崔彥芹，郭元章，李思達(dá)，侯少鋒，張麗麗，喬海明，徐桂真

（1河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所/河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室，石家莊 050035；2張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)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(dá)32%～48%[1]，特別是α-亞麻酸含量高達(dá)50%，被譽(yù)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(diǎn)，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(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)飼料[4]，具有重要的保健價值和經(jīng)濟(jì)價值。培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)胡麻新品種，是提高胡麻直接和間接經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。

優(yōu)良品種需要在產(chǎn)量、品質(zhì)、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(diào)關(guān)系對新品種的選育具有重要影響。而篩選優(yōu)異種質(zhì)資源是新品種選育的重要基礎(chǔ)，同時，適時播種、充分利用光熱資源是獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要保障。王利民等[5]分析了胡麻農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)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(jié)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(zhì)性狀，通過相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析，進(jìn)一步了解品質(zhì)性狀之間的相互影響，為胡麻種質(zhì)資源的利用和品質(zhì)育種提供依據(jù)。伊六喜等[7]對343份胡麻種質(zhì)的產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)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(zhì)資源的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀進(jìn)行統(tǒng)計、相關(guān)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(zhì)性狀的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)形狀或顏色不同的籽粒在品質(zhì)方面存在差異，可通過籽粒形狀和顏色初步判斷胡麻品質(zhì)。崔紅艷等[3]總結(jié)了胡麻的栽培特性、栽培技術(shù)及存在問題，并提出相應(yīng)對策，為實(shí)現(xiàn)胡麻生產(chǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供了理論參考。白靜等[9]詳細(xì)總結(jié)分析了優(yōu)質(zhì)油用胡麻的栽培技術(shù)，為胡麻產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展提供了科學(xué)指導(dǎo)。研究表明，最佳播期的選擇是提高胡麻產(chǎn)量、改善品質(zhì)、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(gòu)成因子的影響，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)提早播種有利于獲得高產(chǎn)。然而，播期對胡麻產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)藝性狀的具體影響效果目前還不夠明確。

為了進(jìn)一步明確播期對胡麻產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)藝性狀的影響，本研究以5個胡麻品種為材料，設(shè)置4個播期，調(diào)查了產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)藝性狀等相關(guān)的15個性狀，并進(jìn)行基本統(tǒng)計量、相關(guān)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(zhì)、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(shè)試驗(yàn)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(xué)院提供。試驗(yàn)于2020年在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站開展，共設(shè)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(jī)區(qū)組設(shè)計，每個品種等行距種植10行，行長6 m，行距20 cm，3次重復(fù)，種植密度為4.5×106株/hm2。

1.2 目標(biāo)性狀及調(diào)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(zhì)性狀：樣品由內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全綜合檢測中心檢測。檢測指標(biāo)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(zhì)。

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(biāo)卡尺測量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

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

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期下胡麻產(chǎn)量、品質(zhì)、農(nóng)藝性狀的分析

2.1.1 不同播期下胡麻產(chǎn)量、品質(zhì)、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(zhì)、農(nóng)藝性狀的變異分析，可以看出，調(diào)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(zhì)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(zhì)性狀的變異分析

2.1.2 不同播期下胡麻產(chǎn)量、品質(zhì)、農(nóng)藝性狀的方差分析 由表3方差分析結(jié)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(jìn)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(dá)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(yīng)對含油率、木酚素、亞麻酸、亞油酸、油酸和千粒重的影響達(dá)到顯著或極顯著水平，主要集中于品質(zhì)和產(chǎn)量相關(guān)性狀（表4）。

2.1.3 播期對不同胡麻品種品質(zhì)的影響 由圖1可以看出不同播期下，不同胡麻品種的品質(zhì)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(zhì)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(dá)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(zhì)的變化趨勢看出，‘壩十三’的蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)含量在S3最低，‘選三’的蛋白質(zhì)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(dá)到最大值；‘選三’的油酸含量變化較?。弧?08’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(guān)性分析

表5為調(diào)查的15個產(chǎn)量、品質(zhì)、農(nóng)藝性狀之間的簡單相關(guān)系數(shù)，可以看出，品質(zhì)性狀之間的含油率與蛋白質(zhì)、亞麻酸與油酸、亞油酸與硬脂酸均為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)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(guān)關(guān)系。產(chǎn)量與品質(zhì)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(fù)相關(guān)關(guān)系，亞油酸與單產(chǎn)、棕櫚酸與千粒重為顯著的正相關(guān)關(guān)系。產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間的單產(chǎn)與莖粗為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。其他性狀之間的正/負(fù)相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平，但依然存在復(fù)雜的相互影響。

2.3 產(chǎn)量、品質(zhì)及農(nóng)藝性狀的主成分分析

表6為胡麻產(chǎn)量、品質(zhì)、農(nóng)藝性狀的主成分分析結(jié)果，提取前3個主成分因子，累計貢獻(xiàn)率達(dá)到93.45%。因子1的特征值為7.09，貢獻(xiàn)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(zhì)、農(nóng)藝性狀的綜合效應(yīng)，其中含油率、亞油酸和單產(chǎn)對因子1表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，硬脂酸、株高、工藝長度和莖粗對因子1表現(xiàn)為正相關(guān)，說明在品種選育過程中，由于性狀之間復(fù)雜的正/負(fù)相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、品質(zhì)、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(xiàn)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(zhì)(-0.76)、分枝數(shù)(0.89)和單株果數(shù)(0.85)，主要為品質(zhì)和農(nóng)藝性狀的效應(yīng)，其中品質(zhì)性狀對因子2表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，農(nóng)藝性狀對因子2表現(xiàn)為正相關(guān)，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(zhì)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系是品種選育的主要障礙。因子3的特征值為2.40，貢獻(xiàn)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(zhì)的效應(yīng)，其中油酸對因子3的表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，棕櫚酸和千粒重對因子3表現(xiàn)為正相關(guān)，說明產(chǎn)量雖然是育種的主要目標(biāo)，但是與部分品質(zhì)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)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(zhì)、農(nóng)藝性狀相關(guān)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)?？梢钥闯觯苯油◤较禂?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(yīng)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(yīng)較大。直接通徑系數(shù)較大且為負(fù)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(fù)效應(yīng)較大。直接通徑系數(shù)較小且為負(fù)的性狀包括硬脂酸(-0.21)、油酸(-0.36)和蛋白質(zhì)(-0.53)，其中蛋白質(zhì)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(fù)效應(yīng)，但相對較小。

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

3 結(jié)論與討論

胡麻是中國甘肅、內(nèi)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(dá)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(zhì)等有益人體健康的營養(yǎng)成分，具有預(yù)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(qiáng)人體免疫力等功效[6,13]。產(chǎn)量是獲得經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。因此，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)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(zhì)、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(shè)置4個播期，調(diào)查了15個胡麻品種的產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)藝性狀。根據(jù)單產(chǎn)結(jié)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(jié)果與喬海明等[11]的研究結(jié)果相同。因此，基于本研究的試驗(yàn)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(zhì)積累，進(jìn)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(zhì)[19]、油菜籽粒品質(zhì)[18]、棉花纖維品質(zhì)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(guān)于播期對胡麻品質(zhì)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(shí)踐中缺乏理論指導(dǎo)。本研究調(diào)查了胡麻籽粒含油率、木酚素、亞麻酸等8個品質(zhì)相關(guān)性狀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，播期對木酚素、亞麻酸、油酸和棕櫚酸的影響達(dá)到顯著水平，品種與播期的互作效應(yīng)對含油率、木酚素、亞麻酸、亞油酸和油酸的影響達(dá)到顯著水平。然而，隨著播期的變化，同一物質(zhì)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(zhì)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(nèi)的籽粒物質(zhì)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(qiáng)品質(zhì)。綜合試驗(yàn)結(jié)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(zhì)、木酚素、含油率等營養(yǎng)物質(zhì)，是供試品種中最佳選擇。

本研究通過設(shè)置不同播期，研究了播期對不同胡麻品種產(chǎn)量、品質(zhì)、農(nóng)藝性狀的影響，結(jié)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。