shù)多、秕粒率低，產(chǎn)量最高.‘定亞23號’千粒質(zhì)量雖高，但秕粒率較高，導(dǎo)致產(chǎn)量低.不同種植密度比較，種植密度較高時(shí)，造成植株的大面積倒伏，使得植株的分莖數(shù)較少，胡麻種子由于營養(yǎng)物質(zhì)的流失而最終導(dǎo)致千粒質(zhì)量減少.單株蒴果數(shù)在種植密度為750萬粒/hm2時(shí)最高.植株的倒伏指數(shù)是植株地上部分鮮質(zhì)量與重心高度的乘積比抗折力的值，倒伏指數(shù)越高，則表示植株的抗倒伏能力越差.從表中可以看出，植株的倒伏指數(shù)不論是在品種間還是不同種植密度間均差異較為顯著.但種植密度由525萬粒/hm2增加到750萬粒/hm2時(shí)，影響更大，3個(gè)品種的倒伏指數(shù)分別增加了11.92%、1.40%和1.92%，這表示，種植密度的增加對抗倒伏能力差的品種影響更大，中抗型品種的影響較小，高抗型品種居中.

表3　品種和密度對胡麻抗折力、倒伏指數(shù)和產(chǎn)量性狀的影響

表中同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.4胡麻倒伏特性與莖桿物理性狀、力學(xué)特性的相關(guān)性

與大多數(shù)大田作物一樣，3個(gè)不同品種的胡麻株高和重心高度成正相關(guān)，即植株莖稈高度增加后，重心高度也隨之增加，導(dǎo)致植株易倒伏.從表4中可以看到，胡麻莖稈的抗折力與株高和重心高度成負(fù)相關(guān)，且與重心高度的差異較明顯，反之與莖粗和壁厚都成正相關(guān)，其中，莖稈的抗折力與胡麻莖稈的壁厚的正相關(guān)較顯著，胡麻莖稈壁厚的植株抗折力更高，抗倒伏能力更強(qiáng).田間的倒伏率與植株各生理指標(biāo)差異顯著，莖稈的重心高度更能影響田間的倒伏率，重心高度越高的植株越容易引起植株倒伏率的增加，而田間的倒伏率與產(chǎn)量呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，大面積的倒伏會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量的大幅度降低.

表4　胡麻倒伏特性與莖桿物理性狀、力學(xué)特性的相關(guān)性

*表示0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)；**表示0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān).

3討論與結(jié)論

種植密度顯著影響著胡麻的抗倒伏能力，高產(chǎn)栽培應(yīng)保證一定數(shù)量的群體數(shù)目并需要足夠大的生物產(chǎn)量[18]，但可能會(huì)增大倒伏的風(fēng)險(xiǎn).一般認(rèn)為，種植密度的加大會(huì)加劇胡麻個(gè)體間對養(yǎng)分、水分和光照的競爭，通風(fēng)透光條件差，使植株的莖桿變細(xì)，高度增加，生長勢弱，增加了倒伏的可能性，而導(dǎo)致減產(chǎn).陳雙恩等[18]應(yīng)用倒伏指數(shù)對亞麻的抗倒性狀進(jìn)行分析評價(jià).田間倒伏面積是作物抗倒伏性的最直接體現(xiàn)，最能反映作物的抗倒伏能力.抗倒性在胡麻新品種選育中顯得極為重要，也是胡麻生產(chǎn)中亟待解決的問題，應(yīng)該是育種工作者今后研究的重點(diǎn).

本研究從莖稈性狀、力學(xué)特征角度出發(fā)分析了不同種植密度對胡麻莖稈抗倒伏能力的影響.結(jié)果表明，隨著種植密度的提高，株高與重心高度也隨之增加，而分莖數(shù)與千粒質(zhì)量都隨著種植密度的增加而降低，產(chǎn)量則是呈現(xiàn)先升后降的趨勢.這說明適當(dāng)?shù)奶岣咧仓甑姆N植密度，不會(huì)降低植株的抗倒伏能力，也不會(huì)降低產(chǎn)量.3個(gè)品種的莖粗與壁厚對種植密度的反應(yīng)較為一致，當(dāng)播種密度由525萬粒/hm2增加到750萬粒/hm2時(shí)，莖粗與壁厚保持穩(wěn)定或稍有增加，使植株保持一定的抗倒伏能力.當(dāng)種植密度過高時(shí)，對抗倒伏能力最差的品種‘定亞23號’影響較大，而對中抗型的‘晉亞10號’影響程度不顯著，高抗型品種‘輪選3號’次之.

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(責(zé)任編輯趙曉倩)

Effects of variety and density interaction on flax lodging resistance

GUO Fang,NIU Jun-yi,GAO Zhen-ni

(College of Agronomy,Gansu Agricultural University,Gansu Provincial Key Lab of Ariland Crop Science,Lanzhou 730070,China)

Abstract：【Objective】 To investigate the effects of different planting density on lodging resistance of different species of flax.【Method】 Variety ‘Dingya 23’‘Jinya 10’ and ‘Lunxuan 3’ were used by 3 densities (5.25,7.5 and 9.75 million grains/hm2).The physical characteristics,mechanical and lodging resistance traits of stem were determined,and the correlation between ability to lodging resistance and stalk characteristics was analyzed.【Result】 The plant height and height of gravity center of ‘Dingya 23’ had 4.61% and 8.95% high than ‘Lunxuan 3’,which showed sensitive for lodging of plants,‘Lunxuan 3’ had a higher stem diameter and wall thickness in each growth period,which showed a stronger lodging resistance.The lodging index of ‘Jinya 10’ and ‘Dingya 23’ increased by 1.40% and 11.92% when planting density increased from 5.25 million grains/hm2to 7.5 million grains/hm2.【Conclusion】 Planting density has more effect on low lodging resistance varieties,less effect on middle lodging resistance varieties.

Key words：flax；planting density;varieties;culm traits

通信作者：?？×x，男，博導(dǎo)，研究方向?yàn)樽魑镌耘嗯c生理生態(tài).E-mail：niujy@gsau.edu.cn

基金項(xiàng)目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-17-GW-9).

收稿日期：2013-11-27；修回日期：2014-01-02

中圖分類號：S 565.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1003-4315(2016)03-0072-05

第一作者：郭芳(1988-),女,碩士研究生,研究方向?yàn)樽魑镌耘嗯c生理生態(tài).E-mail：guogps@163.com