不同来源油莎豆品种的农艺性状和产量构成因素比较分析

李晓兰李瑞辉王韶婉于龙君郑宇慧宋媛媛许志鹏陆鸣

(1.赤峰学院化学与生命科学学院，内蒙古 赤峰 024000；2.赤峰市林西县新林镇人民政府，内蒙古 赤峰 025258)

引言

油莎豆(Cyperus esculentus)是原产于非洲和地中海地区的植物，喜温且喜湿润[1]。引进我国种植已有几十年的历史，但由于难收获，阻碍了油莎豆大面积推广。近些年来，随着机械化水平的提高，油莎豆本身含油量高和耐贫瘠、病虫害少等特点[2]，油莎豆在全国各地开始种植并推广，且部分地区已进行了产品的深加工，形成了产业链。油莎豆是须根系作物，比较适合种植在土质疏松的沙壤土中，其分蘖强，具有防风固沙的优点[3]。油莎豆还可以作为盐碱地改良的重要植物之一[4,5]。油莎豆的块茎是逐渐形成的，已有研究表明，大部分油莎豆从出苗到部分块茎膨大的时间约为28～45d，第45天时已有部分块茎成型[6]。赤峰地区的作物生育期约为110～130d，可以满足油莎豆块茎成型的时间。所以本文引进油莎豆品种8份，种植在位于半干旱风沙区的赤峰市翁牛特旗，该旗位于科尔沁沙地西部，区域内农田沙化严重。在该区域引入油莎豆可为当地的生产实践储备资源，同时为大力发展油莎豆产业做准备，也为沙化农田生产力提高和风沙危害的减少做贡献。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019年从全国各地搜集油莎豆品种资源8份，分别引自海南、北京、湖北武汉(中油莎1号)、河北定州、河北正定、云南宝山、湖北随州、四川凉山。

1.2 试验方法

2019年，从搜集的块茎中挑选饱满的块茎，5月7日用清水浸种，每天换水1次，5月10日种植，每个小区面积为5m×5m，株距20cm，行距40cm,每穴种植1粒块茎，每个小区内种植325穴，每个品种种植3个小区。试验地土壤为风沙土，土壤肥力较低，灌溉条件为微喷灌，整个生育期保证水分的正常供应，其他田间管理与大田一致。5月30日和6月10日分别记录各小区的出苗情况。

1.3 性状考察与统计分析

在油莎豆生长期内，除观察出苗情况外，待叶片开始泛黄，每个小区内取3丛油莎豆，测定每丛的株高(自然株高)、分蘖数、根长、块茎数、每丛粒重等指标。

经济系数(%)=块茎干重(g)/[植株干重(g)+块茎干重(g)]

数据统计分析主要应用Excel 2010软件和SPSS 20.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同来源品种间出苗率差异性比较

由图1可知，8个引进的油莎豆品种出苗率之间存在极显著差异(F=226.47，P<0.01)。平均出苗率范围为62.56%～97.59%，平均出苗率由高到低顺序为北京(97.95%±0.21%)>海南(77.64%±0.74%)>湖北武汉(76.40%±0.54%)>湖北随州(76.10%±0.27%)>四川凉山(73.13%±0.91%)>河北正定(71.49%±0.27%)>云南宝山(63.90%±1.42%)>河北定州(62.56%±0.54%)，且引自河北正定与四川凉山，湖北随州、湖北武汉与海南，河北定州与云南宝山的油莎豆品种出苗率无显著差异。但引自北京的品种与其他品种的出苗率均有显著差别。

图1 不同来源品种的出苗率比较注：图中小写字母表示各品种间多重比较结果,下同。

2.2 不同来源品种间株高差异性比较

由图2可知，8个引进品种株高之间存在显著差异(F=25.98，P<0.01)。平均株高范围为55.5～66.25cm，由高到低顺序为湖北随州(68.00±2.07cm)>北京(66.25±2.49cm)>河北定州(65.25±2.92cm)>海南(62.50±2.27cm)>湖北武汉(58.75±3.62cm)>云南宝山(55.75±3.45cm)=四川凉山(55.75±3.11cm)>河北正定(55.50±2.67cm)，且湖北随州、北京、河北定州3个品种间株高无显著差异；但引自湖北随州和北京的品种株高显著高于引自海南、河北正定、云南宝山、四川凉山和湖北武汉的品种。8个品种中河北正定和云南宝山2个品种的株高偏低。

图2 不同来源品种的株高比较

2.3 不同来源品种间分蘖数差异性比较

由图3可知，8个地区品种分蘖数间存在极显著差异(F=139.93，P<0.01)。分蘖数量范围为43～116株/丛。由高到低顺序为云南宝山(116±10株)>河北正定(81±9株)>湖北武汉(72±3株)>四川凉山(54±6株)>北京(53±5株)>河北定州(47±3株)>湖北随州(46±2株)>海南(43±2株)。其中，引自云南宝山的油莎豆分蘖数最多，显著高于其他7个品种。海南、河北定州、湖北随州的分蘖数较少，且3个品种间不存在显著差异。

图3 不同来源品种的分蘖数比较

2.4 不同来源品种间根长差异性比较

由图4可知，8个地区引进的品种根长间存在显著差异(F=5.32，P<0.01)。根长范围为21.56～27.19cm。由高到低顺序为云南宝山(27.19±3.90cm)>河北正定(26.64±3.85cm)>四川凉山(25.44±3.35cm)>河北定州(24.26±1.09cm)>湖北武汉(23.43±1.46cm)>海南(23.06±1.74cm)>北京(21.98±1.90cm)>湖北随州(21.56±0.88cm)。其中，云南宝山、四川凉山和河北正定3个地区引进的品种根长无显著差异；海南、河北定州、湖北随州、北京和湖北武汉5个品种间根长无显著差异，但云南宝山与这5个品种间均有显著差异(P<0.01)。

图4 不同来源品种的根长比较

2.5 不同来源品种间单丛根干重差异性比较

由图5可知，8个地区品种间单丛根干重存在显著差异(F=115.91，P<0.01)。单丛根干重范围为15.58～31.87g。由高到低顺序为云南宝山(31.87±2.59g)>河北正定(26.92±1.38g)>河北定州(24.26±1.09g)>四川凉山(25.44±3.35g)>海南(19.54±1.10g)>北京(18.56±0.91g)>湖北武汉(18.12±1.87g)>湖北随州(15.58±0.74g)。其中，海南、北京和湖北武汉3个地区引进的品种单丛根干重无显著差异；河北定州和四川凉山2个品种间无显著差异；但云南宝山、河北正定与其他6个品种间均有显著差异(P<0.01)。

图5 不同来源品种的单丛根干重比较

2.6 不同来源品种间单丛干草重差异性比较

由图6可知，8个品种间单丛干草重存在极显著差异(F=86.67，P<0.01)。单丛干草重范围为15.59～31.39g/丛。由高到低顺序为云南宝山(31.39±1.57g)>河北正定(28.73±1.36g)>四川凉山(21.40±2.81g)>河北定州(19.91±1.38g)>海南(17.63±2.56g)>湖北随州(17.18±1.90g)>北京(15.98±0.98g)>湖北武汉(15.59±1.00g)。其中，海南、北京和湖北随州3个地区引进的品种单丛干草重无显著差异，北京、湖北随州、湖北武汉品种间也无显著差异；河北定州和四川凉山2个品种间无显著差异；但云南宝山、河北正定与其他6个品种间均有显著差异(P<0.01)。

图6 不同来源品种的单丛干草重比较

2.7 各品种产量及其构成因素的差异

对8个品种的产量性状进行方差分析和多重比较可知，各品种间产量、单穴粒数、千粒重、每丛块茎重等均达到极显著水平(P<0.01)。产量高的品种单穴粒数、千粒重和每丛块茎重、经济系数均较高。小区产量最高的是引自北京的油莎豆品种，其经济系数也较高。引自四川凉山的品种的单穴粒数显著高于其他品种；海南品种的千粒重显著高于其他品种；小区产量以北京品种显著高于其他品种；引自北京、湖北随州和海南的油莎豆品种的经济系数无显著差异，均显著高于其他5个品种(P<0.01)。

表1 不同来源品种的产量构成性状比较

2.8 各指标相关性分析

为了明确8个品种各性状间的关系，对9个性状进行相关分析，结果表明小区产量与其他8个性状均存在显著的相关性，且其他性状之间多对性状存在显著的相关性，见表2。小区产量与株高、每丛块茎数、每丛块茎重和千粒重均呈现显著的正相关关系，但与分蘖数、根长、每丛根干重、每丛干草重均呈现显著的负相关关系。这说明地上分蘖数越多、产草量越大、地下根量越多却使得块茎产量降低。

表2 不同来源品种的产量构成性状比较

为了进一步探讨产量与其他性状的关系，分别进行完全回归和逐步回归分析，获得产量的回归方程：

y=1.804+0.060x1+0.022x2-0.008x3-0.127x4-0.098x5+0.005x6+0.250x7-0.007x8

y=5.938-0.187x4+0.196x7

式中，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8分别代表株高、分蘖数、根长、每丛根干重、每丛干草重、每丛块茎数、每丛块茎重和千粒重。

2个方程的相关系数R分别为0.909和0.902，决定系数R2分别为0.827和0.813，均达到极显著水平(P<0.01)，说明8个性状虽然对产量均有显著影响，但每丛块茎重和根干重对产量的影响更显著。

由于河北正定和云南宝山2个品种是长粒，其他6个品种是圆粒。如果将所有圆粒品种的检测性状进行相关分析，如表3所示，从表3可以看出，小区产量只与分蘖数存在显著负相关性、与每丛块茎数和每丛块茎重呈现显著的正相关关系。株高与分蘖数、根长、每丛根干重、每丛干草重、每丛块茎数均呈现显著的负相关关系，而与千粒重呈现显著的正相关性。分蘖数显著影响了每丛块茎重和千粒重。

表3 不同来源圆粒品种的产量构成性状比较

进一步探讨圆粒品种产量与显著相关性状的关系，分别进行完全回归和逐步回归分析，获得产量的回归方程：

y=1.967+0.008x2-0.015x6+0.229x7

y=2.604+0.187x7

式中，x2、x6、x7分别代表分蘖数、每丛块茎数和每丛块茎重。

2个方程的相关系数R分别为0.496和0.494，决定系数R2分别为0.246和0.244，均达到极显著水平(P<0.01)，说明6个圆粒品种的分蘖数、每丛块茎数和每丛块茎重对产量均有显著影响，但每丛块茎重对圆粒品种的产量影响更显著。

3 讨论

油莎豆的产量由每丛块茎数、总块茎数和千粒重构成[7]。已有研究表明，油莎豆的产量为5700～17500kg·hm-2[8-10]。在不同地区，土壤养分状况、有效积温、蒸发量等均可影响油莎豆的生长。在本研究中，8个品种的油莎豆产量在1400～5200kg·hm-2，远低于前人已有的研究。这可能是因为引进的品种的原种植区域均位于本试验地的南方，首次将品种引进并种植在温度相对较低的区域，对环境的适应能力还较差。有学者认为，油莎豆的生育期为110～150d左右[1,11]，且不同的品种的生育期也有差异，而本试验中的种植区域的作物的生育期一般在120d左右，试验引进的8种油莎豆品种存在部分块茎未达到成熟，但叶片已经泛黄即已达到收获期，如不及时收获遇霜冻后则不能收获，会造成很大的损失。油莎豆在山东、江苏等地种植，其叶片长度均能达到120cm[12]，本试验中株高均低于100cm，叶片长度也均低于120cm。分蘖数是油莎豆发育过程中形成的一种分支，其数量可以表现出的群体长势的情况。杨敏曾在新疆干旱地区进行种植不同品种油莎豆，结果发现，分蘖数越少，块茎分散，结豆率低，产量较低[10]。但在本试验中，分蘖数多的品种，每丛块茎数和块茎重量均较低，与前人的研究结果不一致。河北正定品种和云南宝山品种是长粒，其他均为圆粒，将圆粒品种的性状和产量进行相关分析和回归分析可知，分蘖数与产量、每丛块茎重和千粒重呈现显著负相关。从地上的产草量看，分蘖数多的品种产草量均较高，根长和根干重也较高，但长粒品种的出苗率和株高均较低。

因为油莎豆品种的根系固沙能力较强，引进油莎豆品种，目的是能对半干旱风沙区的农业生产服务。由于该8个品种是第1年在赤峰地区种植，生长表现出现了明显的差异，在该区域的适应性还需要再进行种植之后筛选出适合本区域种植，且能够为区域农业增效、农民增收服务，进一步提高半干旱风沙区经济效益和生态效益，为防风固沙和改善生态环境作铺垫。

4 结论

从块茎产量上看，引自北京、海南、四川凉山、湖北随州的品种小区产量均较高，千粒重也比较高，地上产草量较低，但经济系数却较高，从第1年的种植结果看，比较适合在赤峰地区种植。但2个长粒品种的产草量均较高，但小区产量均较低，经济系数也较低。但如果能找到更适合在赤峰地区种植的油莎豆品种，需要再进行试种且对各品种的性状表现进行综合分析确定。