播期对胡麻产量、品质、农艺性状的影响研究

崔彦芹，郭元章，李思达，侯少锋，张丽丽，乔海明，徐桂真

（1河北省农林科学院粮油作物研究所/河北省作物遗传育种实验室，石家庄 050035；2张家口市农业科学院，河北张家口 075000）

0 引言

胡麻(Linum usitatissimumL.)即油用亚麻，是中国五大油料作物之一，其籽粒含油率高达32%～48%[1]，特别是α-亚麻酸含量高达50%，被誉为“陆地上的深海鱼油”[2-3]。胡麻具有抗旱、抗寒、耐瘠薄等栽培优点，胡麻油是中国西北、华北等冷凉山区的主要食用油，胡麻饼粕也是当地的优质饲料[4]，具有重要的保健价值和经济价值。培育高产、优质胡麻新品种，是提高胡麻直接和间接经济效益的重要途径。

优良品种需要在产量、品质、农艺性状等方面均表现突出。因此，性状之间的相互协调关系对新品种的选育具有重要影响。而筛选优异种质资源是新品种选育的重要基础，同时，适时播种、充分利用光热资源是获得高产优质的重要保障。王利民等[5]分析了胡麻农艺性状与品质性状的相关性，归纳出3对典型变量，即千粒重与含油率、单株果数与油酸及亚麻酸含量、单株分茎数与含油率，结果表明千粒重大、单株果数多而分茎数较少的品种含油率及油酸的含量较高。王斌等[6]分析了280份胡麻资源的品质性状，通过相关性分析、主成分分析、聚类分析，进一步了解品质性状之间的相互影响，为胡麻种质资源的利用和品质育种提供依据。伊六喜等[7]对343份胡麻种质的产量和农艺性状进行相关性、多元回归和通径分析，发现单株果数是决定胡麻种子产量的主要农艺性状。随后，伊六喜等[8]对269份胡麻种质资源的产量和品质性状进行统计、相关性分析并计算各性状的广义遗传力，为胡麻育种的亲本选择提供重要参考信息和材料。赵利等[2]分析了238份胡麻资源的籽粒表型性状和品质性状的相关性，发现形状或颜色不同的籽粒在品质方面存在差异，可通过籽粒形状和颜色初步判断胡麻品质。崔红艳等[3]总结了胡麻的栽培特性、栽培技术及存在问题，并提出相应对策，为实现胡麻生产的高产优质提供了理论参考。白静等[9]详细总结分析了优质油用胡麻的栽培技术，为胡麻产业的良性发展提供了科学指导。研究表明，最佳播期的选择是提高胡麻产量、改善品质、充分利用自然资源的重要措施[10-11]。AVINASH等[12]研究了不同播期对胡麻产量和产量构成因子的影响，发现适当提早播种有利于获得高产。然而，播期对胡麻产量、品质和农艺性状的具体影响效果目前还不够明确。

为了进一步明确播期对胡麻产量、品质和农艺性状的影响，本研究以5个胡麻品种为材料，设置4个播期，调查了产量、品质和农艺性状等相关的15个性状，并进行基本统计量、相关性、主成分分析和通径分析，明确了冀中南地区胡麻种植的最佳播期和适宜品种，同时研究了播期对产量、品质、农艺性状的影响，以期为胡麻的良种良法配套提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料及设试验计

本研究选用5个胡麻品种为供试材料，包括‘808’、‘1075’、‘坝十三’、‘坝选十六’和‘选三’，由张家口市农业科学院提供。试验于2020年在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站开展，共设4个播期，分别为3月2日(S1)、3月12日(S2)、3月22日(S3)和4月1日(S4)，采用随机区组设计，每个品种等行距种植10行，行长6 m，行距20 cm，3次重复，种植密度为4.5×106株/hm2。

1.2 目标性状及调查方法

产量性状：单株果数，数其全株总果数；千粒重，对每一处理数2个500粒称重，误差不超过0.1 g，然后将2个500粒的重量相加；单产，小区产量计算求得，以kg表示。

品质性状：样品由内蒙古自治区农产品质量安全综合检测中心检测。检测指标包括含油率、木酚素、亚麻酸、亚油酸、硬脂酸、油酸、棕榈酸和蛋白质。

农艺性状：株高，自子叶痕迹量至蒴果顶端，以cm表示；工艺长度，子叶迹至主茎第一分枝处的长度，以cm表示；分枝数，样株主茎上的分枝数；茎粗，主茎种间部位直径，以游标卡尺测量。

1.3 数据分析

采用Excel 2010对试验数据进行基本统计量分析，通过SPSS 17.0进行相关性分析和主成分分析，通过SAS V8进行方差分析和通径分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期下胡麻产量、品质、农艺性状的分析

2.1.1 不同播期下胡麻产量、品质、农艺性状的变异分析 表1、2为不同播期下5个胡麻品种产量、品质、农艺性状的变异分析，可以看出，调查的15个性状均存在较大的变异，但同一性状在播期间的变异系数存在差别，说明供试品种的产量、品质和农艺性状之间存在差异，并且受到播期的影响。

表1 不同播期下胡麻品质性状的变异分析

2.1.2 不同播期下胡麻产量、品质、农艺性状的方差分析 由表3方差分析结果可以看出，品种间的含油率、木酚素、亚麻酸、亚油酸、硬脂酸、油酸、棕榈酸、株高、工艺长度、分枝数、单株果数、千粒重和单产等13个性状存在显著或极显著的差异，进一步说明供试品种之间的性状差异显著；播期对木酚素、亚麻酸、油酸、棕榈酸、株高、工艺长度、茎粗和单产等8个性状的影响达到显著或极显著水平，说明这些性状对环境条件的变化更加敏感；品种与播期的互作效应对含油率、木酚素、亚麻酸、亚油酸、油酸和千粒重的影响达到显著或极显著水平，主要集中于品质和产量相关性状（表4）。

2.1.3 播期对不同胡麻品种品质的影响 由图1可以看出不同播期下，不同胡麻品种的品质性状表现，随着播期的变化，不同性状的变化趋势不同，且品种间存在明显差异。

图1 播期对不同胡麻品种品质的影响

（1）由含油率的变化趋势看出，随着播期的变化，‘选三’的含油率略微增加且4个播期均高于其他品种；‘808’和‘坝选十六’的含油率逐渐减少；‘1075’的含油率略微增加；‘坝十三’的含油率先减少、后增加、再减少。

（2）由木酚素的变化趋势看出，随着播期的变化，‘坝十三’和‘1075’的木酚素含量显著减少；‘808’的木酚素含量呈先增加、后减少趋势，在S3达到最大值；‘选三’和‘坝选十六’的木酚素含量比较稳定。

（3）由亚麻酸的变化趋势看出，随着播期的变化，‘坝选十六’的亚麻酸含量逐渐减少，但始终高于其他品种，其余4个品种的亚麻酸含量变化较小。

（4）由亚油酸的变化趋势看出，随着播期的变化，‘808’的亚油酸含量显著减少；‘1075’和‘选三’的亚油酸含量逐渐增加；‘坝十三’和‘坝选十六’的亚油酸含量变化较小，其中‘坝选十六’的亚油酸含量始终保持在较高水平。

（5）由硬脂酸的变化趋势看出，‘坝十三’的硬脂酸含量始终保持在较高水平且4个播期基本相同；‘坝选十六’的硬脂酸含量最低，在S4呈增加趋势；‘1075’的硬脂酸含量在S1、S2略低于‘坝十三’，在S3、S4显著减少；‘808’和‘选三’的硬脂酸含量呈现增加趋势。

（6）由蛋白质的变化趋势看出，‘坝十三’的蛋白质含量呈现增加的趋势，在S4含量最高；其余4个品种均呈现先减少、后增加趋势；‘1075’的蛋白质含量在S2最低、S4最高且高于其他品种；‘808’、‘坝选十六’和‘选三’的蛋白质含量在S3最低，‘选三’的蛋白质含量始终低于其他品种。

（7）由油酸的变化趋势看出，‘808’、‘坝十三’和‘1075’的油酸含量均呈现先增减、后减少的趋势，在S2最大；‘坝选十六’的油酸含量呈增加趋势，在S4达到最大值；‘选三’的油酸含量变化较小；‘808’的油酸含量始终高于其他品种。

（8）由棕榈酸的变化趋势看出，5个品种的棕榈酸含量变化较小，其中‘坝十三’、‘1075’和‘选三’的棕榈酸含量较高且比较接近，‘808’和‘坝选十六’的棕榈酸含量较低且比较接近。

2.1.4 播期对不同胡麻品种产量的影响 图2为不同播期下，不同胡麻品种产量性状的表现。由单株果数的变化趋势看出，‘选三’的单株果数在前3个播期高于其他品种，S4显著减少；‘808’和‘坝选十六’的单株果数表现为减少趋势；‘1075’和‘坝十三’的单株果数主要表现为增加趋势。由千粒重的变化趋势看出，‘1075’的千粒重变化较小且保持在较高水平；‘坝十三’的千粒重变化较大，表现为先减少后增加；‘选三’的千粒重表现为增加趋势，S4的千粒重高于其他品种；‘808’和‘坝选十六’的千粒重在前2个播期的变化较小，在S3前者开始增加、后者减少。由单产的变化趋势看出，随着播期的变化，5个品种的单产均表现为减少趋势，‘坝选十六’和‘选三’的单产较高且比较接近，‘808’、‘1075’和‘坝十三’的单产较低且比较接近。

图2 播期对不同胡麻品种产量的影响

2.1.5 播期对不同胡麻农艺性状产量的影响 图3为不同播期下，不同胡麻品种农艺性状的表现。由株高的变化趋势看出，‘坝十三’、‘1075’和‘坝选十六’的株高表现为先降低后增加趋势；‘808’和‘选三’的株高主要变现为增加趋势。由茎粗的变化趋势看出，5个品种的茎粗均表现为先降低后增加再降低的趋势，其中，‘1075’的茎粗变化幅度相对较小。由工艺长度的变化趋势看出，5个品种的工艺长度均表现为增加的趋势，其中，‘坝十三’的工艺长度最大。由分枝数的变化趋势看出，‘808’和‘坝十三’的分枝数表现为减少趋势，‘1075’、‘坝选十六’和‘选三’的分枝数表现为先增加后减少。

图3 播期对不同胡麻品种农艺性状的影响

2.2 性状之间的相关性分析

表5为调查的15个产量、品质、农艺性状之间的简单相关系数，可以看出，品质性状之间的含油率与蛋白质、亚麻酸与油酸、亚油酸与硬脂酸均为显著的负相关关系。农艺性状之间的株高与工艺长度之间为显著的正相关关系。产量与品质性状之间的木酚素与单株果数、硬脂酸与单产为显著的负相关关系，亚油酸与单产、棕榈酸与千粒重为显著的正相关关系。产量与农艺性状之间的单产与茎粗为显著的负相关关系。其他性状之间的正/负相关性均未达到显著水平，但依然存在复杂的相互影响。

2.3 产量、品质及农艺性状的主成分分析

表6为胡麻产量、品质、农艺性状的主成分分析结果，提取前3个主成分因子，累计贡献率达到93.45%。因子1的特征值为7.09，贡献率为47.23，特征向量值较大的性状包括含油率(-0.70)、亚油酸(-0.95)、硬脂酸(0.95)、株高(0.76)、工艺长度(0.83)、茎粗(0.80)和单产(-0.94)，表现为产量、品质、农艺性状的综合效应，其中含油率、亚油酸和单产对因子1表现为负相关，硬脂酸、株高、工艺长度和茎粗对因子1表现为正相关，说明在品种选育过程中，由于性状之间复杂的正/负相关性，实现产量、品质、农艺性状协同提高的难度较大。因子2的特征值为4.53，贡献率为30.22%，特征向量值较大的性状为木酚素(-0.70)、亚麻酸(-0.69)、蛋白质(-0.76)、分枝数(0.89)和单株果数(0.85)，主要为品质和农艺性状的效应，其中品质性状对因子2表现为负相关，农艺性状对因子2表现为正相关，说明农艺性状在胡麻品种选育中占有重要地位，但是与品质之间的负相关关系是品种选育的主要障碍。因子3的特征值为2.40，贡献率为16.00%，特征向量值较大的性状是油酸(-0.57)、棕榈酸(0.79)和千粒重(0.65)，主要为产量和品质的效应，其中油酸对因子3的表现为负相关，棕榈酸和千粒重对因子3表现为正相关，说明产量虽然是育种的主要目标，但是与部分品质之间的负相关关系同样是阻碍新品种选育的重要问题。

2.4 其他性状对单产的通径分析

表7为胡麻产量、品质、农艺性状相关的14个性状对单产的直接通径系数和间接通径系数。可以看出，直接通径系数较大且为正的性状包括含油率(17.82)、棕榈酸(2.68)、株高(1.94)和工艺长度(7.88)，说明这些性状对单产的直接正向效应比较显著。直接通径系数较小且为正的性状包括亚麻酸(0.61)、单株果数(0.18)和千粒重(0.12)，这3个性状通过含油率的间接通径系数分别为11.41、11.88和-11.80，说明这些性状对单产的直接影响较小，但是间接效应较大。直接通径系数较大且为负的性状包括木酚素(-3.91)、亚油酸(-14.42)、茎粗(-2.11)和分枝数(-12.89)，说明这些性状对单产的直接负效应较大。直接通径系数较小且为负的性状包括硬脂酸(-0.21)、油酸(-0.36)和蛋白质(-0.53)，其中蛋白质通过含油率对单产的间接通径系数较大(-7.96)，硬脂酸和油酸通过其他性状对单产的间接通径系数均较小，说明这些性状虽然对单产具有负效应，但相对较小。

表7 胡麻产量、品质、农艺性状对单产的通径分析

3 结论与讨论

胡麻是中国甘肃、内蒙古、宁夏、山西、河北等冷凉地区的重要油料作物，含油率高达32%～48%，同时含有丰富的不饱和脂肪酸、木酚素、多酚、棕榈酸、蛋白质等有益人体健康的营养成分，具有预防心脑血管疾病、糖尿病，降低血液胆固醇和血脂，抗氧化、抗癌、抗炎症，增强人体免疫力等功效[6,13]。产量是获得经济效益的基础。因此，培育高产、优质胡麻新品种，增加胡麻产量，不仅有助于提高胡麻种植收益，而且能够满足现代高品质、健康的生活需求。

研究发现，大麦[14]、裸燕麦[15]、棉花[16]、冬小麦[17]、油菜[18]等作物，在相同的播量下，随着播期的推迟，产量均表现为减少趋势。本研究通过设置4个播期，调查了15个胡麻品种的产量、品质和农艺性状。根据单产结果，5个品种均在第一播期（3月2日）的产量最高，并且随着播期的推迟，产量呈现减少趋势。由此说明，早播同样有利于增加胡麻产量。该结果与乔海明等[11]的研究结果相同。因此，基于本研究的试验方案，3月2日为最佳播期，有利于更加充分地利用光热资源，增加干物质积累，进而获得高产。

研究发现，播期的变化，对糜子籽粒淀粉的理化性质[19]、油菜籽粒品质[18]、棉花纤维品质及养分利用率[16]等也有重要影响。说明播期的变化不仅对产量有显著影响，对籽粒的营养组分和理化特性同样有重要影响。然而，目前关于播期对胡麻品质影响的研究报道较少，尚不明确播期的变化会影响哪些性状及变化趋势，生产实践中缺乏理论指导。本研究调查了胡麻籽粒含油率、木酚素、亚麻酸等8个品质相关性状，结果发现，播期对木酚素、亚麻酸、油酸和棕榈酸的影响达到显著水平，品种与播期的互作效应对含油率、木酚素、亚麻酸、亚油酸和油酸的影响达到显著水平。然而，随着播期的变化，同一物质含量在不同品种中的变化趋势不同，例如木酚素含量随着播期的推迟，在‘坝十三’和‘1075’中表现为显著减少，在‘808’中表现为先增加、后减少，而在‘选三’和‘坝选十六’中比较稳定。总体而言，随着播期的推迟，胡麻籽粒的棕榈酸含量能够保持稳定或略有增加趋势，其他物质含量均表现出减少趋势、先增加后减少或先减少后增加趋势，并且第一播期内的籽粒物质含量能够保持在较高或最高水平。由此说明，早播不仅有利于获得高产，而且有助于增强品质。综合试验结果发现，‘坝选十六’和‘选三’在4个播期的产量表现均显著优于其他品种，其中‘坝选十六’的产量最高，而且含有较高的亚麻酸、亚油酸、蛋白质、木酚素、含油率等营养物质，是供试品种中最佳选择。

本研究通过设置不同播期，研究了播期对不同胡麻品种产量、品质、农艺性状的影响，结果表明早播有利于获得高产，‘坝选十六’为供试品种中的最佳选择，适宜在冀中南地区推广种植。