崔彥芹，郭元章，李思達，侯少鋒，張麗麗，喬海明，徐桂真

（1河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所/河北省作物遺傳育種實驗室，石家莊 050035；2張家口市農(nóng)業(yè)科學院，河北張家口 075000）

0 引言

胡麻(Linum usitatissimumL.)即油用亞麻，是中國五大油料作物之一，其籽粒含油率高達32%～48%[1]，特別是α-亞麻酸含量高達50%，被譽為“陸地上的深海魚油”[2-3]。胡麻具有抗旱、抗寒、耐瘠薄等栽培優(yōu)點，胡麻油是中國西北、華北等冷涼山區(qū)的主要食用油，胡麻餅粕也是當?shù)氐膬?yōu)質飼料[4]，具有重要的保健價值和經(jīng)濟價值。培育高產(chǎn)、優(yōu)質胡麻新品種，是提高胡麻直接和間接經(jīng)濟效益的重要途徑。

優(yōu)良品種需要在產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀等方面均表現(xiàn)突出。因此，性狀之間的相互協(xié)調關系對新品種的選育具有重要影響。而篩選優(yōu)異種質資源是新品種選育的重要基礎，同時，適時播種、充分利用光熱資源是獲得高產(chǎn)優(yōu)質的重要保障。王利民等[5]分析了胡麻農(nóng)藝性狀與品質性狀的相關性，歸納出3對典型變量，即千粒重與含油率、單株果數(shù)與油酸及亞麻酸含量、單株分莖數(shù)與含油率，結果表明千粒重大、單株果數(shù)多而分莖數(shù)較少的品種含油率及油酸的含量較高。王斌等[6]分析了280份胡麻資源的品質性狀，通過相關性分析、主成分分析、聚類分析，進一步了解品質性狀之間的相互影響，為胡麻種質資源的利用和品質育種提供依據(jù)。伊六喜等[7]對343份胡麻種質的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀進行相關性、多元回歸和通徑分析，發(fā)現(xiàn)單株果數(shù)是決定胡麻種子產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀。隨后，伊六喜等[8]對269份胡麻種質資源的產(chǎn)量和品質性狀進行統(tǒng)計、相關性分析并計算各性狀的廣義遺傳力，為胡麻育種的親本選擇提供重要參考信息和材料。趙利等[2]分析了238份胡麻資源的籽粒表型性狀和品質性狀的相關性，發(fā)現(xiàn)形狀或顏色不同的籽粒在品質方面存在差異，可通過籽粒形狀和顏色初步判斷胡麻品質。崔紅艷等[3]總結了胡麻的栽培特性、栽培技術及存在問題，并提出相應對策，為實現(xiàn)胡麻生產(chǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質提供了理論參考。白靜等[9]詳細總結分析了優(yōu)質油用胡麻的栽培技術，為胡麻產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展提供了科學指導。研究表明，最佳播期的選擇是提高胡麻產(chǎn)量、改善品質、充分利用自然資源的重要措施[10-11]。AVINASH等[12]研究了不同播期對胡麻產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因子的影響，發(fā)現(xiàn)適當提早播種有利于獲得高產(chǎn)。然而，播期對胡麻產(chǎn)量、品質和農(nóng)藝性狀的具體影響效果目前還不夠明確。

為了進一步明確播期對胡麻產(chǎn)量、品質和農(nóng)藝性狀的影響，本研究以5個胡麻品種為材料，設置4個播期，調查了產(chǎn)量、品質和農(nóng)藝性狀等相關的15個性狀，并進行基本統(tǒng)計量、相關性、主成分分析和通徑分析，明確了冀中南地區(qū)胡麻種植的最佳播期和適宜品種，同時研究了播期對產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的影響，以期為胡麻的良種良法配套提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及設試驗計

本研究選用5個胡麻品種為供試材料，包括‘808’、‘1075’、‘壩十三’、‘壩選十六’和‘選三’，由張家口市農(nóng)業(yè)科學院提供。試驗于2020年在河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所堤上試驗站開展，共設4個播期，分別為3月2日(S1)、3月12日(S2)、3月22日(S3)和4月1日(S4)，采用隨機區(qū)組設計，每個品種等行距種植10行，行長6 m，行距20 cm，3次重復，種植密度為4.5×106株/hm2。

1.2 目標性狀及調查方法

產(chǎn)量性狀：單株果數(shù)，數(shù)其全株總果數(shù)；千粒重，對每一處理數(shù)2個500粒稱重，誤差不超過0.1 g，然后將2個500粒的重量相加；單產(chǎn)，小區(qū)產(chǎn)量計算求得，以kg表示。

品質性狀：樣品由內蒙古自治區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質量安全綜合檢測中心檢測。檢測指標包括含油率、木酚素、亞麻酸、亞油酸、硬脂酸、油酸、棕櫚酸和蛋白質。

農(nóng)藝性狀：株高，自子葉痕跡量至蒴果頂端，以cm表示；工藝長度，子葉跡至主莖第一分枝處的長度，以cm表示；分枝數(shù)，樣株主莖上的分枝數(shù)；莖粗，主莖種間部位直徑，以游標卡尺測量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進行基本統(tǒng)計量分析，通過SPSS 17.0進行相關性分析和主成分分析，通過SAS V8進行方差分析和通徑分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期下胡麻產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的分析

2.1.1 不同播期下胡麻產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的變異分析 表1、2為不同播期下5個胡麻品種產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的變異分析，可以看出，調查的15個性狀均存在較大的變異，但同一性狀在播期間的變異系數(shù)存在差別，說明供試品種的產(chǎn)量、品質和農(nóng)藝性狀之間存在差異，并且受到播期的影響。

表1 不同播期下胡麻品質性狀的變異分析

2.1.2 不同播期下胡麻產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的方差分析 由表3方差分析結果可以看出，品種間的含油率、木酚素、亞麻酸、亞油酸、硬脂酸、油酸、棕櫚酸、株高、工藝長度、分枝數(shù)、單株果數(shù)、千粒重和單產(chǎn)等13個性狀存在顯著或極顯著的差異，進一步說明供試品種之間的性狀差異顯著；播期對木酚素、亞麻酸、油酸、棕櫚酸、株高、工藝長度、莖粗和單產(chǎn)等8個性狀的影響達到顯著或極顯著水平，說明這些性狀對環(huán)境條件的變化更加敏感；品種與播期的互作效應對含油率、木酚素、亞麻酸、亞油酸、油酸和千粒重的影響達到顯著或極顯著水平，主要集中于品質和產(chǎn)量相關性狀（表4）。

2.1.3 播期對不同胡麻品種品質的影響 由圖1可以看出不同播期下，不同胡麻品種的品質性狀表現(xiàn)，隨著播期的變化，不同性狀的變化趨勢不同，且品種間存在明顯差異。

圖1 播期對不同胡麻品種品質的影響

（1）由含油率的變化趨勢看出，隨著播期的變化，‘選三’的含油率略微增加且4個播期均高于其他品種；‘808’和‘壩選十六’的含油率逐漸減少；‘1075’的含油率略微增加；‘壩十三’的含油率先減少、后增加、再減少。

（2）由木酚素的變化趨勢看出，隨著播期的變化，‘壩十三’和‘1075’的木酚素含量顯著減少；‘808’的木酚素含量呈先增加、后減少趨勢，在S3達到最大值；‘選三’和‘壩選十六’的木酚素含量比較穩(wěn)定。

（3）由亞麻酸的變化趨勢看出，隨著播期的變化，‘壩選十六’的亞麻酸含量逐漸減少，但始終高于其他品種，其余4個品種的亞麻酸含量變化較小。

（4）由亞油酸的變化趨勢看出，隨著播期的變化，‘808’的亞油酸含量顯著減少；‘1075’和‘選三’的亞油酸含量逐漸增加；‘壩十三’和‘壩選十六’的亞油酸含量變化較小，其中‘壩選十六’的亞油酸含量始終保持在較高水平。

（5）由硬脂酸的變化趨勢看出，‘壩十三’的硬脂酸含量始終保持在較高水平且4個播期基本相同；‘壩選十六’的硬脂酸含量最低，在S4呈增加趨勢；‘1075’的硬脂酸含量在S1、S2略低于‘壩十三’，在S3、S4顯著減少；‘808’和‘選三’的硬脂酸含量呈現(xiàn)增加趨勢。

（6）由蛋白質的變化趨勢看出，‘壩十三’的蛋白質含量呈現(xiàn)增加的趨勢，在S4含量最高；其余4個品種均呈現(xiàn)先減少、后增加趨勢；‘1075’的蛋白質含量在S2最低、S4最高且高于其他品種；‘808’、‘壩選十六’和‘選三’的蛋白質含量在S3最低，‘選三’的蛋白質含量始終低于其他品種。

（7）由油酸的變化趨勢看出，‘808’、‘壩十三’和‘1075’的油酸含量均呈現(xiàn)先增減、后減少的趨勢，在S2最大；‘壩選十六’的油酸含量呈增加趨勢，在S4達到最大值；‘選三’的油酸含量變化較??；‘808’的油酸含量始終高于其他品種。

（8）由棕櫚酸的變化趨勢看出，5個品種的棕櫚酸含量變化較小，其中‘壩十三’、‘1075’和‘選三’的棕櫚酸含量較高且比較接近，‘808’和‘壩選十六’的棕櫚酸含量較低且比較接近。

2.1.4 播期對不同胡麻品種產(chǎn)量的影響 圖2為不同播期下，不同胡麻品種產(chǎn)量性狀的表現(xiàn)。由單株果數(shù)的變化趨勢看出，‘選三’的單株果數(shù)在前3個播期高于其他品種，S4顯著減少；‘808’和‘壩選十六’的單株果數(shù)表現(xiàn)為減少趨勢；‘1075’和‘壩十三’的單株果數(shù)主要表現(xiàn)為增加趨勢。由千粒重的變化趨勢看出，‘1075’的千粒重變化較小且保持在較高水平；‘壩十三’的千粒重變化較大，表現(xiàn)為先減少后增加；‘選三’的千粒重表現(xiàn)為增加趨勢，S4的千粒重高于其他品種；‘808’和‘壩選十六’的千粒重在前2個播期的變化較小，在S3前者開始增加、后者減少。由單產(chǎn)的變化趨勢看出，隨著播期的變化，5個品種的單產(chǎn)均表現(xiàn)為減少趨勢，‘壩選十六’和‘選三’的單產(chǎn)較高且比較接近，‘808’、‘1075’和‘壩十三’的單產(chǎn)較低且比較接近。

圖2 播期對不同胡麻品種產(chǎn)量的影響

2.1.5 播期對不同胡麻農(nóng)藝性狀產(chǎn)量的影響 圖3為不同播期下，不同胡麻品種農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)。由株高的變化趨勢看出，‘壩十三’、‘1075’和‘壩選十六’的株高表現(xiàn)為先降低后增加趨勢；‘808’和‘選三’的株高主要變現(xiàn)為增加趨勢。由莖粗的變化趨勢看出，5個品種的莖粗均表現(xiàn)為先降低后增加再降低的趨勢，其中，‘1075’的莖粗變化幅度相對較小。由工藝長度的變化趨勢看出，5個品種的工藝長度均表現(xiàn)為增加的趨勢，其中，‘壩十三’的工藝長度最大。由分枝數(shù)的變化趨勢看出，‘808’和‘壩十三’的分枝數(shù)表現(xiàn)為減少趨勢，‘1075’、‘壩選十六’和‘選三’的分枝數(shù)表現(xiàn)為先增加后減少。

圖3 播期對不同胡麻品種農(nóng)藝性狀的影響

2.2 性狀之間的相關性分析

表5為調查的15個產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀之間的簡單相關系數(shù)，可以看出，品質性狀之間的含油率與蛋白質、亞麻酸與油酸、亞油酸與硬脂酸均為顯著的負相關關系。農(nóng)藝性狀之間的株高與工藝長度之間為顯著的正相關關系。產(chǎn)量與品質性狀之間的木酚素與單株果數(shù)、硬脂酸與單產(chǎn)為顯著的負相關關系，亞油酸與單產(chǎn)、棕櫚酸與千粒重為顯著的正相關關系。產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間的單產(chǎn)與莖粗為顯著的負相關關系。其他性狀之間的正/負相關性均未達到顯著水平，但依然存在復雜的相互影響。

2.3 產(chǎn)量、品質及農(nóng)藝性狀的主成分分析

表6為胡麻產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的主成分分析結果，提取前3個主成分因子，累計貢獻率達到93.45%。因子1的特征值為7.09，貢獻率為47.23，特征向量值較大的性狀包括含油率(-0.70)、亞油酸(-0.95)、硬脂酸(0.95)、株高(0.76)、工藝長度(0.83)、莖粗(0.80)和單產(chǎn)(-0.94)，表現(xiàn)為產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的綜合效應，其中含油率、亞油酸和單產(chǎn)對因子1表現(xiàn)為負相關，硬脂酸、株高、工藝長度和莖粗對因子1表現(xiàn)為正相關，說明在品種選育過程中，由于性狀之間復雜的正/負相關性，實現(xiàn)產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀協(xié)同提高的難度較大。因子2的特征值為4.53，貢獻率為30.22%，特征向量值較大的性狀為木酚素(-0.70)、亞麻酸(-0.69)、蛋白質(-0.76)、分枝數(shù)(0.89)和單株果數(shù)(0.85)，主要為品質和農(nóng)藝性狀的效應，其中品質性狀對因子2表現(xiàn)為負相關，農(nóng)藝性狀對因子2表現(xiàn)為正相關，說明農(nóng)藝性狀在胡麻品種選育中占有重要地位，但是與品質之間的負相關關系是品種選育的主要障礙。因子3的特征值為2.40，貢獻率為16.00%，特征向量值較大的性狀是油酸(-0.57)、棕櫚酸(0.79)和千粒重(0.65)，主要為產(chǎn)量和品質的效應，其中油酸對因子3的表現(xiàn)為負相關，棕櫚酸和千粒重對因子3表現(xiàn)為正相關，說明產(chǎn)量雖然是育種的主要目標，但是與部分品質之間的負相關關系同樣是阻礙新品種選育的重要問題。

2.4 其他性狀對單產(chǎn)的通徑分析

表7為胡麻產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀相關的14個性狀對單產(chǎn)的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)?？梢钥闯?，直接通徑系數(shù)較大且為正的性狀包括含油率(17.82)、棕櫚酸(2.68)、株高(1.94)和工藝長度(7.88)，說明這些性狀對單產(chǎn)的直接正向效應比較顯著。直接通徑系數(shù)較小且為正的性狀包括亞麻酸(0.61)、單株果數(shù)(0.18)和千粒重(0.12)，這3個性狀通過含油率的間接通徑系數(shù)分別為11.41、11.88和-11.80，說明這些性狀對單產(chǎn)的直接影響較小，但是間接效應較大。直接通徑系數(shù)較大且為負的性狀包括木酚素(-3.91)、亞油酸(-14.42)、莖粗(-2.11)和分枝數(shù)(-12.89)，說明這些性狀對單產(chǎn)的直接負效應較大。直接通徑系數(shù)較小且為負的性狀包括硬脂酸(-0.21)、油酸(-0.36)和蛋白質(-0.53)，其中蛋白質通過含油率對單產(chǎn)的間接通徑系數(shù)較大(-7.96)，硬脂酸和油酸通過其他性狀對單產(chǎn)的間接通徑系數(shù)均較小，說明這些性狀雖然對單產(chǎn)具有負效應，但相對較小。

表7 胡麻產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀對單產(chǎn)的通徑分析

3 結論與討論

胡麻是中國甘肅、內蒙古、寧夏、山西、河北等冷涼地區(qū)的重要油料作物，含油率高達32%～48%，同時含有豐富的不飽和脂肪酸、木酚素、多酚、棕櫚酸、蛋白質等有益人體健康的營養(yǎng)成分，具有預防心腦血管疾病、糖尿病，降低血液膽固醇和血脂，抗氧化、抗癌、抗炎癥，增強人體免疫力等功效[6,13]。產(chǎn)量是獲得經(jīng)濟效益的基礎。因此，培育高產(chǎn)、優(yōu)質胡麻新品種，增加胡麻產(chǎn)量，不僅有助于提高胡麻種植收益，而且能夠滿足現(xiàn)代高品質、健康的生活需求。

研究發(fā)現(xiàn)，大麥[14]、裸燕麥[15]、棉花[16]、冬小麥[17]、油菜[18]等作物，在相同的播量下，隨著播期的推遲，產(chǎn)量均表現(xiàn)為減少趨勢。本研究通過設置4個播期，調查了15個胡麻品種的產(chǎn)量、品質和農(nóng)藝性狀。根據(jù)單產(chǎn)結果，5個品種均在第一播期（3月2日）的產(chǎn)量最高，并且隨著播期的推遲，產(chǎn)量呈現(xiàn)減少趨勢。由此說明，早播同樣有利于增加胡麻產(chǎn)量。該結果與喬海明等[11]的研究結果相同。因此，基于本研究的試驗方案，3月2日為最佳播期，有利于更加充分地利用光熱資源，增加干物質積累，進而獲得高產(chǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，播期的變化，對糜子籽粒淀粉的理化性質[19]、油菜籽粒品質[18]、棉花纖維品質及養(yǎng)分利用率[16]等也有重要影響。說明播期的變化不僅對產(chǎn)量有顯著影響，對籽粒的營養(yǎng)組分和理化特性同樣有重要影響。然而，目前關于播期對胡麻品質影響的研究報道較少，尚不明確播期的變化會影響哪些性狀及變化趨勢，生產(chǎn)實踐中缺乏理論指導。本研究調查了胡麻籽粒含油率、木酚素、亞麻酸等8個品質相關性狀，結果發(fā)現(xiàn)，播期對木酚素、亞麻酸、油酸和棕櫚酸的影響達到顯著水平，品種與播期的互作效應對含油率、木酚素、亞麻酸、亞油酸和油酸的影響達到顯著水平。然而，隨著播期的變化，同一物質含量在不同品種中的變化趨勢不同，例如木酚素含量隨著播期的推遲，在‘壩十三’和‘1075’中表現(xiàn)為顯著減少，在‘808’中表現(xiàn)為先增加、后減少，而在‘選三’和‘壩選十六’中比較穩(wěn)定?？傮w而言，隨著播期的推遲，胡麻籽粒的棕櫚酸含量能夠保持穩(wěn)定或略有增加趨勢，其他物質含量均表現(xiàn)出減少趨勢、先增加后減少或先減少后增加趨勢，并且第一播期內的籽粒物質含量能夠保持在較高或最高水平。由此說明，早播不僅有利于獲得高產(chǎn)，而且有助于增強品質。綜合試驗結果發(fā)現(xiàn)，‘壩選十六’和‘選三’在4個播期的產(chǎn)量表現(xiàn)均顯著優(yōu)于其他品種，其中‘壩選十六’的產(chǎn)量最高，而且含有較高的亞麻酸、亞油酸、蛋白質、木酚素、含油率等營養(yǎng)物質，是供試品種中最佳選擇。

本研究通過設置不同播期，研究了播期對不同胡麻品種產(chǎn)量、品質、農(nóng)藝性狀的影響，結果表明早播有利于獲得高產(chǎn)，‘壩選十六’為供試品種中的最佳選擇，適宜在冀中南地區(qū)推廣種植。