摘 要：为进一步提高旱作农业区胡麻（Linum usitatissimum L.）抗倒伏能力和籽粒产量，本研究以胡麻品种定亚26为试验材料，于2021年通过田间裂区试验，研究了宽幅（10cm）播种技术下增密（750、850和950粒·m-2）扩行（15、20和25cm行距）对胡麻抗倒伏性和产量的影响。结果表明，随着胡麻种植密度的增加，植株株高和重心高度均增大，850和950粒·m2分别较常规播种密度（750粒·m2）平均增加8.96%和9.13%，茎粗、单株鲜重、茎秆强度、抗折力和抗倒伏指数分别降低9.58%、18.08%、11.11%、34.30%和22.46%，差异达显著水平。在950粒·m-2密度水平下，与常规条播相比，宽幅匀播有利于缓解胡麻株高的快速增长，增大茎粗，增强茎秆抗倒伏能力，其中10cm幅宽处理下15和20cm行距青果期茎秆强度、抗折力、抗倒伏指数分别提高1.71%和10.67%、6.58%和19.30%、13.62%和20.71%，且差异达显著水平；籽粒产量显著高出19.85%~30.46%，其中，20cm行距处理下籽粒产量最高，达1884.44kg·hm-2。综上，10cm幅宽和20cm行距配合950粒·m-2种植密度有利于提高陇中旱作农业区胡麻的抗倒伏能力和籽粒产量。本研究结果为旱作农业区胡麻抗逆高产栽培模式提供了技术参考。
关键词：胡麻；宽幅匀播；密度；抗倒伏；产量
胡麻（Linum usitatissimum L.），即油用亚麻，属亚麻科亚麻属一年或多年生草本植物，是我国西北和华北高原高寒干旱区重要的特色油料作物，其种植面积占油料作物的1.77%[1]。胡麻含油率在40%左右，且具有较高的药用价值和综合价值，近十年来胡麻消费量保持年均11.8%的增长率，是当前我国食用植物油和休闲食品的重要供给来源[2]。
倒伏是由外界因素引发的植株茎秆从直立状态到永久错位的现象，是作物生产中普遍存在的问题，已成为高产稳产的重要限制因素[3]。胡麻作为一种密植作物，茎秆细弱而冠层较大，在其生长后期，极易因施肥过多或大风、降水和冰雹[4]等一系列因素而发生倒伏，致使产量和品质下降。倒伏是目前生产中提高胡麻产量的主要制约因素，且茎倒伏较根倒伏的发生更为普遍，倒伏造成的减产幅度可达17.15%~45.35%[5-6]。因此，加强胡麻倒伏机理研究并形成配套的栽培技术对促进其增产具有重要意义。
种植模式和播种密度是提高作物产量的重要技术措施。前人研究发现，宽幅匀播可优化单株生长空间，增大群体光资源利用，有助于协调作物产量构成因素协调发展，从而提高产量[7-8]。此外，种植密度对作物的倒伏和产量也有重要影响[9]。合理密植是增加作物产量的有效途径，但随密度增加，作物个体间竞争加剧，茎秆结构发生变化，群体抗逆能力降低[10]。而在高密种植下，适当调整行距能有效改善群体形态和内部微环境，缓解高密造成的遮荫加重和抗倒性降低等影响，为进一步提高产量奠定基础[11]。适当增大行距可使作物群体内部透光率提高，光环境显著改善，边行和内行茎秆质量均有所优化，整体抗倒伏能力显著增强，有效分蘖数增加[12-13]。但种植密度过大会引起幼苗期个体的争水争肥现象，导致植株个体纤弱且发育不良，底层透光率差，易加剧作物生育后期倒伏，进而降低作物产量[14]。
目前，我国胡麻播种方式比较单一，主要以撒播和传统条播为主。如何在增加密度条件下通过调整胡麻播种方式来改善群体结构，协调个体和群体的关系，降低生育后期倒伏率，进而降低产量损失越来越受到研究人员的重视。合理的种植密度和播种方式可优化作物群体结构，提高光截获量以及水分和肥料利用率，促进作物增产增收。因此，本研究以定亚26号胡麻品种为参试材料，研究宽幅匀播方式下增密扩行对胡麻抗倒伏能力及其籽粒产量的影响，旨在寻求适宜旱作农业区胡麻抗逆增产的栽培技术，为进一步提高旱作农业区胡麻的产量提供理论依据和技术参考。
1材料与方法
1.1试验点概况
试验于2021年3—8月在甘肃省定西市农业科学研究院西寨油料试验站（34°26´N，103°52´E）进行。该地区属黄土高原丘陵沟壑区和中温带干旱半干旱地区，属于典型的黄土高原旱作农业区，农业种植为典型雨养农业，平均海拔约2040m，年平均气温6.3℃,年平均降水量400.3mm，蒸发量达1500mm，年均日照时数2453h，无霜期140d左右。试验地前茬作物为小麦。试验地为梯田，土质为黄绵土，试验开始前0~30cm土层土壤基本理化性质为pH值8.11，有机质9.44g·kg-1，全氮0.83g·kg-1，碱解氮48.91mg·kg-1，速效磷27.24mg·kg-1，速效钾83.25mg·kg-1。
1.2试验设计
采用裂区试验设计，以播种方式为主区，宽幅匀播行距设3个水平，分别为15cm（R15）、20cm（R20）、25cm（R25），播幅10cm，常规条播设1个水平，播幅5cm，行距20cm；密度为副区，设3个水平，分别为低密（750粒·m-2，D750）、中密（850粒·m-2，D850）、高密（950粒·m-2，D950）。其中以常规条播750粒·m-2为对照（CK），共12个处理，每处理3次重复，共36个小区，小区面积14m2（4m×3.5m）。基肥施用尿素（含N46%）270kg·hm-2、过磷酸钙（含P2O516%）480kg·hm-2和硫酸钾（含K2O51%）75kg·hm-2。试验于2021年3月28日采用2BF-6宽幅匀播条播机和三行常规条播机（三牛农机制造有限公司，定西）进行播种，于8月11日收获，其他管理措施同常规大田。
供试胡麻品种为定亚26，生育期107d，幼苗直立，分枝扫帚型，具有抗逆性强、稳定丰产的特点，由定西市农业科学研究院提供。
1.3测定项目与方法
1.3.1出苗率统计
自播种之日起每天观察各处理下胡麻出苗情况（以幼苗3~4cm为出苗标准），每小区选取2m×2m为调查范围，按公式（1）计算出苗率：
出苗率=出苗数/播种密度×100%（1）
分别在胡麻盛花期、青果期、成熟期，每小区选取有代表性且长势基本一致的植株20株，用于测定形态指标和力学指标。
1.3.2形态指标
测定株高：用钢卷尺测量植株基部到植株顶端的高度（cm），精度为0.01mm。茎粗：用游标卡尺测定植株基部的茎粗（mm），精度为0.01mm。重心高度：植株两端重量相等时与基部距离（cm），精度为0.01mm。
1.3.3力学指标测定
茎秆强度：采用YYD-1A/B系列数显植物茎秆强度检测仪（托普云农科技股份有限公司，浙江）进行测定。茎秆抗折力：于胡麻青果期取主茎茎基部至地上10cm处的茎段，用CMT8102型微机控制电子万能试验机（新三思材料检测有限公司，深圳）测定茎秆抗折力。抗倒伏指数：参照王勇等[15]的方法，采用公式（2）计算抗倒伏指数：
式中，抗折力单位为N；重心高度单位为cm；地上部鲜重单位为g。
1.3.4籽粒产量测定
成熟时各小区单打单收单晒，测定籽粒产量。
1.4数据处理
采用MicrosoftExcel2020进行数据整理、汇总、部分图表制作，使用SPSS26.0统计分析软件进行相关性分析及主效应检验，运用Duncan法进行统计分析及显著性检验，应用Origin2022软件绘图。
2结果与分析
2.1增密扩行对宽幅匀播胡麻出苗率的影响
由表1可知，行距、密度显著影响胡麻出苗率，二者的交互效应不显著。同一行距下，胡麻出苗率整体随密度的增大而降低。CK、R15、R20和R25处理下，与D750处理相比，D850和D950处理出苗率平均降低1.93%和2.93%。同一密度水平下，不同行距间胡麻出苗率存在差异，整体表现为R20>R25>R15>CK，且宽幅播种各处理的出苗率均显著高于常规播种，其中R20D750处理出苗率最高，达52.79%。
表1不同行距和密度配置对胡麻出苗率的影响
注：R：行距；D：密度；R×D表示行距与密度间互作；*和**分别表示在0.05和0.01水平上影响显著，NS表示无显著影响；同列不同小写字母表示处理间在0.05水平上差异显著。下同。
表2 不同行距和密度配置对胡麻株高的影响
2.2增密扩行对宽幅匀播胡麻植株形态特征的影响
2.2.1增密扩行对宽幅匀播胡麻株高的影响
由表2可知，增密扩行对宽幅匀播胡麻盛花期和青果期株高影响显著，行距、种植密度均显著影响该阶段植株的株高，二者对青果期株高的互作效应显著。不同行距配置下，盛花期株高整体以CK处理最高，较宽幅播种条件下R15、R20和R25处理平均分别显著高出4.32%、2.22%和3.30%，说明相同密度下增加幅宽可有效降低盛花期株高。青果期至成熟期，除R15处理外，其他宽幅播种处理均低于CK。密度间比较分析发现，各生育时期株高均随种植密度的增加而升高，且D950处理较D750和D850处理平均分别显著高出5.67%和2.55%（P<0.05）。由此可见，增大密度能显著提高胡麻株高，而高密种植条件下可通过增大胡麻播幅缓解株高的快速增长，有利于降低胡麻生育后期倒伏风险。
2.2.2增密扩行对宽幅匀播胡麻茎粗的影响
不同行距和密度配置下，胡麻茎粗随生育进程的推进呈先增加后降低的趋势（图1、2）。除盛花期外，行距对其他生育时期茎粗影响显著，而密度对各时期茎粗均影响显著，二者的互作效应除盛花期外均对茎粗无显著影响。同一行距下，随着种植密度的增加，三个生育时期的胡麻茎粗均呈逐渐降低趋势。其中盛花期至青果期，CK、R15、R20和R25处理下，与D750处理相比，D950平均显著降低8.04%、8.16%、10.73%和15.35%（P<0.05）；密度相同条件下，各播种方式间茎粗随生育期的变化趋势有所差异。密度为D850时，R15处理下各生育时期茎粗最高，较CK和R25处理平均高出16.11%和7.09%（P<0.05）；密度为D950时，R15和R20处理均高于CK。上述结果表明，宽幅播种可促进胡麻茎粗增大，提高胡麻抗倒伏性能。其中行距为R15和R20在高密种植条件下效果最为明显。
注：不同小写字母表示同一生育时期不同处理间在0.05水平差异显著。下同。
图1 不同行距（A）和密度配置（B）对胡麻茎粗的影响
图2 不同行距和密度配置对胡麻茎粗的影响
2.2.3增密扩行对宽幅匀播胡麻重心高度的影响
由表3可知，不同行距和密度配置下植株重心高度存在差异。行距和密度对各生育时期重心高度的影响达到显著水平，二者的交互效应对其影响不显著。行距相同条件下，增大种植密度可使胡麻重心高度升高，且各生育时期变化趋势相同，其中盛花期CK、R15、R20和R25处理下，与D750处理相比，D950处理显著提高3.27%、6.90%、7.50%和10.76%（P<0.05）。青果期至成熟期，D950处理较D750平均显著提高10.43%、8.11%、10.74%和8.88%（P<0.05）；密度相同条件下，增大行距可使胡麻重心高度升高。其中青果期至成熟期，D750和D850密度水平下，R25处理较R15平均显著高出4.92%、7.05%（P<0.05）。D950密度水平下，青果期各行距间胡麻重心高度无显著差异；成熟期R15处理较其他处理平均显著降低5.86%（P<0.05）。由此可见，宽幅播种条件下扩大行距和增加密度均会促进胡麻重心高度升高，增加胡麻生育后期倒伏风险，因此，R15处理可作为宽幅播种高密种植条件下的最佳行距。
表3不同行距和密度配置对胡麻重心高度的影响
2.2.4增密扩行对宽幅匀播胡麻鲜重的影响
由表4可知，不同行距和密度配置下胡麻单株鲜重在青果期达到最高，成熟期最低。行距和密度对各生育时期单株鲜重的影响均达到显著水平，二者的交互效应则无显著影响。同一行距下，各生育期胡麻单株鲜重随密度的增大而逐渐降低。CK、R15、R20和R25处理下，与D750处理相比，D850单株鲜重无显著变化，平均降幅为10.58%，D950处理平均降低18.13%（P<0.05）。同一密度水平下，不同行距间胡麻单株鲜重存在差异。各密度水平下胡麻单株鲜重均表现为CK处理最高，且宽幅播种扩大行距各处理间差异不显著。从不同生育时期来看，盛花期D750、D850和D950处理下，CK较其他处理平均显著高出34.39%、31.36%和37.68%。青果期同一密度各行距下差异不显著。
表4不同行距和密度配置对单株鲜重的影响
2. 3增密扩行对宽幅匀播胡麻茎秆力学指标的影响
2.3.1增密扩行对宽幅匀播胡麻茎秆强度的影响
由图3、4可知，胡麻单株茎秆强度随生育进程的推进呈升高趋势，行距对胡麻成熟期茎秆强度影响显著，密度对胡麻盛花期至成熟期茎秆强度影响显著，二者的交互效应对成熟期茎秆强度影响显著。盛花期和青果期茎秆强度在各行距处理间无显著差异；成熟期R20、R25处理分别较CK处理平均提高3.61%和1.43%。
D950密度水平下，青果期R20和R25处理分别较CK显著提高10.67%和9.61%，成熟期则显著提高8.63%和6.10%（P<0.05）。茎秆强度随种植密度的增大而降低，且宽幅匀播条件下降低幅度均低于常规条播。D750处理较D850和D950处理平均高出6.36%和12.60%（P<0.05）。可见，高密种植条件下，采用宽幅匀播播种方式可促进胡麻茎秆强度增大，进而提高胡麻抗倒伏性能。
图3不同行距（A）和密度配置（B）对胡麻茎粗的影响
图4不同行距和密度配置对胡麻茎秆强度的影响
2.3.2增密扩行对宽幅匀播胡麻茎秆抗折力的影响
由图5、6可知，胡麻茎秆抗折力随生育时期的推进大致呈单峰变化趋势，青果期最大。行距对成熟期抗折力影响显著，密度对各生育时期抗折力的影响均达到显著水平，二者的互作效应除盛花期外均达到显著影响。盛花期至青果期，R20处理下胡麻茎秆抗折力最高，较CK和R15处理平均高出7.82%和8.96%（P<0.05）。成熟期，D750和D850水平下，均表现为R15处理最高，较CK显著高出15.48%和19.12%。行距相同条件下，茎秆抗折力随种植密度增大而显著降低，与D750处理相比，D850和D950处理平均下降18.12%和34.30%（P<0.05）。盛花期至成熟期，不同行距下，与D750处理相比，D950处理茎秆抗折力分别平均降低37.41%、36.88%、30.55%和31.88%（P<0.05）。D950水平下，各生育时期茎秆抗折力表现为R20处理最高。由此可见，宽幅播种条件下，随种植密度增大，R20处理胡麻茎秆抗折力下降幅度较小，具有提高胡麻密植性、优化胡麻抗倒伏性能的潜力。
图5不同行距（A）和密度配置（B）对胡麻茎秆抗折力的影响
图6不同行距和密度配置对胡麻茎秆抗折力的影响
2.3.3增密扩行对宽幅匀播胡麻抗倒伏指数的影响
由表5可知，行距和密度对胡麻盛花期和青果期抗倒伏指数有显著影响，二者的互作效应仅对成熟期抗倒伏指数影响显著。相同密度下，三个生育时期R15和R20处理均高于CK和R25处理，盛花期至青果期，与CK相比，R15、R20和R25处理平均高出24.61%、25.33%和20.45%（P<0.05），宽幅匀播条件下各行距间差异不显著。成熟期，R15和R20处理较CK高出30.71%和23.05%（P<0.05），CK和R25处理无显著差异。由此表明，宽幅匀播条件下，R15和R20处理有利于胡麻生长发育，增强胡麻生育后期的抗倒伏特性。除盛花期外，随种植密度增大，抗倒伏指数降低，其中D750处理较D850和D950处理平均高出15.79%和34.24%（P<0.05），D850和D950处理间差异不显著。三个时期中青果期抗倒伏指数最低，各处理抗倒伏指数均值为0.77，较花期和成熟期平均降低42.05%和56.57%，可见，青果期是胡麻发生倒伏的关键生育时期。各密度水平下宽幅匀播能够促进胡麻抗倒伏指数的增大，提高胡麻生育后期抗倒伏性能，且随行距增大，抗倒伏指数呈先升高后降低的趋势。
表5不同行距和密度配置对胡麻抗倒伏指数的影响
2.4胡麻抗倒伏指数与抗倒伏性状的相关性分析
由于青果期胡麻抗倒伏指数最低，因此对该时期茎秆形态、力学指标与抗倒伏指数及产量进行相关性分析。由图7可知，茎秆的抗倒伏指数与胡麻茎粗、茎秆强度以及抗折力呈极显著正相关，与株高和重心高度呈显著（P<0.05）和极显著（P<0.01）负相关。除株高和重心高度与茎秆强度和抗折力呈极显著负相关关系外，其余各性状整体均与茎秆强度和抗折力呈显著或极显著正相关关系。由此可见，增大胡麻茎粗、茎秆强度、茎秆抗折力均能显著提高胡麻抗倒伏能力。
图7胡麻抗倒伏指数与株高、茎粗、重心高度、鲜重、茎秆强度、茎秆抗折力的相关性
2.5增密扩行对宽幅匀播胡麻产量的影响
由图8可知，行距、密度及二者的互作效应对胡麻籽粒产量影响显著。同一行距下，增大种植密度，除CK处理外（随种植密度增大产量降低，各密度水平间差异不显著），其他各处理产量均呈增大趋势，与D750相比，D850和D950处理产量分别平均提高14.52%和14.85%。同一密度水平下，各行距间产量变化趋势不同。D750处理下，各播种方式间产量大小无显著差异。D850密度水平下，R15、R20和R25处理分别较CK显著升高18.04%、17.43%和18.12%（P<0.05）。D950密度水平下，R20处理产量最高，较其他处理显著高出6.87%~30.46%（P<0.05），R15和R25处理差异不显著，但较CK显著高出19.85%和22.08%（P<0.05）。由此可见，宽幅匀播具有较高的增密潜力，在常规播种最适种植密度（750粒·m-2）的基础上，适当增大种植密度，宽幅播种依旧能实现胡麻增产。
注：不同小写字母表示处理间在P<0.05水平差异显著。
图8不同行距和密度配置对胡麻茎籽粒产量的影响
3讨论
3.1增密扩行对宽幅匀播胡麻抗倒伏性的影响
倒伏严重制约着胡麻生产力的提高。茎秆形态特征和力学指标是反映作物品种抗倒伏能力和生产潜力大小的重要指标[16]。一般认为，株高和重心高度与作物的倒伏程度呈负相关关系[17]，而茎粗增加在一定程度上可以明显降低倒度低于常规条播。本研究结果与上述结果一致。前人研究表明，种植密度增大会导致株高、重心高度的增加，降低茎秆抗折力，使茎秆变细，加剧倒伏风险[21-22]。本研究发现，随种植密度增大，胡麻株高、重心高度增大，茎粗、单株鲜重均呈降低趋势，这与前人研究结果一致[23-24]。宽幅匀播条件下，行距20和25cm的胡麻重心高度高于常规条播，这是因为宽幅匀播优化了胡麻单株生长空间，且显著提高胡麻单株有效果数，进而使得重心高度上移。袁圆等[25]研究表明，在适宜密植伏率[18-19]。冯学颖等[20]指出，宽幅匀播条件下增加种植密度，茎秆机械强度的降低幅条件下增大密度，株高和地上鲜重乘积的降低幅度高于茎秆抗折力的降幅，导致倒伏指数下降，抗倒性增强，这与本研究结果存在差异。导致这种现象的原因可能是胡麻生育后期茎秆细弱而冠层较大，密植会导致茎秆抗折力显著降低，抗倒伏指数降低。
3.2增密扩行对宽幅匀播胡麻籽粒产量的影响
采取合理的栽培措施、建立良好的群体结构、保证产量构成间的协调是提高作物产量的重要技术措施[26-28]。种植密度是群体结构的重要特征，适当增加种植密度可充分提高土地利用率和光能利用率，改善作物对营养物质的吸收利用，是实现作物单产提高的最简单和有效的方法之一[29-30]。本试验结果表明，增大种植密度，除CK处理外，其他行距处理胡麻籽粒产量均有所增加，D950密度水平下，R20处理产量最高，较其他处理显著高出6.87%~30.46%，原因可能是高密度的增产效应补偿了密度对生殖器官性状产生的不利影响，使得胡麻群体产量提高，这在玉米种植中也有发现[32-32]。近年来，宽幅匀播良好的增产效应使得该技术在全国范围内得到大量研究与应用[33-34]。王立梅[35]研究表明，宽幅播种有利于籽粒分布均匀，克服了传统播种机密集条播下籽粒拥挤、争肥争水的生长状况，能提高3.2%的出苗率，增产增收效果明显。且增大播幅能改善作物冠层微环境，减少冠层光截获量，增加漏光率，改善冠层光合效率，有效协调作物群体结构，使作物在高密度条件下，在生育后期仍能保持较大的群体和较强的光合能力，进而获得较高的籽粒产量[36-37]。本研究表明，合理的宽幅匀播行距和密度搭配能有效提高胡麻产量。在低密度条件下，宽幅匀播与常规条播间产量差异不显著，中密度条件下，宽幅匀播各行距间产量差异不显著，但均显著高于常规条播，高密度条件下，宽幅匀播与常规条播差异达到显著水平，其中行距20cm处理产量最高。可见高密种植条件下，宽幅匀播的优势逐渐显现。
4结论
宽幅匀播较常规条播可促进胡麻的生长发育，通过构建合理群体提高胡麻抗倒性能，进而实现增产增收。此外，高密种植条件下宽幅匀播行距为15和20cm处理的抗倒伏性能均优于常规条播，使得抗倒伏性和产量协同提高。综合考虑，陇中旱作农业区胡麻生产中，宽幅匀播行距20cm搭配密度950粒·m-2可在兼顾增产的同时有效增强胡麻抗倒伏能力，是该区比较适宜的胡麻抗逆高产栽培技术组合。
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文章摘自:薛文芳, 高玉红, 胡亚朋, 崔政军, 王一帆, 剡斌, 晁长艳. 增密扩行对宽幅匀播胡麻抗倒伏能力及籽粒产量的影响[J]. 核农学报, 2024, 38 (01): 149-159.
