油菜籽粒品质与磷素籽粒生产效率关系研究

张 娟，顾正文，刘 飞，王 俊，张 宇，冷锁虎，杨 光

（扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/

粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏 扬州　225009）

油菜籽粒品质与磷素籽粒生产效率关系研究

张 娟，顾正文，刘 飞，王 俊，张 宇，冷锁虎，杨 光

（扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/

粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏 扬州225009）

以98个甘蓝型常规油菜品种（系）为材料，采用大田试验，设置N1（施纯氮150 kg/hm2）和N0（不施氮肥）两个氮肥处理，采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的磷素籽粒生产效率（PUEg）进行聚类（分为A、B、C、D、E五类），研究甘蓝型油菜磷素籽粒生产效率与籽粒蛋白质和油分含量的关系。相关分析结果表明，PUEg与蛋白质含量呈极显著负相关（rN0= -0.3746、rN1= -0.2672），与油分含量呈极显著正相关（rN0= 0.4105、rN1=0.3670）。PUEg与油分总量之间表现为极显著正相关，N0和N1处理相关系数分别为0.4884和0.5432。随着PUEg增加，不同类型品种中油分含量和总量逐渐增加。增施氮肥后，籽粒蛋白质含量、总量的平均值均增加，油分含量平均值减小、总量平均值增加。

油菜；磷素籽粒生产效率；蛋白质；油分

张娟，顾正文，刘飞，等.油菜籽粒品质与磷素籽粒生产效率关系研究［J］.广东农业科学，2016，43（9）：10-16.

油菜是我国重要的油料作物，也是唯一的冬季油料作物，常年种植面积超过700万hm2，约提供55%国产食用植物油［1-2］。油分和蛋白质是油菜籽粒中最主要的营养成分，有关栽培措施对油分和蛋白质含量的影响已有一些报道［3-8］。石桃雄等［9］通过研究肥料对“双高”油菜品种宁油7号和“双低”油菜品种Tapidor生长和品质的影响，表明氮和磷对Tapidor籽粒品质的改善作用大于宁油7号，增施磷肥均能提高两个品种的含油量，降低蛋白质含量，而增施氮肥则相反。这与赵继献等［10-11］的研究结论相似。张子龙等［12-13］研究了播期和密度对油菜品质的影响，结果表明早播有利于提高种子含油量，播期推迟蛋白质含量呈上升趋势；密度对含油量的影响因基因型不同而异，一些基因型表现为高密度增加种子含油量，而另一些基因型则表现为高密度降低种子含油量。目前，有关磷素养分的利用效率是研究的热点［14-16］，而有关磷素利用效率与籽粒品质之间的关系尚未见报道。本文通过研究不同磷素籽粒生产效率类型油菜品种籽粒品质的差异，为生产上高磷素利用效率以及高含油量和高蛋白质品种的选育和栽培提供理论依据。

1　材料和方法

1.1试验材料

供试品种（系）共98个，分别为东油1号、红油3号、宁油12号、宁油14号、宁油16号、宁油18号、沪油16、沪油17、史力佳、苏油1号、扬油4号、扬油6号、扬油7号、浙平1号、浙双3号、浙油18、南农-1、扬0401、扬0660、扬5005、扬选215、湘05472、湘05483、湘05484、湘05487、湘05499、湘05507、湘05509、1087、96-8、98-8、B01、G01、G02、G03、G04、G05、G06、HY01、HY02、HY03、HY04、SY01、SY02、SY03、SY04、SY05、SY06、SY07、SY08、SY2001、TK-1、Y0301、Y88、YC1、YC2、YC3、YC6055、YN01、YN02、YN03、YN04、YN05、YN06、YN07、YN08、YN09、YN10、YN11、YN12、YN13、ZJ1、ZJ2、沪油15、宁油7号、宁油10号、苏油211、苏油4号、南农-2、南农-3、湘05470、华2008、4029、G07、G08、G09、N05-3、N06-5、N24-1、 N24-2、S10、SY2002、TK-2、YC4、YC5、YC6、YC7、YN14，均由江苏里下河地区农科所油菜育种研究室提供。

1.2试验方法

试验于2013年9月至2014年5月在扬州大学试验农场进行。土壤为砂壤土，有机质含量24.5 g/kg，碱解氮含量126.3 mg/kg，速效磷含量38.6 mg/kg，速效钾含量98.8 mg/kg。设置施氮肥（N1，纯氮150 kg/hm2）与不施氮肥（N0）两个处理。N1处理氮肥运筹方式为基、苗、薹肥比例5∶2∶3。两个处理施P2O5、K2O均为150 kg/hm2，磷肥全部作基肥，钾肥1/2作基肥，1/2作薹肥。采用育苗移栽方式，2013年9月22日播种，10月24日移栽，行距45.0 cm，株距21.2 cm，折合密度10.48万株/hm2。采用裂区设计，以氮肥为主区，品种为裂区，两次重复，各品种单行种植，每行16株。

样品粉碎后，采用H2SO4-H2O2消煮-钒钼黄比色法［17］测定全磷含量。吸取消煮好的待测液10 mL，分别置于50 mL的容量瓶中，加2，6二硝基酚指示剂2滴，用6 mol/LNaOH调pH至刚显黄色，加钒钼酸铵试剂10 mL，用水定容。摇匀，放置5 min，用分光光度计在450 nm处比色。以空白液调节仪器零点。标准曲线制作：分别吸取50 μg/mL的P标准溶液0、1.0、2.5、5、7.5、10.0、15.0 mL，于50 mL容量瓶中，同上述操作步骤显色和比色。该标准系列P的浓度分别为0、1.0、2.5、5、7.5、10.0、15.0 μg/mL。

式中，ρ为从标准曲线查得显色液P的质量浓度（μg/mL） ；V为显色液体积（mL） ；M为干土样质量（g） 。

磷素籽粒生产效率（PUEg）=籽粒产量/植株磷素总量（g /g）。

油分、蛋白质含量测定采用近红外反射光谱法（NIRS3700）［18］。将油菜籽样品（4.5 g左右）盛于直径为35 mm带石英窗的圆形小盒，在波长为1 100～2 498 nm范围内，每隔2 nm采集反射强度（R）。每份样品重复扫描4次，取平均值，并转化为log（1/R）。

两个氮肥处理条件下采用组内最小平方和的动态聚类方法，将供试油菜品种按磷素利用效率指标从低到高分为A、B、C、D和E 5个类型。N0处理下A类型品种有26个，PUEg平均值为71.11 g/g；B类型品种有26个，PUEg平均值为74.53 g /g；C类型品种有20个，PUEg平均值为78.84 g /g；D类型品种有19个，PUEg平均值为82.55 g/g；E类型品种有7个，PUEg平均值为88.48 g /g。N1条件下A类型品种有26个，PUEg平均值为58.35 g /g；B类型品种有23个，PUEg平均值为62.73 g /g；C类型品种有26个，PUEg平均值为66.27 g /g；D类型品种有18个，PUEg平均值为70.51 g /g；E类型品种有5个，PUEg平均值为77.42 g /g。

1.3数据分析

组内最小平方和的动态聚类分析软件由顾世梁教授［19］提供，该聚类分析方法可实现分析数据的全局最优化。试验数据以Excel进行数据处理和图表绘制，方差分析采用SAS软件。

2　结果与分析

2.1不同磷素籽粒生产效率品种蛋白质和油分含量差异

2.1.1蛋白质和油分含量的方差分析 蛋白质和油分含量的方差分析结果（表1）结果表明，区组间无显著差异，而氮肥处理间有显著差异，对蛋白质含量和油分含量的差异分别为189.79和275.44，与此同时，不同品种间以及氮肥与品种互作间蛋白质和油分含量都达到极显著差异。

表1　蛋白质和油分含量的方差分析

表2　不同品种籽粒蛋白质和油分含量的差异

2.1.2蛋白质和油分含量的变化 从表2可以看出，N0处理中所有油菜品种籽粒的蛋白质含量最小值和最大值分别为21.34%、30.93%； N1处理的蛋白质含量最小值和最大值分别为23.87%、32.46%。N0和N1处理的蛋白质含量平均值分别为25.19%、27.29。可见增施氮肥后增加了各品种的蛋白质含量，且各品种间蛋白质含量的差距也有所缩小。

N0处理油分含量最小值和最大值分别为34.16%和47.67%，最大值比最小值高39.57%；N1处理的油分含量最小值与最大值分别为33.07%、43.80%；N0和N1处理的油分含量平均值分别为41.19%和38.80%，增施氮肥油分含量平均值降低5.80%。可见，增施氮肥后降低了各品种的油分含量，且各品种间油分含量的差距也有所缩小。增施氮肥后虽然油分下降的幅度低于蛋白质增加的幅度，但油分含量下降的绝对量大于蛋白质含量下降的绝对量。

2.1.3磷素籽粒生产效率与蛋白质和油分含量的相关分析 磷素籽粒生产效率与籽粒蛋白质和油分含量的相关分析结果见图1和图2。磷素籽粒生产效率与蛋白质含量间呈负相关，N0和N1处理相关系数分别为-0.3746和-0.2672，达极显著水平。而磷素籽粒生产效率与油分含量之间都呈正相关，N0和N1处理相关系数分别为0.4105和0.3670，也达极显著水平。

图1　磷素籽粒生产效率与蛋白质含量的关系

图2　磷素籽粒生产效率与油分含量的关系

2.1.4不同磷素籽粒生产效率类型品种蛋白质和油分含量的差异 从表3可以看出，N0处理中不同磷素籽粒生产效率类型间蛋白质含量随着磷素籽粒生产效率的提高而下降，最低的E类型与最高的A类型相比蛋白质含量下降幅度为8.58%，差异达显著水平。N1处理的不同磷素籽粒生产效率类型间蛋白质含量总体随着磷素籽粒生产效率提高而降低，其中A类型最高、为27.90%，E类型最低、为25.59%，与A类型相比差异达显著水平。

N0和N1处理的不同磷素籽粒生产效率类型间油分含量随着磷素籽粒生产效率提高而提高，油分含量最低的A类型分别为39.96%和37.55%，最高E类型比A类型分别提高为7.73%和7.67%，差异均达显著水平。

2.2 不同磷素籽粒生产效率品种蛋白质和油分总量差异

2.2.1蛋白质和油分总量变化 从表4可以看出，N0和N1处理的蛋白质总量平均值分别为773.14、910.60 kg/hm2，施用氮肥蛋白质总量平均值增加幅度为17.78%。不同品种间蛋白质总量差异较大，N0和N1处理最大值与最小值相比增加幅度分别为70.16%和45.37%。

N0和N1处理油分总量分别为1 268.06、1 297.71 kg/hm2，施用氮肥平均值增加，但幅度较小，只有2.34%。不同品种间油分总量差异大于蛋白质总量差异，N0和N1处理最大值与最小值相比增加幅度分别为98.27%和58.86%。

2.2.2不同磷素籽粒生产效率类型品种蛋白质和油分总量的差异 磷素籽粒生产效率与蛋白质和油分总量的相关分析结果表明，N0处理的常规种磷素籽粒生产效率与蛋白质总量之间相关系数较小，只有0.0616，未达显著相关。N1处理的常规种磷素籽粒生产效率与蛋白质总量之间表现为极显著正相关，相关系数为0.2651。N0和N1处理的常规种磷素籽粒生产效率与油分总量间都表现为极显著正相关，相关系数分别为0.4884和0.5432。

表4　不同品种籽粒蛋白质和油分总量差异

从表5可以看出，N0处理中不同磷素籽粒生产效率类型间蛋白质总量之间差异较小，最高的E类型与最低的A类型相比蛋白质总量增加幅度为4.31%，方差分析F值为0.23，类型间未达显著差异。N1处理的蛋白质总量D类型最高，为951.09 kg/hm2，A类型最低、为877.78 kg/hm2，方差分析F值为2.55，各类型间达显著差异水平。不同类型间油分总量随着磷素籽粒生产效率增加逐渐增加，N0和N1处理最高的E类型（1 451.24、1 449.62 kg/hm2）与最低的A类型（1 179.75、1 180.89 kg/hm2）相比增加的幅度分别为23.01%和22.76%，F值分别为7.20和9.15，各类型间达极显著差异水平。

表5　不同磷素籽粒生产效率类型品种蛋白质和油分总量差异

3　结论与讨论

目前有关磷素利用效率与籽粒品质之间的关系尚未见报道。本研究两个氮肥处理中，磷素籽粒生产效率类型间籽粒蛋白质和油分含量的总变幅分别为21.34%～32.46%和33.07%～47.67%，最大值与最小值相比增幅分别为52.11%和44.15%。蛋白质和油分含量的总变幅分别为591.64～1 050.49 kg/hm2和843.83～1 673.05 kg/hm2，最大值与最小值相比增幅分别为77.56%和98.27%。相关分析表明，N0和N1两个处理的磷素籽粒生产效率与蛋白质含量呈极显著负相关，与油分含量呈极显著正相关。N0处理磷素籽粒生产效率与蛋白质总量之间相关系数较小，只有0.0616，未达显著相关。N0处理的磷素籽粒生产效率与蛋白质总量之间表现为极显著正相关，相关系数为0.2651。N0和N1处理磷素籽粒生产效率与油分总量之间都表现为极显著正相关，相关系数分别为0.4884和0.5432。由此可以看出，随着磷素籽粒生产效率增加，蛋白质含量总体有下降趋势，油分含量呈增加趋势。不同磷素籽粒生产效率类型间蛋白质总量之间差异较小，而油分总量随着磷素籽粒生产效率增加逐渐增加。

N1与N0处理相比施用氮肥蛋白质含量平均值由25.19%增加到27.29%，增加幅度为8.34%，油分含量由41.19%降低到38.80%，降低幅度为5.80%。施用氮肥蛋白质和油分总量都有增加趋势，N1与N0处理相比蛋白质总量增加幅度加大为17.78%，油分含量增加幅度较小，只有2.34%。施氮增加籽粒中蛋白质含量，这一结论和刘浩［20-21］的研究结论一致，且在水稻［22］、小麦［23］等作物上也表现出相同趋势。总体而言，随着籽粒中蛋白质含量增加，油分含量呈下降趋势，但陈历儒等［24］研究表明，对于氮高效品种而言，不会因高效吸收利用氮素而降低油分含量。

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（责任编辑 白雪娜）

Relationship between grain quality and phosphorus use efficiency for grain production in rapeseed

ZHANG Juan，GU Zheng-wen，LIU Fei，WANG Jun，ZHANG Yu，LENG Suo-hu，YANG Guang
（Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province，Yangzhou University/ Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops，Yangzhou 225009，China ）

Taking 98 conventional rapeseed （Brassica napus L.） varieties as materials，using field experiment and setting two nitrogen fertilizer treatment experiments，N1 （pure nitrogen was 150 kg/hm2） and N0 （pure nitrogen was 0 kg/hm2），the relationship between phosphorus grain production efficiency（PUEg）and the content of protein and oil of B. napus L. was studied，the variety of tested rapeseed were classified into 5 types （A，B，C，D，E） based on PUEg by using the MinSSw method. The correlation analysis indicated that PUEg had a significantly negative correlation with protein content（rN0= -0.3746，rN1= -0.2672）and an extremely significantly positive correlation with oil content（rN0= 0.4105、rN1=0.3670）. PUEg had a significantly positive correlation with total amount of oil，the correlation coefficients of N0 and N1 were 0.4884 and 0.5432 . With the increase of PUEg，the oil content and total amout of oil of different types all gradually increased. After applying nitrogen fertilizer，the content and average volume of protein increased ，the mean of oil content reduced and the average volume of oil increased.

rape；phosphorus use efficiency for grain production；protein；oil

S565.4

A

1004-874X（2016）09-0010-07

2016-06-13

扬州大学大学生科技创新基金（x20160615）；江苏高校优势学科建设工程项目；江苏省农业三新工程项目（SXGC2016319）

张娟（1996- ），女，在读本科生，E-mail：1601261872@qq.com

杨光（1976-），男，博士，讲师，E-mail：yangguang@yzu.edu.cn