3个苎麻品种三年间产量及其构成因子的变化研究

王辉，，白玉超，付虹雨，王继龙，刘婕仪，崔丹丹，苏小慧，崔国贤*

（1.湖南农业大学苎麻研究所，湖南长沙410128；2.保险职业学院，湖南长沙410114；3.深圳市芭田生态工程股份有限公司，广东深圳518105）

苎麻（Boehmeria nivea L.）属荨麻科（Urticaceae）苎麻属（Boehmeria），是一种多年生宿根草本纤维作物[1]。苎麻既是优良的纤维作物，也是优良的饲料作物，被誉为“中国草”[2]。中国是世界上种植苎麻最早的国家，种植面积和原料产量占全球95%以上，在国际市场上占支配地位[3]。

株高、茎粗、有效株数、鲜皮厚度和鲜皮出麻率一般被称为苎麻的五大产量构成因素。熊和平等[4]、胡立勇和彭定祥[5]研究发现苎麻栽培品种的原麻产量与株高、茎粗、有效株数、鲜皮厚度、鲜皮出麻率之间呈极显著或显著正相关关系。通常，苎麻的单位原麻产量可以用单位面积有效株数、单株鲜皮重、鲜皮出麻率三者的乘积来计算，当单位面积有效株数、单株鲜皮重和鲜皮出麻率三者值都大的时候，原麻产量最高。其中，有效株数的数值由分株数和有效株率决定，单株鲜皮重与株高、茎粗和鲜皮厚度有直接联系，两者受环境的影响较大，而鲜皮出麻率则主要受品种遗传特性支配，与植株初生韧皮纤维厚度有关。

近年来，受多种因素的制约，我国苎麻产量持续减少，苎麻行业供需矛盾突出，产业发展受到限制[6]。据2017年中国纤维检验局发布的苎麻精干麻质量分析报告显示，全国苎麻精干麻产量约2.6万吨，相比2016年减少了56.67%，目前全国苎麻种植面积已处于历史低位，苎麻原材料存在高达60%以上的需求缺口[7]。因此，在未来苎麻种植生产中，不仅要在当季产量和其他农艺性状上表现优异，还要在多年种植栽培过程中发挥增产潜力，同时具备良好的稳产性，才能应对当前我国苎麻行业面临的增产量、提品质、提高经济效益的严峻考验。本研究分析了长期田间试验下3个苎麻品种二年产量和产量构成因素的变化特点，并对3个苎麻品种的稳产性进行了初步阐述。本研究旨在为苎麻高产、稳产提供理论基础和依据。

1 材料与方法

1.1 材料和样地

试验所用苎麻种植于“湖南农业大学国家麻类长期田间试验基地”（113°04＇E，28°10＇N），该区气候属亚热带季风性湿润气候。试验品种中苎1号、多倍体1号和湘苎3号，均由湖南农业大学苎麻研究所提供。供试基地土壤含全氮1.3 g／kg，碱解氮81.7 mg／kg，速效钾148.0 mg／kg，速效磷83.4 mg／kg，有机质 25.0 g／kg。

1.2 试验设计

2009年5月 嫩梢扦插育苗，同年6月移栽，株距45.0 cm，栽培密度3.3×104株／hm2，小区面积20.0 m2，每个品种重复4次，随机区组设计，同年9月底破秆。从2017年头麻开始至2019年三麻结束，在每一年每一季苎麻进入工艺成熟期（黑秆1／3至黑秆距顶部30.0 cm左右）后，详细记录每个小区苎麻的农艺性状并测产，各季苎麻的收获时间如表1所示。田间水、肥管理一致，每一季苎麻苗期各小区施等量的氮钾复合肥，尿素（总氮≥46.2%）和复合肥（总养分≥45%，N-P2O5-K2O比例为15-15-15）各250.0 kg／hm2，并做好除草、灌溉与排水工作。

表1 苎麻收获期（月／日）Table 1 The harvest times of Boehmeria nivea（month／day）

1.3 测定项目与方法

株高：在工艺成熟期，用直尺测量苎麻植株基部至叶顶端的距离，每个小区随机测量30株，并取平均值。

茎粗：在工艺成熟期，用游标卡尺测量苎麻植株的中间部位，避开叶节处，每个小区随机测量30株，并取平均值。

无效株和有效株：在工艺成熟期，生产上难以收剥、无利用价值矮小或未成熟的小麻株，称为无效株。实践中常以高度不足正常株高1／2的称为无效株。相反在工艺成熟期能正常收获的麻株称为有效株。分株数=无效株数+有效株数；有效株率=有效株数／分株数×100%。

鲜皮厚度：在工艺成熟期，将苎麻鲜皮从苎麻茎秆上剥离后，用游标卡尺测量鲜皮中部的厚度，每个小区随机测量30片，并取平均值。

鲜皮产量：在工艺成熟期，用电子秤测量每个小区的鲜皮总产量。

原麻产量：鲜皮经“72型”简易刮麻器刮制后，充分晒干，用电子秤测量原麻产量。

鲜皮出麻率：鲜皮出麻率=原麻产量／鲜皮产量×100%。

败蔸率：败蔸率=小区败蔸数量／小区总蔸数×100%。

指标测定方法参照行业标准《农作物种质资源鉴定技术规范：苎麻》（NY／T1321-2007）[8]及《苎麻种质资源描述规范和数据标准》[9]。

1.4 数据处理

采用Excel进行数据统计和制图，利用DPS数据处理系统（v7.05专业版）对数据进行分析，用平均值和标准差表示测定结果，对不同收获期的不同苎麻品种间产量构成因素进行单因素方差分析，对苎麻产量和产量构成因素进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 3个苎麻品种主要产量构成因素变化

2017-2019年 田间试验中中苎1号、多倍体1号、湘苎3号三个品种的产量构成因素测定值分别如下表2、表3、表4所示。3年连续田间试验中，中苎1号、多倍体1号、湘苎3号的年际株高平均值分别为2.00、2.17、2.23m；茎粗平均值均为1.10 cm；分株数平均值分别是1.48×105、1.48×105、1.74×105株／hm2；平均有效株率分别是81.46%、84.42%、86.16%；鲜皮平均厚度分别为 1.03、1.07、1.08 mm；鲜皮的平均出麻率分别为12.38%、11.64%、12.07%。

从3年田间试验中各年间产量构成因素均值变化情况来看，3个苎麻品种2018年的各性状年平均值都普遍高于其他年份。中苎1号、多倍体1号和湘苎3号的平均株高都以2018年最高，分别为2.15、2.26和2.34 m，相比其他年份分别高出5.58%～14.88%、2.21～9.29%和2.99～10.68%，湘苎3号的平均株高最高，为2.34m。中苎1号、多倍体1号和湘苎3号平均茎粗的最大值也出现在2018年，分别为1.15、1.18和1.19 cm；分别高出其他年份5.21%～7.83%、5.08%～14.41%和5.04%～16.81%。3个苎麻品种的平均分株数则以2019年最多，分别为1.53×105、1.52×105和1.86×105株／hm2，相比其他年份多出 2.55%～7.90%、4.40%～4.60%和 7.41%～12.02%，其中湘苎3号的分株数要明显多于其他2个品种。中苎1号、湘苎3号的平均有效株率最高值出现在2018年，分别为83.17%和86.63%，与其他年份相比分别高出1.92%～4.23%和0.54%～2.35%，多倍体1号平均有效株率以2019年最高，为86.28%，高出其他年份2.68%～3.79%。中苎1号和湘苎3号的鲜皮厚度均值都以2018年最大，分别为1.05和1.11 mm，分别比其他年份大0.95%～3.81%和2.70%～6.31%，多倍体1号鲜皮厚度最大值为2017年的1.08 mm，高出其他年份0.93%～2.78%。中苎1号和湘苎3号的鲜皮出麻率均以2017年最大，分别为12.74%和12.51%，较其他年份高出1.65%～6.91%和2.72%～7.99%，多倍体1号则以2018年最大，为12.07%，相比其他年份要高出0.75%～9.94%，整体来看，3个品种间的差异不显著。

变异系数是指作物相应的品种在不同环境中的标准差占该品种均值的百分比，反映了品种的静态稳定性变异系数[10，11]。从表2、3、4中可以看到各年度内3个苎麻品种的株高、茎粗、分株数、有效株率、鲜皮厚度和鲜皮出麻率的变异系数均小于10%，表明各年度内苎麻品种间这些指标变异较小。整体来看，3个苎麻品种株高和茎粗的变异系数较大，稳定性相对较弱，其中中苎1号株高的变异系数最大，为8%，大于湘苎3号的5.83%和多倍体1号的5.07%，而湘苎3号茎粗的变异系数达到9.10%，变异幅度最大，稍大于多倍体1号的8.18%，远大于中苎1号的4.55%。其次，3个品种分株数和鲜皮出麻率变异系数的最大值均在6%左右，分别是湘苎3号的6.49%和多倍体1号的5.76%，而中苎1号和多倍体1号的分株数与中苎1号和湘苎3号的鲜皮出麻率变异系数相对较小。最后，3个品种有效株率和鲜皮厚度的变异系数均在3%左右，变异幅度小，稳定性较强。

表2 2017-2019年中苎1号各年的产量构成因素Table 2 The yield components of Zhongzhu No.1 during 2017-2019

表4 2017-2019年湘苎3号各年的产量构成因素Table 4 The yield components of Xiangzhu No.3 during 2017-2019

3年内各苎麻品种鲜皮产量和原麻产量的变异系数区别较大，其中鲜皮产量和原麻产量变异系数最大的均为湘苎3号，分别为12.43%和10.01%，多倍体1号鲜皮产量和原麻产量的变异系数分别为6.00%和6.62%，而中苎1号两者的差异较大，鲜皮产量变异系数近5%，低于其他2个品种，原麻产量变异系数则达到了9.63%，接近湘苎3号，大于多倍体1号，表明湘苎3号鲜皮产量和原麻产量的变异幅度较大，中苎1号鲜皮产量变异幅度较小但原麻产量变异幅度较大，多倍体1号鲜皮产量和原麻产量变异幅度均不大。

2.2 不同苎麻品种产量的变化趋势

2017-2019年 田间试验中，3个苎麻品种鲜皮产量和原麻产量变化趋势如图1所示。从图1中可以看出，中苎 1号和湘苎 3号的鲜皮产量均以 2018年最高，分别为 1.97×104和2.87×104kg／hm2，多倍体1号鲜皮产量以 2019年最高，为 1.89×104kg／hm2，3个品种的鲜皮产量又都以2017年最低，按照中苎1号、多倍体1号和湘苎3号的顺序分别为1.62×104、1.69×104和2.26×104kg／hm2。从3个苎麻品种鲜皮产量变化趋势看，3年田间试验下中苎1号、多倍体1号和湘苎3号的鲜皮产量均呈上升趋势，增幅高低依次为：湘苎3号＞多倍体1号＞中苎1号，每年分别增加2.555×103、9.75×102和9.60×102kg／hm2，湘苎3号的增幅要远大于多倍体1号和中苎1号，而后两者的增幅不显著。

图1 2017-2019年3个苎麻品种鲜皮产量与原麻产量平均变化Fig.1 The average variation trend on fresh bark yield and fiber yield of 3 ramie varieties during 2017-2019

中苎1号、多倍体1号和湘苎3号的原麻产量均以2018年最高，分别为2.49×103、2.24×103和3.47×103kg／hm2，湘苎3号的产量最高。中苎1号、多倍体1号和湘苎3号原麻产量的最低值均出现在2017年，依次为2.08×103、2.00×103和2.84×103kg／hm2，湘苎3号的最低值要远高于其它2个苎麻品种的最低值。在3年田间试验下，3个苎麻品种的原麻产量变化趋势不同，其中，多倍体1号的原麻产量变化相对比较平稳，每年仅增加3.5 kg／hm2，变化不明显，中苎1号的原麻产量整体则有少量增加，幅度为每年增加20 kg／hm2，而湘苎3号的原麻产量整体呈上升趋势，上升的幅度为每年增加1.66×102kg／hm2，在3个苎麻品种中上升趋势最明显，增量最大。

2.3 不同苎麻品种产量构成因素与产量的相关分析

从表5可以看出，苎麻株高、分株数、有效株率、鲜皮产量与苎麻的原麻产量呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数按大小依次是鲜皮产量（r=0.94）＞分株数（r=0.71）＞有效株率（r=0.62）=株高（r=0.62），其中鲜皮产量的相关系数最大，分株数次之，有效株率和株高两者系数相等；茎粗与原麻产量呈显著正相关关系，鲜皮厚度和鲜皮出麻率与原麻产量呈正相关，但是系数较小，相关性不强；说明鲜皮产量直接影响着原麻产量，通过提高苎麻的株高、分株数和有效株率能提高原麻产量，而增加分株数、有效株率和株高对苎麻原麻产量的提高作用最显著。另外，苎麻的株高、分株数、有效株率、茎粗与鲜皮产量呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数分别为0.72、0.72、0.64和0.48，其中相关系数最大的是株高和分株数，其次是有效株率和茎粗；鲜皮厚度与鲜皮产量呈弱正相关，鲜皮出麻率与鲜皮产量则呈负相关，说明株高、分株数、有效株率和茎粗对苎麻鲜皮产量的提高作用明显，而鲜皮厚度的作用不明显，鲜皮出麻率在一定程度上可能导致苎麻鲜皮产量的降低。由于株高对苎麻产量的增加有着重要贡献，通过促进株高的生长可以有效提高苎麻产量。表中数据显示，苎麻的株高与有效株率呈极显著正相关，且与分株数呈显著正相关关系。

表5 2017-2019年苎麻产量与产量构成因素的相关性Table 5 Correlation analysis between fiber and yield-related traits of ramie varieties during 2017-2019

3 讨论与结论

作物产量是受多个影响因素制约的复杂数量性状[12-14]，苎麻产量主要由株高、茎粗、有效株数、鲜皮厚度和鲜皮出麻率五个因素构成。相关分析结果显示株高、分株数和有效株率是苎麻产量构成的最重要因素，它们与原麻产量呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数分别是0.62、0.71和0.62，与鲜皮产量也呈极显著正相关（P＜0.05），相关系数分别为0.72、0.72和0.64，对苎麻产量的提高有重要作用，而茎粗分别与鲜皮产量和原麻产量呈极显著正相关（P＜0.01）和显著正相关关系（P＜0.05），相关系数分别为0.48和0.40，对苎麻产量也有较大的影响，而鲜皮厚度和鲜皮出麻率对苎麻产量的提高虽有影响，但作用不显著，这与熊和平[4]、胡立勇和彭定祥[5]、白玉超[15]等研究结果相近。

作物产量是基因型与环境互作的结果，在遗传因素确定后，植物的农艺性状尤其是产量与大气和土壤等环境条件有着密切联系[16-18]。本研究表明，3个苎麻品种在3年田间试验中产量变化趋势不同，其中多倍体1号的原麻产量整体变化趋于平稳，未出现减少趋势，与朱四元[19]和白玉超[15]等研究结果相左，而中苎1号的原麻产量仅有略微上升趋势，湘苎3号的原麻产量变化趋势则有明显提高。导致3个苎麻品种产量出现不同变化趋势的原因，可能与苎麻品种间面对环境反应存在差异有关[20，21]。本试验中3个苎麻品种，中苎1号是中国农业科学院麻类研究所用杂交育种方法获得的优质、高产、多抗品种，具有植株挺拔、茎秆粗壮、光合效率高、分蔸能力强、发蔸快、抗逆性强的特点[22]；多倍体1号由湖南农业大学苎麻研究所选育成功，根系入土深，分株力强，具备耐低温、生长迅速、前期生长势强、耐旱、耐贫瘠等能力；湘苎3号则是湖南农业大学苎麻研究所由广西黑皮蔸经自由授粉的后代中选育而成的高产、优质、抗病品种，该品种适应性广，具有较强抗旱性，高抗花叶病[23]。外界因素对苎麻的产量和产量构成因素有着较大影响，大量研究表明外界因素与苎麻产量的变化密切相关。敖红斌等认为气温、降水和日照变化是影响苎麻产量的重要因素[24-26]。

苎麻产量的提高是外界因素和产量构成因素之间协调发展的综合过程。苎麻作为多年生植物，生长期可达二十多年以上，在长期栽培过程中其产量和产量构成因素容易受到连作障碍和诸多不良环境因子的影响[27，28]，导致苎麻生长发育不良甚至减产。因此，要使长期栽培中的苎麻高产、稳产，首先应综合考虑当地气候条件、土壤条件及苎麻的纤维产量、纤维品质和抗逆性等多个方面对苎麻品种进行筛选，优先选取适宜当地栽培、产量高、品质好、抗逆性强的优良品种；其次在栽培管理中要采取冬培壮蔸、中耕除草、季季追肥、防旱、防渍、防风、防霜，防治病虫草害，及时收获等技术措施。