胡麻生育时期界定标准探讨

2018-05-18张明

甘肃农业科技 2018年3期

张明

（1.甘肃农业大学农学院，甘肃兰州 730070；2.湟中县农业技术推广中心，青海湟中 811600）

胡麻（Linum usitatissimum L.）即油用亚麻，属于亚麻科亚麻属一年生草本植物，起源于近东、地中海沿岸，生育期一般在80～130 d。胡麻种子的含油率一般为35%～42%，胡麻油富含不饱和脂肪酸，味道可口，干燥性强，被誉为“高原深海鱼油”，不仅是人们喜爱的食用油，而且还广泛应用于油漆、印刷、制革等工业［1］。胡麻在全世界分布范围宽广，据联合国粮农组织统计，栽培遍及非洲、北美洲、南美洲、亚洲、欧洲、大洋洲的26个国家，其中亚洲面积最大，达501.8万hm2，占世界总面积的39.19%［2］。我国胡麻主要分布在西北和华北北部的干旱、半干旱高寒地区，其中以甘肃、内蒙古、山西、宁夏、河北、新疆、陕西等地区种植较多。据统计，2003年我国胡麻栽培面积为44.87万hm2，总产量45.05万t，平均单产1 004 kg/hm2。其中，播种面积较大的有甘肃（14.24万 hm2）、宁夏（8.42万 hm2）、山西（7.04万hm2）、内蒙古（6.75 万 hm2）、河北（5.47 万 hm2），约占全国总播种面积的93.5%。单产较高的是青海省，达1 724 kg/hm2；总产量较高的有甘肃（16.7万t）、内蒙古（6.95万t）、宁夏（6.4万t）［3］。

胡麻是甘肃省的重要油料作物，2009年全省胡麻种植面积达13.30万hm2，总产量达到15.8万t，占全国种植面积的35%～40%，占全国产量的40%以上［4］。但单产较低，究其原因与科学合理的栽培管理技术有很大关系。胡麻生育时期的界定标准是制定科学管理体系的前提和重要依据，目前对小麦、大豆、玉米、水稻、马铃薯等大田作物的生育时期界定和划分的标准已被大家公认甚至耳熟能详，但对胡麻生育时期界定没有一个比较明确和公认的标准，现有教科书和相关文献标准也含糊不一，甚至有些混乱，只是大致划分为出苗期、枞形期、快速生长期、开花期和成熟期［5］。笔者通过玻璃壁法对胡麻全生育期的根和地上部分进行观察、测量，采用塑料管土柱栽培法对胡麻的根和地上部分的生长指标进行了图表分析，从而制定出科学的胡麻生育时期划分标准。

1 材料与方法

1.1 材料

胡麻指示品种为陇亚杂1号，由甘肃省农业科学院作物研究所提供。

1.2 试验设计

试验于2015年3—9月在甘肃农业大学农学院校内试验基地进行，采用PVC管制成可拆卸的圆柱筒模拟大田试验进行胡麻土柱栽培［6-8］。具体做法：先挖1个土坑（长、宽、高分别为200、80、160 cm），开挖之前先将地表0～30 cm的土层翻到一侧，再把下面的土翻到另一侧，从后往前依次整齐摆放高80、100、120、120、150、150 cm的PVC硬塑料管，3次重复。事先将PVC塑料管垂直等分锯成两半然后用PVC管固定卡箍紧，管内按照原土层结构填土到距管端30 cm处，剩余30 cm填入挖出的地表0～30 cm的土。装完土后立即充分灌水，使底土充实。在坑2/3处竖直固定一块与坑宽高相当的玻璃壁，在玻璃壁与PVC管之间以及管缝隙之间填满土壤与原地面保持水平，在玻璃壁前面的坑内设有台阶，便于对根系生长动态进行观察。坑口盖活动遮光板，使根处在黑暗条件下生长。试验设计简图见图1。

图1 试验设计简图

1.3 取样方法

玻璃壁法：揭开活动遮光板，从玻璃壁侧面观察发现有胡麻胚根生成之日起，选择最清晰可见的3株胡麻用记号笔在玻璃上分别标号为1、2、3，每隔1 d对胡麻根长和株高进行测量，同时记录叶片数，待试验结束后绘制出胡麻根、茎、叶生长动态曲线。

塑料管土柱栽培法：于胡麻6个关键生育时期（苗期、枞形期、分茎期、现蕾期、盛花期、成熟期）分别与PVC管的6个处理相对应，观察地上部分的农艺性状。当地上部分发育到相应的生育时期时挖出同一处理的3根PVC塑料管，平放，用短木棍轻敲PVC管身使土壤与管壁分离，打开PVC管固定卡，揭开上半管后用小水轻洗根系，表面泥土清洗干净后放在蒸馏水水槽中，选出根系完整的5株分别用根系扫描仪测定根的各项生长指标。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根交叉数、根分叉数、根平均直径的测定将根冲洗干净后，放入根盘内加水充分展开，用根系扫描仪（EPSONEXPRESSION 10000XL，日本精工爱普生公司）进行扫描，将所得扫描图片用Win-RHIZO根系分析软件（专业版）进行分析以获得上述指标［9］。

1.4.2 根冠比的测定即根干重/地上部分干重。将根系和地上部分植株用自来水冲洗干净，再用蒸馏水冲洗，用吸水纸吸干表面水分，分别在烘箱中105℃杀青30 min，然后在80℃下烘干至恒重，分别称量根系干重和地上部分干重，计算根冠比［10］。叶面积采用WDY-500A型光电叶面积测量仪测定［11］。

1.5 数据处理

采用Microsoft excel 2003统计软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同生育时期的根系指标分析

根系是土壤系统最重要的生物学成分，它是土壤中最大的活的生物量组成部分，并对诸如土壤形成、土壤有机质、营养物质和水的运输等过程起到主要的控制作用［12］。胡麻具有较强的耐寒、耐瘠薄能力，属于直根系，主根细长，入土深度在100～150 cm；侧根多而纤细，每条侧根可以生出4～5条支根，大部分根系分布在土壤20～30 cm的耕作层中［13］。

2.1.1 胡麻不同生育时期根长的动态变化根长常作为根系生长和吸收方向的衡量指标，单株总根长是衡量根系生长能力强弱的重要标志［14］。在整个生育时期，胡麻单株总根长的变化趋势呈单峰曲线变化（图2），从苗期开始增长速度较快，分茎期最长，达586.32 cm；现蕾之后根长明显变短，可能与一部分侧根生长活力下降有关。一般开花后根系进入衰亡期，根系对环境的适应能力减弱、活力变差、吸收水分和养分的能力减弱，通过加强田间管理，可延缓根系衰亡，防止早衰，提高产量［15］。

图2 胡麻不同生育时期总根长的变化

2.1.2 不同生育时期根直径的动态变化根系直径由于受土层结构以及根系的分级生长特性等的影响，粗细程度与植株抗旱性、根系生命周期有关联。由图3可知，在整个生育期，根的平均直径变化曲线呈“S”形，盛花期根系直径最大，为0.61 mm。根系直径的变化在分茎期到现蕾期最明显，促进根系横向生长的关键时期。

图3 胡麻不同生育时期根系直径的变化

2.1.3 不同生育时期根系表面积的动态变化根的表面积对根系从土壤吸收水分和营养元素有很大影响［16］。各生育时期胡麻植株根系的表面积呈现为单峰曲线变化（图4）。在胡麻生育前期根系表面积的变化不大，从分茎期开始迅速增大，现蕾期达到峰值（119.86 cm2），随后又开始减小，至成熟期根系表面积为76.12 cm2。结合总根长和根平均直径的变化可以得出，胡麻植株根表面积的变化从苗期至分茎期和现蕾之后主要受根的长度影响，而分茎期至现蕾期是根长和根粗共同起主导作用。

图4 胡麻不同生育时期根表面积的变化

2.2 不同生育时期的植株地上部分指标分析

2.2.1 不同生育时期的株高动态变化如图5所示，胡麻株高在现蕾期增长最快，盛花期株高达到最高，为58.4 cm。这与当主茎上的第一朵花开放时，分枝以下工艺长度部分不再增长，这时株高仅由于上部继续形成花序而有所增长，但速度已日渐减慢的结论基本一致［17-18］。成熟后的株高略小于盛花期，这可能与成熟后蒴果重量增加，使原来比较收拢的分枝变得披散等原因有关。

图5 胡麻不同生育时期株高的变化

2.2.2 不同生育时期的茎粗动态变化植株茎秆的粗细对于抗倒伏有一定的影响［19］。由图6可知，胡麻全生育期茎粗的变化呈现单峰变化趋势，现蕾期达到峰值，此后逐渐递减。胡麻现蕾期植株的茎粗高达2.07 mm，分别高于分茎期、盛花期和成熟期20.52%、9.68%和24.13%。

图6 胡麻不同生育时期茎粗的变化

2.2.3 不同生育时期的叶面积动态变化由图7可知，胡麻植株的叶面积增长速率在枞形期到分茎期阶段最快，分茎至现蕾期是胡麻全生育期叶面积最大的阶段。有研究指出，叶面积指数增长动态呈抛物线型，其峰值出现在出苗后50 d前后［20-22］。这个时期也是胡麻对水分、养分和光照等的最需关键期，生产上可以通过改善栽培管理条件延长叶片功能期，以达到增产增收的效果。

图7 胡麻不同生育时期叶面积的变化

2.3 不同生育时期的干物质积累量变化

由图8可知，胡麻植株地下部干物质积累量的变化趋势呈单峰曲线，至现蕾期达到峰值，比分茎期增加了27.44%，这说明现蕾期是胡麻地下部生长代谢最旺盛的时期。地上部植株干物质积累量随着植株的不断生长发育，在盛花期达到最大值，高于成熟期的3.37%，这与胡麻成熟过程中绝大部分叶片枯黄脱落、茎秆变黄、蒴果水分减少等有关。

图8 胡麻不同生育时期地上部和地下部干物质积累量的变化

2.4 不同生育时期根冠比的动态变化

根冠比的大小反应了植物地下部分与地上部分的相关性［23］，由图9可知，胡麻苗期根冠比最大，高达1.13；至枞形期，根冠比较苗期降低40.62%，此后随着生育时期的推进，根冠比呈现缓慢递减的趋势。这表明苗期的植株的同化产物优先供应于根系的利用，而枞形期以后根系吸收的水分和养分主要运输于地上部分，干物质向地上部分分配的比例增加，是大田管理调节根冠比的重要依据。

图9 胡麻不同生育时期根冠比的变化

3 结论

将胡麻的生育期定性的划分为6个关键时期，通过观察测定胡麻各个生育时期的农艺性状，对胡麻地上部分和地下部根系的生长指标以及生物量进行分析，从而得出界定各生育时期的依据。①苗期。约15 d，从子叶出土到约4～10片真叶，株高6～8 cm，主根长185～367 mm，增长量主要表现在根部，植株同化的物质优先供应根系。该时期要注重对根系的生长提供优越条件，为后期地上部分的生长打好基础。②枞形期。约22 d。株高23～25 cm，叶片34～38片，顶端叶片重叠现象十分严重（14～26片/cm），形似小枞树状，整株叶片呈螺旋式向上生长。根的活力旺盛，根冠比出现了明显的拐点，干物质向地上部分分配的比例增加。③分茎期。12 d左右。胡麻出苗后35 d左右将进入分茎期，子叶略变黄，叶腋处有新芽形成，单株总根长达到最大值，根由纵向长生长转向横向向生长，根直径变化显著，开始增粗。茎的生长也开始进入加速阶段。④现蕾期。11 d左右。株高平均47.50 cm，生长顶端开始下垂，用手轻捏有明显的花蕾膨大感，此时期胡麻根系表面积均达到全生育期最大，是根系从土壤吸收水分和营养元素的关键时期，应加强田间管理措施，对胡麻丰产丰收有重要意义。⑤盛花期。约13 d。出苗60 d后将进入盛花期，主茎基本停止生长，株高达到最大；开花顺序由内向外，自上而下，8：00左右全部开放，15：00逐渐凋谢。此时地上部分的干重达到最大值，是影响胡麻产量的关键时期，对光照要求明显，雨水过多易贪青倒伏。⑥成熟期。成熟期较长，约35 d。茎表皮变为黄绿色，下部叶片脱落，上部叶片变黄。蒴果呈黄褐色，用手微抖动时蒴果内会发出清脆的响声。该时期其它各项指标都下降，唯有地上部分干重达到最大值。

生产上通常以全田50%的植株分别达到上述标准的日期为记载标准［24］。但根系与地上部分关系密切，根系从土壤中吸收水分和养分，从地上部分获得碳水化合物，并产生生长激素，与地上部进行信息、物质交流、从而调整整个植株的生长和健康［25］。所以结合根系和地上部分的变化，对胡麻的关键生育时期进行划分，可以准确的把握在不同的生育阶段重要指标的变化，从而采取相应的栽培管理措施，调控主导因素，提高胡麻产量，达到丰产丰收。

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