大庆盐碱地油用亚麻种植密度对产量和含油率的影响

张 贺，王红光，李彩凤，刘新宇，王玉波，夏尊民，曹洪勋

（1.东北农业大学农学院，哈尔滨 150030；2.黑龙江科学院大庆分院，黑龙江 大庆 163319）

亚麻是世界上重要十大油料作物之一，分为3种类型，分别为纤维用、油用和油纤兼用亚麻，其主产区位于印度、加拿大、中国、俄罗斯、美国等国家[1]。我国油用亚麻（胡麻）主要分布于黄淮海和西北地区[2]，黑龙江省分布相对较少。黑龙江省土地面积大，且盐碱地资源丰富[3]，将油用亚麻种植在轻度盐碱地上，不仅可缓解与粮食作物争地矛盾，还可充分利用盐碱地资源，有利于我国农业可持续发展。因此，利用盐碱地种植亚麻，可极大推动黑龙江亚麻产业发展[4]。黑龙江以种植纤维亚麻为主，是我国重要亚麻纺织原料产地[5]。随着人们生活水平提高，公众对健康重视程度越来越高，油用亚麻需求随之增大，黑龙江省发展油用亚麻也是今后必然趋势。亚麻籽是重要食用植物油原料，富含许多人类饮食必需不饱和脂肪酸，比如亚麻酸、亚油酸、α-亚麻酸等。此外，食用亚麻籽油也可预防某些癌症、冠心病和肿瘤发生，鉴于亚麻籽油保健功效良好，发展油用亚麻产业具有重要潜在经济价值，应用前景广阔。

亚麻产量及品质与品种特性有关，亚麻高产栽培需在合理利用当地自然条件背景下，采取科学田间管理措施，营造亚麻最适生长营养环境，充分发挥遗传特性。亚麻产量及品质与种植密度联系密切[6]，合理密植可提高油用亚麻土壤氮素吸收利用率[7-8]、水分及肥料利用率、气体交换能力、光能利用率等，协调源、库、流三者关系，促进干物质向籽粒运转和分配[9]，提高油用亚麻产量和品质。低密度种植虽可改良油用亚麻单株经济性状，但受限于群体密度小以及植株数量少等现实条件，花前干物质积累量低同时导致花后干物质积累量变低[10]，进而导致产量下降。高密度种植造成油用亚麻茎叶相互叠加，光合效率降低[11]，由于地区营养条件局限性，加大油用亚麻对光、温、水、肥竞争。与此同时，通风透光条件差导致茎秆变细，生长变弱，油用亚麻抗倒伏能力下降[12]，不利于提高油用亚麻产量。

近年来，种植密度对油用亚麻产量影响研究已有报道[13-14]，但相关研究多集中于良田，而非盐碱地条件。为探索大庆地区盐碱地情况下油用亚麻最适种植密度，本文选用3个油用亚麻品种，研究不同种植密度对油用亚麻产量和含油率影响，协调单株与群体之间关系，合理利用其自身调节群体能力，进一步挖掘油用亚麻在黑龙江省生产潜力。为黑龙江盐碱地油用亚麻高产栽培群体确定提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

大田试验区位于黑龙江省大庆市东风农场五连（125°9'E，46°34'N），0～20 cm土层基础土壤理化性质如下：土壤全氮0.15%，全磷0.07%，全钾1.75%，有机质2.06%，碱解氮112 mg·kg-1，有效磷8.6 mg·kg-1，速效钾242.6 mg·kg-1，总盐量0.268%，pH 8.48。年平均气温4.2℃，最冷月平均气温-18.5℃，极端最低气温-39.2℃，最热月平均气温23.3℃，极端最高气温39.8℃，年平均无霜期143 d，年均风速3.8 m·s-1，年＞6级风日数为30 d。年降水量427.5 mm，年蒸发量1 635 mm。年日照时数2 726 h，年太阳总辐射量491.4 KJ·cm-2。

1.2 试验材料

试验品种选用黑龙江省科学院大庆分院自主培育双油麻1号、双油麻2号（品系yx16-151）、双油麻3号（品系ch17-2041）。品系yx16-151和ch17-2041已完成黑龙江省区域和生产试验，分别拟定名为双油麻2号和双油麻3号，已申请登记。

1.3 试验设计

采用完全随机区组设计，试验于2020年4～8月在大庆市东风农场五连完成。品种分别为双油麻1号（A1）、双油麻2号（A2）、双油麻3号（A3）；密度分别为350万株·hm-2（D1）、600万株·hm-2（D2）、850万株·hm-2（D3）、1 100万株·hm-2（D4）。共计12个处理，每个处理3次重复。

本试验地前茬作物为大豆，秋翻整地，春季土壤化冻15 cm耙耢整地，然后使用15 cm行距施肥机械施入底肥，施肥量为复合肥180 kg·hm-2，复合肥有效成分为N-P2O5-K2O=12-18-15。施肥后镇压，于2020年4月28日人工播种，播种深度2～3 cm，播后统一镇压。其他田间管理措施同大田生产。

1.4 试验设计测定项目与方法

在油用亚麻生长过程中调查并记录其物候期及全生育期。收获前，每个处理选择有代表性植株20株作为室内考种样品，人工拔麻收获；每个小区选取有代表性一行测定收获株数，晒干后全区测产。测定内容包括：株高、枝下长、分茎数、主茎分枝数、蒴果数、单果粒数、蒴果大小、千粒重、产量以及含油率，其中含油率使用核磁共振仪测定（HCY-20型，托普仪器有限公司，浙江，中国）。

1.5 数据处理与分析

使用Excel 2019处理数据、制作表格及图形，应用SPSS 17.0软件作单因素方差、相关性和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同密度对油用亚麻生育进程的影响

如表1所示，不同密度下同一品种各物候期和全生育期结果一致。同一密度下，3个油用亚麻品种全生育期仅有2～3 d差异；不同品种间对比，A2出苗期持续时间最长，A3出苗期持续时间最短，开花期持续时间最长。

表1 不同密度对油用亚麻生育进程的影响Table 1 Effects of different planting densities on growth and development process of linseed

2.2 不同密度对油用亚麻主要农艺性状的影响

由表2可知，不同密度处理下，同一亚麻品种株高、枝下长和分茎数差异不显著，而茎粗差异显著。随密度增加，3个油用亚麻品种茎粗均逐渐减小，A1品种茎粗在D1处理下显著高于D3和D4处理；A2品种茎粗在D1、D2和D3处理下显著高于D4处理；A3品种茎粗除在D2和D3处理之间差异不显著外，其他处理两两之间差异均显著。

表2 不同密度对亚麻主要农艺性状的影响Table 2 Effects of planting densities on main agronomic traits of linseed

2.3 油用亚麻农艺性状相关性分析

通过不同品种农艺性状相关性分析可知，3个油用亚麻品种在株高与茎粗、株高与分茎数、分茎数与茎粗指标间均呈正相关，即随株高增加，其茎粗和分茎数均升高，随分茎数增加，茎粗也逐渐升高；且A2品种株高与分茎数间呈显著正相关，相关系数为0.974，A3品种茎粗与分茎数间也呈显著正相关，相关系数为0.982（见表3）。此外，对A1和A2品种来说，株高与枝下长间表现为正相关，即随株高增加，枝下长也随之增加；然而，A3品种株高与枝下长间表现为负相关，即随株高增加，枝下长呈降低趋势（见表3）。A1和A3品种枝下长与茎粗间和分茎数间均呈负相关，即随枝下长增加，茎粗和分茎数随之下降；但对A2品种来说，其枝下长与茎粗间和分茎数间均表现为正相关，即随枝下长增加，茎粗和分茎数随之增加（见表3）。

表3 双油麻1号、2号和3号农艺性状相关性分析Table 3 Correlation analysis of the agronomic traits of Shuangyouma No.1,2 and 3

2.4 不同密度对油用亚麻产量构成因子与产量和含油率的影响

由图1可知，各油用亚麻品种收获株数均随密度增加而逐渐增加，且在D4处理达到最大值。3个品种中，除双油麻2号在D3和D4处理之间差异不显著外，各密度处理下，其收获株数均达到显著差异。

各油用亚麻品种单株蒴果数均随密度增加而逐渐降低，且均在D1处理达到最大值（见图1）。双油麻1号单株蒴果数除在D3和D4处理间差异不显著外，其他各处理间差异均显著；双油麻2号在D1、D2和D3处理单株蒴果数显著高于D4处理；双油麻3号单株蒴果数除在D2和D3处理间差异不显著外，其他各处理间差异均显著。

各油用亚麻品种单果粒数随密度增加无明显规律（见图1）。双油麻1号单果粒数随密度增加呈先升后降再升趋势，且在D2处理达到最大值，但各处理间差异不显著；双油麻2号单果粒数随密度增加呈先降后升再降趋势，且在D1处理达最大值，并显著高于D4处理；双油麻3号单果粒数随密度增加呈先升后降趋势，以D2处理单果粒数最高，但各处理间差异不显著。

各油用亚麻品种千粒重在不同密度处理下差异均不显著。双油麻1号千粒重随密度增加逐渐降低；双油麻2号千粒重随密度增加呈先升后降趋势；双油麻3号千粒重则呈先降后升趋势（见图1）。

图1 不同密度对油用亚麻产量构成因子的影响Fig.1 Effects of planting densities on the yield components of linseed

如表4所示，随密度增加，各油用亚麻品种产量均呈升-降-升趋势，且均在D2处理达到最大值。双油麻1号D2处理比D1、D3和D4处理分别提高24.71%、13.31%和4.58%；双油麻2号D2处理比D1、D3和D4处理分别提高23.27%、13.40%和5.92%；双油麻3号D2处理比D1、D3和D4处理分别提高25.72%、14.76%和7.98%。同一密度处理下，3个油用亚麻品种产量依次为A2＞A3＞A1。

随密度增加，各油用亚麻品种含油率变化无明显规律（见表4）。双油麻1号和2号含油率随密度增加呈先降后升再降趋势；不同的是双油麻1号含油率以D3处理最高为45.98%，双油麻2号含油率以D1处理最高为44.88%。双油麻3号含油率随密度增加呈先升后降趋势，以D2处理最高为46.74%。此外，双油麻1号D3处理含油率显著高于D2和D4处理，D1处理含油率显著高于D4处理，其他各处理间差异均不显著；双油麻2号和3号品种不同密度处理下含油率均无显著差异（见表4）。不同密度处理下，不同品种含油率为：A3＞A1＞A2。

表4 不同密度对油用亚麻产量和含油率的影响Table 4 Effects of planting densities on yield and oil content of linseed

2.5 油用亚麻产量构成因子与产量相关性分析

根据产量构成因子与产量相关性分析可知，各品种产量与株数均呈正相关，即随株数增加，产量也随之增加（见表5）。

表5 双油麻1号、2号、3号产量构成因子及产量相关性分析Table 5 Correlation analysis of yield component and yield of Shuangyouma No.1,2 and 3

由表5可知，产量与单株蒴果数、株数与单株蒴果数、单果粒数和千粒重间均呈负相关，即随产量增加，单株蒴果数随之降低；随株数增加，单株蒴果数降低；随单果粒数增加，千粒重降低，且A1和A3品种株数与单株蒴果数呈显著负相关，相关系数分别为-0.986和-0.972。此外，对A1和A3品种来说，产量与单果粒数，株数与单果粒数间均呈正相关，产量与千粒重、株数与千粒重间均呈负相关关系，且A1品种株数与千粒重间呈显著负相关，其相关系数为-0.984；但A2品种产量与单果粒数、株数与单果粒数均呈负相关，产量与千粒重、株数与千粒重间均呈正相关。且A1和A3品种单株蒴果数与单果粒数均呈负相关，单株蒴果数与千粒重均呈正相关，且A1品种单株蒴果数与千粒重间呈极显著正相关，其相关系数为0.997；然而，A2品种单株蒴果数与单果粒数呈显著正相关，其相关系数为0.951，单株蒴果数与千粒重间呈负相关。

2.6 主成分分析

由表6可知，提取主成分有2个。第1主成分占52.004%，第2主成分占40.126%。株高、茎粗、分茎数、收获株数、单株蒴果数在第1主成分上有较高载荷，即第1主成分反映这5个成分信息；枝下长、单果粒数、千粒重在第2主成分上有较高载荷，即第2主成分反映这3个成分信息。所以提取2个主成分可反映全部成分信息，并决定用2个新变量代替原来8个变量。根据表7主成分得分值可知，A2D1和A2D2处理综合成分得分明显高于其他处理。12个处理中得分排名前4处理均是A2不同密度处理，即A2较A1和A3具有品种优势；各品种不同密度处理中D2处理综合得分较高。通过对不同处理下产量结果综合分析以及结合实际情况，A2D2为本试验最佳品种密度处理组合。

表6 主成分及载荷Table 6 Principal component and load

表7 主成分得分Table 7 Principal component scores

3 讨论

本研究调查油用亚麻生育进程，综合分析后发现，产量与出苗到现蕾时间有一定联系。主要是因土壤水分和种植密度相互作用体现在现蕾前营养生长期[15]，该时期可有效保证物质积累及营养生长向生殖生长正常过渡。低密度可促进花前主要耕层土壤水分有效吸收，促进干物质快速积累并向籽粒运转分配，水分利用效率提高为油用亚麻高产提供物质保障。通过研究不同密度对油用亚麻的影响，得出密度对茎粗的影响大于其他农艺性状。另外，茎粗在亚麻抗倒伏能力上发挥关键作用[16-17]，茎粗与分茎数以及株高正相关性明显，且作物倒伏程度随群体种植密度增加而加重，倒伏严重时引起折断部位及以上部位死亡，影响光合作用和籽粒灌浆，最终导致亚麻田严重减产甚至绝收。本试验分析油用亚麻各农艺性状间相关性发现，3个品种株高与茎粗、株高与分茎数、茎粗与分茎数相关性一致。这与Ajay等研究结果相同，即油用亚麻存在更多分枝和低杆垂直生长[18]，利于油用亚麻增产。

不同密度处理下，各品种收获株数和单株蒴果数差异明显，单果粒数、千粒重差异不明显（见图1）。分析其产量，发现随密度增加，3个品种产量均呈先升后降再升趋势，且均在密度600万株·hm-2下达最大值（见表4）；此外，对3个品种来说，产量与株数呈正相关，产量与单株蒴果数呈负相关，产量与单果粒数和千粒重无相关性（见表5）。因随密度增加，最初作物群体单果粒数也随之增加，当密度达上限时，密度继续增加导致个体和群体之间生长发育不平衡，影响产量形成，且获得最大产量种植密度[19]比获得最大籽粒产量时密度大。

本试验通过主成分分析将双油麻品种8个测量指标转化为2个主成分，可直观反映双油麻品种综合性状表现，简单、高效且具备科学性。双油麻品种第1、第2主成分累计贡献率达到92.129%，综合分析各处理产量，选择具有第1主成分较高，第2主成分较低处理，即株高、茎粗、分茎数、收获株数、单株蒴果数较多，枝下长、单果粒数、千粒重较少处理。因此，油用亚麻单株经济性状优良，其产量并非最高，仅群体与个体间达平衡状态，可满足油用亚麻高产高效需求。

4 结论

综上所述，种植密度对同一亚麻品种物候期、全生育期、株高、枝下长和分茎数无影响；种植密度对同一品种茎粗有影响，且差异显著；3个亚麻品种在株高与茎粗、株高与分茎数、分茎数与茎粗指标间均呈正相关关系；各油用亚麻品种收获株数均在1 100万株·hm-2密度下达到最大值；各品种单株蒴果数均在350万株·hm-2密度达到最大值；各品种单果粒数随密度增加无明显规律；各品种千粒重在不同密度处理下差异均不显著；各品种产量均在600万株·hm-2密度下达到最大值；各品种含油率变化无明显规律；各品种产量与株数均呈正相关，而产量与单株蒴果数、株数与单株蒴果数、单果粒数和千粒重间均呈负相关；通过主成分分析确定，双油麻2号品种较1号和3号具有品种优势，600万株·hm-2密度综合得分较高；综上，选用双油麻2号品种，在600万株·hm-2密度下种植是大庆盐碱地区亚麻高产最佳选择。