油菜籽含油量与气象因子相关性分析

孙 璇，姚 琳，咸拴狮，耿振刚，杜春芳

（山西农业大学棉花研究所，山西运城044000）

油菜不仅是我国重要的油料作物，也是重要的蛋白质作物和工业能源作物[1-3]，在我国常年种植面积约6.67×106hm2，每年生产菜籽约1.4×1010kg，即便如此，每年仍需进口5×109kg 油菜籽，以满足年10%～20%菜籽油消费需求的增长速度[4]。研究表明，在单产相当的情况下，含油量提高7 百分点相当于产油量提高16%，因此，提高菜籽含油量是缓解我国菜籽油供需矛盾的有效途径[5]。

作物油份合成与积累不仅由品系自身基因决定，同时受气象因子、土壤类型、地理位置和种子休眠性等因素影响[6]。王惠贞等[7]研究认为，成熟期高温有利于提高大豆脂肪含量。有效降雨和日均温度是高粱辽杂37 和辽杂19 籽粒脂肪含量最大关联系数[8]。ZHU 等[9]研究发现，在高温条件下，NIL-9基因油菜籽比NIL-1含油量高，且随着温度升高菜籽含油量降低。还有研究发现，不同海拔影响甘蓝型油菜籽含油量，高海拔菜籽含油量高于低海拔，且随着海拔升高菜籽含油量也随之增加[10-14]。付三雄等[15]研究发现，同一基因型油菜不同生态区种植开花后30 d 种子基因差异表达导致菜籽含油量不同。大量研究表明，气象因子对油菜籽含油量有影响，但多集中于单一因子影响，对降水、相对湿度、光照等多因子对含油量的影响研究较少。

本试验将2015—2019 年运城地区温度、降水量、相对湿度和日照时数等气象因子与6 个油菜品系的含油量进行相关分析，以期明确气温、降水量、相对湿度和日照时数对油菜籽含油量的影响，为高含油量油菜品种选育提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

选取6 个甘蓝型油菜品系 NH610（X1）、NH273（X2）、NH160（X3）、NH931（X4）、NH330（X5）、NH605（X6），由山西农业大学棉花研究所油菜课题组提供。2015—2019 年气象因子（花期日平均气温（H1）、花期日最高气温（H2）、花期日最低气温（H3）、花期日相对湿度（H4）、花期日降雨量（H5）、花期日照时数（H6）、角果期日平均气温（P1）、角果期日最高气温（P2）、角果期日最低气温（P3）、角果期日相对湿度（P4）、角果期日降雨量（P5）、角果期日照时数（P6）、花期至成熟期日平均气温（D1）、花期至成熟期日最高气温（D2）、花期至成熟期日最低气温（D3）、花期至成熟期日相对湿度（D4）、花期至成熟期日降雨量（D5）、花期至成熟期日照时数（D6））资料由运城市气象局提供。

1.2 试验方法

6 个油菜品系每年在山西省农业科学院棉花研究所农场种植，行距0.3 m，株距0.1 m，行长1.5 m，随机区组3 次重复。栽培管理持续一致，每年套袋自交，菜籽成熟后小区单株收获，使用FOSS 公司NIRsystems 5000 型近红外光谱仪测得含油量。

1.3 数据分析

使用Excel 2007 分析2015—2019 年运城地区油菜花期、角果期和花期至成熟期3 个生育期气象因子变化。采用SPSS 18.0 进行6 个品系油菜籽含油量与气象因子的相关分析及线性逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1 各年份不同品系油菜籽含油量变化

表2 品系和年份处理下菜籽含油量方差分析

由表 1、2 可知，F年份＝12.862，P年份＜0.001，不同年份间含油量差异显著。2015—2019 年5 a 间X1、X2、X5、X6 品系含油量无显著变化。X3 和 X4 含油量在不同年份间差异显著。X3 品系2015 年含油量显著低于 2016、2017、2018、2019 年，2016 年含油量与 2017、2018、2019 年间无显著差异。X4 品系2015 年含油量最低且显著低于2019 年，2015 年含油量与 2016、2017、2018 年间无显著差异，2019 年含油量与 2016、2017、2018 年间无显著差异。F品系＝73.142，P品系＜0.001，不同品系间含油量差异显著。2015 年X2 品系含油量显著小于X1 品系，X1 品系显著小于 X4、X5、X6 品系，X2 和 X3 品系间无显著差异，X1 和 X3 品系间无显著差异，X4、X5、X6 品系之间无显著差异。2016 年X1 品系显著小于X4、X5、X6 品系，X1、X2、X3 品系之间无显著差异，X4、X5、X6 品系之间无显著差异。2017 年X2 品系显著小于 X3 品系，X3 品系显著小于 X4、X5、X6 品系，X1与X2 品系间无显著差异，X1 与X3 品系间无显著差异，X4、X5、X6 品系之间无显著差异。2018 年 X1品系显著小于X2 品系，X2 品系显著小于X3 品系，X3 品系显著小于X5 品系，X3 与X6 品系间无显著差异，X6 与 X5 品系间无显著差异，X5 与 X4 品系间无显著差异。2019 年X1 品系显著小于X2 品系，X2 品系显著小于X3 品系，X3 品系显著小于X4、X5、X6 品系，X4、X5、X6 品系之间无显著差异。F品系×年份＝2.091，P品系×年份＝0.015＜0.05，品系与年份交互作用显著，X3 品系在2015 年含油量最低，X4 品系含油量在 2015、2016、2017、2018 年较低（2015、2016、2017、2018 年之间无显著差异）。

表1 2015—2019 年不同品系油菜籽含油量分析 %

2.2 2015—2019 年油菜花期、角果期、花期至成熟期3 个阶段气象因子变化

由图 1 和表 3 可知，在不同生育期F日平均气温＝46.464，P日平均气温＜0.001，日平均气温差异显著，花期日平均气温显著小于花期至成熟期，花期至成熟期日平均气温显著小于角果期；在不同年份F日平均气温=1.898，P日平均气温＝0.109＞0.05，日平均气温在 5 a间无显著差异。在不同生育期F日最高气温＝31.592，P日最高气温＜0.001，日最高气温差异显著，花期日最高气温显著小于花期至成熟期，花期至成熟期日最高气温显著小于角果期；在不同年份F日最高气温＝2.257，P日最高气温＝0.035＜0.05，花期日最高气温差异显著，2015 年花期日最高气温显著小于2016、2018、2019 年，2015 年花期日最高气温与 2017 年无显著差异；2016 年与 2017、2018、2019 年花期日最高温度间无显著差异。在不同生育期F日最低气温＝48.957，P日最低气温＜0.001，日最低气温之间差异显著，花期日最低气温显著小于花期至成熟期，花期至成熟期日最低气温显著小于角果期；在不同年份间F日最低气温＝2.369，P日最低气温＝0.051＞0.05，日最低气温在5 a 间无显著差异。在不同生育期F日相对湿度＝0.063，P日相对湿度＝0.939＞0.05，日相对湿度差异不显著。不同年份间F日相对湿度＝14.461，P日相对湿度＜0.001，日相对湿度差异显著。2015 年花期日相对湿度显著大于 2018、2019 年，2015 年花期日相对湿度与2016、2017 年间无显著差异。2015 年角果期日相对湿度显著大于 2016、2017、2019 年，2018 年角果期日相对湿度显著大于 2019 年，2016、2017、2019 年角果期日相对湿度间无显著差异，2016、2017、2018 年角果期日相对湿度间无显著差异，2015、2018 年角果期日相对湿度间无显著差异。2015 年花期至成熟期相对湿度显著大于 2016、2017、2018、2019 年，2016、2017、2018、2019 年花期至成熟期相对湿度间无显著差异。在不同生育期F日降水量＝0.958，P日降水量＝0.384＞0.05，在不同年份F日降水量＝0.078，P日降水量＝0.989＞0.05，日降水量在不同生育期和不同年份之间均无显著差异。在不同生育期F日照时数＝1.121，P日照时数＝0.327＞0.05，日照时数无显著差异。在不同年份间F日照时数＝4.073，P日照时数＝0.003＜0.05，2017 年角果期和花期至成熟期日照时数显著大于2019 年，2019 年角果期和花期至成熟期日照时数与2015、2016、2018 年间无显著差异，2017 年角果期和花期至成熟期日照时数与2015、2016、2018 年间无显著差异。各个气象因素的生育期与年份间交互作用均不显著。综上，日平均气温、日最高气温、日最低气温在3 个生育期间差异显著；花期日最高气温，花期、角果期、花期至成熟期日相对湿度，角果期、花期至成熟期日照时数在5 a 间差异显著。

表3 年份和生育期处理下各个气象因子方差分析

2.3 不同油菜品系含油量与气象因子相关性分析

由表4 可知，品系含油量与气象因子相关性不尽相同，H1 与 X5 和 X6 呈显著负相关，H2 与 X3和 X4 呈显著正相关，H4 与 X2、X3、X4 呈显著或极显著负相关，P1 与 X3、X5、X6 呈显著或极显著负相关，P2 与 X2、X3 呈显著负相关，P4 与 X2、X3、X4、X5 呈显著或极显著负相关，D1、D3 与 X1 呈显著负相关，D4 与 X2、X3、X4、X5 呈显著或极显著负相关，D5 与X5 呈显著负相关。

表4 菜籽含油量与气象因子相关性分析

2.4 不同油菜品系含油量逐步回归分析

对菜籽含油量有显著相关或极显著相关的各个气象因子进一步作回归分析发现（表5），气象因子D1 对品系X1 含油量有显著负向影响；气象因子D4 对品系X2、X3 含油量有显著负向影响；气象因子H4 对品系X4 含油量有显著负向影响；气象因子P4 对品系X5 含油量有显著负向影响；气象因子 P1 对品系 X6 含油量有显著负向影响。

表5 各品系菜籽含油量逐步回归方程

3 结论与讨论

油菜籽中的油脂是由光合作用积累的碳源经过一系列脂肪酸酶合成。花期日均气温（H1）与X4、X3 品系含油量呈显著正相关，与付三雄等[15]研究结果“日均温度与菜籽含油量呈正相关”一致。运城地区花期日均气温14.5～16.9 ℃，温度越高越有利于光合作用，产生糖源越多越有利于油脂积累。角果期日均气温（P1）与X6 品系菜籽含油量呈负相关。角果期日均气温19.9～21.5 ℃，16～18 ℃为油份适宜积累温度。高温、高光强条件能够引发光合午休现象，导致碳源减少，进而导致油积累减少。角果期日气温19.9～21.5 ℃变化是否会引发油菜光合午休需进一步研究。

花期相对湿度（H4）、角果期相对湿度（P4）和花期至角果期相对湿度（D4）与 X4、X5、X2、X3 品系菜籽含油量呈负相关。大量研究表明，日均温差、日均降水量、日照时数是显著影响菜籽油份累积的气象因子[16-19]。本研究表明，日相对湿度也是对菜籽油份累积有显著影响的气象因子。空气相对湿度对油菜籽含油量影响鲜有报道。年平均相对湿度对核桃果实脂肪含量有负向影响[20]。花榈木光合作用进程研究发现，日相对湿度（10%～50%）与气孔阻力呈显著正相关，与光合速率呈显著负相关[21]。10%～93%空气相对湿度是否可以引起油菜叶片气孔导度减小，光合速率降低，最终使得油菜籽含油量降低需进一步研究。

日平均气温和相对湿度对运城地区油菜籽含油量有负向影响，今后这一地区油菜品种改良要考虑日平均气温和空气相对湿度对含油量的影响，选择耐高温和耐高空气湿度基因型，提高油菜籽含油量。本研究因样本数据有限和只考虑时间维度未考虑空间维度使得结论具有一定局限性，下一步应收集更多的样本来验证结果准确性。