芝麻莖稈機(jī)械強(qiáng)度與相關(guān)性狀的研究

中圖分類號(hào) S565.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 0517-6611（2025）12-0008-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.10.003開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

CorrelationBetweenStemMechanicalStrengthandStemTraitsinSesame

LIU Mei-ru， ZHANG Xian-mei， ZHANG Quan et al（Luohe Academy of Agricultural Science，Luohe，Henan 462000）

AbstractThe mechanicalstrengthofsesamestalkws testedduringfloweringandcapsularstage，andcoelationanalysisandmultiplere gresionanalysiswerepeforedonteshapeofssamestalkinteodelength，iameterfreshweight，dryweightandplanthighrbological yield.Teresultssowedthattestemmechanicalstrengthofsamesteasnegativelycorelatedwithtelngthofinterode.Testemechanicaltegthofozdtaielatoithtedelhdtelyatatie tionwithte6thiteodengtheehancalstregthofssaestdpositivecoelationwiinteodedameernduozi. stemmechanicaltregthadsigicantposiiecoelatioitdameerofteddthitedameeileLuozioada significant positive correlation with diameter of the 2nd，4th and 5th internods，and extremely significant level with diameter of the 3rd internode.Themechancaltrengthofsesamestwaspositivelyorelatedwithtefreshweightofachinteode，LuoziNo.21stemmhanical strengthassifatlosilelatedirshtfthtede，luoNasifantli latedwiththefreshweightoftendinteode.Tereasaposiecorelationtwenstemmechanicalstrengthandinteodedryweigt， andtherewasasignifcantposiecoelationbetweenstemmechanicalstrengthndtenditeodedryeightofLuoziNo.2.Itepro duction of sesame，should choose the varieties with high plants and thick stems.

KeywordsSesame;Stem;Mechanical strength;Correlatior

倒伏是由多種因素相互作用引發(fā)的莖稈從自然直立狀態(tài)到永久錯(cuò)位的現(xiàn)象，是限制作物生產(chǎn)力的因素之一[]。倒伏會(huì)降低作物產(chǎn)量及品質(zhì)，同時(shí)增加收獲難度和成本[2]。作物發(fā)生倒伏通常會(huì)減產(chǎn) 18%～31% [3]，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)可達(dá)60%～75% [4]。Kelbert等[5]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重倒伏時(shí)，小麥產(chǎn)量損失高達(dá) 40% 。陳路路[6研究發(fā)現(xiàn)，倒伏是影響谷子機(jī)械收獲效率和產(chǎn)量的重要因素之一。田保明等[研究發(fā)現(xiàn)作物倒伏后，葉片在空間上的正常分布秩序被打亂，光合效率銳減，作物產(chǎn)量和品質(zhì)會(huì)受到較大影響。

與禾本科作物小麥不同，芝麻莖稈粗壯，外層有較厚（約2mm ）的纖維層，韌性較強(qiáng)[8]。芝麻抗倒性存在品種差異，有些品種本身抗倒性差，在高水肥的條件下，容易旺長而倒伏。生產(chǎn)管理不當(dāng)也易引起芝麻倒伏，尤其在生長中后期，芝麻莖稈充實(shí)度差，蒴果較多，群體郁蔽程度較高，加上根系分布較淺，如遇陰雨寡照及風(fēng)速過大天氣，由于芝麻中下部莖稈無法支撐整株重量易發(fā)生倒伏，倒伏發(fā)生后，芝麻莖稈受損，阻礙了營養(yǎng)物質(zhì)和水分的運(yùn)輸，造成減產(chǎn)。同時(shí)倒伏會(huì)加大芝麻機(jī)械化收割的難度，增加收獲成本。根據(jù)倒伏發(fā)生的部位可分為莖倒伏和根倒伏，莖倒伏為作物基部節(jié)間彎曲或折斷，根倒伏為直立莖稈由于根基的傾斜而產(chǎn)生的歪倒[7]。鄭磊等[9]研究芝麻初花期倒伏原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，芝麻倒伏大部分為莖倒伏，且多在第3＼～5莖節(jié)間處發(fā)生彎曲。芝麻生長發(fā)育及產(chǎn)量形成關(guān)鍵期發(fā)生倒伏會(huì)導(dǎo)致芝麻產(chǎn)量及品質(zhì)下降，抗倒性強(qiáng)是芝麻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要保障。因此，研究芝麻倒伏特性及莖稈節(jié)間之間相關(guān)性尤為重要。自前，有關(guān)小麥、玉米、水稻等作物莖稈特性與抗倒伏的關(guān)系已有初步研究，但在芝麻研究方面，尚未見相關(guān)報(bào)道。該研究主要對(duì)芝麻折斷力及中下部節(jié)間莖稈特性、機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行研究，以期為芝麻抗倒伏品種選育提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)和材料供試品種為漯芝21號(hào)和漯芝23號(hào)。試驗(yàn)于2023年在漯河農(nóng)業(yè)科學(xué)院五里崗試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤質(zhì)地為黏土，肥力中上等。6月5號(hào)播種，按一般大田管理。盛花期進(jìn)行田間考種，重復(fù)3次，每重復(fù)取10株。

1.2測定項(xiàng)目和方法從地面第2節(jié)莖稈起，用普通直尺（精確度 0.1cm ）依次向上量5個(gè)節(jié)間長，記為 x₁～x₅ ;用游標(biāo)卡尺（精確度 0.02mm ）依次測量該5個(gè)節(jié)間的1/2處徑粗，記為 x₆～x₁₀ ;測量后將5節(jié)莖稈切取下來，用電子天平測量鮮重，記為 x₁₁～x₁₅ ;將稱量完鮮重的莖稈置于烘干機(jī) 110^°C 殺青 0.5h ，然后 100^°C 烘干 8.0h ，用電子天平測量干重，記為 x₁₆～x₂₀ ;株高 （h） 為芝麻莖部至頂部的高度。

取莖基部 0.5m 長，將兩端固定于鐵架臺(tái)，在中點(diǎn)處掛一沙袋，不斷添加沙子直至折斷，稱量此時(shí)沙子質(zhì)量并根據(jù)重力和質(zhì)量的換算公式（ G=mg） 計(jì)算莖稈基部折斷力。

用莖稈基部折斷力與 0.25m 的乘積表示莖稈的機(jī)械強(qiáng)度 （y） 。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理 采用Microsoft Excel2010和SPSS19.0進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1漯芝21號(hào)莖稈機(jī)械強(qiáng)度與相關(guān)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性對(duì)漯芝21號(hào)芝麻莖稈各性狀的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果見表1。莖稈機(jī)械強(qiáng)度與株高呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.441;與節(jié)間長度呈負(fù)相關(guān)，并且與第5、6節(jié)間長度分別呈顯著和極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.703和-0.838，說明株高越高，莖稈節(jié)間越長，莖稈機(jī)械強(qiáng)度越小。

直徑是衡量植株莖稈抗倒伏性的一個(gè)重要指標(biāo)，植株基 部直徑大有利于抗倒伏[10]。莖稈機(jī)械強(qiáng)度與節(jié)間粗均呈正相關(guān)，且與第25節(jié)間莖粗相關(guān)性呈顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為0.669和0.677，說明莖稈越粗，尤其是中下部莖稈越粗，莖稈機(jī)械強(qiáng)度越好，抗倒性能越強(qiáng)，越不容易造成莖稈倒伏。

莖稈機(jī)械強(qiáng)度與節(jié)間鮮重呈正相關(guān)，且與第5節(jié)間鮮重呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.780；莖稈機(jī)械強(qiáng)度與節(jié)間干重呈正相關(guān)，但相關(guān)性沒有達(dá)顯著水平，其中第2節(jié)間干重與機(jī)械強(qiáng)度相關(guān)系數(shù)最大為 0.486。

2.2漯芝23號(hào)莖稈機(jī)械強(qiáng)度與相關(guān)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性對(duì)漯芝23號(hào)芝麻莖稈各性狀的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果見表2。莖稈機(jī)械強(qiáng)度與株高呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.194;與節(jié)間長度呈負(fù)相關(guān)，且與第3節(jié)間長度相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為-0.485;莖稈機(jī)械強(qiáng)度與節(jié)間粗均呈正相關(guān)，且與第2＼～5節(jié)間粗相關(guān)性呈顯著或極顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為0.754、0.817、0.716、0.661。莖稈機(jī)械強(qiáng)度與節(jié)間鮮重呈正相關(guān)，且與第2節(jié)間鮮重呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.641；莖稈機(jī)械強(qiáng)度與節(jié)間干重呈正相關(guān)，與第2節(jié)間干重呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.644。

2.3多元回歸分析以漯芝21莖稈機(jī)械強(qiáng)度為因變量，以各農(nóng)藝性狀為自變量，進(jìn)行回歸分析得到最優(yōu)線性回歸方程：

1.454x₁₅+8.081x₁₉+1.224x₂₀

該回歸方程中，莖基部第5節(jié)間干重回歸系數(shù)最大，為8.081，表明第5節(jié)間干重對(duì)折拉力的貢獻(xiàn)最大，對(duì)芝麻莖稈抗倒性影響最大。其次，第6節(jié)間的莖粗對(duì)折斷力的貢獻(xiàn)也較大，回歸系數(shù)為 5.676 。

以漯芝23莖稈機(jī)械強(qiáng)度為因變量，以各農(nóng)藝性狀為自變量，進(jìn)行回歸分析，得到最優(yōu)線性回歸方程如下：

y=27.858+8.824x₁-6.597x₂-0.041x₅-1.365x₆-0.576x₁₅+24.496x₁₆+5.662x₁₈+16.145x₂₀

該回歸方程中，莖基部第2節(jié)間干重回歸系數(shù)最大，為24.496，表明第2節(jié)間干重對(duì)折拉力的貢獻(xiàn)最大，對(duì)芝麻莖稈抗倒性影響最大。其次，第6節(jié)間干重對(duì)折斷力的貢獻(xiàn)也較大，回歸系數(shù)為16.145。

3結(jié)論與討論

芝麻莖稈的抗倒性與莖稈基部長度、質(zhì)量密切相關(guān)。該研究表明，芝麻莖稈的機(jī)械強(qiáng)度與各節(jié)長呈負(fù)相關(guān)，與莖稈基部莖粗及鮮重、干重呈正相關(guān)，在對(duì)芝麻抗倒性資源鑒定與選擇時(shí)，應(yīng)考慮基部節(jié)間的長度、莖粗及基部質(zhì)量。該研究結(jié)果表明，莖稈縱向生長促進(jìn)基部節(jié)間伸長，使作物株高增加，抗倒伏能力減弱；橫向生長使莖稈壁厚、莖粗和莖稈填充物增加，莖稈抗折力增強(qiáng)，有助于增強(qiáng)作物抗倒伏特性，這與趙小紅等[1研究結(jié)果相一致。

芝麻的抗倒性與株高密切相關(guān)。株高取決于節(jié)間數(shù)目和節(jié)間長度，節(jié)間越長，株高越高，越易倒伏。而矮稈使植株重心降低，地上部分負(fù)荷降低，可提升作物對(duì)倒伏耐受性。劉明等[0]在研究大豆植株形態(tài)變化對(duì)倒伏性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，大豆株高過高易發(fā)生倒伏，影響產(chǎn)量。因此一定范圍內(nèi)降低株高是增強(qiáng)作物抗倒伏性的有效途徑。芝麻抗倒伏能力往往因品種不同而存在差異，且受栽培條件的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中可選擇株高中等、密的芝麻品種并結(jié)合適當(dāng)?shù)奶镩g管理。合理密植可充分發(fā)揮植株生產(chǎn)潛力，能夠最大程度地發(fā)揮群體在增加單位面積產(chǎn)量上的作用[11]。郭玉明等[12]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)施加水肥可增強(qiáng)莖稈材料的組織結(jié)構(gòu)密度和莖稈壁厚等，有利于提高作物的抗倒伏能力。劉明等[3]研究發(fā)現(xiàn)通過深松和施氮均可提高莖稈中含氮量，提高莖稈抗折強(qiáng)度，降低倒伏率。吳思等[4研究發(fā)現(xiàn)，噴施化控劑是提高植株抗倒能力、預(yù)防倒伏最有效的栽培措施之一。作物抗倒伏能力受基因控制，也受外界因素如氣候等影響。該研究中莖稈抗倒性與株高和節(jié)間長度呈負(fù)相關(guān)，與莖稈節(jié)間粗及干鮮重呈正相關(guān)，但植株各形態(tài)指標(biāo)對(duì)倒伏的影響程度仍然無法定論，且抗倒伏分析結(jié)果穩(wěn)定性較低，有待進(jìn)一步研究。

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