張 明

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.湟中縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，青海 湟中 811600）

胡麻（Linum usitatissimum L.）即油用亞麻，屬于亞麻科亞麻屬一年生草本植物，起源于近東、地中海沿岸，生育期一般在80～130 d。胡麻種子的含油率一般為35%～42%，胡麻油富含不飽和脂肪酸，味道可口，干燥性強(qiáng)，被譽(yù)為“高原深海魚油”，不僅是人們喜愛的食用油，而且還廣泛應(yīng)用于油漆、印刷、制革等工業(yè)［1］。胡麻在全世界分布范圍寬廣，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，栽培遍及非洲、北美洲、南美洲、亞洲、歐洲、大洋洲的26個(gè)國(guó)家，其中亞洲面積最大，達(dá)501.8萬hm2，占世界總面積的39.19%［2］。我國(guó)胡麻主要分布在西北和華北北部的干旱、半干旱高寒地區(qū)，其中以甘肅、內(nèi)蒙古、山西、寧夏、河北、新疆、陜西等地區(qū)種植較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)胡麻栽培面積為44.87萬hm2，總產(chǎn)量45.05萬t，平均單產(chǎn)1 004 kg/hm2。其中，播種面積較大的有甘肅（14.24萬 hm2）、寧夏（8.42萬 hm2）、山西（7.04萬hm2）、內(nèi)蒙古（6.75 萬 hm2）、河北（5.47 萬 hm2），約占全國(guó)總播種面積的93.5%。單產(chǎn)較高的是青海省，達(dá)1 724 kg/hm2；總產(chǎn)量較高的有甘肅（16.7萬t）、內(nèi)蒙古（6.95萬t）、寧夏（6.4萬t）［3］。

胡麻是甘肅省的重要油料作物，2009年全省胡麻種植面積達(dá)13.30萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)到15.8萬t，占全國(guó)種植面積的35%～40%，占全國(guó)產(chǎn)量的40%以上［4］。但單產(chǎn)較低，究其原因與科學(xué)合理的栽培管理技術(shù)有很大關(guān)系。胡麻生育時(shí)期的界定標(biāo)準(zhǔn)是制定科學(xué)管理體系的前提和重要依據(jù)，目前對(duì)小麥、大豆、玉米、水稻、馬鈴薯等大田作物的生育時(shí)期界定和劃分的標(biāo)準(zhǔn)已被大家公認(rèn)甚至耳熟能詳，但對(duì)胡麻生育時(shí)期界定沒有一個(gè)比較明確和公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有教科書和相關(guān)文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)也含糊不一，甚至有些混亂，只是大致劃分為出苗期、樅形期、快速生長(zhǎng)期、開花期和成熟期［5］。筆者通過玻璃壁法對(duì)胡麻全生育期的根和地上部分進(jìn)行觀察、測(cè)量，采用塑料管土柱栽培法對(duì)胡麻的根和地上部分的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行了圖表分析，從而制定出科學(xué)的胡麻生育時(shí)期劃分標(biāo)準(zhǔn)。

1 材料與方法

1.1 材料

胡麻指示品種為隴亞雜1號(hào)，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年3—9月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院校內(nèi)試驗(yàn)基地進(jìn)行，采用PVC管制成可拆卸的圓柱筒模擬大田試驗(yàn)進(jìn)行胡麻土柱栽培［6-8］。具體做法：先挖1個(gè)土坑（長(zhǎng)、寬、高分別為200、80、160 cm），開挖之前先將地表0～30 cm的土層翻到一側(cè)，再把下面的土翻到另一側(cè)，從后往前依次整齊擺放高80、100、120、120、150、150 cm的PVC硬塑料管，3次重復(fù)。事先將PVC塑料管垂直等分鋸成兩半然后用PVC管固定卡箍緊，管內(nèi)按照原土層結(jié)構(gòu)填土到距管端30 cm處，剩余30 cm填入挖出的地表0～30 cm的土。裝完土后立即充分灌水，使底土充實(shí)。在坑2/3處豎直固定一塊與坑寬高相當(dāng)?shù)牟ＡП?，在玻璃壁與PVC管之間以及管縫隙之間填滿土壤與原地面保持水平，在玻璃壁前面的坑內(nèi)設(shè)有臺(tái)階，便于對(duì)根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行觀察?？涌谏w活動(dòng)遮光板，使根處在黑暗條件下生長(zhǎng)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖見圖1。

圖1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

1.3 取樣方法

玻璃壁法：揭開活動(dòng)遮光板，從玻璃壁側(cè)面觀察發(fā)現(xiàn)有胡麻胚根生成之日起，選擇最清晰可見的3株胡麻用記號(hào)筆在玻璃上分別標(biāo)號(hào)為1、2、3，每隔1 d對(duì)胡麻根長(zhǎng)和株高進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)記錄葉片數(shù)，待試驗(yàn)結(jié)束后繪制出胡麻根、莖、葉生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)曲線。

塑料管土柱栽培法：于胡麻6個(gè)關(guān)鍵生育時(shí)期（苗期、樅形期、分莖期、現(xiàn)蕾期、盛花期、成熟期）分別與PVC管的6個(gè)處理相對(duì)應(yīng)，觀察地上部分的農(nóng)藝性狀。當(dāng)?shù)厣喜糠职l(fā)育到相應(yīng)的生育時(shí)期時(shí)挖出同一處理的3根PVC塑料管，平放，用短木棍輕敲PVC管身使土壤與管壁分離，打開PVC管固定卡，揭開上半管后用小水輕洗根系，表面泥土清洗干凈后放在蒸餾水水槽中，選出根系完整的5株分別用根系掃描儀測(cè)定根的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 單株總根長(zhǎng)、根體積、根表面積、根尖數(shù)、根交叉數(shù)、根分叉數(shù)、根平均直徑的測(cè)定 將根沖洗干凈后，放入根盤內(nèi)加水充分展開，用根系掃描儀（EPSONEXPRESSION 10000XL，日本精工愛普生公司）進(jìn)行掃描，將所得掃描圖片用Win-RHIZO根系分析軟件（專業(yè)版）進(jìn)行分析以獲得上述指標(biāo)［9］。

1.4.2 根冠比的測(cè)定 即根干重/地上部分干重。將根系和地上部分植株用自來水沖洗干凈，再用蒸餾水沖洗，用吸水紙吸干表面水分，分別在烘箱中105℃殺青30 min，然后在80℃下烘干至恒重，分別稱量根系干重和地上部分干重，計(jì)算根冠比［10］。葉面積采用WDY-500A型光電葉面積測(cè)量?jī)x測(cè)定［11］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft excel 2003統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育時(shí)期的根系指標(biāo)分析

根系是土壤系統(tǒng)最重要的生物學(xué)成分，它是土壤中最大的活的生物量組成部分，并對(duì)諸如土壤形成、土壤有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水的運(yùn)輸?shù)冗^程起到主要的控制作用［12］。胡麻具有較強(qiáng)的耐寒、耐瘠薄能力，屬于直根系，主根細(xì)長(zhǎng)，入土深度在100～150 cm；側(cè)根多而纖細(xì)，每條側(cè)根可以生出4～5條支根，大部分根系分布在土壤20～30 cm的耕作層中［13］。

2.1.1 胡麻不同生育時(shí)期根長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化 根長(zhǎng)常作為根系生長(zhǎng)和吸收方向的衡量指標(biāo)，單株總根長(zhǎng)是衡量根系生長(zhǎng)能力強(qiáng)弱的重要標(biāo)志［14］。在整個(gè)生育時(shí)期，胡麻單株總根長(zhǎng)的變化趨勢(shì)呈單峰曲線變化（圖2），從苗期開始增長(zhǎng)速度較快，分莖期最長(zhǎng)，達(dá)586.32 cm；現(xiàn)蕾之后根長(zhǎng)明顯變短，可能與一部分側(cè)根生長(zhǎng)活力下降有關(guān)。一般開花后根系進(jìn)入衰亡期，根系對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力減弱、活力變差、吸收水分和養(yǎng)分的能力減弱，通過加強(qiáng)田間管理，可延緩根系衰亡，防止早衰，提高產(chǎn)量［15］。

圖2 胡麻不同生育時(shí)期總根長(zhǎng)的變化

2.1.2 不同生育時(shí)期根直徑的動(dòng)態(tài)變化 根系直徑由于受土層結(jié)構(gòu)以及根系的分級(jí)生長(zhǎng)特性等的影響，粗細(xì)程度與植株抗旱性、根系生命周期有關(guān)聯(lián)。由圖3可知，在整個(gè)生育期，根的平均直徑變化曲線呈“S”形，盛花期根系直徑最大，為0.61 mm。根系直徑的變化在分莖期到現(xiàn)蕾期最明顯，促進(jìn)根系橫向生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。

圖3 胡麻不同生育時(shí)期根系直徑的變化

2.1.3 不同生育時(shí)期根系表面積的動(dòng)態(tài)變化 根的表面積對(duì)根系從土壤吸收水分和營(yíng)養(yǎng)元素有很大影響［16］。各生育時(shí)期胡麻植株根系的表面積呈現(xiàn)為單峰曲線變化（圖4）。在胡麻生育前期根系表面積的變化不大，從分莖期開始迅速增大，現(xiàn)蕾期達(dá)到峰值（119.86 cm2），隨后又開始減小，至成熟期根系表面積為76.12 cm2。結(jié)合總根長(zhǎng)和根平均直徑的變化可以得出，胡麻植株根表面積的變化從苗期至分莖期和現(xiàn)蕾之后主要受根的長(zhǎng)度影響，而分莖期至現(xiàn)蕾期是根長(zhǎng)和根粗共同起主導(dǎo)作用。

圖4 胡麻不同生育時(shí)期根表面積的變化

2.2 不同生育時(shí)期的植株地上部分指標(biāo)分析

2.2.1 不同生育時(shí)期的株高動(dòng)態(tài)變化 如圖5所示，胡麻株高在現(xiàn)蕾期增長(zhǎng)最快，盛花期株高達(dá)到最高，為58.4 cm。這與當(dāng)主莖上的第一朵花開放時(shí)，分枝以下工藝長(zhǎng)度部分不再增長(zhǎng)，這時(shí)株高僅由于上部繼續(xù)形成花序而有所增長(zhǎng)，但速度已日漸減慢的結(jié)論基本一致［17-18］。成熟后的株高略小于盛花期，這可能與成熟后蒴果重量增加，使原來比較收攏的分枝變得披散等原因有關(guān)。

圖5 胡麻不同生育時(shí)期株高的變化

2.2.2 不同生育時(shí)期的莖粗動(dòng)態(tài)變化 植株莖稈的粗細(xì)對(duì)于抗倒伏有一定的影響［19］。由圖6可知，胡麻全生育期莖粗的變化呈現(xiàn)單峰變化趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期達(dá)到峰值，此后逐漸遞減。胡麻現(xiàn)蕾期植株的莖粗高達(dá)2.07 mm，分別高于分莖期、盛花期和成熟期20.52%、9.68%和24.13%。

圖6 胡麻不同生育時(shí)期莖粗的變化

2.2.3 不同生育時(shí)期的葉面積動(dòng)態(tài)變化 由圖7可知，胡麻植株的葉面積增長(zhǎng)速率在樅形期到分莖期階段最快，分莖至現(xiàn)蕾期是胡麻全生育期葉面積最大的階段。有研究指出，葉面積指數(shù)增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)呈拋物線型，其峰值出現(xiàn)在出苗后50 d前后［20-22］。這個(gè)時(shí)期也是胡麻對(duì)水分、養(yǎng)分和光照等的最需關(guān)鍵期，生產(chǎn)上可以通過改善栽培管理?xiàng)l件延長(zhǎng)葉片功能期，以達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。

圖7 胡麻不同生育時(shí)期葉面積的變化

2.3 不同生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量變化

由圖8可知，胡麻植株地下部干物質(zhì)積累量的變化趨勢(shì)呈單峰曲線，至現(xiàn)蕾期達(dá)到峰值，比分莖期增加了27.44%，這說明現(xiàn)蕾期是胡麻地下部生長(zhǎng)代謝最旺盛的時(shí)期。地上部植株干物質(zhì)積累量隨著植株的不斷生長(zhǎng)發(fā)育，在盛花期達(dá)到最大值，高于成熟期的3.37%，這與胡麻成熟過程中絕大部分葉片枯黃脫落、莖稈變黃、蒴果水分減少等有關(guān)。

圖8 胡麻不同生育時(shí)期地上部和地下部干物質(zhì)積累量的變化

2.4 不同生育時(shí)期根冠比的動(dòng)態(tài)變化

根冠比的大小反應(yīng)了植物地下部分與地上部分的相關(guān)性［23］，由圖9可知，胡麻苗期根冠比最大，高達(dá)1.13；至樅形期，根冠比較苗期降低40.62%，此后隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，根冠比呈現(xiàn)緩慢遞減的趨勢(shì)。這表明苗期的植株的同化產(chǎn)物優(yōu)先供應(yīng)于根系的利用，而樅形期以后根系吸收的水分和養(yǎng)分主要運(yùn)輸于地上部分，干物質(zhì)向地上部分分配的比例增加，是大田管理調(diào)節(jié)根冠比的重要依據(jù)。

圖9 胡麻不同生育時(shí)期根冠比的變化

3 結(jié)論

將胡麻的生育期定性的劃分為6個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，通過觀察測(cè)定胡麻各個(gè)生育時(shí)期的農(nóng)藝性狀，對(duì)胡麻地上部分和地下部根系的生長(zhǎng)指標(biāo)以及生物量進(jìn)行分析，從而得出界定各生育時(shí)期的依據(jù)。①苗期。約15 d，從子葉出土到約4～10片真葉，株高6～8 cm，主根長(zhǎng)185～367 mm，增長(zhǎng)量主要表現(xiàn)在根部，植株同化的物質(zhì)優(yōu)先供應(yīng)根系。該時(shí)期要注重對(duì)根系的生長(zhǎng)提供優(yōu)越條件，為后期地上部分的生長(zhǎng)打好基礎(chǔ)。②樅形期。約22 d。株高23～25 cm，葉片34～38片，頂端葉片重疊現(xiàn)象十分嚴(yán)重（14～26片/cm），形似小樅樹狀，整株葉片呈螺旋式向上生長(zhǎng)。根的活力旺盛，根冠比出現(xiàn)了明顯的拐點(diǎn)，干物質(zhì)向地上部分分配的比例增加。③分莖期。12 d左右。胡麻出苗后35 d左右將進(jìn)入分莖期，子葉略變黃，葉腋處有新芽形成，單株總根長(zhǎng)達(dá)到最大值，根由縱向長(zhǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向橫向向生長(zhǎng)，根直徑變化顯著，開始增粗。莖的生長(zhǎng)也開始進(jìn)入加速階段。④現(xiàn)蕾期。11 d左右。株高平均47.50 cm，生長(zhǎng)頂端開始下垂，用手輕捏有明顯的花蕾膨大感，此時(shí)期胡麻根系表面積均達(dá)到全生育期最大，是根系從土壤吸收水分和營(yíng)養(yǎng)元素的關(guān)鍵時(shí)期，應(yīng)加強(qiáng)田間管理措施，對(duì)胡麻豐產(chǎn)豐收有重要意義。⑤盛花期。約13 d。出苗60 d后將進(jìn)入盛花期，主莖基本停止生長(zhǎng)，株高達(dá)到最大；開花順序由內(nèi)向外，自上而下，8：00左右全部開放，15：00逐漸凋謝。此時(shí)地上部分的干重達(dá)到最大值，是影響胡麻產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)光照要求明顯，雨水過多易貪青倒伏。⑥成熟期。成熟期較長(zhǎng)，約35 d。莖表皮變?yōu)辄S綠色，下部葉片脫落，上部葉片變黃。蒴果呈黃褐色，用手微抖動(dòng)時(shí)蒴果內(nèi)會(huì)發(fā)出清脆的響聲。該時(shí)期其它各項(xiàng)指標(biāo)都下降，唯有地上部分干重達(dá)到最大值。

生產(chǎn)上通常以全田50%的植株分別達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)的日期為記載標(biāo)準(zhǔn)［24］。但根系與地上部分關(guān)系密切，根系從土壤中吸收水分和養(yǎng)分，從地上部分獲得碳水化合物，并產(chǎn)生生長(zhǎng)激素，與地上部進(jìn)行信息、物質(zhì)交流、從而調(diào)整整個(gè)植株的生長(zhǎng)和健康［25］。所以結(jié)合根系和地上部分的變化，對(duì)胡麻的關(guān)鍵生育時(shí)期進(jìn)行劃分，可以準(zhǔn)確的把握在不同的生育階段重要指標(biāo)的變化，從而采取相應(yīng)的栽培管理措施，調(diào)控主導(dǎo)因素，提高胡麻產(chǎn)量，達(dá)到豐產(chǎn)豐收。

參考文獻(xiàn)：

［1］于振文.作物栽培學(xué)各論［M］.北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出社， 2003.

［2］高小麗.施肥對(duì)西北半干旱地區(qū)土壤養(yǎng)分、胡麻養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

［3］李忠佩.中國(guó)東部主要農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫的平衡與趨勢(shì)分析［J］. 土壤學(xué)報(bào)， 2005， 39（ 3）： 351-360.

［4］馬麗榮，王恒煒，劉潤(rùn)萍，等.甘肅油料作物生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2013（12）：11-15.

［5］盧浩然.中國(guó)麻類作物栽培學(xué)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1993.

［6］程建峰，潘曉云.作物根系研究法最新進(jìn)展［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 1999（ 4）： 55-59.

［7］W.伯姆.根系研究法［M］.薛德榕，譚協(xié)麟，譯.北京：科學(xué)出版社，1985.

［8］廖榮偉.作物根系形態(tài)觀測(cè)方法研究進(jìn)展討論［J］.氣象科技， 2008， 36（ 4）： 29-31.

［9］ZOBEL R W.Sensitivity analysis of computer-baseddiameter measurement from digital images［J］.Crop Sci.，2003（ 43） ： 83-91.

［10］葛體達(dá)，隋方功，李金政，等.干旱對(duì)夏玉米根冠生長(zhǎng)的影響［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2005， 21（1）： 25-29.

［11］馮冬霞， 施生錦.葉面積測(cè)定方法的研究效果初報(bào)［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2005， 21（ 6）： 150-152.

［12］楊 倩.黃土高原保護(hù)性耕作下輪作系統(tǒng)根際土壤質(zhì)量及其微生物機(jī)制［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2013.

［13］安維太.寧夏油料作物［M］.銀川： 寧夏人民出版社，2009.

［14］袁 可， 于顯平， 呂 偉.基于動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)模型的植物根系模擬研究［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006， 28（ 5）： 868-872.

［15］楊貴羽.土壤水變動(dòng)下冬小麥根、冠生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)模型的建立及根、冠動(dòng)態(tài)特性分析［D］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

［16］劉曉冰，王光華， 金 劍，等.作物根際和產(chǎn)量生理研究［M］. 北京： 科學(xué)出版社，2010.

［17］杜太生，康紹忠，張建華.不同局部根區(qū)供水對(duì)棉花生長(zhǎng)與水分利用過程的調(diào)控效應(yīng)［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2007， 40（ 11）： 2546-2555.

［18］揣葆田. 油用亞麻生長(zhǎng)發(fā)育特性研究［J］.中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)， 1981（ 1）： 165-167.

［19］朱勇臣.胡麻高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.農(nóng)業(yè)科技與信息，2010（ 21）： 19-21.

［20］諸德輝.小麥栽培生理——器官生長(zhǎng)、光合作用和產(chǎn)量形成及其與環(huán)境條件的關(guān)系［J］.西藏農(nóng)業(yè)科技， 1979（ 4）： 57-79.

［21］李心文.胡麻 紅花 蓖麻栽培技術(shù)問答［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2010.

［22］孫煥良.南方紅壤區(qū)冬季亞麻產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

［23］孫海波.大豆根系及其與地上部分關(guān)系的研究［D］.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［24］張玉嬌.花生生育動(dòng)態(tài)與模擬模型的研究［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［25］徐麗珍，周以賢.亞麻植株生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)規(guī)律的研究［J］.中國(guó)麻業(yè)科學(xué)，1990（2）：33-36.