摘 要:干旱是制約寧南山區(qū)胡麻生長和生產(chǎn)的非生物脅迫因子之一。探索適宜寧南旱作農(nóng)田覆膜栽培胡麻的有效栽培方式，可為解決胡麻栽培過程中的干旱問題及發(fā)展胡麻覆膜栽培提供實(shí)踐和理論依據(jù)。于2021-2023年，以胡麻品種‘寧亞21號’為供試材料，在大田試驗(yàn)條件下，設(shè)平膜穴播（FHS）、壟膜溝播（RFS）和露地條播（CK）共3個(gè)處理，分析不同覆膜栽培方式對葉綠素含量、離體葉片失水速率及產(chǎn)量的影響。連續(xù)3年通過3種覆膜栽培的試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同覆膜栽培條件下，同一年間胡麻葉片葉綠素含量均表現(xiàn)為FHS＞RFS＞CK，不同年份間不同覆膜栽培條件下的葉綠素含量不同；與CK相比，RFS和FHS的株高、鮮重和干重均高于CK；2021年和2023年的離體葉片失水速率表現(xiàn)為CK＞RFS＞FHS，而2022年的離體葉片失水速率表現(xiàn)為CK＞FHS＞RFS；產(chǎn)量均表現(xiàn)為FHS＞RFS＞CK，2021年FHS的增產(chǎn)幅度最大，其有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量均高于其它處理；有效結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量均表現(xiàn)為FHS＞RFS＞CK。與CK相比，FHS和RFS均提高了胡麻葉片的葉綠素含量、產(chǎn)量、有效分枝數(shù)和有效結(jié)果數(shù)，降低了離體葉片的失水速率，且FHS優(yōu)于RFS，在2021年FHS增產(chǎn)達(dá)到了185.7kg·hm-2，且增產(chǎn)效果顯著。相關(guān)性分析表明，離體葉片失水速率與葉綠素含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；葉綠素含量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。FHS不僅提高了胡麻葉片的葉綠素含量、產(chǎn)量、有效分枝數(shù)和有效結(jié)果數(shù)，還可以降低離體葉片的失水速率，增強(qiáng)胡麻的抗旱性，因此FHS種植方式是適合寧南旱作農(nóng)田胡麻生產(chǎn)的有效栽培措施。
關(guān)鍵詞：覆膜方式；胡麻；離體葉片失水速率；產(chǎn)量
胡麻作為寧南山區(qū)主要的油料作物，在食用油供給中占有重要的地位，其在當(dāng)?shù)靥峁┦秤糜汀l(fā)展區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和增加農(nóng)民收入方面具有重要意義。近年來干旱嚴(yán)重制約旱作農(nóng)業(yè)的發(fā)展，本地區(qū)的胡麻種植以旱作農(nóng)田為主，因此降水成為胡麻生產(chǎn)的重要制約因素，干旱會對胡麻地上部分干物質(zhì)的積累及產(chǎn)量的形成造成嚴(yán)重的影響，而農(nóng)用地膜具有保濕、保溫、抗蟲、防病、抑制雜草生長等作用，有利于作物生長發(fā)育，提高作物產(chǎn)量，提高農(nóng)業(yè)效益。覆膜栽培在小麥、玉米、谷子、糜子、青稞等作物上取得了很好的應(yīng)用效果。不同覆膜栽培方式在胡麻上的應(yīng)用也較多，李瑛等研究表明不同時(shí)期全膜穴播下土壤水分相對較高，隨著胡麻的生長發(fā)育，主根也逐漸增大；劉杰等研究表明，全膜覆土穴播和膜側(cè)條播均能夠促進(jìn)胡麻根系生長，提高土壤水分含量和胡麻籽粒產(chǎn)量，且全膜覆土穴播效果更優(yōu)；楊麗等研究表明，胡麻覆膜栽培優(yōu)于露地栽培，穴播優(yōu)于條播，殘膜穴播優(yōu)于揭膜后全膜穴播；黨增春等研究表明平膜穴播可以提高土壤地溫，保持土壤水分，促進(jìn)土壤速效養(yǎng)分的充分釋放和有效利用。
目前覆膜栽培對胡麻葉片相關(guān)指標(biāo)的影響研究較少，僅僅是通過不同的試驗(yàn)方法和評價(jià)方法對胡麻的抗旱性指標(biāo)進(jìn)行篩選及對種質(zhì)資源進(jìn)行抗旱評價(jià)。本試驗(yàn)通過研究覆膜栽培對胡麻葉綠素含量、離體葉片失水速率及產(chǎn)量的影響，旨在探索適宜寧南旱作農(nóng)田胡麻生產(chǎn)的有效栽培措施，提高有限降雨的利用率，應(yīng)對干旱對胡麻生產(chǎn)的影響，為胡麻覆膜栽培產(chǎn)業(yè)提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
用試驗(yàn)在彭陽縣長城塬進(jìn)行，彭陽縣位于寧夏回族自治區(qū)東南部、六盤山東坡地區(qū)，地理位置為106°12′~106°58′E，35°46′~36°17′N；年平均氣溫為7.4~8.5℃，無霜期為140~170d，年降水量為265.7~550.0mm，且降水量由北向南逐漸增加，屬于典型的溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，土壤類型為黃綿土。2021-2023年期間，4月1日-8月31日的降雨量為199.4、218.2、174.4mm。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
以‘寧亞21號’胡麻（寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院選育）為供試品種，于2021-2023年連續(xù)3年進(jìn)行試驗(yàn)。小區(qū)面積28m（24m×7m），區(qū)距50cm，試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)區(qū)。本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)處理，分別為平膜穴播（Flatfilmholesowing、FHS）、壟膜溝播（Ridgefilmfurrowsow?ing、RFS）、露地條播（CK），3次重復(fù)。平膜穴播為全覆膜后用點(diǎn)播機(jī)進(jìn)行人工播種，每穴8~10粒，穴距13cm，行距15cm；壟膜溝播是壟上覆膜寬40cm，壟高10cm，胡麻種植溝寬60cm，帶型比例為1：1.5，種植胡麻4行，行距15cm；露地條播是采用條播方式進(jìn)行播種。田間管理同大田相同。
1.3 測定指標(biāo)及方法
1.3.1 葉綠素含量的測定
利用葉綠素儀，在開花期每小區(qū)測定30株植株葉片葉綠素含量?
1.3.2 離體葉片失水速率測定
開花期每小區(qū)分別取30株植株，測量株高、稱取單株鮮重、單株葉片鮮重（a）；將其置于空氣中24h后再次稱取單株葉片重量（b）；殺青后80℃烘干稱單株葉片重量（c）；失水速率計(jì)算公式如下：
失水速率（%）=（b-c）×100/｛（a-c）×24｝
1.3.3 室內(nèi)考種
按試驗(yàn)小區(qū)取樣，每小區(qū)取樣30株植株，測定有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量。
1.3.4 產(chǎn)量測定
成熟后按小區(qū)收獲單打單收，計(jì)算產(chǎn)量。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用EXECEL2010軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用DPS軟件運(yùn)用單因素方差分析中的最小顯著性差異（LSD）法進(jìn)行顯著性差異分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同覆膜栽培方式對胡麻葉綠素含量的比較
葉綠素既是植物光合作用的重要色素，也是衡量植物干旱脅迫的重要指標(biāo)。如圖1所示，在不同覆膜栽培條件下，同一年間胡麻葉片葉綠素含量均表現(xiàn)為FHS＞RFS＞CK，不同年份間不同覆膜栽培條件下的葉綠素含量表現(xiàn)為2021年的均高于2022年和2023年，且各處理間達(dá)到極顯著水平，說明FHS條件下胡麻葉片的持綠性更好，更有利于胡麻在干旱條件下的抗旱性。
FHS：平膜穴播，RFS：壟膜溝播，CK：露地條播；不同大寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），不同小寫字母表示處理間差異極顯著（P<0.01）
圖1 不同覆膜栽培方式葉綠素含量比較
2.2 不同覆膜栽培方式對胡麻離體葉片失水速率的比較
圖2表明，2021-2023年CK的株高和鮮重、干重均低于RFS和FHS，2023年的鮮重處理間差異顯著，2022和2023年的株高處理間差異顯著。2021年和2023年的離體葉片失水速率表現(xiàn)為CK>RFS>FHS，而2022年的離體葉片失水速率表現(xiàn)為CK>FHS>RFS，處理間具有顯著性差異，表明FHS和RFS有利于胡麻的生長和在干旱條件下維持葉片的含水量，降低葉片的萎蔫速度，一定程度上可以緩解胡麻受干旱脅迫的程度。
FHS：平膜穴播，RFS：壟膜溝播，CK：露地條播；不同大寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），不同小寫字母表示處理間差異極顯著（P<0.01）
圖2 不同覆膜栽培方式干重、鮮重、株高、離體葉片失水速率比較
2.3 不同覆膜栽培方式對胡麻產(chǎn)量及構(gòu)成因子的比較
由表1~表3可知，不同覆膜栽培模式下，3年產(chǎn)量均表現(xiàn)為FHS>RFS>CK。2021年FHS和RFS分別較CK增產(chǎn)185.7、100.0kg·hm-2，且各處理間達(dá)到極顯著水平；2022年FHS和RFS分別較CK增產(chǎn)23.1、11.8kg·hm-2，各處理間差異不顯著；2023年FHS和RFS分別較CK增產(chǎn)122.6、14.0kg·hm-2，各處理間差異不顯著；2021年FHS的增產(chǎn)幅度最大，其有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量均高于其它處理。有效結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量。3年均表現(xiàn)為FHS>RFS>CK。方差分析表明，處理、年份、處理×年份差異均不顯著。覆膜處理增產(chǎn)的原因主要是提高了胡麻植株的有效結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量，其次是提高了有效分枝數(shù)。
2.4 葉綠素含量、失水速率與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)性分析
由表4可知，葉綠素含量與產(chǎn)量、單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與失水速率呈顯著負(fù)相關(guān)；產(chǎn)量與失水速率呈極顯著負(fù)相關(guān)；失水速率與有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、單株產(chǎn)量和千粒重均為負(fù)相關(guān)，表明葉片的含水量對胡麻的產(chǎn)量影響極大。
表1 不同覆膜栽培方式產(chǎn)量比較
注：FHS：平膜穴播，RFS：壟膜溝播，CK：露地條播；不同大寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），不同小寫字母表示處理間差異極顯著（P<0.01）
表2 處理和年份間的方差分析
表3不同覆膜栽培方式產(chǎn)量構(gòu)成因子比較
注：FHS：平膜穴播，RFS：壟膜溝播，CK：露地條播；不同大寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），不同小寫字母表示處理間差異極顯著（P<0.01）
表4 葉綠素含量、失水速率與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)性分析
注：**表示極顯著相關(guān)（P<0.01），*表示顯著相關(guān)（P<0.05）
3 討論
3.1 不同覆膜栽培方式對胡麻葉綠素含量的影響
葉綠素作為植物光合作用的重要色素，也是衡量植物光合生產(chǎn)潛力和植物干旱脅迫的重要指標(biāo)，對植物生物量生長具有重要作用。贠民政等研究表明，地膜覆蓋能不同程度提高青稞的葉片葉綠素含量，進(jìn)而促進(jìn)光合產(chǎn)物的合成與積累；刁姍等研究表明，葡萄葉片的總?cè)~綠素含量受干旱脅迫時(shí)降低；高亞寧等在蕪菁中的研究結(jié)果表明，干旱脅迫能顯著降低蕪菁葉綠素含量，但是在復(fù)水后得到緩解。地膜覆蓋具有保墑作用，可以降低土壤水分的無效蒸發(fā)，提高水分利用效率，一定程度上可以提高植物的光合勢，葉綠素含量的高低直接影響光合作用的強(qiáng)弱以及植物對光能的利用和干物質(zhì)的積累，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量的提高。本研究表明，在覆膜栽培條件下，胡麻葉片的葉綠素含量高于CK，這與前人在青稞、谷子等以及春玉米等上的研究結(jié)果一致，而且FHS的產(chǎn)量也高于CK。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量與產(chǎn)量及單株產(chǎn)量均為顯著正相關(guān)，表明FHS在提高植物葉片葉綠素含量的同時(shí)間接提高了作物產(chǎn)量，也提高了作物的抗旱能力。
3.2 不同覆膜栽培方式對胡麻離體葉片失水速率的影響
離體葉片失水速率反映作物葉片的抗脫水能力，離體葉片失水率越小表明葉片持水能力越強(qiáng)，作物的抗旱性越強(qiáng)。離體葉片失水速率作為評價(jià)作物抗旱的一項(xiàng)重要指標(biāo)，在板栗、小麥、花生、馬鈴薯、高粱等作物上均有應(yīng)用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，FHS有利于降低胡麻離體葉片的失水速率；相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，失水速率與有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、單株產(chǎn)量和千粒重均為負(fù)相關(guān)，表明FHS在降低葉片水分散失、提高胡麻的抗旱能力的同時(shí)也對胡麻的增產(chǎn)起到一定的積極作用。
3.3 不同覆膜栽培方式對胡麻產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響
在干旱半干旱地區(qū)，限制作物增產(chǎn)的主要因素之一是土壤水分，因此，利用有限的降水提高旱作農(nóng)田的產(chǎn)量，關(guān)鍵在于如何保持土壤水分，覆膜能很好的改善土壤的水熱環(huán)境，提高作物的產(chǎn)量。張曉娟等研究表明，覆膜種植明顯縮短了糜子生育期，使得糜子產(chǎn)量比露地種植提高了30.44%，而且改善了土壤水熱狀況；侯慧芝等研究表明全膜微壟溝穴播提高了春小麥葉片SPAD值和生物量，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)；李維敏等研究表明寬覆膜有利于玉米提高光合特性，同時(shí)提高了玉米籽粒產(chǎn)量；楊麗等研究表明，覆膜栽培可縮短胡麻生育期、提高出苗率、增加生物干質(zhì)量和提高產(chǎn)量。在本研究中，FHS和RFS均能提高胡麻的有效分枝數(shù)、有效結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量以及總產(chǎn)量而且FHS優(yōu)于RFS和CK，這與前人研究的覆膜栽培能提高作物產(chǎn)量的結(jié)果一致。因此在寧南山區(qū)種植胡麻采用FHS栽培模式，既能起到抗旱節(jié)水增產(chǎn)效果，也能提高水分利用效率，促進(jìn)作物生長。
4 結(jié)論
與CK相比，FHS和RFS均提高了胡麻葉片的葉綠素含量、產(chǎn)量、有效分枝數(shù)和有效結(jié)果數(shù)，降低了離體葉片的失水速率，且FHS優(yōu)于RFS，在2021年增產(chǎn)達(dá)到了185.7kg·hm-2，各處理間差異極顯著，起到了很好的抗旱增產(chǎn)的作用。因此，FHS種植方式是適合寧南旱作農(nóng)田胡麻生產(chǎn)的有效栽培措施。
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文章摘自: 楊治偉，曹秀霞，張煒，剡寬將，錢愛萍. 不同覆膜栽培方式對胡麻葉片葉綠素含量、失水速率及產(chǎn)量的影響 [J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2023,11(003):1-8.
