王仙萍,趙繼獻,任廷波
(貴州省油菜研究所,貴州思南565109)
油菜種子脂肪中,脂肪酸主要有棕櫚酸(16∶0)、硬脂酸(18∶0)、油酸(18∶1)、亞油酸(18∶2)、亞麻酸(18∶3)、二十碳烯酸(20∶1)、芥酸(22∶1)[1]。棕櫚酸(16∶0)通過碳鏈延長生成硬脂酸(18∶0),硬脂酸通過減飽和作用形成油酸(18∶1),油酸減飽和作用形成亞油酸(18∶2),亞油酸減飽和作用形成亞麻酸(18∶3)。油酸通過碳鏈延長形成二十碳烯酸(20∶1),二十碳烯酸通過碳鏈延長形成芥酸(22∶1)[1]。關(guān)于氮肥[2-7]、鉀肥[2,8]、磷肥[2,9]對優(yōu)質(zhì)雜交油菜多個品質(zhì)性狀的影響已有研究報道。同時,關(guān)于氮肥[6]、鉀肥[8]、磷肥[9]對甘藍型優(yōu)質(zhì)雜交油菜灌漿成熟過程中品質(zhì)性狀的影響已有單一的研究報道,但未見3種肥料影響下,甘藍型優(yōu)質(zhì)雜交油菜灌漿成熟過程中各品質(zhì)性狀變化規(guī)律,以及3種肥料與甘藍型優(yōu)質(zhì)雜交油菜灌漿成熟過程中各品質(zhì)性狀相關(guān)性報道。本文對此進行了研究,現(xiàn)報道如下。
試驗在貴州省油菜研究所機場壩科研試驗地進行,海拔385 m,土質(zhì)壤土,前作水稻,水稻收后犁田、碎土整地、開廂,開行移栽。移栽前測定耕作層內(nèi)土壤養(yǎng)分含量為全1.025 g/kg,有效氮68.145 mg/kg,有 效 磷63.438 mg/kg,有 效鉀97.762 mg/kg,有效B 0.756 mg/kg,PH 6.96,有機質(zhì)18.178 g/kg。
三北98、油研599。均為貴州省油菜研究所選育。油研599的芥酸、硫苷、含油率分別為0.40%、33.28μmol/g.餅、42.42%,審定編號為黔審油2008006;三北98通過國家中游和陜西省審定,國審三北98的芥酸、硫苷、含油率分別為0.60%、19.26μmol/g.餅、46.25%,審定編號為國審油2008023;陜審三北98的芥酸、硫苷、含油率分別為0.29%、26.13μmol/g.餅、46.99%,審定編號為陜審油2009005。
1.3.1 氮肥試驗設(shè)計及方法2008~2009年度的施氮處理為施純氮0、75、150、225、300、375 kg/hm26個處理;2009~2010年度的施氮處理為施純氮75、150、225、300、375、450 kg/hm26個處理。試驗采用育苗移栽,兩年均為9月15日育苗,移栽密度7.5×104株/hm2,行距50 cm,株距26.7 cm。4行區(qū),小區(qū)面積12.8 m2(6.4 m×2 m)。不設(shè)重復(fù),順序排列,小區(qū)間走道寬1 m,兩端設(shè)有保護行。氮肥分3次施用,施用比例為活棵肥∶開盤肥∶臘肥=3∶5∶2。為了保證氮肥的肥效,每次均兌水澆施。氮肥使用尿素(純氮含量46%)。全生育期中耕培土2次,防治菜青蟲1次。
1.3.2 磷肥試驗設(shè)計及方法 試驗設(shè)6個處理,即每公頃施P2O5分別為45、90、135、180、225、270 kg;每公頃施純氮150 kg,分3次施用,施用比例活棵肥∶開盤肥∶臘肥為3∶5∶2。試驗用氮肥為尿素(含純氮46%),磷肥為鈣鎂磷肥(含P2O518%)。兩品種采用裂區(qū)試驗設(shè)計,3次重復(fù),隨機排列,6行區(qū),小區(qū)面積19.2 m2(6.4 m×3 m)。磷肥作基肥,按小區(qū)面積稱量施于移栽行中,肥土拌勻后再栽苗。為了保證氮肥的肥效,每次均兌水澆施。試驗采用育苗移栽,9月15日育苗,10月8日移栽,苗齡27 d,行距50 cm,株距26.7 cm,密度7.5×104株/hm2。小區(qū)間走道寬1 m,四周設(shè)有保護行。全生育期中耕培土2次,防治菜青蟲1次.5月17日成熟,全生育期243 d。成熟時實收各小區(qū)產(chǎn)量曬干折單產(chǎn)。試驗于2009~2010年度進行,用1個重復(fù)進行分期取樣。
1.3.3 鉀肥試驗設(shè)計及方法 試驗共進行兩年,2008~2009年度的施鉀量處理為每公頃施純K2O 0、75、150、225、300、375 kg 6個處理;2009~2010年度的施鉀量處理為每公頃施純K2O 75、150、225、300、375、450 kg 6個處理。試驗采用育苗移栽,兩年播種期均為9月15日。密度7.5×104株/hm2,行距50 cm,株距26.7 cm。4行區(qū),小區(qū)面積12.8 m2(6.4 m×2 m)。不設(shè)重復(fù),順序排列,小區(qū)間走道寬1 m,兩端設(shè)有保護行。鉀肥作基肥,肥土拌勻后再栽苗。每公頃施純氮120 kg,分3次施用,施用比例活棵肥∶開盤肥∶臘肥為3∶5∶2。為了保證氮肥的肥效,每次均兌水澆施。氮肥用尿素,純氮含量46%。全生育期中耕培土2次,防治菜青蟲1次。
每試驗、每品種均取每處理小區(qū)中間兩行中每行最中間的10~15個單株主序上的角果,從4月22日起,從上至下,每隔5 d取一次樣,到成熟時共取樣5~6次(2009年5次,2010年6次)。所有樣品種子用FOSS-NIRsystems 5000近紅外光譜儀(美國產(chǎn))及win[S]軟件系統(tǒng)進行分析,分析性狀有含油率、硫苷、芥酸、種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、硬脂肪酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸。
數(shù)據(jù)采用Excel 2003和DPS軟件[10]進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
將取樣時間與各對應(yīng)的品質(zhì)性狀進行相關(guān)分析(表1),可看出氮、磷、鉀肥不同施用量下灌漿成熟過程中隨著成熟度的增加各品質(zhì)性狀的變化情況。兩年的試驗結(jié)果表明,氮肥不同施用量下,隨著成熟度的增加,油研599和三北98兩品種芥酸、含油率是逐漸增加的,且含油率的增加達到顯著水平;硫苷、種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、廿碳烯酸含量是逐漸減少的,且種子蛋白質(zhì)含量的減少達到極顯著水平;油酸、硬脂酸、亞麻酸3個品質(zhì)性狀在2個品種兩年試驗中表現(xiàn)不一致。
磷肥不同施用量下,隨著成熟度的增加,油研599和三北98兩品種含油率、油酸含量是逐漸增加的,且含油率的增加達到顯著水平;種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸含量是逐漸減少的,且種子蛋白質(zhì)含量的減少達到極顯著水平;硫苷、芥酸、硬脂酸3個品質(zhì)性狀在2個品種中表現(xiàn)不一致。
表1 氮、磷、鉀肥不同施用量下灌漿成熟過程中各品種品質(zhì)性狀的變化Tab.1 The quality characters in different treatmeuts with nitrogen,phosphorus,potassium during grouting-maturity stage
鉀肥不同施用量下,隨著成熟度的增加,油研599和三北98兩品種油酸、含油率是逐漸增加的,且含油率的增加達到顯著水平;種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸含量是逐漸減少的,且種子蛋白質(zhì)含量的減少達到極顯著水平;芥酸、硫苷、硬脂酸含量3個品質(zhì)性狀在2個品種兩年試驗中表現(xiàn)不一致。
從上述分析可知,氮、磷、鉀肥不同施用量下灌漿成熟過程中,隨著成熟度的增加,兩品種含油率是逐漸增加的,且含油率的增加達到顯著水平;種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、廿碳烯酸含量是逐漸減少的,且種子蛋白質(zhì)含量的減少達到極顯著水平;芥酸、硫苷、油酸、硬脂酸、亞麻酸5個品質(zhì)性狀在2個品種不同肥料試驗、不同試驗?zāi)攴葜斜憩F(xiàn)不一致,但隨著成熟度的增加,芥酸、油酸含量多以增加為主,硫苷、硬脂酸、亞麻酸多以減少為主。若將不同肥料試驗取樣時間與各對應(yīng)的品質(zhì)性狀一并進行相關(guān)分析可知,隨著成熟度的增加,芥酸、含油率、油酸、硬脂酸含量是逐漸增加的,且含油率和油酸含量的增加達到極顯著水平,硫苷、種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸含量是逐漸減少的,且種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸含量的減少達到極顯著水平,亞油酸含量的減少達到顯著水平。
不同肥料及其不同施肥量下灌漿至成熟過程中各品質(zhì)性狀平均值的變化,反應(yīng)出不同肥料及其不同施肥量對各品質(zhì)性狀整個灌漿過程的影響。從表2可見,施氮量對甘藍型優(yōu)質(zhì)雜交油菜灌漿至成熟過程中含油量、種子蛋白質(zhì)含量的影響達到極顯著水平,對亞麻酸含量的影響達到顯著或極顯著水平。芥酸、含油量、油酸與施氮水平呈負相關(guān),種子蛋白質(zhì)含量、亞麻酸含量與施氮水平呈正相關(guān),其余性狀在2個品種兩年試驗中表現(xiàn)不一致。將每個品種兩年資料一并進行相關(guān)分析表明,油研599中芥酸、含油量、油酸、硬脂酸、亞油酸、廿碳烯酸與施氮水平呈負相關(guān),硫苷、種子蛋白質(zhì)含量、棕櫚酸、亞麻酸含量與施氮水平呈正相關(guān);三北98中芥酸、硫苷、含油率、油酸、棕櫚酸、亞油酸與施氮水平呈負相關(guān),種子蛋白質(zhì)含量、硬脂酸、亞麻酸、廿碳烯酸與施氮水平呈正相關(guān),硫苷、棕櫚酸、硬脂酸、廿碳烯酸4個品質(zhì)性狀在2個品種兩年試驗中表現(xiàn)不一致。將2個品種兩年試驗的品質(zhì)性狀與對應(yīng)的施氮量一并進行相關(guān)分析可知,芥酸、含油量、油酸、棕櫚酸、亞油酸、廿碳烯酸與施氮水平呈負相關(guān),且含油量與施氮水平的相關(guān)達到極顯著水平;硫苷、種子蛋白質(zhì)、硬脂酸、亞麻酸與施氮水平呈正相關(guān),且種子蛋白質(zhì)含量和亞麻酸含量與施氮水平的相關(guān)分別達到極顯著和顯著水平。
從表2可見,施磷量對甘藍型優(yōu)質(zhì)雜交油菜灌漿至成熟過程中各品質(zhì)性狀均未產(chǎn)生顯著影響,相關(guān)分析表明,芥酸、廿碳烯酸與施磷水平呈正相關(guān),硫苷、油酸、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸含量與施磷水平呈負相關(guān),含油量、種子蛋白質(zhì)含量2個性狀在2個品種中表現(xiàn)不一致。將兩品種合并進行相關(guān)分析表明,芥酸、種子蛋白質(zhì)、硬脂酸、廿碳烯酸與施磷水平呈正相關(guān),硫苷、含油率、油酸、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸含量與施磷水平呈負相關(guān),且硫苷、亞油酸含量與施磷水平的相關(guān)達到顯著水平。
施鉀量對甘藍型優(yōu)質(zhì)雜交油菜灌漿至成熟過程中,各品質(zhì)性狀平均值的影響,在2個品種兩年試驗中沒有1個性狀表現(xiàn)出一致性(表2)。將每個品種兩年資料一并進行相關(guān)分析表明,油研599中芥酸、硫苷、含油率、油酸、硬脂酸、廿碳烯酸與施鉀量呈正相關(guān),種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸與施鉀量呈負相關(guān);三北98中含油率、油酸、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸與施鉀量呈正相關(guān),芥酸、硫苷、種子蛋白質(zhì)、硬脂酸與施鉀量呈負相關(guān)。每品種兩年試驗的相關(guān)分析表明,兩品種中種子蛋白質(zhì)含量與施鉀量呈負相關(guān),含油率、油酸、廿碳烯酸與施鉀量呈正相關(guān),其余性狀在2個品種中表現(xiàn)不一致。將兩品種兩年試驗的品質(zhì)性狀與對應(yīng)的施鉀量一并進行相關(guān)分析可知,種子蛋白質(zhì)含量、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸與施鉀量呈負相關(guān),芥酸、硫苷、含油率、油酸、硬脂酸、廿碳烯酸與施鉀量呈正相關(guān)。
不同施氮量下灌漿期各品質(zhì)性狀的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性反應(yīng)過程與最終結(jié)果的一致性和密切程度。從表3可見,油研599兩年試驗試驗中,除了芥酸、硬脂酸、廿碳烯酸3個品質(zhì)性狀在兩年試驗中表現(xiàn)出灌漿期的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性不一致外,其余7個性狀在兩年試驗中表現(xiàn)一致,均表現(xiàn)出成熟期的含量與灌漿期的平均含量呈正相關(guān),且含油率和種子蛋白質(zhì)含量2個品質(zhì)性狀成熟期的含量與灌漿期的平均含量間相關(guān)達到極顯著水平。三北98兩年試驗中,除了亞油酸、廿碳烯酸2個品質(zhì)性狀在兩年試驗中表現(xiàn)出灌漿期的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性不一致外,其余8個性狀在兩年試驗中表現(xiàn)一致,只是硬脂酸表現(xiàn)出成熟期的含量與灌漿期的平均含量呈負相關(guān),其余7個性狀均表現(xiàn)出成熟期的含量與灌漿期的平均含量呈正相關(guān),且含油率和種子蛋白質(zhì)含量2個性狀成熟期的含量與灌漿期的平均含量的相關(guān)達到極顯著水平。
表2 灌漿至成熟期過程中各品質(zhì)性狀的平均含量與施肥量的相關(guān)性Tab.2 Relation of between average content of quality characters and amount of applied fertilizer during grouting-maturity stage
從表3可見,2個品種不同施磷量下灌漿期各品質(zhì)性狀的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性完全一致,只是硫苷、含油率、種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸7個品質(zhì)性狀呈正相關(guān),且含油量、種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸3個品質(zhì)性狀達到顯著或極顯著水平;芥酸、油酸、硬脂酸3個品質(zhì)性狀呈負相關(guān)。
從表3可見,油研599兩年鉀肥試驗中,除了芥酸表現(xiàn)出灌漿期的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性不一致外,其余9個性狀表現(xiàn)一致,只是亞油酸呈負相關(guān),其余8個性狀均呈正相關(guān)。三北98兩年鉀肥試驗中,除了芥酸、含油率、油酸、廿碳烯酸4個品質(zhì)性狀表現(xiàn)出相關(guān)性不一致外,其6個性狀表現(xiàn)一致,只是硬脂酸呈負相關(guān),其余5個性狀均呈正相關(guān),且種子蛋白質(zhì)含量達到顯著或極顯著水平。
表3 不同肥料不同施肥量下灌漿期各品質(zhì)性狀的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性Tab.3 Correlation between average content of grouting stage and that of maturity stage in different applied fertilizer
將氮、磷、鉀肥不同試驗、不同年份的不同肥料處理與對應(yīng)的品質(zhì)性狀一并進行相關(guān)分析,可知各種肥料對各品質(zhì)性狀的綜合影響(表4)。從表4可見,芥酸、硫苷、含油率、油酸、硬脂酸與施氮量呈負相關(guān),且含油率與施氮量的相關(guān)達極顯著水平,種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸與施氮量呈正相關(guān),且種子蛋白質(zhì)、亞麻酸與施氮量的相關(guān)分別達到極顯著和顯著水平。含油率、種子蛋白質(zhì)、油酸與施磷量呈正相關(guān),芥酸、硫苷、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸與施磷量呈負相關(guān),相關(guān)均未達到顯著水平。種子蛋白質(zhì)、亞麻酸與施鉀量呈負相關(guān),其余8個性狀與施鉀量呈正相關(guān)。在3種肥料與品質(zhì)性狀的相關(guān)中,沒有1個性狀與3種肥料的相關(guān)是完全一致的,說明3種肥料對品質(zhì)性狀的影響各不相同。
表4 不同肥料與各品質(zhì)性狀的相關(guān)系數(shù)Tab.4 Correlation coefficient between different fertilizer and quality characters
通過對氮、磷、鉀肥不同施用量下灌漿成熟過程中各品質(zhì)性狀變化的研究表明,隨著成熟度的增加,芥酸、含油率、油酸、硬脂酸含量逐漸增加,且含油量和油酸含量的增加達到極顯著水平;硫苷、種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸含量逐漸減少,且種子蛋白質(zhì)、棕櫚酸含量的減少達到極顯著水平,亞油酸含量的減少達到顯著水平。
氮肥不同施用量下,灌漿成熟過程中芥酸、含油量、油酸、棕櫚酸、亞油酸、廿碳烯酸的平均含量與施氮水平呈負相關(guān),含油量的平均含量與施氮水平的相關(guān)達到極顯著水平,硫苷、種子蛋白質(zhì)、硬脂酸、亞麻酸的平均含量與施氮水平呈正相關(guān),且種子蛋白質(zhì)的平均含量和亞麻酸的平均含量與施氮水平的相關(guān)分別達到極顯著和顯著水平。
磷肥不同施用量下,灌漿成熟過程中芥酸、種子蛋白質(zhì)、硬脂酸、廿碳烯酸的平均含量與施磷水平呈正相關(guān),硫苷、含油率、油酸、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸的平均含量與施磷水平呈負相關(guān)。
鉀肥不同施用量下,灌漿成熟過程中種子蛋白質(zhì)含量、棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸的平均含量與施鉀量呈負相關(guān),芥酸、硫苷、含油率、油酸、硬脂酸、廿碳烯酸的平均含量與施鉀量呈正相關(guān)。
研究表明,不同的肥料及不同肥料的不同施用量對各品質(zhì)性狀的影響不僅表現(xiàn)在成熟期,而且貫穿于灌漿至成熟的整個過程。3種肥料中,僅有硫苷、種子蛋白質(zhì)含量、棕櫚酸、亞麻酸4個品質(zhì)性狀灌漿期的平均含量與成熟期含量的相關(guān)性完全一致,其余性狀在不同的肥料、不同的品種、不同的試驗?zāi)攴荼憩F(xiàn)不一致,說明3種肥料對品質(zhì)性狀影響的差異性在灌漿期就已表現(xiàn)出來。
研究表明,氮、磷、鉀3種肥料對品質(zhì)性狀的影響各不相同:增施氮肥,降低了含油率、油酸含量、硬脂酸含量、芥酸含量,增加種子蛋白質(zhì)含量、亞麻酸含量;增施磷肥,對油酸含量略有增加,降低了棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸含量,對含油率和種子蛋白質(zhì)含量的影響較小;增施鉀肥,增加了硫苷、含油率、油酸、棕櫚酸、廿碳烯酸含量,降低了種子蛋白質(zhì)含量、亞麻酸含量。
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