种植密度对胡麻抗倒性和产量的影响

2024-04-24杨治伟钱爱萍张炜曹秀霞

中国农学通报 2024年8期

杨治伟，钱爱萍，张炜，曹秀霞

（宁夏农林科学院固原分院，宁夏固原 756000）

0 引言

胡麻(LinumusitatissimumL)是中国西北和华北等地种植的特色油料作物和经济作物之一[1]。胡麻品种的产量构成是决定产量潜力及其适应性的核心要素，而品种倒伏可导致其减产。引起作物倒伏的因素较为复杂，比如风雨等自然条件、生长条件及栽培措施等，研究表明[2]作物倒伏与株高、茎粗、茎秆强度密切相关。播种密度是维持作物群体和空间结构的主要因素，合理密植不仅可以使作物群体更好的利用光、热、水、肥等资源，而且可以促进作物个体和群体间的协调生长[3-4]。种植密度高可以获得高产，但导致单株生长受到限制且加大了倒伏风险[5-6]；在不同作物中种植密度对倒伏的影响研究较多，如姬建利[7]研究了不同密度和行距配置对油菜产量和抗倒性的影响结果表明在高密度种植条件下，茎秆光合对油菜的产量和抗倒性起到关键性作用；张永平等[8]研究了不同种植密度对藜麦群体抗倒伏性能的影响，表明随着种植密度的增大群体倒伏率显著增加；倪军[9]研究了密度对小麦茎秆抗倒性能的影响，表明随密度升高小麦茎秆木质化部分减少，茎秆木质化程度降低，茎壁越厚，维管束数目越多，维管束面积越大，机械组织越厚茎秆抗折力越强，有利于减少倒伏的发生；王乐政等[10]研究了密度对夏播红小豆抗倒伏能力的影响，结果表明抗倒伏指数随着随种植密度的增加而改变。密度对倒伏的影响在不同作物中均有研究[11-14]，余红等[15]研究表明随着种植密度的提高，胡麻产量逐渐降低，主要是由胡麻密度越高，倒伏越严重，造成的减产率越高所致；郭芳[16]认为种植密度过高时，胡麻大面积倒伏，植株的分茎数减少，千粒重降低。前人的研究对胡麻的抗倒性及茎秆木质素含量相结合的研究报道较少，而且胡麻是宁南山区的主要油料作物，探索适宜的种植密度对胡麻产量具有重要意义。本研究在不同播种密度条件下，分析了胡麻的抗倒性、茎秆木质素含量及产量对播种密度的响应规律，为宁南山区水浇地胡麻合理密植栽培调控提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验设计

试验于2022年在宁夏农林科学院固原分院头营试验基地进行。试验设4个处理：定苗75×105株/hm2(M1)、60×105株/hm2(M2)、45×105株/hm2(M3)、30×105株/hm2(M4)，40×105株/hm2(M2)为对照，采用随机区组设计，3次重复，小区面积12.6 m2(1.8 m×7 m)，试验胡麻品种为‘宁亚21号’，田间管理与大田管理相同。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 倒伏情况观察在胡麻开花后期和硕果形成初期（绿熟期）雨后田间调查，以整个试验小区全部植株为观察对象，共分为4级，0级（植株直立不倒）、一级（植株倾斜度在15 度以下）、二级（植株倾斜度在15～45度）、三级（植株倾斜度在45度以上），记录倒伏情况并计算倒伏率。倒伏率计算见式(1)。

1.2.2 胡麻茎秆相关性状测定在青果期每个小区取长势均匀的胡麻20 株，株高以茎秆基部为起点，以直尺沿着主茎量至植株顶部（生长点）为株高；将植株从茎秆基部齐地面处剪断，以茎秆基部至茎秆平衡点距离为重心高度。用电子游标卡尺测定茎秆子叶节以上5 cm 处的直径和茎壁厚度。然后用电子天平称量鲜重、干重和冠重。

1.2.3 茎秆折断力测定在青果期每个小区取长势均匀的胡麻20株，用YYD-1型茎秆强度仪测定仪（浙江托普云农科技有限公司）测定茎秆折断力，方法是将茎秆放在仪器的支架上，茎秆10 cm 以上位置与仪器的中点对齐，两支点间的间距为2 cm，然后向茎秆中间施加压力，使茎秆折断，此时读取仪器最大读数(N)。

1.2.4 茎秆纤维素和木质素的测定纤维素、木质素含量由宁夏智联检测科学技术研究所负责测定。

1.2.5 室内考种收获前每个小区取样30株进行室内考种，测定株高、分茎数、主茎分枝数、单株有效果数、每果粒数、千粒重、单株粒重。收获后按小区单独收获脱离，计算小区种子产量、折合每公顷产量并进行统计分析。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 对数据进行初步整理；采用SPSS 23对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度对胡麻抗倒伏指标的影响

2.1.1 胡麻抗倒伏指标间的显著性分析株高、重心高度、抗折力、茎粗、茎壁厚度、鲜重和冠重均随着种植密度的降低呈上升趋势，而冠茎比则呈现先增大后减小趋势（表1）。4个处理的抗折力M4和M1差异显著(P＜0.05)，M1和M4的茎粗、鲜重、冠重之间均达到了极显著差异(P＜0.01)，表明密度越高，胡麻茎秆越细，单株生物量之间差距越大。

表1 不同密度对胡麻抗倒性状比较

2.1.2 胡麻抗倒伏指标间的相关性分析相关性分析表明（表2），抗折力与株高、重心高度、冠重、茎粗、茎壁厚度均呈正相关，且与茎粗、茎壁厚度、冠重呈极显著正相关，表明茎粗越粗，茎壁厚度越厚，胡麻茎秆的抗折力越大；胡麻冠层部分越重，茎秆所承受的力越大，就需要较大的抗折力。株高与茎粗、茎壁厚度呈极显著正相关，表明胡麻生长高度一定程度上受制于茎粗的影响。鲜重与冠重为显著正相关，说明胡麻在青果期，地上部的重量主要集中于冠层部分。

表2 胡麻抗倒伏性状的相关性

2.2 不同密度对胡麻茎秆木质素和纤维素含量的影响

随着种植密度的增大，胡麻茎秆木质素含量和抗折力逐渐降低，倒伏率逐渐增大（图1）。相关性分析表明（表3），倒伏率和抗折力呈极显著负相关，木质素含量和倒伏率呈显著负相关，表明随着种植密度增加，茎秆抗折力降低，从而增加倒伏风险。

图1 种植密度对胡麻茎秆木质素、纤维素、抗折力和倒伏率的影响

表3 胡麻茎秆木质素、纤维素、抗折力、倒伏率间的相关性

2.3 不同密度对胡麻产量及构成因素的影响

随着种植密度的增加，产量先增加，后降低，处理M2的产量最高，为3232.50 kg/hm2；处理M4的产量最低，为2747.10 kg/hm2。有效结果数和单株产量M4均为最高，分别为23.2个、1.4 g；M3次之，分别为22.1个、1.3 g；M1最低，且M1和M4差异较显著，有效分枝数和每果粒数4 个处理之间均无显著差异（表4）。表明有效结果数和单株产量受种植密度的影响较大，而有效分枝数、每果粒数和千粒重几乎不受种植密度的影响。

表4 不同密度对胡麻产量及构成因素比较

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 胡麻植株性状与抗倒伏能力的关系种植密度是影响胡麻倒伏的因素之一，胡麻倒伏对机械收割影响较大，产生的经济损失不容小觑。胡麻的抗倒伏能力受限于种植密度，高产栽培需要保证足够的群体数目和生物产量[17]。本研究表明，随着胡麻种植密度的增大，倒伏率呈上升趋势，与郭芳等[18]的研究结果相映衬，与张永平等[8]在藜麦中的研究结果相似；抗折力、茎粗、茎壁厚度等呈下降趋势，与闫峰[5]在谷子中的研究结果和张永平等[8]在黎麦中的研究结果相似，这间接表明密度对倒伏的影响在不同的作物中基本一致。

相关性分析表明，抗折力与茎粗、茎壁厚度均呈正相关，且与茎粗、茎壁厚度、冠重呈极显著正相关；倒伏率和抗折力呈极显著负相关，这与吴瑞香等[19]的研究结果一致。株高和重心高度与抗折力呈显著正相关，这与李政升等[20]的研究结果不一致，还需进一步的研究论证。本研究中胡麻株高与茎粗、茎壁厚度呈极显著正相关，与刘洁等[21]在油菜中的研究结果相似，表明植物的生长高度一定程度上受制于茎粗的影响。

木质素是一种复杂的聚合物，在不同的植物中以不同的形态存在。有研究指出木质素含量与作物抗倒伏能力呈极显著正相关，而且木质素直接影响茎秆强度，作物抗倒伏品种木质素含量高于中抗倒伏和易抗倒伏品种[22]。袁圆等[23]研究表明，木质素含量增加，油菜抗倒性能增强；邵庆勤等[24]研究指出，小麦种植密度增加，其茎秆中木质素含量降低，倒伏指数增加，倒伏程度加大。刘明等[25]指出木质素含量高的大豆抗倒伏能力强。刘玄等[26]研究表明，木质素含量与胡麻茎秆抗折力和抗倒伏指数呈显著正相关，提升茎秆抗折力，植株的抗倒伏能力增强。高珍妮等[27]研究指出胡麻茎秆木质素含量与茎秆抗折力呈正相关，与倒伏指数和实际倒伏率呈负相关。本研究结果表明，随着种植密度的增大，胡麻茎秆木质素含量和抗折力逐渐降低，倒伏率逐渐增大，木质素含量和倒伏率呈显著负相关这与高珍妮等的研究结果一致，这与已有在大豆、小麦、油菜和胡麻中的研究结果相一致。

3.1.2 种植密度对胡麻产量和倒伏的影响在本试验条件下，种植密度对胡麻植株性状、抗倒能力及产量均有影响。随着种植密度的增加，胡麻的产量和倒伏率存在明显差异，单株产量下降，有效结果数明显降低。表明增大种植密度，不利于产量构成中的有效结果数，这与曹秀霞等[28]的研究结果一致。本试验中也发现低密度有利于植株的抗倒性、提高单株产量，与杨守臻等[29]在毛豆中的研究结果和向达兵等[13]在苦荞中的研究结果类似。胡麻的产量不仅取决于种子本身，而且与栽培方式有很大关系，因此合理密植既能降低胡麻倒伏的风险，也能提高产量。