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        環(huán)境因子與胡麻產(chǎn)量及品質(zhì)相關(guān)性研究

        2018-07-05 14:40:32張建平王利民李聞娟
        甘肅農(nóng)業(yè)科技 2018年6期
        關(guān)鍵詞:含油率胡麻亞麻酸

        黨 照,張建平,王利民,趙 瑋,李聞娟

        (甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,甘肅 蘭州 730070)

        胡麻是我國(guó)對(duì)油用亞麻和油纖兼用亞麻的俗稱,主要分布在甘肅、山西、內(nèi)蒙古、寧夏、河北、新疆等6?。▍^(qū))。青海、陜西,吉林、黑龍江、西藏、云南、貴州、廣西、山東等省(區(qū))有零星種植。胡麻具有抗旱、耐寒、耐瘠薄等特點(diǎn),是我國(guó)西北、華北高寒干旱地區(qū)傳統(tǒng)種植的主要油料作物,也是該地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物[1-3]。

        不同地域的環(huán)境因子不同,從而對(duì)胡麻品質(zhì)的影響也不同。環(huán)境因子對(duì)作物品質(zhì)的影響在其他作物中研究的較多。林素蘭等[4]研究表明,小麥品質(zhì)性狀是由品種遺傳特性和環(huán)境因素共同作用的復(fù)雜性狀。 Grausgruber H[5]、于亞雄等[6]認(rèn)為小麥蛋白質(zhì)和濕面筋的質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要受地點(diǎn)生態(tài)環(huán)境的影響,而面團(tuán)流變學(xué)特征則主要由品種遺傳特性決定,但也受生態(tài)環(huán)境等因素的影響。可見環(huán)境因素對(duì)品質(zhì)的影響較大,且在大作物上研究的較多,但在胡麻上研究較少。我們采用田間記載與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,分析了不同生態(tài)區(qū)環(huán)境因子的變化對(duì)胡麻品種的產(chǎn)量和品質(zhì)特性的影響,以期為胡麻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供參考依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 供試材料

        供試胡麻品種(系)為張亞2號(hào)(高亞麻酸品種,亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%~55%)、皋蘭白、臨夏白、山丹白,均為白粒品種;STS、DYM(低亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)品種,亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%~35%)、隴亞10號(hào)(CK)。均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所胡麻課題組提供。

        1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

        試驗(yàn)選取甘肅省平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)、甘肅省永登縣、甘肅省天祝縣、河北省張家口市橋北區(qū)、甘肅省民樂(lè)縣、甘肅省古浪縣等6個(gè)不同環(huán)境氣候區(qū)作為試驗(yàn)地點(diǎn)。各試驗(yàn)地點(diǎn)的環(huán)境因子指標(biāo)見表1。

        1.3 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)分設(shè)在6個(gè)不同生態(tài)區(qū),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積13.34 m2,每小區(qū)種植10行胡麻,每行播種1 000粒。播前耙磨整地,結(jié)合整地施磷酸二銨300 kg/hm2、尿素112.5 kg/hm2作基肥。其他管理方法按大田管理進(jìn)行,成熟時(shí)按小區(qū)收獲后留種備用。

        1.4 測(cè)定方法

        利用氣相色譜分析儀(型號(hào):Agilent7820A)檢測(cè)備用胡麻籽粒的品質(zhì)特性。品質(zhì)分析采用配置FID,分流/不分流進(jìn)樣口的Agilent 7820 GC檢測(cè),以及AT-FFAP色譜柱(30 m×320 mm×0.33 μm)。進(jìn)樣口溫度250 ℃、分流比60∶1、柱流速(N2)2 mL/min,恒流模式;FID溫度300 ℃;H2流速40 mL/min;空氣流速400 mL/min;尾吹氣(N2)流速 30 mL/min; 柱溫程序 210 ℃恒溫 8 min[7-8]。

        1.5 數(shù)據(jù)處理

        各試驗(yàn)點(diǎn)各品種間脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、產(chǎn)量、含油率均取平均值,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。利用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)分析。將6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的環(huán)境因子由低到高或由小到大順序排列,以便利用折線圖來(lái)表達(dá)在不同環(huán)境因子下各脂肪酸的走勢(shì)(表2)。

        表1 不同試驗(yàn)點(diǎn)的環(huán)境因子

        表2 不同環(huán)境因子排列順序

        2 結(jié)果與分析

        2.1 環(huán)境因子對(duì)胡麻籽粒脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

        從圖1 a可以看出,隨著緯度的升高,各脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)不同。其中,棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著緯度的升高而逐漸下降;油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)先呈下降趨勢(shì),到緯度36°48′處開始上升,37°20′時(shí)達(dá)到最高,隨后又開始下降,最后在40°30′處略有回升;亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著緯度的升高呈先上升后逐漸下降趨勢(shì),最高點(diǎn)出現(xiàn)在36°48′; 亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)開始上升, 在 36°29′~37°20′處下降,37°20′為最低點(diǎn),隨后開始上升,緯度38°26’ 與40°30′之間基本持平。

        由圖1 b可以看出,隨著經(jīng)度的變化,棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)與緯度關(guān)系不大;油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著經(jīng)度的升高呈現(xiàn)波動(dòng)變化趨勢(shì),在102°42′處達(dá)到最高;亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在102°40′處達(dá)到最高,隨后開始逐漸下降;亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)先隨經(jīng)度的升高而逐漸下降,后有所回升,然后又下降,經(jīng)度大于107°20′后顯著升高。

        通過(guò)圖1 c可以看出,隨著海拔高度的逐漸升高,棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變;油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先降后升再降的變化趨勢(shì),海拔1 700 m時(shí)達(dá)到最高;亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在海拔1 200~1 400 m時(shí)逐漸下降,1 400 m后呈持續(xù)上升的趨勢(shì);亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先升后降的變化趨勢(shì),在海拔1 700 m達(dá)到最低點(diǎn),然后上升,在海拔2 200~2 500 m時(shí)又略有下降。

        由圖1 d可以看出,在年平均氣溫的逐步升高的情況下,各脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì),棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨年平均氣溫的升高變化不大;油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先降后升再降再升的變化趨勢(shì),最高點(diǎn)出現(xiàn)在5.3 ℃;亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著年平均氣溫的升高持續(xù)緩慢下降;亞麻酸呈先升后降再升再降的變化趨勢(shì),最高點(diǎn)出現(xiàn)在7.5 ℃。

        由圖1 e可以看出,隨著年日照時(shí)數(shù)逐步升高,棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不變,硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2 884~2 912 h時(shí)略微升高;油酸開始持續(xù)下降,直到2 884 h后開始上升;亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高點(diǎn)出現(xiàn)在2 633 h,隨后開始下降,在2 800 h后小幅回升;亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)先逐漸上升,最高點(diǎn)在2 884 h,然后開始下降。

        由圖1 f可以看出,在年降水量逐步升高的情況下,各脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)走勢(shì)不同,棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨年降水量逐步升高基本保持不變;亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在年降水量406.0 mm后開始明顯上升;油酸和亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)相反,在油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)回落時(shí)亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升,在油酸上升時(shí)亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)回落。亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高點(diǎn)出現(xiàn)在406.0 mm。

        圖1 環(huán)境因子對(duì)脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

        由圖1 g可見,隨著無(wú)霜期天數(shù)逐漸增多,棕櫚酸、硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不受影響;油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在141 d后開始有上升趨勢(shì);亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在135 d后開始緩慢下降;亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在120 d時(shí)達(dá)到最高,141 d時(shí)最低,與油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)相反。

        2.2 環(huán)境因子與胡麻籽粒脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)性

        通過(guò)表3可以看出,海拔與棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系,與油酸和亞麻酸呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;年平均氣溫與棕櫚酸、硬脂酸、油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系,與亞油酸和亞麻酸呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;年日照時(shí)數(shù)與亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系,與其他脂肪酸均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;年降水量與油酸成負(fù)相關(guān)關(guān)系,與其他脂肪酸均呈正相關(guān)關(guān)系;無(wú)霜期與亞麻酸呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,與其他脂肪酸均呈正相關(guān)關(guān)系。其中棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與海拔之間正相關(guān)系數(shù)最高,為0.49;與年日照時(shí)數(shù)之間負(fù)相關(guān)系數(shù)最高,為-0.56。硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與無(wú)霜期正相關(guān)系數(shù)最高,為0.60;與年日照時(shí)數(shù)負(fù)相關(guān)系數(shù)最高,為-0.08。油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與無(wú)霜期之間正相關(guān)系數(shù)最高,為0.63;與年日照時(shí)數(shù)之間的負(fù)相關(guān)系數(shù)最高,為-0.47。亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與海拔之間正相關(guān)系數(shù)最高,為0.64,與年平均氣溫負(fù)相關(guān)最高,為-0.47;亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與年日照時(shí)數(shù)之間的正相關(guān)最高,為0.54;與無(wú)霜期之間的負(fù)相關(guān)最高,為-0.69。各相關(guān)系數(shù)均未達(dá)到顯著水平。

        表3 環(huán)境因子與各脂肪酸的相關(guān)性

        表4 不同試驗(yàn)點(diǎn)參試胡麻品種(系)的含油率

        2.3 不同試驗(yàn)點(diǎn)的胡麻含油率

        從表4可以看出,不同試驗(yàn)點(diǎn)胡麻含油率以張家口最高,平均達(dá)40.59%;民樂(lè)居第2位,平均40.31%,這2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)之間差異不顯著,且均與平?jīng)鳇c(diǎn)差異也不顯著,與其他試驗(yàn)點(diǎn)差異達(dá)極顯著水平。不同胡麻品種含油率以張亞2號(hào)最高,平均為40.66%;隴亞10號(hào)居第2位,平均為40.49%,這2個(gè)品種之間差異不顯著,均與臨夏白、山丹白之間差異顯著,與皋蘭白、STS和DYM之間差異達(dá)極顯著水平。

        2.3 環(huán)境因子與不同胡麻品種產(chǎn)量及含油率的相關(guān)性

        從表5可以看出,海拔與張亞2號(hào)產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),與STS產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)為0,與其余品種產(chǎn)量呈正相關(guān)。年平均氣溫與STS、隴亞10號(hào)產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān),與DYM產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān),與皋蘭白、臨夏白產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),與張亞2號(hào)、山丹白產(chǎn)量呈正相關(guān)。年日照時(shí)數(shù)與臨夏白、山丹白產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),與其余品種產(chǎn)量呈正相關(guān)。年降水量與臨夏白產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),與皋蘭白、山丹白、STS、隴亞10號(hào)產(chǎn)量呈正相關(guān),與張亞2號(hào)、DYM產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。無(wú)霜期與張亞2號(hào)產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān),與皋蘭白、STS、DYM、隴亞10號(hào)產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),與臨夏白、山丹白產(chǎn)量呈正相關(guān)。

        從表6可以看出,海拔與所有品種的含油率均呈負(fù)相關(guān)。年平均氣溫僅與山丹白含油率呈負(fù)相關(guān),與其他品種含油率呈正相關(guān)。年日照時(shí)數(shù)與DYM含油率相關(guān)系數(shù)為0,與臨夏白、山丹白、隴亞10號(hào)含油率呈正相關(guān),與張亞2號(hào)、皋蘭白、STS含油率呈負(fù)相關(guān)。年降水量與各品種含油率均呈正相關(guān)。無(wú)霜期與張亞2號(hào)含油率呈正相關(guān),與其余品種含油率呈負(fù)相關(guān)。

        表5 不同環(huán)境因子與不同胡麻品種產(chǎn)量的相關(guān)性

        表6 不同環(huán)境因子與不同胡麻品種含油率的相關(guān)性

        3 小結(jié)與討論

        研究表明,隨著各環(huán)境因子的變化,各脂肪酸走勢(shì)各不相同。其中棕櫚酸和硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同環(huán)境下變化不大,說(shuō)明這兩種脂肪酸基本不受各環(huán)境因子的影響;亞油酸的變化趨勢(shì)比較平緩,升降幅度不大,基本保持相對(duì)穩(wěn)定的比例;隨環(huán)境因子的變化,油酸和亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)走勢(shì)基本呈相反趨勢(shì),即當(dāng)油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升時(shí)亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降,當(dāng)油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降時(shí)亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升。環(huán)境因子與脂肪酸的各相關(guān)系數(shù)均未達(dá)到顯著水平。海拔僅與張亞2號(hào)產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),與其他品種均呈正相關(guān);年平均氣溫與STS、隴亞10號(hào)產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān),與DYM產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān);年降水量與臨夏白產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),無(wú)霜期與張亞2號(hào)呈顯著負(fù)相關(guān)。

        不同試驗(yàn)點(diǎn)間的胡麻含油率以張家口最高,平均達(dá)40.59%;民樂(lè)居第2位,平均40.31%。不同胡麻品種含油率以張亞2號(hào)最高,平均為40.66%;隴亞10號(hào)居第2位,平均為40.49%。海拔與所有胡麻品種含油率均呈負(fù)相關(guān),說(shuō)明海拔對(duì)含油率有抑制作用;年平均氣溫除山丹白外與含油率均呈正相關(guān),說(shuō)明年平均氣溫對(duì)含油率有一定的促進(jìn)作用;年降水量與所有胡麻品種含油率均呈正相關(guān),說(shuō)明對(duì)含油率有促進(jìn)作用。

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