摘 要: 本研究旨在篩選出高產(chǎn)?優(yōu)質(zhì)和適宜寧夏南部山區(qū)種植的胡麻高亞麻酸材料。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,以引進(jìn)的13份胡麻高亞麻酸突變體材料為試材,采用實(shí)驗(yàn)室考種和近紅外分析技術(shù)測定農(nóng)藝性狀?產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀,對其生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明,參試材料的籽粒產(chǎn)量居前3位的是Z-M-865?Z-M-415和Z-M-215,產(chǎn)量分別為3569.07kg/hm2?3406.10kg/hm2和3326.74kg/hm2。Z-M-865的單株結(jié)果數(shù)?每果粒數(shù)?單株產(chǎn)量和主莖分枝數(shù)都最高,分別為19.64個/株?8.40粒/果?0.92g/株和7.29個/株;Z-0-300的株高和工藝長度最高;Z-M-585的千粒重最大。相關(guān)性分析表明胡麻籽粒產(chǎn)量與主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)?單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。參試材料的亞麻酸含量為46.06%~56.05%,亞麻酸含量大于50%的材料有6份。通過生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀綜合分析,發(fā)現(xiàn)突變體材料Z-M-865?Z-M-415和Z-M-350在寧夏南部山區(qū)的籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)較好,含油率高,且亞麻酸含量在50%以上,適宜寧夏南部山區(qū)種植。
關(guān)鍵詞:胡麻;高亞麻酸;農(nóng)藝性狀;籽粒產(chǎn)量;品質(zhì)性狀;近紅外分析技術(shù);寧夏南部山區(qū)
0 引言
胡麻(Linumusitatissimum L.)屬于亞麻科(Linaceae)亞麻屬(Linum)一年生草本植物[1-2],又稱油用亞麻,是一種重要的油料作物,中國種植區(qū)域主要分布在華北?西北高寒干旱地區(qū)[3],胡麻籽富含亞油酸?α-亞麻酸?木酚素?胡麻膠?蛋白質(zhì)?多種維生素和微量元素以及膳食纖維等物質(zhì)[4],富含α-亞麻酸是胡麻與其它油料作物相比具有的突出特點(diǎn),研究表明α-亞麻酸能夠預(yù)防和治療心腦血管疾病,調(diào)節(jié)血糖?血脂?降低血壓?提高免疫力?預(yù)防癌癥等功能,是人體必需的脂肪酸[5-6]。胡麻在寧夏種植和生產(chǎn)歷史悠久,種植區(qū)域主要集中在南部山區(qū)和中部干旱帶,寧夏人均種植面積和產(chǎn)量均居全國第一,是全國六大胡麻主產(chǎn)區(qū)之一[7-8],寧夏胡麻種植品種多為傳統(tǒng)品種,近年來高亞麻酸產(chǎn)品的開發(fā)越來越得到市場的重視,培育和選擇具有豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的高亞麻酸胡麻新品種,對于增加胡麻產(chǎn)品的附加值具有重要的作用。目前對于小麥[9-10]?水稻[11]?燕麥[12-14]?高粱[15-16]?谷子[17]的農(nóng)藝性狀?產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀及其相關(guān)性研究較多,有關(guān)胡麻品種生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)的研究也有報道[18-19],但在不同的供試作物品種和不同的地理氣候條件研究結(jié)果存在一定差異。本試驗(yàn)針對寧夏南部山區(qū)的氣候和地理?xiàng)l件,以引進(jìn)的13份胡麻高亞麻酸突變體材料為試材,測定農(nóng)藝性狀?產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀,對其生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合分析,篩選出高產(chǎn)?優(yōu)質(zhì)和適宜寧夏南部山區(qū)種植的胡麻高亞麻酸材料,以期為胡麻高亞麻酸含量品種選育提供優(yōu)異材料。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2023年在寧夏固原市原州區(qū)頭營鎮(zhèn)二營村(106°44′E,36°16′N)的水澆地進(jìn)行,該地區(qū)氣候類型屬半干旱區(qū),年平均氣溫7.6℃,年平均日照時數(shù)2531.2h,年平均降水量439.5mm,海拔1568m,試驗(yàn)地土壤為淺黑壚土,前茬作物為玉米,土壤肥力一般。
1.2 試驗(yàn)材料
供試的13個胡麻高亞麻酸突變體材料為Z-M-415?Z-M-865?Z-M-930?Z-M-215?Z-M-295?Z-M-350Z-M-416?Z-M-505?Z-M-585?Z-M-730?Z-M-1040?Z-0-190?Z-0-300。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計
試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),小區(qū)面積12.6m2(1.8m×7.0m)。12行區(qū),行距15cm,區(qū)距30cm,排距50cm,試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)行。試驗(yàn)于2023年4月11日采用4行專用播種機(jī)播種,播深3~4cm,播種量75×105粒/hm2(有效粒數(shù))計算。分別于5月15日?6月21日?7月5日進(jìn)行田間人工除草,全生育期未施用化學(xué)除草劑。6月8日第一次灌水?6月23日第二次灌水,采用機(jī)井灌溉。2022年秋季每公頃基施二銨350kg?有機(jī)肥30000kg,用犁翻耕耙磨,2023年6月8日結(jié)合第一次灌水每公頃追施二銨150kg。7月8日噴施4.5%高效氯氰菊酯1200倍液防治苜蓿盲蝽,8月13日收獲。
1.4 測定指標(biāo)及方法
1.4.1 農(nóng)藝性狀
收獲前每小區(qū)取能夠代表本小區(qū)胡麻長勢的植株30株帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行考種,測定項(xiàng)目包括株高?工藝長度?主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)?每果粒數(shù)?單株產(chǎn)量?千粒重7個主要農(nóng)藝性狀。
1.4.2 籽粒產(chǎn)量
成熟后每個試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲、單獨(dú)脫粒，清選干凈后稱小區(qū)籽粒產(chǎn)量，然后折算成公頃產(chǎn)量。
1.4.3 品質(zhì)性狀
品質(zhì)性狀采用近紅外分析儀DA7250測定,包括含油率?粗蛋白?粗脂肪?油酸?亞油酸?亞麻酸和木酚素7個指標(biāo)。
1.5 數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2010對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理計算,采用DPS和SPSS 27軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 高亞麻酸突變體材料農(nóng)藝性狀表現(xiàn)
高亞麻酸突變體材料農(nóng)藝性狀見表1,參試材料株高為57.32~68.61cm,平均62.62cm,其中Z-0-300的株高最高,Z-M-1040的株高最低,Z-0-300的株高較Z-M-1040增加了19.68%,Z-0-300的株高與Z-M-930?Z-M-730和Z-M-1040差異顯著(P<0.05);工藝長度為36.58~47.42cm,平均43.97cm,其中Z-0-300的工藝長度最長,Z-M-1040的工藝長度最短,Z-0-300的工藝長度較Z-M-1040增加了29.65%,Z-0-300的工藝長度與Z-M-930和Z-M-1040差異顯著(P<0.05);主莖分枝數(shù)為5.22~7.29個,平均6.72個,Z-M-865的主莖分枝數(shù)最高,Z-M-1040的主莖分枝數(shù)最低,Z-M-865的主莖分枝數(shù)較Z-M-1040增加了39.57%,與Z-M-1040的主莖分枝數(shù)差異顯著(P<0.05);單株結(jié)果數(shù)為13.17-19.64個,平均16.46個,Z-M-865的單株結(jié)果數(shù)最高,較Z-M-1040增加了49.20%,各材料的單株結(jié)果數(shù)差異不顯著(P>0.05);每果粒數(shù)為6.73~8.40粒,平均7.51粒,其中Z-M-865的每果粒數(shù)顯著高于其他材料(P<0.05),Z-M-350的每果粒數(shù)最少,Z-M-865的每果粒數(shù)較Z-M-350增加了24.88%;單株產(chǎn)量為0.59~0.92g,平均0.78g,其中Z-M-865的單株產(chǎn)量最高,Z-M-1040的單株產(chǎn)量最低,Z-M-865的單株產(chǎn)量較Z-M-1040增加了54.52%,各材料的單株產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05);千粒重為6.42~7.22g,平均6.83g,其中Z-M-585的千粒重最高,Z-M-585的千粒重較Z-M-350增加了12.46%,各材料千粒重差異不顯著(P>0.05)。以上結(jié)果表明,Z-M-865的主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)?每果粒數(shù)和單株產(chǎn)量都最高,Z-0-300的株高和工藝長度最高,Z-M-585的千粒重最大。
表1 高亞麻酸突變體材料農(nóng)藝性狀
注:不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01), 下同。
2.2 高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)
高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量為2695.51~3569.07kg/hm2,平均3159.87kg/hm2,Z-M-865的籽粒產(chǎn)量最高為3569.07kg/hm2,顯著高于Z-0-300?Z-M-585?Z-M-416?Z-M-295和Z-M-1040(P<0.05,圖1)。籽粒產(chǎn)量居前3位的材料為Z-M-865?Z-M-415?Z-M-215,籽粒產(chǎn)量分別為3569.07kg/hm2?3406.10kg/hm2?3326.74kg/hm2,Z-M-1040的籽粒產(chǎn)量最低,Z-M-865?Z-M-415?Z-M-215的籽粒產(chǎn)量分別較Z-M-1040增加了32.41%?26.36%?23.41%。
圖1 高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量
高亞麻酸突變體材料農(nóng)藝性狀及籽粒產(chǎn)量的變異系數(shù)(表2),各參試材料的農(nóng)藝性狀及籽粒產(chǎn)量的變異幅度介于5.37%~20.94%之間,單株結(jié)果數(shù)的變異最大,變異系數(shù)為20.94%,其次為單株產(chǎn)量,變異系數(shù)為20.01%,每果粒數(shù)的變異最小,變異系數(shù)為5.37%,各農(nóng)藝性狀及籽粒產(chǎn)量的變異系數(shù)大小依次為:單株結(jié)果數(shù)>單株產(chǎn)量>工藝長度>株高>主莖分枝數(shù)>千粒重>籽粒產(chǎn)量>每果粒數(shù)。
表2 高亞麻酸突變體材料主要農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量變異分析
2.3 高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析
高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析見表3,單株結(jié)果數(shù)與主莖分枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.808,說明胡麻植株的主莖分枝數(shù)對單株結(jié)果數(shù)影響較大;單株產(chǎn)量與主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為0.707?0.870,說明主莖分枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)多的植株單株產(chǎn)量較高;胡麻籽粒產(chǎn)量與主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)?單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(P<0.05),相關(guān)系數(shù)分別為0.665?0.629?0.588;與工藝長度?每果粒數(shù)正相關(guān),與株高和千粒重呈負(fù)相關(guān),說明主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量是胡麻籽粒產(chǎn)量的主要影響因素,胡麻的主莖分枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)越多,單株產(chǎn)量越高,胡麻的籽粒產(chǎn)量相應(yīng)就越高。
表3 高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(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)。
2.4 高亞麻酸突變體材料品質(zhì)性狀表現(xiàn)
胡麻高亞麻酸突變體材料7個主要品質(zhì)性狀結(jié)果見表4,參試材料的亞麻酸含量為46.06%~56.05%,平均49.82%,亞麻酸含量大于50%的材料有6份,其中Z-M-350的亞麻酸含量為56.05%,極顯著高于其他材料(P<0.01),Z-M-585的亞麻酸含量最低,Z-M-350的亞麻酸含量較Z-M-585增加了32.51%;含油率為42.14%~46.00%,平均43.90%,含油率均高于42.0%,其中Z-0-190的含油率最高,極顯著高于其他材料(P<0.01),較含油率最低的材料Z-M-415增加了9.16%;粗蛋白含量為23.23%~25.94%,平均24.53%,其中Z-M-416的粗蛋白含量極顯著高于其他材料(P<0.01),Z-M-730的粗蛋白含量最低;粗脂肪含量為41.40%~43.53%,平均42.47%,其中Z-M-416的粗脂肪含量顯著高于其他材料(P<0.05),Z-M-415的粗脂肪含量最低;油酸含量為27.39%~37.69%,平均31.58%,其中Z-M-416的油酸含量極顯著高于其他材料(P<0.01),Z-M-350的油酸含量最低;亞油酸含量為8.72%~17.54%,其中Z-M-865的亞油酸含量最高,顯著高于其他材料(P<0.05),Z-M-416的亞油酸含量最低,Z-M-865的亞油酸含量較Z-M-416增加了101.19%;木酚素含量為5.17%~8.89%,平均7.13%,其中Z-M-730的木酚素含量極顯著高于其他材料(P<0.01),Z-M-416的木酚素含量最低,Z-M-730的木酚素含量較Z-M-416增加了72.02%。以上結(jié)果表明,13份胡麻高亞麻酸突變體材料的含油率均高于42.0%,其亞麻酸含量均在46.00%以上,亞麻酸含量大于50%的材料有6份,其中Z-M-350的亞麻酸含量最高,為56.05%,Z-0-190的含油率最高,Z-M-416的粗蛋白?粗脂肪?油酸含量最高,Z-M-865的亞油酸含量最高,Z-M-730的木酚素含量最高。
高亞麻酸突變體材料的7個主要品質(zhì)性狀(表5)變異幅度介于0.30%~7.68%之間,變異性相對較小,亞油酸的變異系數(shù)最大為7.68%,其次為木酚素為2.77%,粗脂肪的變異系數(shù)最小為0.30%,各突變體材料的7個主要品質(zhì)性狀變異系數(shù)大小依次為:亞油酸>木酚素>亞麻酸>油酸>含油率>粗蛋白>粗脂肪。
表4 高亞麻酸突變體材料7個主要品質(zhì)性狀
3 討論與結(jié)論
3.1 不同高亞麻酸突變體材料籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因子分析
產(chǎn)量是衡量作物生產(chǎn)性能的重要指標(biāo),產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間存在不同程度的相關(guān)關(guān)系,孫峰成等[20]對12個玉米群體的主要農(nóng)藝性狀?產(chǎn)量分析結(jié)果表明:與玉米產(chǎn)量密切相關(guān)的農(nóng)藝性狀為株高?出籽率?行粒數(shù)?穗粗和百粒質(zhì)量;張麗英等[21]研究發(fā)現(xiàn),小麥的單株粒重與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān);曹秀霞等[22]研究指出,有效分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)?單株粒數(shù)與單株粒重呈極顯著正相關(guān),在單株粒數(shù)?單株結(jié)果數(shù)增加的情況下,可以通過提高有效分枝數(shù)來提高單株粒重;張麗麗[23]通過對俄羅斯引進(jìn)的20份胡麻品種主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析得出籽粒產(chǎn)量與單株果數(shù)?主莖分枝數(shù)?單株生產(chǎn)力呈顯著正相關(guān)關(guān)系;張煒等[24]研究發(fā)現(xiàn)通過提高有效分枝數(shù),可明顯提高單株生產(chǎn)力和種子產(chǎn)量?本研究結(jié)果表明:13份高亞麻酸突變體材料的籽粒產(chǎn)量為2695.51~3569.07kg/hm2,Z-M-865籽粒產(chǎn)量最高為3569.07kg/hm2;籽粒產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析表明,胡麻籽粒產(chǎn)量與主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)?單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),Z-M-865的單株結(jié)果數(shù)?每果粒數(shù)?單株產(chǎn)量和主莖分枝數(shù)在參試材料中均居第一位,其籽粒產(chǎn)量相應(yīng)最高,說明主莖分枝數(shù)?單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量是胡麻籽粒產(chǎn)量的主要影響因素,胡麻的主莖分枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)越多,單株產(chǎn)量越高,胡麻的籽粒產(chǎn)量相應(yīng)就越高,這與前人的研究結(jié)果[22-24]基本一致。高亞麻酸突變體材料農(nóng)藝性狀及籽粒產(chǎn)量的變異幅度介于5.37%~20.94%之間,單株結(jié)果數(shù)的變異最大變異系數(shù)為20.94%,單株結(jié)果數(shù)?單株產(chǎn)量?工藝長度?株高?主莖分枝數(shù)的變異系數(shù)大于10%,變異性較大,說明這5個性狀在不同材料間的差異較大,研究結(jié)論對于高亞麻酸胡麻品種的農(nóng)藝性狀研究具有一定的指導(dǎo)意義。
3.2 不同高亞麻酸突變體材料籽粒品質(zhì)性狀分析
胡麻籽粒含油率和胡麻脂肪酸組成的主要成分α-亞麻酸是評價胡麻營養(yǎng)價值和品質(zhì)優(yōu)良的重要指標(biāo),胡麻籽油中的α-亞麻酸既是人體必需的多不飽和脂肪酸,又是人體大腦正常工作的重要不飽和脂肪酸[25],亞麻酸也是胡麻品質(zhì)改良的主要目標(biāo)[6]。參試材料的亞麻酸含量為46.06%~56.05%,平均49.82%,亞麻酸含量大于50%的材料有6份,其中Z-M-350的亞麻酸含量為56.05%,極顯著高于其他材料(P<0.01),這與廖麗萍[26]測定的胡麻籽粒中亞麻酸含量介于46.98%~53.53%之間的研究結(jié)果相一致;參試材料的含油率為42.14%~46.00%,平均43.90%,全部符合DANG等[27]制定的優(yōu)質(zhì)亞麻材料成分含量的標(biāo)準(zhǔn)中籽粒含油量高于42.0%即為特異性優(yōu)質(zhì)材料的要求;Z-M-416的粗蛋白?粗脂肪?油酸含量最高,分別為25.94%?43.53%?37.69%,Z-M-865的亞油酸含量最高為8.89%,Z-M-730的木酚素含量最高為8.89%。高亞麻酸突變體材料的品質(zhì)性狀變異幅度介于0.30%~7.68%之間,變異系數(shù)均小于10%,變異性相對較小,說明這些品質(zhì)性狀在不同材料間的差異較小,試驗(yàn)結(jié)論可為胡麻高亞麻酸含量品種選育和深入利用提供優(yōu)質(zhì)材料。
本研究通過對引進(jìn)的胡麻高亞麻酸突變體材料生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀綜合分析,發(fā)現(xiàn)突變體材料Z-M-865?Z-M-415和Z-M-350在寧夏南部山區(qū)的籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)較好,含油率高,且亞麻酸含量在50%以上,適宜寧夏南部山區(qū)種植。
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文章摘自:錢愛萍,曹秀霞,楊治偉,張煒,不同高亞麻酸突變體材料農(nóng)藝性狀?籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)性狀比較,[J]中國農(nóng)學(xué)通報,2024,40(32):30-36。
