王學(xué)芳,田建華,楊 麗,韋世豪,關(guān)周博

(陜西省雜交油菜研究中心,陜西 楊凌 712100)

油菜作為我國(guó)最主要的油料作物,對(duì)人民生活水平的提高、膳食結(jié)構(gòu)的改善以及保障國(guó)家食物安全意義重大[1-2]。油菜育苗移栽技術(shù)是我國(guó)一項(xiàng)傳統(tǒng)的油菜栽培技術(shù),在20世紀(jì)80年代,為了適應(yīng)稻-稻-油三熟制模式、解決季節(jié)矛盾、提高單產(chǎn),油菜育苗移栽技術(shù)得到了大量研究和廣泛應(yīng)用[3]。然而。近年來(lái),隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化速度的加快,勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移,農(nóng)村勞動(dòng)力日趨緊張,油菜勞動(dòng)密集型技術(shù)的使用越來(lái)越困難。油菜直播栽培方式由于省去了育苗、拔苗、移栽等環(huán)節(jié),大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,被越來(lái)越多的農(nóng)民所接受。傳統(tǒng)松散型油菜品種移栽密度較小,一般在15萬(wàn)株/hm2以下[4],主要靠充分地發(fā)揮植株個(gè)體優(yōu)勢(shì)來(lái)提高群體產(chǎn)量。在輕簡(jiǎn)化直播栽培中,播種密度是影響植株生長(zhǎng)[5]、群體結(jié)構(gòu)[6]、產(chǎn)量形成[7]以及機(jī)械化收獲[8-9]的重要因素之一。為此,研究不同株型品種的種植密度,對(duì)油菜目前適應(yīng)輕簡(jiǎn)化和機(jī)械化栽培模式有重要意義。

油菜植株生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)量有密切的關(guān)系。目前針對(duì)油菜生長(zhǎng)指標(biāo)與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)主要集中在成熟期株型性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析[10-13],而苗期性狀與產(chǎn)量的關(guān)系研究卻鮮有報(bào)道。因此,本研究以3個(gè)緊湊型油菜品種和1個(gè)傳統(tǒng)松散型油菜品種為試驗(yàn)材料,進(jìn)行了在6個(gè)不同密度下油菜冬前苗期性狀與成熟期產(chǎn)量性狀間的典型相關(guān)分析,探討了不同密度下油菜不同株型材料產(chǎn)量對(duì)密度的響應(yīng),揭示了冬前苗期指標(biāo)與油菜產(chǎn)量及其構(gòu)成性狀的相互關(guān)系,可為適于輕簡(jiǎn)化栽培的耐密油菜品種選育和油菜高效種植提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料均為甘藍(lán)型油菜,共4份,其中14snD117(V1)、14snD266(V2)、14snD278(V3)是緊湊型材料,對(duì)照秦優(yōu)7號(hào)(V4)為松散型材料；全部材料由陜西省雜交油菜研究中心育種室提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)有4個(gè)油菜品種：V1、V2、V3、V4。每個(gè)品種又設(shè)6個(gè)種植密度：D1,15萬(wàn)株/hm2;D2,30萬(wàn)株/hm2;D3,45萬(wàn)株/hm2;D4,60萬(wàn)株/hm2;D5,75萬(wàn)株/hm2;D6,90萬(wàn)株/hm2。試驗(yàn)共有24個(gè)處理,分別為V1D1、V2D1、V3D1、V4D1(CK)、V1D2、V2D2、V3D2、V4D2、V1D3、V2D3、V3D3、V4D3、V1D4、V2D4、V3D4、V4D4、V1D5、V2D5、V3D5、V4D5、V1D6、V2D6、V3D6、V4D6,其中CK為傳統(tǒng)品種+合理密度；每處理3次重復(fù),共72個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 冬前苗期性狀 在越冬前油菜葉面積達(dá)最大時(shí)，每小區(qū)取中間行連續(xù)10株,測(cè)定其單株葉片重疊面積(X1),具體測(cè)定方法:以莖稈為中心,利用直尺測(cè)定單株互生葉片最大十字交叉距離來(lái)計(jì)算油菜單株冠層覆蓋面積-特定密度下單株應(yīng)有面積[14];記錄每株葉片數(shù)(葉面積在1 cm2以上)(X2);以子葉節(jié)為界,稱取地上部鮮重(X3)和根鮮重(X4);在105 ℃下殺青30 min,在75 ℃下烘干至恒重,測(cè)定冬前幼苗地上部干重(X5)和根干重(X6)。

1.3.2 產(chǎn)量性狀 在成熟期前3 d,每小區(qū)隨機(jī)取10株油菜,將每株的根、莖、主枝、側(cè)枝、主花序角果、側(cè)枝角果分門(mén)別類裝入不同袋中,掛于溫室風(fēng)干,待風(fēng)干至恒重后分別測(cè)定根干重(Y1)、莖干重(Y2)、主枝干重(Y3)、分枝干重(Y4)、主角果重(Y5)、枝角果重(Y6)、主粒重(Y7)、枝粒重(Y8)、總生物學(xué)產(chǎn)量(Y9)、單株產(chǎn)量(Y10);在成熟期測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量,并測(cè)量每小區(qū)實(shí)際面積,計(jì)算每667 m2的產(chǎn)量(Y11)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析在Excel 2003及DPS 16.05上進(jìn)行,典型相關(guān)分析參考唐啟義等的方法[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度對(duì)各油菜品種產(chǎn)量的影響

圖1為4個(gè)油菜品種在6個(gè)不同密度下每667 m2的產(chǎn)量表現(xiàn),從圖1可以看出：傳統(tǒng)松散型品種V4的產(chǎn)量在最低密度15萬(wàn)株/hm2下最高,隨密度的增加其產(chǎn)量直線下降;而3個(gè)緊湊株型材料的產(chǎn)量隨著種植密度的增加而增加,其中V1在種植密度為75萬(wàn)株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高,V2和V3在60萬(wàn)株/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)峰值,之后隨著種植密度的增加產(chǎn)量直線下降。

圖1 4個(gè)油菜品種在6個(gè)種植密度下的產(chǎn)量

2.2 各油菜品種的產(chǎn)量對(duì)密度的響應(yīng)

對(duì)各油菜材料在不同密度下的產(chǎn)量做方差分析，結(jié)果如表1所示。V2在不同密度下的產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平,其余3個(gè)材料的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。傳統(tǒng)松散型品種V4在15萬(wàn)～30萬(wàn)株/hm2下產(chǎn)量差異未達(dá)顯著水平,當(dāng)種植密度達(dá)45萬(wàn)株/hm2以上時(shí)產(chǎn)量明顯下降且差異達(dá)極顯著水平。對(duì)3個(gè)緊湊型材料而言,V1在75萬(wàn)株/hm2種植密度下產(chǎn)量最高,低于或高于這個(gè)密度產(chǎn)量均顯著下降;V2和V3在60萬(wàn)株/hm2下產(chǎn)量最高,但V2在45萬(wàn)～60萬(wàn)株/hm2種植密度下產(chǎn)量無(wú)顯著差異,低于或高于這兩個(gè)密度則產(chǎn)量顯著下降;V3的適宜種植密度最為寬廣,在15萬(wàn)～75萬(wàn)株/hm2下產(chǎn)量差異均未達(dá)顯著水平。

2.3 油菜苗期性狀與產(chǎn)量性狀間的相關(guān)分析

育種與栽培實(shí)踐證明,壯苗是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。因此本研究對(duì)不同油菜品種在不同密度下冬前苗期性狀與產(chǎn)量性狀做了相關(guān)分析,結(jié)果(表2)顯示：除冬前苗期單株重疊面積(X1)與各產(chǎn)量性狀呈負(fù)相關(guān)外,其余冬前苗期性狀葉片數(shù)(X2)、單株鮮重(X3)、根鮮重(X4)、葉干重(X5)、根干重(X6)與除667 m2產(chǎn)量以外的10個(gè)產(chǎn)量性狀均呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系;667 m2產(chǎn)量?jī)H與單株鮮重(X3)和葉干重(X5)呈極顯著相關(guān)。說(shuō)明油菜苗期性狀與產(chǎn)量性狀之間關(guān)系復(fù)雜。

2.4 油菜苗期性狀與產(chǎn)量性狀間的典型相關(guān)分析

油菜冬前苗的長(zhǎng)勢(shì)與后期產(chǎn)量關(guān)系密切。為了了解越冬前苗期性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素之間的相互關(guān)系,根據(jù)苗情預(yù)判產(chǎn)量水平,采用典型相關(guān)分析方法探求了產(chǎn)量及構(gòu)成因素與冬前苗期性狀之間的關(guān)系。由表3可知：在油菜冬前苗期生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)量及構(gòu)成因素之間的典型相關(guān)系數(shù)中,第1、第2、第3和第4組變量的典型相關(guān)系數(shù)較大,分別為0.9892、0.9650、0.9395和0.8253,均達(dá)到顯著水平。故對(duì)這4組典型變量進(jìn)行典型相關(guān)分析。

表1 不同密度對(duì)各油菜品種產(chǎn)量的影響 kg/667 m2

表2 油菜苗期性狀與產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)

表3 油菜冬前苗期性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素間的典型相關(guān)系數(shù)

由于原始數(shù)據(jù)的量綱不同,不宜進(jìn)行直接比較,故用標(biāo)準(zhǔn)化的典型系數(shù)給出典型相關(guān)模型w和r,并計(jì)算原始變量和典型變量之間的相關(guān)系數(shù),結(jié)果見(jiàn)表4,其中u和v分別代表典型變量的2組綜合指標(biāo)。由表4可知,第1組典型變量的構(gòu)成為:

u1=-0.487X1+0.142X2+1.007X3-1.967X4+0.992X5-0.901X6;

v1=1.975Y1+0.54Y2-0.243Y3+0.544Y4-0.383Y5-2.857Y6+1.148Y7+2.357Y8-0.792Y9-2.504Y10-0.347Y11。

在第1組典型變量(u1,v1)中,由u1與原始數(shù)據(jù)Xi的相關(guān)系數(shù)可知,u1與葉片數(shù)(X2)的相關(guān)系數(shù)最大(-0.753)。因此,可視為u1主要描述了冬前苗葉片數(shù)的綜合性狀,即隨著冬前苗葉片數(shù)的增加,u1呈下降趨勢(shì)。同樣,由v1與原始數(shù)據(jù)Yi的相關(guān)系數(shù)可知,v1與主序角果重(Y5)和總生物學(xué)產(chǎn)量(Y9)的相關(guān)系數(shù)較大,分別為-0.640和-0.625。因此,可視為v1主要描述主花序產(chǎn)量和總生物學(xué)產(chǎn)量的性狀,即隨著主花序產(chǎn)量和總生物學(xué)產(chǎn)量的增加,v1呈下降趨勢(shì)。這一線性組合說(shuō)明:冬前苗葉片數(shù)與主花序產(chǎn)量和總生物學(xué)產(chǎn)量關(guān)系密切,即隨著冬前苗葉片數(shù)的增加,主花序產(chǎn)量和總生物學(xué)產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)。

第2組典型變量的構(gòu)成為:

u2=0.133X1-0.342X2+0.928X3+0.349X4-2.313X5+0.471X6;

v2=-0.973Y1-0.663Y2-0.202Y3+0.883Y4+1.194Y5-0.973Y6+7.699Y7+36.438Y8+0.228Y9-42.765Y10+0.161Y11。

在第2組典型變量(u2、v2)中,由u2與原始數(shù)據(jù)Xi的相關(guān)系數(shù)可知,u2與冬前苗期葉干重(X5)和單株鮮重(X3)的相關(guān)系數(shù)較大,分別為-0.942和-0.830。因此u2主要描述冬前苗期葉干重(X5)和單株鮮重(X3)的綜合性狀,即隨著冬前苗期葉干重(X5)和單株鮮重(X3)的增加,u2呈下降趨勢(shì)。同樣,由v2與原始數(shù)據(jù)Yi的相關(guān)系數(shù)可知,v2與莖干重(Y2)、根干重(Y1)、單株產(chǎn)量(Y10)和分枝產(chǎn)量(Y8)的相關(guān)系數(shù)較高,分別為-0.948、-0.807、-0.768和-0.764。因此,可視為v2主要描述莖根干重和單株、分枝產(chǎn)量的綜合性狀,即隨著莖根干重和單株、分枝產(chǎn)量的增加,v2呈下降的趨勢(shì)。這一線性組合說(shuō)明:冬前苗葉干重和單株鮮重與莖根干重和單株、分枝產(chǎn)量關(guān)系密切,即隨著冬前苗葉干重和單株鮮重的增加,成熟期莖根干重和單株、分枝產(chǎn)量亦增加。

第3組典型變量的構(gòu)成為:

u3=1.138X1+0.16X2-2.426X3+0.649X4+0.917X5+1.059X6;

v3=-1.123Y1+1.258Y2+0.751Y3-2.535Y4-1.294Y5+6.686Y6+9.76Y7+31.776Y8-0.019Y9-43.337Y10-0.281Y11。

第4組典型變量的構(gòu)成為:

u4=-0.639X1+0.335X2-0.29X3-0.126X4-0.207X5+0.012X6;

v4=0.12Y1+0.757Y2-0.131Y3-2.202Y4+0.618Y5+5.984Y6+18.59Y7+79.592Y8+0.401Y9-99.595Y10-0.169Y11。

在第3、4組典型變量(u3、v3)、(u4、v4)中,由u3、u4與原始數(shù)據(jù)Xi的相關(guān)系數(shù)可知,u3、u4僅與葉片重疊面積(X1)的相關(guān)系數(shù)較高，分別為0.651、0.436。因此,u3、u4主要描述冬前苗期油菜葉片重疊面積,即隨著冬前苗期油菜葉片重疊面積的增加,u3、u4呈增加趨勢(shì)。同樣,由v3、v4與原始數(shù)據(jù)Yi的相關(guān)系數(shù)可知,v3與分枝干重和根干重的相關(guān)系數(shù)較大,分別為-0.475和-0.445。因此,認(rèn)為v3主要描述分枝和根干重的綜合性狀,即隨著分枝和根干重的增加,v3呈下降趨勢(shì)。這一線性組合說(shuō)明:冬前苗的葉片重合面積越大,成熟期分枝和根干重越小。v4與667 m2產(chǎn)量(Y11)和主花序產(chǎn)量(Y7)的相關(guān)系數(shù)較大,分別為-0.527和-0.555。因此,認(rèn)為v4主要描述667 m2產(chǎn)量和主花序產(chǎn)量的綜合性狀,即隨著667 m2產(chǎn)量和主花序產(chǎn)量的增加,v4呈下降趨勢(shì)。這一線性組合說(shuō)明:冬前苗的葉片重合面積越大,667 m2產(chǎn)量和主花序產(chǎn)量越低。

表4 典型變量與典型變量之間的相關(guān)系數(shù)

3 小結(jié)與討論

合理密植能夠充分發(fā)揮土、肥、水、光、氣、熱的效能,通過(guò)調(diào)節(jié)油菜單位面積內(nèi)個(gè)體與群體間的矛盾,使各產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)發(fā)展[16]。本研究結(jié)果表明：不同株型油菜品種獲得高產(chǎn)的密度不同,傳統(tǒng)松散型品種V4在30萬(wàn)株/hm2以下時(shí)產(chǎn)量最高,高于此密度時(shí)產(chǎn)量顯著下降；而緊湊型材料的產(chǎn)量隨密度的增加先增加后下降，但各品種產(chǎn)量達(dá)到峰值的密度有所不同,對(duì)密度最敏感的V1在75萬(wàn)株/hm2下產(chǎn)量最高,對(duì)密度中等敏感的材料V2在45萬(wàn)～60萬(wàn)株/hm2下產(chǎn)量最高，而對(duì)密度最不敏感的材料V3在15萬(wàn)～75萬(wàn)株/hm2下產(chǎn)量均較高。說(shuō)明在輕簡(jiǎn)化高密度栽培的背景下,緊湊株型油菜品種更耐密植。

高密度栽培下油菜的產(chǎn)量不僅與群體后期的農(nóng)藝性狀有較大的關(guān)系,而且與苗期的苗型特征關(guān)系緊密,高產(chǎn)栽培必須從苗期做起。到目前為止,對(duì)油菜高密度栽培條件下產(chǎn)量相關(guān)性狀的研究絕大多數(shù)集中在產(chǎn)量與后期農(nóng)藝性狀的相關(guān)性上[17-18],而對(duì)苗期性狀與產(chǎn)量關(guān)系的研究較少。湯曉華等[19]通過(guò)相關(guān)分析認(rèn)為,油菜冬前苗總?cè)~數(shù)和根莖粗與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。關(guān)周博等[14]研究認(rèn)為,冠層覆蓋面積與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),葉片重合面積與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究的典型相關(guān)分析結(jié)果表明：當(dāng)冬前苗葉片數(shù)增加時(shí),油菜主花序產(chǎn)量和總生物學(xué)產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)；隨著冬前苗葉干重和單株鮮重的增加,油菜成熟期單株、分枝產(chǎn)量亦增加；冬前苗的葉片重合面積越大,油菜單位面積產(chǎn)量和主花序產(chǎn)量越低。因此,在輕簡(jiǎn)化栽培的條件下,選育適于機(jī)械化栽培的油菜品種時(shí)在注重油菜后期農(nóng)藝性狀選擇的同時(shí),還要關(guān)注油菜苗期的形態(tài)特征,特別注意選擇葉片數(shù)多且葉較重的材料,同時(shí)注意葉的空間分布,選擇相同葉面積覆蓋下,葉片重疊面積小的材料更容易獲得高產(chǎn)。這從另一個(gè)角度給我們一個(gè)提示,在油菜密植栽培中,要將苗期形態(tài)作為選擇合適種植密度的一個(gè)重要指標(biāo)。