品种密度互作对胡麻抗倒伏特性的影响

郭芳，牛俊义，高珍妮

(甘肃农业大学农学院，甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州　730070)



品种密度互作对胡麻抗倒伏特性的影响

郭芳，牛俊义，高珍妮

(甘肃农业大学农学院，甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州730070)

摘要：【目的】 探讨不同种植密度对不同胡麻品种抗倒伏能力的影响.【方法】 以‘定亚23号’‘晋亚10号’和‘轮选3号’为试验材料，设置525、750、975万粒/hm23个密度梯度，测定植株茎秆的物理性状、力学和抗倒伏特性，并分析茎秆性状与抗倒伏特性的相关性.【结果】 ‘定亚23号’的株高和重心高度较‘轮选3号’分别高出了4.61%和8.95%，不利于植株的抗倒伏，‘轮选3号’在各个生育时期茎粗与壁厚都较高，表现出了较强的抗倒伏能力；种植密度由525万粒/hm2增加到750万粒/hm2时，‘晋亚10号’的倒伏指数增加了1.40%，而‘定亚23号’增加了11.92%.【结论】 种植密度的增加对抗倒伏能力差的品种影响更大，对中抗型品种的影响则相对较小.

关键词：胡麻；种植密度；品种；茎秆性状

倒伏是由外界因素引发的植株茎秆从直立状态到永久错位的现象，是作物生产中普遍存在的问题，已成为高产稳产的重要限制因素之一[1].在农业工程新技术研究应用中学者已把抗倒伏作为育种的三大主攻目标之一[2].近年来，作为我国五大油料作物之一的胡麻，其主产品胡麻油不但在工业上有特殊用途，更逐步成为胡麻产区群众主要食用油的来源，在国民经济中具有重要意义[3].随着市场的不断拉动，我国胡麻种植面积占世界总种植面积的比例不断扩大，从2005年的13.92%到2009年的30%.胡麻的种植主要集中在甘肃、内蒙古、山西等地.2009年，甘肃省胡麻种植面积达13.3万hm2，占全国的30%左右，总产15.8万t，占全国的41%，籽粒产量占全国生产的40%以上，均居全国首位[4].胡麻生长后期如遇大风阴雨天气，极易发生倒伏，并且由于栽培技术尚未配套，盲目地种植过密，导致植株疯长，甚至倒伏，对产量影响较大，因此，倒伏是目前胡麻生产上存在的主要问题[5].目前，国内外学者对于农作物倒伏的研究很多，但大多围绕着小麦、玉米、水稻等作物展开，对于胡麻的研究则相对较少.朱新开认为矮秆基部节间较短、重心高度较低、穗下节间较长且株高构成指数大的植株有利于小麦抗倒伏.水稻倒伏不仅与材料性质有关，而且还与其结构，如茎高、茎粗、壁厚等有关[6-9].玉米的茎倒伏发生不但与其植株农艺性状有关[10-13]，更与其茎秆机械抗折力等有密不可分的关系[14-16].

本试验以‘定亚23号’‘晋亚10号’以及‘轮选3号’为试验材料，通过对其不同种植密度下的植株茎秆性状、力学性质及产量的研究，分析不同密度条件下及与产量相关的植株性状的变化规律，旨在进一步明确胡麻的抗倒伏机理，从而为胡麻的抗倒伏栽培提供科学依据.

1材料与方法

1.1试验设计

试验于2013年3～8月在甘肃省兰州市榆中县良种场进行.以品种和种植密度为试验因素，品种选倒伏性有差异的3个品种：V1：‘定亚23号’、V2：‘晋亚10号’、V3：‘轮选3号’.种植密度设3个水平：D1：525万粒/hm2、D2：750万粒/hm2、D3：975万粒/hm2，3次重复，小区面积5 m×3.2 m=16 m2.各小区施肥量均为112.5 kg N/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 52.5 kg/hm2；氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙和硫酸钾.磷、钾肥均作为基肥施用；氮肥的2/3作为基肥，1/3作为追肥于现蕾前追施.灌溉定额均为2 700 m3/hm2，于分茎、现蕾、盛花期分别灌溉1 200、900、600 m3/hm2.具体试验设计见表1.

表1　不同种植密度下胡麻品种试验设计

1.2测定指标和方法

1.2.1株高以子叶节为起点，将尺子顺着胡麻主茎量到生长点(顶部).

1.2.2茎粗、壁厚用游标卡尺测定茎秆子叶节以上5 cm处的直径；用解剖刀将茎秆切开，用游标卡尺测量壁厚.

1.2.3重心高度将植株从地平面水平截下，将植株横放，用食指水平托起植株，平衡时手指所在位置距离茎秆基部的距离为重心高度[17].

1.2.4茎秆抗折力采用日本DIK7401/DIK-7404植物倒伏测定仪.将仪器贴住作物茎秆向前推压，直到作物与地面呈45°夹角，便可测定其受力数据.

1.2.5倒伏率田间的倒伏面积是抗倒性的直接体现.植株倾斜度大于45°的面积占小区面积的百分率.

1.2.6倒伏指数抗倒伏指数LC=HG/S.其中H为重心高度(重心到地面的垂直距离)，G为地上部单茎鲜质量，S为茎秆抗折力.

1.2.7产量及产量构成胡麻成熟时，随机取样、记产，考察分茎数、单株蒴果数、千粒质量等指标.

1.3数据处理

所有试验结果采用Excel和SPSS 17.0软件进行统计分析.

2结果与分析

2.1品种和密度对胡麻株高和重心高度的影响

由表2可知，胡麻株高和重心高度存在明显的品种间差异.3个品种中，在子实期，‘定亚23号’的株高和重心高度最高，分别是80.27 cm和47.83 cm，较最矮的‘轮选3号’分别高出了4.61%和8.95%.不同种植密度比较，3个胡麻品种的株高和重心高度均表现出播种密度975万粒/hm2>750万粒/hm2>525万粒/hm2.且3个种植密度之间差异达到显著水平，‘定亚23号’‘晋亚10号’和‘轮选3号’的株高在高密度条件下比低密度条件下分别增加了2.35%、4.38%和2.13%，而重心高度则分别增加了17.98%、12.51%和10.00%.由此可见，种植密度对抗倒伏能力较差的品种影响更大，适当的降低胡麻的种植密度，可有效降低植株株高和重心高度，从而增加植株的抗倒伏能力.

表2　品种和密度对胡麻株高和重心高度的影响

表中同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).

2.2品种和密度对胡麻茎粗和壁厚的影响

胡麻的茎粗与壁厚受品种与种植密度的影响较为显著(图1、图2).从品种来看，‘轮选3号’作为抗倒伏能力较强的品种，茎粗与壁厚值都较高，在种植密度为975万粒/hm2时，‘定亚23号’在子实期茎粗比现蕾期下降了8.39%，‘轮选3号’下降幅度较低，‘晋亚10号’居中.随着种植密度的增加，茎粗与壁厚都表现出了不同程度地减小.当接种密度由750万粒/hm2增加到975万粒/hm2时，减小较为明显.3个品种胡麻的茎粗与壁厚对种植密度的反应趋势一致，即当接种密度由525万粒/hm2增加到750万粒/hm2时，茎粗与壁厚保持相对稳定或稍有增加，使植株保持一定的抗倒伏能力.而到成熟期，茎秆由于失水，茎粗与壁厚都有明显的缩小.

图1　品种和密度对胡麻茎粗的影响Fig.1　Effect of variety and density on flax stem diamter

图2　品种和密度对胡麻壁厚的影响Fig.2　Effect of variety and density on flax wall thickness

2.3品种和密度对胡麻抗折力、倒伏指数和产量性状的影响

由表3可知，品种间产量及力学指标差异显著.‘轮选3号’千粒质量高、单株蒴果数多、秕粒率低，产量最高.‘定亚23号’千粒质量虽高，但秕粒率较高，导致产量低.不同种植密度比较，种植密度较高时，造成植株的大面积倒伏，使得植株的分茎数较少，胡麻种子由于营养物质的流失而最终导致千粒质量减少.单株蒴果数在种植密度为750万粒/hm2时最高.植株的倒伏指数是植株地上部分鲜质量与重心高度的乘积比抗折力的值，倒伏指数越高，则表示植株的抗倒伏能力越差.从表中可以看出，植株的倒伏指数不论是在品种间还是不同种植密度间均差异较为显著.但种植密度由525万粒/hm2增加到750万粒/hm2时，影响更大，3个品种的倒伏指数分别增加了11.92%、1.40%和1.92%，这表示，种植密度的增加对抗倒伏能力差的品种影响更大，中抗型品种的影响较小，高抗型品种居中.

表3　品种和密度对胡麻抗折力、倒伏指数和产量性状的影响

表中同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).

2.4胡麻倒伏特性与茎杆物理性状、力学特性的相关性

与大多数大田作物一样，3个不同品种的胡麻株高和重心高度成正相关，即植株茎秆高度增加后，重心高度也随之增加，导致植株易倒伏.从表4中可以看到，胡麻茎秆的抗折力与株高和重心高度成负相关，且与重心高度的差异较明显，反之与茎粗和壁厚都成正相关，其中，茎秆的抗折力与胡麻茎秆的壁厚的正相关较显著，胡麻茎秆壁厚的植株抗折力更高，抗倒伏能力更强.田间的倒伏率与植株各生理指标差异显著，茎秆的重心高度更能影响田间的倒伏率，重心高度越高的植株越容易引起植株倒伏率的增加，而田间的倒伏率与产量呈明显的负相关关系，大面积的倒伏会导致产量的大幅度降低.

表4　胡麻倒伏特性与茎杆物理性状、力学特性的相关性

*表示0.05水平(双侧)上显著相关；**表示0.01水平(双侧)上显著相关.

3讨论与结论

种植密度显著影响着胡麻的抗倒伏能力，高产栽培应保证一定数量的群体数目并需要足够大的生物产量[18]，但可能会增大倒伏的风险.一般认为，种植密度的加大会加剧胡麻个体间对养分、水分和光照的竞争，通风透光条件差，使植株的茎杆变细，高度增加，生长势弱，增加了倒伏的可能性，而导致减产.陈双恩等[18]应用倒伏指数对亚麻的抗倒性状进行分析评价.田间倒伏面积是作物抗倒伏性的最直接体现，最能反映作物的抗倒伏能力.抗倒性在胡麻新品种选育中显得极为重要，也是胡麻生产中亟待解决的问题，应该是育种工作者今后研究的重点.

本研究从茎秆性状、力学特征角度出发分析了不同种植密度对胡麻茎秆抗倒伏能力的影响.结果表明，随着种植密度的提高，株高与重心高度也随之增加，而分茎数与千粒质量都随着种植密度的增加而降低，产量则是呈现先升后降的趋势.这说明适当的提高植株的种植密度，不会降低植株的抗倒伏能力，也不会降低产量.3个品种的茎粗与壁厚对种植密度的反应较为一致，当播种密度由525万粒/hm2增加到750万粒/hm2时，茎粗与壁厚保持稳定或稍有增加，使植株保持一定的抗倒伏能力.当种植密度过高时，对抗倒伏能力最差的品种‘定亚23号’影响较大，而对中抗型的‘晋亚10号’影响程度不显著，高抗型品种‘轮选3号’次之.

参考文献

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(责任编辑赵晓倩)

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：牛俊义，男，博导，研究方向为作物栽培与生理生态.E-mail：niujy@gsau.edu.cn

基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-17-GW-9).

收稿日期：2013-11-27；修回日期：2014-01-02

中图分类号：S 565.9

文献标志码：A

文章编号：1003-4315(2016)03-0072-05

第一作者：郭芳(1988-),女,硕士研究生,研究方向为作物栽培与生理生态.E-mail：guogps@163.com