旱地胡麻同化物積累和分配與產(chǎn)量形成對(duì)輪作模式的響應(yīng)

王海娣，吳兵，高玉紅*，李瑛，李文珍，剡斌，崔政軍，王瑛澤，趙邦慶

（1.甘肅省干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州，730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州，730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州，730070；4.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西，743000）

胡麻（Linum usitatissimumL）是我國(guó)西北地區(qū)和華北地區(qū)種植的主要高附加值的特色油料作物和經(jīng)濟(jì)作物之一[1]。胡麻喜冷涼，耐寒、抗旱性較強(qiáng)，主要種植在土壤瘠薄的區(qū)域或地塊上。胡麻籽富含亞油酸、亞麻酸、木酚素等多種人體所需營(yíng)養(yǎng)成分，胡麻油富含可溶性植物纖維素、木酚素、α-亞麻酸及各種不飽和脂肪酸，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]，隨著人們生活水平的日益提高，合理健康的飲食越來(lái)越被人們重視，胡麻油倍受人們的青睞[3]，致使胡麻市場(chǎng)需求日益增加。然而，胡麻是不耐連作作物，不合理的種植制度使得胡麻連作年限延長(zhǎng)，連作障礙不斷加重[4]，產(chǎn)生一系列問(wèn)題，諸如雜草蔓延，胡麻立枯病、枯萎病等土傳病害持續(xù)增加；土壤水肥偏耗，造成土壤貧瘠，加劇土傳病害傳播，導(dǎo)致胡麻產(chǎn)量下滑，籽粒品質(zhì)不佳，嚴(yán)重影響我國(guó)胡麻產(chǎn)量和品質(zhì)的形成，從而制約胡麻產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展[5]。

合理輪作不僅能夠促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、提升輪作系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，還能改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)田水土與生物資源高效利用[6]。不同輪作模式和茬口對(duì)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)具有不同程度的影響，從而影響后茬作物的生長(zhǎng)發(fā)育[7]?？茖W(xué)合理的輪作模式是解決連作障礙的最佳途徑[8,9]，既能有效協(xié)調(diào)不同作物對(duì)養(yǎng)分的需求，還使土壤保持較長(zhǎng)久的生產(chǎn)潛力。輪作可促進(jìn)和協(xié)調(diào)作物干物質(zhì)量的積累與分配，張海斌[10]等研究表明，綠肥作物春翻-綠肥作物夏翻-馬鈴薯輪作模式下馬鈴薯塊莖最大干物質(zhì)積累速率和干物質(zhì)快速積累期的干物質(zhì)平均積累速率最高。程學(xué)剛[11]等研究指出，小麥-大豆、玉米-大豆和苜蓿-大豆輪作在大豆盛花期干物質(zhì)日積累量分別是0.45、0.39和0.40g·株-1，而大豆連作僅增加0.24g·株-1。適宜的輪作方式可使作物增產(chǎn)10%～15%[12]。前人關(guān)于輪作的研究多集中在禾谷類(lèi)作物[13～16]和豆科作物[17]上，有關(guān)薯芋類(lèi)作物和油料作物的輪作鮮見(jiàn)報(bào)道。隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和作物布局的優(yōu)化，胡麻作為一種主要的輪換倒茬作物，廣泛被應(yīng)用于西北旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的作物生產(chǎn)中。不同前茬作物對(duì)胡麻生長(zhǎng)發(fā)育的茬口效應(yīng)各不相同，谷茬、蕎麥茬、豆茬和薯茬可增加胡麻各生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量，豆茬茬口效應(yīng)最大，麥茬高于薯茬[18]。不同輪作模式通過(guò)改變土壤的理化性質(zhì)進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。有研究指出，胡麻與小麥、馬鈴薯輪作可顯著改善土壤理化性狀，25%胡麻種植頻率的輪作序列利于保持土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，增加土壤TOC、SOC 和POC 含量，進(jìn)而提高胡麻籽粒產(chǎn)量[19]。

本研究在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究不同胡麻頻率下輪作模式和茬口效應(yīng)對(duì)胡麻干物質(zhì)積累和分配規(guī)律及其籽粒產(chǎn)量的影響，分析干物質(zhì)積累量與籽粒產(chǎn)量間相關(guān)關(guān)系，以期探明輪作模式對(duì)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)胡麻籽粒產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng)，篩選出適宜旱地胡麻生產(chǎn)的高效種植模式和適宜胡麻種植的茬口，為隴中旱作農(nóng)業(yè)區(qū)胡麻高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地狀況

試驗(yàn)基于2012-2017 年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，試驗(yàn)地位于隴中黃土高原半干旱丘陵溝壑區(qū)的甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料所試驗(yàn)地（34°26' N，103°52'E）進(jìn)行，屬于典型的中溫帶半干旱區(qū)，農(nóng)田土壤為黃綿土。平均海拔為2020 m，無(wú)霜期約140 d，年平均日照時(shí)數(shù)2476.6 h，年均太陽(yáng)輻射594.7 kJ·cm-2，年均氣溫6.43 ℃，≥0℃積溫2933.5 d·℃，≥10 ℃積溫2239.1 d·℃，干燥度2.53；多年平均降水390.9 mm，80%保證率的降水量為365 mm。試驗(yàn)開(kāi)始前（2012 年播前）基礎(chǔ)養(yǎng)分如下：有機(jī)質(zhì)17.51g·kg-1、全氮1.05 g·kg-1、全磷0.81 g·kg-1、速效磷26.43 mg·kg-1、堿解氮47.91 mg·kg-1，pH8.13。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)6 個(gè)輪作模式，3 次重復(fù)，小區(qū)面積為3 m×5 m，隨機(jī)區(qū)組排列。胡麻品種選用隴亞10號(hào)，種植密度為7.5×106株·hm-2；馬鈴薯品種選用新大坪，種植密度為5.25×104株·hm-2；小麥品種為甘春27 號(hào)，種植密度為3.75×106株·hm-2。氮、磷施用量采用當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿浚汉槭┑?12. 5 kg·hm-2，施磷75 kg·hm-2；馬鈴薯施氮225 kg·hm-2，施磷150 kg·hm-2；小麥?zhǔn)┑?50 kg·hm-2（純N），施磷112.5 kg·hm-2（P2O5）；氮肥品種為尿素（含N 46%），磷肥品種為過(guò)磷酸鈣（含P2O516%），氮、磷均作為基肥施用。試驗(yàn)于2017 年3 月23 日播種，8 月15 日收獲，生育期146d，其他管理措施同一般大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

干物質(zhì)：采用烘干法測(cè)定。在胡麻苗期、分莖期、現(xiàn)蕾期、青果期和成熟期，每小區(qū)選取有代表性且長(zhǎng)勢(shì)基本一致的植株12 株，于恒溫箱中105℃殺青30 min，而后在70℃烘至恒重，測(cè)定植株地上部分各器官的干物質(zhì)重量，并計(jì)算總干物質(zhì)量和各器官的干物質(zhì)積累量占干物質(zhì)總量的比例。

單株產(chǎn)量及其構(gòu)成因子：收獲前每小區(qū)取樣15株進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)定蒴果數(shù)、分枝數(shù)、果粒數(shù)、千粒重。每小區(qū)單打單收，風(fēng)干清選后測(cè)定產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL 軟件進(jìn)行整理匯總；并用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同輪作模式下胡麻干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)

由圖1 可知，胡麻植株干物質(zhì)積累量隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)逐漸增加，在成熟期達(dá)到最大。輪作序列、胡麻種植頻率以及茬口對(duì)干物質(zhì)積累量影響顯著，各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量隨胡麻種植頻率的降低而增加，而50%胡麻種植頻率下又因輪作序列不同而異，不同輪作模式均增加了胡麻各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量。

圖1 不同輪作模式下胡麻全生育期干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)Fig.1 Dynamics of dry matter accumulation under different rotation patterns in the whole growth stage of oilseed flax

表1 試驗(yàn)處理描述Table 1 Treatments description

與連作相比，輪作處理在苗期、分莖期、現(xiàn)蕾期、青果期和成熟期胡麻植株干物質(zhì)積累量分別增加了28.99%～102.96%、17.48%～55.89%、6.38%～64.63%、6.87%～43.70% 和14.87%～39.55%，其中，F(xiàn)WPW處理在各時(shí)期干物質(zhì)積累量均最大。

就胡麻種植頻率而言，胡麻植株干物質(zhì)積累量在苗期25%胡麻種植頻率下（FWPW）較其它模式高出18.28%～102.96%；分莖期，25%胡麻種植頻率較50%胡麻種植頻率高出1.31%～32.70%，較100%胡麻種植頻率高出55.89%；現(xiàn)蕾期、青果期和成熟期也表現(xiàn)為25%胡麻種植頻率＞50%胡麻種植頻率＞100%胡麻種植頻率。

就茬口而言，各時(shí)期胡麻植株干物質(zhì)積累量均呈現(xiàn)迎茬高于重茬，苗期、現(xiàn)蕾期、青果期和成熟期迎茬處理顯著高于重茬處理，而分莖期迎茬FPFW處理與重茬處理間無(wú)顯著差異。

可見(jiàn)，輪作增加了胡麻各生育時(shí)期植株干物質(zhì)積累量，且胡麻植株干物質(zhì)積累量隨胡麻種植頻率的增加而逐漸減小，總體表現(xiàn)為25%胡麻種植頻率＞迎茬＞重茬＞連作。

2.2 輪作模式對(duì)胡麻不同生育時(shí)期各器官干物質(zhì)分配量的影響

由表2 可知，在胡麻整個(gè)生育期內(nèi)莖稈干物質(zhì)分配量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)不斷增加，葉片干物質(zhì)分配量呈先增大后減少的趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期達(dá)到最大，說(shuō)明不同輪作模式顯著影響胡麻干物質(zhì)在各器官中的分配。胡麻植株干物質(zhì)于連作處理下各器官中的分配量顯著低于輪作，除成熟期莖稈干物質(zhì)分配量外，其他各生育時(shí)期莖稈、葉片、果（蕾）和籽粒干物質(zhì)分配量均表現(xiàn)為25%胡麻種植頻率＞50%胡麻種植頻率＞100%胡麻種植頻率，而在50%胡麻種植頻率輪作模式下因作物順序而不同。

表2 不同輪作模式對(duì)胡麻地上部干物質(zhì)分配量的影響Table 2 Effects of different crop rotation patterns on the dry matter distribution amount of oilseed flax

胡麻苗期，F(xiàn)WPW 處理下莖稈干物質(zhì)分配量最大，較其他處理增加13.90%～124.76%，50%胡麻種植頻率下除FWPF 處理外，其它處理莖稈干物質(zhì)分配量較100% 胡麻種植頻率增加了16.68%～85.84%；各處理胡麻干物質(zhì)在葉片中的分配量的變化與莖稈基本一致，連作FFFF 和重茬FWPF 處理分別較其他處理低26.35%～49.54% 和32.43%～53.70%。

分莖期，25%胡麻種植頻率下胡麻莖稈干物質(zhì)分配量最高，較100% 胡麻種植頻率增加了75.04%，較50% 胡麻種植頻率增加了4.91%～37.30%，迎茬處理下胡麻莖稈和葉片干物質(zhì)分配量FPFW 處理分別較FWFP 處理顯著降低20.90%和22.85%，說(shuō)明同一作物在輪作系統(tǒng)中出現(xiàn)的順序?qū)楦髌鞴俑晌镔|(zhì)分配量有顯著影響。

現(xiàn)蕾期和青果期，莖稈和葉片干物質(zhì)分配量均表現(xiàn)為25%胡麻種植頻率＞50%胡麻種植頻率＞100%胡麻種植頻率，迎茬＞重茬＞連作，F(xiàn)WPW 處理下莖稈和葉片干物質(zhì)分配量均最高，其中，莖稈干物質(zhì)分配量分別較其他處理高出33.23%～98.18%（P＜0.05）和20.60%～48.05%，葉片干物質(zhì)分配量分別較其他處理高出4.93%～26.60%和12.15%～65.94%；青果期果（蕾）的干物質(zhì)分配量變化規(guī)律與莖稈和葉片一致。

成熟期，100%胡麻種植頻率下莖稈干物質(zhì)分配量最低，較50%胡麻種植頻率和25%胡麻種植頻率下分別下降15.35%～27.12%和24.76%，且FWFP 處理顯著高于FPFW 處理，表明輪作模式中作物出現(xiàn)的順序顯著影響成熟期胡麻莖稈干物質(zhì)分配量。25%胡麻種植頻率FWPW 處理下果（蕾）、籽粒和果皮干物質(zhì)分配量最高，分別較迎茬高18.79%～30.37%、12.00%～27.04% 和32.65%～36.55%，較重茬高33.52%、28.18%和43.85%，較連作增加47.91%、39.26%和65.66%。

總體而言，各生育時(shí)期不同器官中干物質(zhì)分配量隨胡麻種植頻率的增加而降低，50%胡麻種植頻率下的處理隨著作物順序的變化而表現(xiàn)出不同，各生育時(shí)期不同器官中干物質(zhì)分配量大部分呈現(xiàn)出FFWP處理＞迎茬＞重茬。

2.3 輪作模式對(duì)胡麻不同生育時(shí)期各器官干物質(zhì)分配比率的影響

隨著胡麻生育進(jìn)程的推進(jìn)各處理下莖稈干物質(zhì)分配比率呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期達(dá)最大。葉片分配比率逐漸減??；果（蕾）持續(xù)增加。輪作模式顯著影響胡麻各生育時(shí)期地上部各器官干物質(zhì)分配比率，莖稈分配比率隨生育進(jìn)程的推進(jìn)先升高后降低，葉片呈下降趨勢(shì)，100%胡麻種植頻率下莖稈干物質(zhì)分配比率整體較低（圖2）。

胡麻植株各器官干物質(zhì)分配比例與前茬作物關(guān)系密切，馬鈴薯茬口（FFWP、FWFP）顯著提高了苗期胡麻莖稈干物質(zhì)分配比率，分別較其他處理高5.06%～9.41%和4.03%～8.34%，表明馬鈴薯茬有利于胡麻干物質(zhì)向莖稈中分配，葉片干物質(zhì)分配比率與莖稈呈現(xiàn)出此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。

分莖期莖稈干物質(zhì)分配比率表現(xiàn)為25%胡麻種植頻率＞50%胡麻種植頻率＞100%胡麻種植頻率，且迎茬＞重茬，F(xiàn)WPW 處理最高，F(xiàn)FFF處理最低；葉片干物質(zhì)分配比率隨胡麻種植頻率的增加而增加，輪作較連作葉片干物質(zhì)分配比率下降了8.15%～12.25%。

現(xiàn)蕾期FWPW 處理下莖稈干物質(zhì)分配比率最高，較其他處理高出10.84%～20.59%；葉片干物質(zhì)分配比率和果（蕾）干物質(zhì)分配比率均最低，分別低于其他處理12.17%～23.39和43.29%～46.40%。

青果期不同輪作模式對(duì)莖稈和葉片干物質(zhì)分配比率的影響較小，大部分處理間無(wú)顯著差異；輪作模式對(duì)果（蕾）的干物質(zhì)分配比率影響較大，F(xiàn)WPW 處理果（蕾）干物質(zhì)分配比率最小，分別較重茬和連作顯著降低了18.07%和11.22%。

成熟期迎茬處理間莖稈干物質(zhì)分配比率無(wú)顯著差異，較重茬高1.74%～6.56%，較FWPW 處理高9.49%～11.85%；FWPW 和FFWP 處理間果（蕾）干物質(zhì)分配比率分別較其他處理高5.92%～15.39%和5.79%～15.24%。

綜上所述，輪作模式顯著影響胡麻各生育時(shí)期地上部各器官干物質(zhì)分配比率，馬鈴薯茬能夠顯著提高苗期胡麻莖稈干物質(zhì)分配比率，而輪作模式對(duì)青果期胡麻莖稈和葉片干物質(zhì)分配比率影響較小，25%胡麻種植頻率下處理顯著增加了成熟期胡麻果的干物質(zhì)分配比率。

2.4 不同輪作模式對(duì)胡麻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

不同輪作模式對(duì)胡麻籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響較大（如表3）。其中，胡麻單株分枝數(shù)、蒴果數(shù)和產(chǎn)量均表現(xiàn)為25%胡麻種植頻率＞50%胡麻種植頻率＞100%胡麻種植頻率。

表3 不同輪作模式對(duì)胡麻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響Table 3 Effects of different rotation patterns on grain yield and related traits of oilseed flax

FWPW 處理下胡麻株高較迎茬和重茬分別高出12.17%～24.04%和15.16%～20.15%；小麥茬胡麻的株高差異顯著，F(xiàn)WPW 處理較FPFW 處理高出24.04%。25%胡麻種植頻率分枝數(shù)較100%胡麻種植頻率高出25.04%，較50%胡麻種植頻率高出5.53%～12.53%。蒴果數(shù)為FPFW 處理最多，F(xiàn)WPW處理次之，二者分別比FFFF 處理增加38.48%和41.43%。果粒數(shù)FWFP 處理較FWPF 處理增加了16.22%，其他處理間無(wú)顯著差異。FWFP 處理千粒重較其他處理顯著增加，增幅達(dá)6.98%～13.97%。胡麻籽粒產(chǎn)量隨胡麻種植頻率的增加而下降，各輪作處理增產(chǎn)效果明顯，其中，F(xiàn)WPF、FPFW、FFWP、FWFP 和FWPW 處理下胡麻籽粒產(chǎn)量分別較FFFF處理增加15.99%、56.76%、60.35%、57.61% 和88.49%，25%胡麻種植頻率下處理較50%胡麻種植頻率下各處理增產(chǎn)17.55%～62.50%。

可見(jiàn)，分枝數(shù)、蒴果數(shù)和產(chǎn)量隨胡麻種植頻率的增加而降低，果粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量表現(xiàn)為迎茬＞重茬的規(guī)律，此外，相同胡麻種植頻率下，株高、果粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量因輪作序列中相同作物出現(xiàn)的順序不同而異。

2.5 不同輪作模式下胡麻產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析

由表4 產(chǎn)量相關(guān)分析結(jié)果表明，胡麻籽粒產(chǎn)量與株高、分枝數(shù)和千粒重均呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，與蒴果數(shù)之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。蒴果數(shù)和分枝數(shù)之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，千粒重和果粒數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而株高與果粒數(shù)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。說(shuō)明有效增加胡麻蒴果數(shù)、分枝數(shù)或千粒重均有利于提高胡麻籽粒產(chǎn)量。

表4 不同輪作模式下胡麻產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of oilseed flax grain yield and yield composition under different rotation patterns

2.6 胡麻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀與各生育時(shí)期不同器官干物質(zhì)積累量的相關(guān)性分析

在胡麻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，地上部生物量的積累和分配對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的形成具有顯著的調(diào)控作用。株高與苗期至青果期胡麻各器官干物質(zhì)的積累量、蒴果數(shù)與現(xiàn)蕾期莖和葉以及青果期和成熟期莖和果（蕾）干物質(zhì)的積累量、千粒重與苗期和分莖期莖和葉干物質(zhì)的積累量以及產(chǎn)量與胡麻不同生育時(shí)期各器官干物質(zhì)的積累量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系（表5）。

表5 胡麻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀與各生育時(shí)期不同器官干物質(zhì)積累量的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of flax yield and yield traits with dry matter accumulation of different organs in different growth stage

3 討論

作物長(zhǎng)期連作會(huì)導(dǎo)致土壤中病原菌增加，作物抵御病菌能力減弱，葉片光合作用降低，從而影響干物質(zhì)積累，降低產(chǎn)量和品質(zhì)[20]。輪作倒茬在一定程度上能夠控制害蟲(chóng)和病害，同時(shí)避免了土壤水肥偏耗[21]，改善土壤理化性質(zhì)，增加胡麻產(chǎn)量[19]。適宜的輪作能顯著增產(chǎn)，輪作種植模式中甘薯產(chǎn)量能顯著提高42.08%～55.83%[22]，谷子產(chǎn)量較連作增加了22.02%左右[23]。輪作模式中茬口效應(yīng)不盡一致，以馬鈴薯、蠶豆、飼用玉米、莜麥、甜菜5種作物為基礎(chǔ)的輪作定位試驗(yàn)結(jié)果表明，各茬口下馬鈴薯、莜麥、甜菜的產(chǎn)量分別是連作的1.30～1.68、1.28～1.48、1.25～1.48 倍[24]。此外，輪作模式中作物產(chǎn)量隨種植頻率的增減而變化，馬鈴薯產(chǎn)量隨其頻率的增加而降低[25]。本研究中，輪作較連作顯著增產(chǎn)5.99%～88.49%，胡麻籽粒產(chǎn)量隨頻率的增加而降低；FW-PW 處理增產(chǎn)效果尤為突出，較其他輪作處理顯著增加了5.53%～12.53%，可能是由于該處理下胡麻種植頻率最低，也可能是由于輪作序列、頻率和茬口特性互作產(chǎn)生的疊加效應(yīng)導(dǎo)致，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

大豆連作使其生長(zhǎng)狀況不良，生物量積累速率降低，株莢數(shù)、百粒重等下降，導(dǎo)致大幅度減產(chǎn)[26]。油菜-水稻輪作時(shí)水稻有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)明顯增加，是產(chǎn)量提高的主要原因[27]。前人的研究表明產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀密切相關(guān)，小麥產(chǎn)量與有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重呈顯著正相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)量隨有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的增加而提高[28]。本研究中，胡麻籽粒產(chǎn)量與株高、分枝數(shù)、蒴果數(shù)和千粒重均顯著相關(guān)，大多數(shù)情況下，輪作處理株高、分枝數(shù)、蒴果數(shù)和千粒重高于連作處理，其中，F(xiàn)WPW 處理綜合表現(xiàn)最好。此外，株高、分枝數(shù)、蒴果數(shù)、千粒重受胡麻干物質(zhì)的積累和在各器官中的分配影響顯著，苗期至青果期胡麻莖稈和葉片干物質(zhì)的積累是株高形成的關(guān)鍵，現(xiàn)蕾期及現(xiàn)蕾期后莖稈干物質(zhì)的積累對(duì)蒴果數(shù)的形成貢獻(xiàn)較大。因此，協(xié)調(diào)好各器官間干物質(zhì)積累和分配規(guī)律也是有效的增產(chǎn)途徑之一。

作物干物質(zhì)的積累是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)，大量研究表明，茬口是影響作物干物質(zhì)積累的重要因素之一。谷茬、蕎麥茬、豆茬和薯茬較重茬胡麻干物質(zhì)積累量顯著增加，豆茬增幅最大，依次為麥茬、薯茬[18]。本試驗(yàn)表明，各輪作模式均不同程度促進(jìn)了胡麻地上部干物質(zhì)的積累，且不同茬口對(duì)胡麻各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量的影響效應(yīng)各不相同，總體表現(xiàn)為FWPW 處理下干物質(zhì)積累量最高，迎茬高于重茬和連作。說(shuō)明輪作倒茬有利于胡麻干物質(zhì)的積累，進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量，這與楊寧[29]等人在重茬豌豆上的結(jié)論類(lèi)似。作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況不僅受茬口影響，同時(shí)還隨頻率的不同而變化。連作年限和一個(gè)輪作周期內(nèi)作物的種植頻率會(huì)影響后茬作物的生長(zhǎng)發(fā)育，最終影響作物產(chǎn)量[30]。連作年限也是影響作物生長(zhǎng)的重要原因之一，馬鈴薯根系分泌物有機(jī)酸類(lèi)、糖類(lèi)等有害物質(zhì)隨連作年限的延長(zhǎng)而增多，抑制了馬鈴薯的正常生長(zhǎng)，明顯降低了馬鈴薯的株高、地上和地下部鮮重[31]。本研究中，胡麻各生育時(shí)期地上部干物質(zhì)積累量均隨胡麻種植頻率的增加而減少，且胡麻四年連作現(xiàn)蕾期-成熟期干物質(zhì)積累量較兩年連作顯著降低，說(shuō)明連作年限的增加抑制了胡麻干物質(zhì)的積累。

作物產(chǎn)量是通過(guò)光合作用直接或間接形成的，產(chǎn)量的高低取決于光合產(chǎn)物在各器官中的積累與分配。光合產(chǎn)物的合理分配以及源和庫(kù)始終保持協(xié)調(diào)平衡發(fā)展對(duì)作物高產(chǎn)尤為重要[32]。植株保持高效的光合生產(chǎn)與植株生長(zhǎng)發(fā)育狀況和生理代謝活性密切相關(guān)，體現(xiàn)在源和庫(kù)兩個(gè)方面[33]，源的潛力和庫(kù)的能力限制產(chǎn)量的形成[34]。本研究表明，輪作提高了胡麻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段莖稈和葉片的干物質(zhì)分配比率，同時(shí)提高了生殖生長(zhǎng)階段果和籽粒的分配比率，這兩個(gè)階段的實(shí)質(zhì)是“增源擴(kuò)庫(kù)”，為高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。除連作外，輪作處理中迎茬和重茬也嚴(yán)重阻礙作物生長(zhǎng)發(fā)育，降低葉片和根的干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量，重茬減幅大于迎茬，并且隨著連作種植時(shí)間延長(zhǎng)，減幅逐漸增加[35]。本研究中，胡麻產(chǎn)量隨干物質(zhì)積累和分配的不同而異，輪作處理下作物種植頻率、茬口及輪作序列對(duì)干物質(zhì)積累和分配影響顯著，胡麻各器官干物質(zhì)分配量隨胡麻種植頻率的增加而降低，且迎茬高于重茬處理。因此，選擇作物的輪作茬口尤為重要，應(yīng)盡量避免重茬[36]。

4 結(jié)論

合理的輪作模式可以?xún)?yōu)化和調(diào)控胡麻干物質(zhì)積累和分配規(guī)律，促進(jìn)胡麻莖稈和葉片中光合產(chǎn)物向籽粒分配，較連作能更好地協(xié)調(diào)胡麻源與庫(kù)之間的關(guān)系，最終促進(jìn)胡麻增產(chǎn)。各輪作模式對(duì)胡麻干物質(zhì)積累的茬口效應(yīng)表現(xiàn)為迎茬＞重茬＞連作，25%胡麻種植頻率即FWPW 處理通過(guò)促進(jìn)胡麻各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量，協(xié)調(diào)胡麻各器官干物質(zhì)分配比率，提高了成熟期蒴果的干物質(zhì)分配比率，進(jìn)而達(dá)到胡麻高產(chǎn)目的，是試區(qū)比較適宜的胡麻種植模式。