3個苧麻品種三年間產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的變化研究

王輝，，白玉超，付虹雨，王繼龍，劉婕儀，崔丹丹，蘇小慧，崔國賢*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所，湖南長沙410128；2.保險職業(yè)學(xué)院，湖南長沙410114；3.深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司，廣東深圳518105）

苧麻（Boehmeria nivea L.）屬蕁麻科（Urticaceae）苧麻屬（Boehmeria），是一種多年生宿根草本纖維作物[1]。苧麻既是優(yōu)良的纖維作物，也是優(yōu)良的飼料作物，被譽為“中國草”[2]。中國是世界上種植苧麻最早的國家，種植面積和原料產(chǎn)量占全球95%以上，在國際市場上占支配地位[3]。

株高、莖粗、有效株數(shù)、鮮皮厚度和鮮皮出麻率一般被稱為苧麻的五大產(chǎn)量構(gòu)成因素。熊和平等[4]、胡立勇和彭定祥[5]研究發(fā)現(xiàn)苧麻栽培品種的原麻產(chǎn)量與株高、莖粗、有效株數(shù)、鮮皮厚度、鮮皮出麻率之間呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系。通常，苧麻的單位原麻產(chǎn)量可以用單位面積有效株數(shù)、單株鮮皮重、鮮皮出麻率三者的乘積來計算，當(dāng)單位面積有效株數(shù)、單株鮮皮重和鮮皮出麻率三者值都大的時候，原麻產(chǎn)量最高。其中，有效株數(shù)的數(shù)值由分株數(shù)和有效株率決定，單株鮮皮重與株高、莖粗和鮮皮厚度有直接聯(lián)系，兩者受環(huán)境的影響較大，而鮮皮出麻率則主要受品種遺傳特性支配，與植株初生韌皮纖維厚度有關(guān)。

近年來，受多種因素的制約，我國苧麻產(chǎn)量持續(xù)減少，苧麻行業(yè)供需矛盾突出，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到限制[6]。據(jù)2017年中國纖維檢驗局發(fā)布的苧麻精干麻質(zhì)量分析報告顯示，全國苧麻精干麻產(chǎn)量約2.6萬噸，相比2016年減少了56.67%，目前全國苧麻種植面積已處于歷史低位，苧麻原材料存在高達(dá)60%以上的需求缺口[7]。因此，在未來苧麻種植生產(chǎn)中，不僅要在當(dāng)季產(chǎn)量和其他農(nóng)藝性狀上表現(xiàn)優(yōu)異，還要在多年種植栽培過程中發(fā)揮增產(chǎn)潛力，同時具備良好的穩(wěn)產(chǎn)性，才能應(yīng)對當(dāng)前我國苧麻行業(yè)面臨的增產(chǎn)量、提品質(zhì)、提高經(jīng)濟(jì)效益的嚴(yán)峻考驗。本研究分析了長期田間試驗下3個苧麻品種二年產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化特點，并對3個苧麻品種的穩(wěn)產(chǎn)性進(jìn)行了初步闡述。本研究旨在為苧麻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和樣地

試驗所用苧麻種植于“湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家麻類長期田間試驗基地”（113°04＇E，28°10＇N），該區(qū)氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候。試驗品種中苧1號、多倍體1號和湘苧3號，均由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所提供。供試基地土壤含全氮1.3 g／kg，堿解氮81.7 mg／kg，速效鉀148.0 mg／kg，速效磷83.4 mg／kg，有機(jī)質(zhì) 25.0 g／kg。

1.2 試驗設(shè)計

2009年5月 嫩梢扦插育苗，同年6月移栽，株距45.0 cm，栽培密度3.3×104株／hm2，小區(qū)面積20.0 m2，每個品種重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，同年9月底破稈。從2017年頭麻開始至2019年三麻結(jié)束，在每一年每一季苧麻進(jìn)入工藝成熟期（黑稈1／3至黑稈距頂部30.0 cm左右）后，詳細(xì)記錄每個小區(qū)苧麻的農(nóng)藝性狀并測產(chǎn)，各季苧麻的收獲時間如表1所示。田間水、肥管理一致，每一季苧麻苗期各小區(qū)施等量的氮鉀復(fù)合肥，尿素（總氮≥46.2%）和復(fù)合肥（總養(yǎng)分≥45%，N-P2O5-K2O比例為15-15-15）各250.0 kg／hm2，并做好除草、灌溉與排水工作。

表1 苧麻收獲期（月／日）Table 1 The harvest times of Boehmeria nivea（month／day）

1.3 測定項目與方法

株高：在工藝成熟期，用直尺測量苧麻植株基部至葉頂端的距離，每個小區(qū)隨機(jī)測量30株，并取平均值。

莖粗：在工藝成熟期，用游標(biāo)卡尺測量苧麻植株的中間部位，避開葉節(jié)處，每個小區(qū)隨機(jī)測量30株，并取平均值。

無效株和有效株：在工藝成熟期，生產(chǎn)上難以收剝、無利用價值矮小或未成熟的小麻株，稱為無效株。實踐中常以高度不足正常株高1／2的稱為無效株。相反在工藝成熟期能正常收獲的麻株稱為有效株。分株數(shù)=無效株數(shù)+有效株數(shù)；有效株率=有效株數(shù)／分株數(shù)×100%。

鮮皮厚度：在工藝成熟期，將苧麻鮮皮從苧麻莖稈上剝離后，用游標(biāo)卡尺測量鮮皮中部的厚度，每個小區(qū)隨機(jī)測量30片，并取平均值。

鮮皮產(chǎn)量：在工藝成熟期，用電子秤測量每個小區(qū)的鮮皮總產(chǎn)量。

原麻產(chǎn)量：鮮皮經(jīng)“72型”簡易刮麻器刮制后，充分曬干，用電子秤測量原麻產(chǎn)量。

鮮皮出麻率：鮮皮出麻率=原麻產(chǎn)量／鮮皮產(chǎn)量×100%。

敗蔸率：敗蔸率=小區(qū)敗蔸數(shù)量／小區(qū)總蔸數(shù)×100%。

指標(biāo)測定方法參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)范：苧麻》（NY／T1321-2007）[8]及《苧麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[9]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和制圖，利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（v7.05專業(yè)版）對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示測定結(jié)果，對不同收獲期的不同苧麻品種間產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行單因素方差分析，對苧麻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3個苧麻品種主要產(chǎn)量構(gòu)成因素變化

2017-2019年 田間試驗中中苧1號、多倍體1號、湘苧3號三個品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素測定值分別如下表2、表3、表4所示。3年連續(xù)田間試驗中，中苧1號、多倍體1號、湘苧3號的年際株高平均值分別為2.00、2.17、2.23m；莖粗平均值均為1.10 cm；分株數(shù)平均值分別是1.48×105、1.48×105、1.74×105株／hm2；平均有效株率分別是81.46%、84.42%、86.16%；鮮皮平均厚度分別為 1.03、1.07、1.08 mm；鮮皮的平均出麻率分別為12.38%、11.64%、12.07%。

從3年田間試驗中各年間產(chǎn)量構(gòu)成因素均值變化情況來看，3個苧麻品種2018年的各性狀年平均值都普遍高于其他年份。中苧1號、多倍體1號和湘苧3號的平均株高都以2018年最高，分別為2.15、2.26和2.34 m，相比其他年份分別高出5.58%～14.88%、2.21～9.29%和2.99～10.68%，湘苧3號的平均株高最高，為2.34m。中苧1號、多倍體1號和湘苧3號平均莖粗的最大值也出現(xiàn)在2018年，分別為1.15、1.18和1.19 cm；分別高出其他年份5.21%～7.83%、5.08%～14.41%和5.04%～16.81%。3個苧麻品種的平均分株數(shù)則以2019年最多，分別為1.53×105、1.52×105和1.86×105株／hm2，相比其他年份多出 2.55%～7.90%、4.40%～4.60%和 7.41%～12.02%，其中湘苧3號的分株數(shù)要明顯多于其他2個品種。中苧1號、湘苧3號的平均有效株率最高值出現(xiàn)在2018年，分別為83.17%和86.63%，與其他年份相比分別高出1.92%～4.23%和0.54%～2.35%，多倍體1號平均有效株率以2019年最高，為86.28%，高出其他年份2.68%～3.79%。中苧1號和湘苧3號的鮮皮厚度均值都以2018年最大，分別為1.05和1.11 mm，分別比其他年份大0.95%～3.81%和2.70%～6.31%，多倍體1號鮮皮厚度最大值為2017年的1.08 mm，高出其他年份0.93%～2.78%。中苧1號和湘苧3號的鮮皮出麻率均以2017年最大，分別為12.74%和12.51%，較其他年份高出1.65%～6.91%和2.72%～7.99%，多倍體1號則以2018年最大，為12.07%，相比其他年份要高出0.75%～9.94%，整體來看，3個品種間的差異不顯著。

變異系數(shù)是指作物相應(yīng)的品種在不同環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)差占該品種均值的百分比，反映了品種的靜態(tài)穩(wěn)定性變異系數(shù)[10，11]。從表2、3、4中可以看到各年度內(nèi)3個苧麻品種的株高、莖粗、分株數(shù)、有效株率、鮮皮厚度和鮮皮出麻率的變異系數(shù)均小于10%，表明各年度內(nèi)苧麻品種間這些指標(biāo)變異較小。整體來看，3個苧麻品種株高和莖粗的變異系數(shù)較大，穩(wěn)定性相對較弱，其中中苧1號株高的變異系數(shù)最大，為8%，大于湘苧3號的5.83%和多倍體1號的5.07%，而湘苧3號莖粗的變異系數(shù)達(dá)到9.10%，變異幅度最大，稍大于多倍體1號的8.18%，遠(yuǎn)大于中苧1號的4.55%。其次，3個品種分株數(shù)和鮮皮出麻率變異系數(shù)的最大值均在6%左右，分別是湘苧3號的6.49%和多倍體1號的5.76%，而中苧1號和多倍體1號的分株數(shù)與中苧1號和湘苧3號的鮮皮出麻率變異系數(shù)相對較小。最后，3個品種有效株率和鮮皮厚度的變異系數(shù)均在3%左右，變異幅度小，穩(wěn)定性較強(qiáng)。

表2 2017-2019年中苧1號各年的產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 2 The yield components of Zhongzhu No.1 during 2017-2019

表4 2017-2019年湘苧3號各年的產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 4 The yield components of Xiangzhu No.3 during 2017-2019

3年內(nèi)各苧麻品種鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量的變異系數(shù)區(qū)別較大，其中鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量變異系數(shù)最大的均為湘苧3號，分別為12.43%和10.01%，多倍體1號鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量的變異系數(shù)分別為6.00%和6.62%，而中苧1號兩者的差異較大，鮮皮產(chǎn)量變異系數(shù)近5%，低于其他2個品種，原麻產(chǎn)量變異系數(shù)則達(dá)到了9.63%，接近湘苧3號，大于多倍體1號，表明湘苧3號鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量的變異幅度較大，中苧1號鮮皮產(chǎn)量變異幅度較小但原麻產(chǎn)量變異幅度較大，多倍體1號鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量變異幅度均不大。

2.2 不同苧麻品種產(chǎn)量的變化趨勢

2017-2019年 田間試驗中，3個苧麻品種鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量變化趨勢如圖1所示。從圖1中可以看出，中苧 1號和湘苧 3號的鮮皮產(chǎn)量均以 2018年最高，分別為 1.97×104和2.87×104kg／hm2，多倍體1號鮮皮產(chǎn)量以 2019年最高，為 1.89×104kg／hm2，3個品種的鮮皮產(chǎn)量又都以2017年最低，按照中苧1號、多倍體1號和湘苧3號的順序分別為1.62×104、1.69×104和2.26×104kg／hm2。從3個苧麻品種鮮皮產(chǎn)量變化趨勢看，3年田間試驗下中苧1號、多倍體1號和湘苧3號的鮮皮產(chǎn)量均呈上升趨勢，增幅高低依次為：湘苧3號＞多倍體1號＞中苧1號，每年分別增加2.555×103、9.75×102和9.60×102kg／hm2，湘苧3號的增幅要遠(yuǎn)大于多倍體1號和中苧1號，而后兩者的增幅不顯著。

圖1 2017-2019年3個苧麻品種鮮皮產(chǎn)量與原麻產(chǎn)量平均變化Fig.1 The average variation trend on fresh bark yield and fiber yield of 3 ramie varieties during 2017-2019

中苧1號、多倍體1號和湘苧3號的原麻產(chǎn)量均以2018年最高，分別為2.49×103、2.24×103和3.47×103kg／hm2，湘苧3號的產(chǎn)量最高。中苧1號、多倍體1號和湘苧3號原麻產(chǎn)量的最低值均出現(xiàn)在2017年，依次為2.08×103、2.00×103和2.84×103kg／hm2，湘苧3號的最低值要遠(yuǎn)高于其它2個苧麻品種的最低值。在3年田間試驗下，3個苧麻品種的原麻產(chǎn)量變化趨勢不同，其中，多倍體1號的原麻產(chǎn)量變化相對比較平穩(wěn)，每年僅增加3.5 kg／hm2，變化不明顯，中苧1號的原麻產(chǎn)量整體則有少量增加，幅度為每年增加20 kg／hm2，而湘苧3號的原麻產(chǎn)量整體呈上升趨勢，上升的幅度為每年增加1.66×102kg／hm2，在3個苧麻品種中上升趨勢最明顯，增量最大。

2.3 不同苧麻品種產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的相關(guān)分析

從表5可以看出，苧麻株高、分株數(shù)、有效株率、鮮皮產(chǎn)量與苧麻的原麻產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)按大小依次是鮮皮產(chǎn)量（r=0.94）＞分株數(shù)（r=0.71）＞有效株率（r=0.62）=株高（r=0.62），其中鮮皮產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大，分株數(shù)次之，有效株率和株高兩者系數(shù)相等；莖粗與原麻產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，鮮皮厚度和鮮皮出麻率與原麻產(chǎn)量呈正相關(guān)，但是系數(shù)較小，相關(guān)性不強(qiáng)；說明鮮皮產(chǎn)量直接影響著原麻產(chǎn)量，通過提高苧麻的株高、分株數(shù)和有效株率能提高原麻產(chǎn)量，而增加分株數(shù)、有效株率和株高對苧麻原麻產(chǎn)量的提高作用最顯著。另外，苧麻的株高、分株數(shù)、有效株率、莖粗與鮮皮產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.72、0.72、0.64和0.48，其中相關(guān)系數(shù)最大的是株高和分株數(shù)，其次是有效株率和莖粗；鮮皮厚度與鮮皮產(chǎn)量呈弱正相關(guān)，鮮皮出麻率與鮮皮產(chǎn)量則呈負(fù)相關(guān)，說明株高、分株數(shù)、有效株率和莖粗對苧麻鮮皮產(chǎn)量的提高作用明顯，而鮮皮厚度的作用不明顯，鮮皮出麻率在一定程度上可能導(dǎo)致苧麻鮮皮產(chǎn)量的降低。由于株高對苧麻產(chǎn)量的增加有著重要貢獻(xiàn)，通過促進(jìn)株高的生長可以有效提高苧麻產(chǎn)量。表中數(shù)據(jù)顯示，苧麻的株高與有效株率呈極顯著正相關(guān)，且與分株數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

表5 2017-2019年苧麻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性Table 5 Correlation analysis between fiber and yield-related traits of ramie varieties during 2017-2019

3 討論與結(jié)論

作物產(chǎn)量是受多個影響因素制約的復(fù)雜數(shù)量性狀[12-14]，苧麻產(chǎn)量主要由株高、莖粗、有效株數(shù)、鮮皮厚度和鮮皮出麻率五個因素構(gòu)成。相關(guān)分析結(jié)果顯示株高、分株數(shù)和有效株率是苧麻產(chǎn)量構(gòu)成的最重要因素，它們與原麻產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別是0.62、0.71和0.62，與鮮皮產(chǎn)量也呈極顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.72、0.72和0.64，對苧麻產(chǎn)量的提高有重要作用，而莖粗分別與鮮皮產(chǎn)量和原麻產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）和顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.48和0.40，對苧麻產(chǎn)量也有較大的影響，而鮮皮厚度和鮮皮出麻率對苧麻產(chǎn)量的提高雖有影響，但作用不顯著，這與熊和平[4]、胡立勇和彭定祥[5]、白玉超[15]等研究結(jié)果相近。

作物產(chǎn)量是基因型與環(huán)境互作的結(jié)果，在遺傳因素確定后，植物的農(nóng)藝性狀尤其是產(chǎn)量與大氣和土壤等環(huán)境條件有著密切聯(lián)系[16-18]。本研究表明，3個苧麻品種在3年田間試驗中產(chǎn)量變化趨勢不同，其中多倍體1號的原麻產(chǎn)量整體變化趨于平穩(wěn)，未出現(xiàn)減少趨勢，與朱四元[19]和白玉超[15]等研究結(jié)果相左，而中苧1號的原麻產(chǎn)量僅有略微上升趨勢，湘苧3號的原麻產(chǎn)量變化趨勢則有明顯提高。導(dǎo)致3個苧麻品種產(chǎn)量出現(xiàn)不同變化趨勢的原因，可能與苧麻品種間面對環(huán)境反應(yīng)存在差異有關(guān)[20，21]。本試驗中3個苧麻品種，中苧1號是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所用雜交育種方法獲得的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗品種，具有植株挺拔、莖稈粗壯、光合效率高、分蔸能力強(qiáng)、發(fā)蔸快、抗逆性強(qiáng)的特點[22]；多倍體1號由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所選育成功，根系入土深，分株力強(qiáng)，具備耐低溫、生長迅速、前期生長勢強(qiáng)、耐旱、耐貧瘠等能力；湘苧3號則是湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所由廣西黑皮蔸經(jīng)自由授粉的后代中選育而成的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病品種，該品種適應(yīng)性廣，具有較強(qiáng)抗旱性，高抗花葉病[23]。外界因素對苧麻的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素有著較大影響，大量研究表明外界因素與苧麻產(chǎn)量的變化密切相關(guān)。敖紅斌等認(rèn)為氣溫、降水和日照變化是影響苧麻產(chǎn)量的重要因素[24-26]。

苧麻產(chǎn)量的提高是外界因素和產(chǎn)量構(gòu)成因素之間協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合過程。苧麻作為多年生植物，生長期可達(dá)二十多年以上，在長期栽培過程中其產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素容易受到連作障礙和諸多不良環(huán)境因子的影響[27，28]，導(dǎo)致苧麻生長發(fā)育不良甚至減產(chǎn)。因此，要使長期栽培中的苧麻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，首先應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件、土壤條件及苧麻的纖維產(chǎn)量、纖維品質(zhì)和抗逆性等多個方面對苧麻品種進(jìn)行篩選，優(yōu)先選取適宜當(dāng)?shù)卦耘?、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良品種；其次在栽培管理中要采取冬培壯蔸、中耕除草、季季追肥、防旱、防漬、防風(fēng)、防霜，防治病蟲草害，及時收獲等技術(shù)措施。