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种植密度对油菜机械收获关键性状的影响

本站小编 Free考研考试/2021-12-26

李小勇1, 周敏1, 王涛2, 张兰2, 周广生1, 蒯婕1,*,
1 华中农业大学植物科学技术学院, 湖北武汉 430070
2 沙洋县植物保护站, 湖北沙洋 448200

Effects of Planting Density on the Mechanical Harvesting Characteristics of Semi-winter Rapeseed

LIXiao-Yong1, ZHOUMin1, WANGTao2, ZHANGLan2, ZHOUGuang-Sheng1, KUAIJie1,*,
1 College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei, China
2 Shayang Plant Protection Station, Shayang 448200, Hubei, China
通讯作者:蒯婕, E-mail: kuaijie@mail.hzau.edu.cn
收稿日期:2017-08-29
接受日期:2017-11-21
网络出版日期:2018-02-12
版权声明:2018作物学报编辑部作物学报编辑部
基金资助:本研究由国家科技支撑项目(2014BAD11B03), 国家现代农业产业技术体系建设专项(NYCYTC-00510)和高校自主科技创新基金(2013PY001)资助
作者简介:
-->307262107@qq.com



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摘要
油菜机械化生产中, 茎秆倒伏和角果开裂是引起产量损失的主要因素。为探究密度对油菜机械化关键性状的影响, 以中双11、华油杂9号为材料, 设置4个密度(15万株 hm-2、30万株 hm-2、45万株 hm-2和60万株 hm-2), 测定产量构成、倒伏指数及抗裂角指数相关指标。结果表明, (1)不同密度下, 群体有效角果数, 每角粒数差异显著, 2个品种产量均在45万株 hm-2时最大; (2)随密度增加, 油菜根颈粗变细, 茎秆倒伏指数增加, 增加了倒伏风险; 在低密度(15万株 hm-2和30万株 hm-2)下, 茎秆临近冠层部位最易倒伏, 在高密度(45万株 hm-2和60万株 hm-2)下, 茎秆中部及中部偏上部位倒伏指数较大, 即与低密度相比, 高密度油菜茎秆倒伏发生部位降低; (3)分枝抗裂角指数均小于主茎抗裂角指数, 且随分枝高度降低呈先增加后降低趋势。不同品种油菜主茎抗裂角指数对密度响应存在差异: 中双11随密度增加逐渐降低, 在15万株hm-2下最大, 华油杂9号则随密度增大呈先增后降趋势, 在30万株 hm-2下最大。角果发育初期至成熟期含水量下降速率与抗裂角指数极显著负相关, 且相关系数最大, 表明该指标是密度影响抗裂角指数的最关键因素。

关键词:油菜;种植密度;产量;裂角;倒伏
Abstract
Two canola varieties (Zhongshuang 11 and Huayouza 9) with four planting densities (15 × 104, 30 × 104, 45 × 104, and 60 × 104 plants ha-1) were used to evaluate their effects on yield, lodging and pod shattering resistance index (PSRI). With the increase of plant density, effective pods per hectare increased, resulting in increasing yield. The highest yield was observed at density of 45 × 104 plants ha-1 for both of the two varieties. With the increase of plant density, the root crown diameter decreased which led lodging index to be increased. Under the densities of 15 × 104 and 30 × 104 plants ha-1, the part of stem below canopy had the highest lodging index, while under the densities of 30 × 104 and 45 × 104 plants ha-1, the central of stem and the upper part of middle stem had the highest lodging index, indicating that the lodging region was lower than under low plant density. The PSRI of branches was smaller than that of main stems, with a tendency of increasing firstly and then decreasing with decreasing branch height. The PSRI of main stem of the two varieties had different responses to increasing density, that was decreasing in Zhongshuang 11 while increasing firstly and then decreasing in Huayouza 9, with a highest PSRI under 300 000 plants ha-1. The water declining rate of pod wall from early pod development to pod maturity had highly significant and negative correlation with pod shattering resistance, indicating that this index is most important for density effects on pod shattering.

Keywords:rapeseed (Brassica napus L.);planting density;yield;pod shattering;lodging

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李小勇, 周敏, 王涛, 张兰, 周广生, 蒯婕. 种植密度对油菜机械收获关键性状的影响[J]. 作物学报, 2018, 44(02): 278-287 https://doi.org/10.3724/SP.J.1006.2018.00278
LI Xiao-Yong, ZHOU Min, WANG Tao, ZHANG Lan, ZHOU Guang-Sheng, KUAI Jie. Effects of Planting Density on the Mechanical Harvesting Characteristics of Semi-winter Rapeseed[J]. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(02): 278-287 https://doi.org/10.3724/SP.J.1006.2018.00278
油菜是我国重要的油料作物之一, 具有发展潜力大、用途广、适应性强等特性[1]。但机械化生产水平低、劳动力成本增加及生产效益降低导致油菜种植面积逐渐下降[2]。 油菜机械收获是机械化生产的重要环节[3], 但目前收获面积仅为机耕面积的30.8%[4], 作业效率低、籽粒损失严重是机械化收获不能得以推广的主要原因, 而倒伏和裂角是影响机械收获的关键因素[5,6,7]。成熟期角果开裂会给生产造成严重损失[8], 产量降低约10%~20%[9,10], 同时不利于机械化收获[3,11]。倒伏使作物产量和品质降低[12], 也增加了机械收获的难度[13]。花后20 d前后是油菜倒伏较严重的时期, 可减产7%~35%[14,15]
倒伏和裂角是由作物自身与外界坏境共同作用的结果[7], 两者均以遗传为主[16,17], 合理的栽培管理措施可通过改善植株和角果形态来缓解茎秆倒伏及角果开裂[18]。种植密度是作物高产栽培重要途径, 同时也影响着作物倒伏和裂角的发生。种植密度对油菜产量有密切影响[19,20]。研究表明, 种植密度主要通过影响油菜产量构成因素来影响实际产量, 适当密植, 可增加群体叶面积指数和光能利用率, 同时协调好群体和个体之间的矛盾, 提高产量[21,22]。作物倒伏与种植密度有较大相关性[23], 多数研究均表明, 倒伏与密度呈极显著正相关[24], 种植密度过高, 油菜株高降低, 茎秆单位长度抗折力减小, 油菜根颈粗减小, 倒伏指数逐渐增大[25]; 对油菜而言, 在一定范围内增加种植密度, 减轻倒伏[26]。合理密植可影响植株性状, 调节油菜单株生长与环境之间的矛盾, 改良油菜角果农艺性状进而提高角果抗裂角能力, 不同品种角果抗裂角指数在不同种植密度下有所差异, 适宜种植密度下可表现出较强的角果抗裂性[27]
前人关于密度对油菜倒伏发生及产量影响的研究较多, 但很少研究密度对倒伏发生部位的影响, 关于种植密度对角果抗裂角指数的影响主要针对主茎角果, 而很少涉及分枝角果。本试验主要研究不同密度处理对不同品种油菜产量及茎秆倒伏发生部位的影响, 分别选取主茎和分枝角果进行抗裂角指数鉴定, 研究不同密度对其影响, 为指导油菜机械化生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点、材料及土壤状况

试验地在华中农业大学基地, 前茬为水稻, 9月上旬收获, 采用翻耕直播方式。2014年土壤含碱解氮111.26 mg kg-1、速效磷14.39 mg kg-1、速效钾154.45 mg kg-1; 2015年土壤含碱解氮133.12 mg kg-1、速效磷17.16 mg kg -1、速效钾145.89 mg kg-1

1.2 试验设计

采用裂区试验设计, 以抗倒性、裂角性差异显著的2个品种为主区, 分别是甘蓝型杂交种华油杂9号和甘蓝型常规品种中双11; 4个密度为裂区, 分别为15万株 hm-2 (D1)、30万株 hm-2 (D2)、45万株 hm-2 (D3)、60万株 hm-2 (D4)。2014年9月20日和2015年9月22日采用点直播方式播种, 三叶期至五叶期定苗, 2015年5月4日和2016年5月7日收获。各小区用肥一致, 整地前施用750 kg hm-2复合肥(N∶P2O5∶K2O = 15%∶15%∶15%)和15 kg hm-2硼砂作基肥, 五叶期施用225 kg hm-2尿素(含氮量46%)作苗肥, 薹期施用150 kg hm-2尿素作薹肥。小区面积为20 m2 (2 m×10 m), 每处理设3个重复。采用“三沟”配套, 厢沟、腰沟均宽0.20 m、深0.20 m, 围沟宽0.20 m、深0.30 m。出苗后去窝堆苗, 三叶期至五叶期定苗。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 产量及产量构成 取成熟期各小区连续10株, 考察单株有效角果数、每角果粒数、千粒重等产量构成指标, 以小区实收计产。
1.3.2 倒伏相关指标 选择成熟期20株倒伏油菜, 测定其倒伏发生部位, 以油菜基部至倒伏发生点的距离(cm)表示。在成熟期取10株油菜, 量取一次有效分枝部位高度, 除去缩颈段后, 将其平均分为4段(标记为1、2、3、4段, 以离地面最近段为第1段, 依次向上, 接近分枝的一段为第4段), 采用浙江托普仪器有限公司生产的YYD-1茎秆强度测定仪分别测定四段中间部位抗折力。
倒伏指数(cm g g-1) = 高度(cm)×鲜重(g)/抗折力(g)。此处高度与鲜重为测定茎段至植株顶部对应高度与鲜重, 抗折力为该段中间抗折力。
一次有效分枝为主茎上第1个具有1个以上有效角果的分枝。子叶节是指胚轴上子叶所着生的节。株高以子叶节至植株顶端的高度表示; 地上部分鲜重为植株子叶节以上部分鲜重, 105°C杀青, 80°C烘干至恒重后称重, 即为地上部分干重。
1.3.3 角果相关指标 (1) 抗裂角性: 各小区角果处于黄熟期(终花后45 d左右)时, 随机取10~20株油菜角果, 将主茎角果和各分枝角果分开, 分别置网袋中, 悬挂于通风处阴干30 d, 测定抗裂角指数。
在Morgan等[8]随机碰撞法基础上优化, 使用武汉中科科仪技术发展有限公司的HQ45Z型摇床, 将20个角果和8个直径为14 mm的不锈钢钢珠放入内径14.8 cm、高7.4 cm圆柱型塑料容器中, 设置摇床转速280 r min-1, 振幅为24 mm, 震荡10 min, 期间每2 min记录1次破裂角果数。重复测定3次, 取平均值。裂角指数$(\text{pod}\ \text{shattering}\ \text{index,}\ \text{PSI})=\sum\limits_{i=1}^{5}{\frac{{{X}_{i}}(6-i)}{100}}$式中, Xi为第i次炸裂的角果数(1≤i≤5), 则抗裂角指数(PSRI)=1-PSI
(2) 角果壳含水量和干重: 标记初花期每小区20株油菜主茎当天开放花蕾。在花后21 d开始取样, 每7天取样一次, 称量角果壳鲜重, 于105°C杀青, 80°C烘至恒重称量其干重, 计算角果壳含水量、干物质。果壳含水量(%)=[(W1-W2)/W2]×100% (式中, W1、W2分别为角果壳鲜重和干重)。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 10.0软件统计分析数据、Origin 9.0软件作图。采用最小显著差法(least significant difference, LSD)比较处理间差异显著性。

2 结果与分析

2.1 产量及农艺性状

2.1.1 产量及其构成 由表1可知, 随油菜种植密度增加, 单株有效角果数和每角果粒数均呈降低趋势, 在D1密度下, 各处理达最大值, 两品种2年变化趋势一致。中双11千粒重随种植密度增加, 先增加后降低, D2密度时最大, 华油杂9号千粒重均随种植密度增加而逐渐增加, D4密度时值最大; 随着种植密度的增加, 产量先增加后降低。方差分析表明, 除千粒重在不同年份间变化不显著外, 年份、品种和密度对其他产量及构成因素的影响均达极显著水平, 且部分指标受其互作影响达极显著水平。
Table 1
表1
表1密度对油菜产量及产量构成的影响
Table 1Effect of density on yield and yield components of rapeseed
年份
Year
品种
Variety
密度
Density
单株有效角果数Effective pod number
per plant
每角果粒数
Number of seeds
per pod
千粒重
1000-seed weight (g)
实收产量
Yield
(kg hm-2)
2014-2015中双11
Zhongshuang 11
D1164.5 a22.7 a4.30 a2381.3 c
D2126.4 b22.3 b4.34 a2969.3 b
D388.4 c20.4 c4.27 ab3158.5 a
D463.4 d20.0 d4.18 b3029.1 b
华油杂9号
Huayouza 9
D1193.5 a25.8 a3.01 b2521.3 d
D2132.8 b24.4 b3.10 ab2910.7 c
D3108.5 c23.4 c3.12 ab3514.4 a
D486.0 d23.5 c3.16 a3076.0 b
2015-2016中双11
Zhongshuang 11
D1170.5 a23.1 a4.48 b2626.3 c
D2108.1 b22.7 b4.52 a2938.9 b
D395.0 c21.6 c4.34 c3255.9 a
D466.4 d21.2 d4.26 d3042.6 b
华油杂9号
Huayouza 9
D1216.5 a27.4 a2.95 c2691.8 d
D2123.0 b26.1 b2.99 bc3094.4 b
D3107.0 c25.1 c3.04 ab3358.3 a
D479.8 d24.6 d3.11 a2916.9 c
方差分析 Variance analyses
年份(Y)****NS**
品种(V)********
密度(D)********
Y×V**NS****
Y×D**NSNS**
V×DNSNSNS**
Y×V×DNSNSNS**

D1, D2, D3, and D4 indicate the planting densities of 15×104, 30×104, 45×104, and 60×104 plant ha-1 respectively; Values within a column followed by different letters are significantly different at P﹤0.05; ** significant difference at the 0.01 probability levels; NS: not significant; Y: year; V: variety; D: density; Y×V, Y×D, V×D, Y×V×D mean the interaction between factors.D1、D2、D3和D4分别表示种植密度为15×104、30×104、45×104和60×104株 hm-2; 表中同一列不同字母表示差异达0.05显著水平; **表示在0.01水平的显著差异, NS表示差异不显著; Y: 年份; V: 品种; D: 种植密度; Y×V、Y×D、V×D、Y×V×D分别表示因素间的互作。
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2.1.2 成熟期农艺性状 如表2所示, 随着种植密度的增加, 根颈粗、株高、分枝数呈减小趋势, 且均在D1密度下达到最大值; 分枝高度则随密度增加而升高, 品种间、年际间变化趋势一致。方差分析表明, 密度对结角起点影响不显著, 其他指标受年份、品种和密度的影响显著, 且部分指标受其互作效应的影响达显著或极显著水平。
Table 2
表2
表2密度对油菜成熟期农艺性状的影响
Table 2Effect of density on agronomic traits at maturity of rapeseed
年份
Year
品种
Variety
密度
Density
根颈粗
Root crown diameter (mm)
株高
Plant height
(cm)
分枝高
Branch height
(cm)
分枝数
Branch number
结角起点
Pod starting point (cm)
2014-2015中双11
Zhongshuang 11
D120.81 a168.17 a62.00 c6.0 a96.73 a
D216.79 b162.50 ab76.43 b4.3 ab96.73 a
D314.97 c156.99 bc82.57 ab4.2 bc97.47 a
D412.35 d151.53 c90.33 a2.5 c96.60 a
华油杂9号Huayouza 9D116.08 a164.84 a58.51 c6.3 a85.61 a
D214.34 b155.83 ab68.87 b4.1 b83.97 a
D313.35 b152.32 b76.62 ab3.3 c82.81 a
D411.22 c147.19 b81.75 a2.9 c82.41 a
2015-2016中双11
Zhongshuang 11
D121.28 a170.00 a63.77 c6.3 a99.50 a
D216.05 b167.23 ab78.03 b4.3 b104.33 a
D313.97 bc164.50 ab86.43 ab3.7 b104.80 a
D412.90 c162.33 b97.43 a1.7 c105.00 a
华油杂9号Huayouza 9D119.69 a173.67 a54.60 c7.7 a94.57 a
D214.66 b170.53 ab81.90 b5.3 b98.50 a
D313.22 c165.50 bc82.67 b5.3 b99.67 a
D411.94 d158.17 c90.00 a4.3 c97.83 a
方差分析 Variance analyses
年份(Y)**********
品种(V)*********
密度(D)********NS
Y×V**NSNS***
Y×D**NS****
V×DNSNSNS**NS
Y×V×DNSNSNSNSNS

D1, D2, D3, and D4 indicate the planting densities of 15×104, 30×104, 45×104, and 60×104 plant ha-1 respectively; Values within a column followed by different letters are significantly different at P﹤0.05; * and **, significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively; NS: not significant; Y: year; V: variety; D: density; Y×V, Y×D, V×D, Y×V×D mean the interaction between factors.D1、D2、D3和D4分别表示种植密度为15×104、30×104、45×104和60×104株 hm-2; 表中同一列不同字母表示差异达 0.05显著水平; *, **表示在0.05和0.01水平的显著差异, NS表示差异不显著; Y: 年份; V: 品种; D: 种植密度; Y×V、Y×D、V×D、Y×V×D分别表示因素间的互作。
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2.2 茎秆倒伏

2.2.1 倒伏部位 由图1可知, 随种植密度的增加, 茎秆倒伏部位先增高后降低, 在D2密度下倒伏部位最高, 两品种规律相同, 且两年结果相同。在较低密度下, 下部茎秆粗壮, 植株上部生长过于旺盛, 倒伏发生部位较高; 密度过大时, 茎秆较细, 倒伏发生部位降低。
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图1不同密度下油菜倒伏发生部位
D1、D2、D3和D4分别表示种植密度为15×104、30×104、45×104和60×104株hm-2

-->Fig. 1Lodging sites at different planting densities of rapeseed
D1, D2, D3, and D4 indicate the planting densities of 15×104, 30×104, 45×104, and 60×104 plant ha-1, respectively.

-->

2.2.2 茎秆不同部位倒伏指数 由表3可知, 中双11倒伏指数随密度增加而增加, 2年变化趋势一致; 华油杂9号倒伏指数在2014—2015年度随种植密度增加而增加, 在2015—2016年度则随种植密度增加呈先增加后降低趋势, 在D3处理下倒伏指数最大, 2个品种整体表现为各段平均倒伏指数在D3、D4密度下高于D1、D2密度。通过分析分枝以下四段倒伏指数可知, 低密度(D1、D2)种植条件下, 从第1段到第4段倒伏指数逐渐增大, 第4段倒伏指数最大, 为易倒伏部位, 在较高密度(D3、D4)种植条件下, 各段倒伏指数呈单峰曲线变化趋势, 表现为第2、第3段倒伏指数较大。
Table 3
表3
表3密度对油菜茎秆不同部位倒伏指数的影响
Table 3Effect of density on lodging index at different parts of rapeseed stems
年份
Year
品种
Variety
密度
Density
No.1No.2No.3No.4均值
Average
2014-2015中双11
Zhongshuang 11
D10.809 b0.846 b0.914 c1.025 a0.899
D20.876 b1.040 b1.078 bc1.160 a1.039
D30.922 b0.973 b1.186 b1.089 a1.043
D41.278 a1.597 a1.536 a1.273 a1.421
华油杂9号
Huayouza 9
D10.701 b0.742 c0.786 b0.909 b0.785
D20.809 b0.991 b1.073 ab0.872 b0.936
D31.224 a1.656 a1.335 a1.051 a1.317
D41.476 a1.484 a1.321 a1.101 a1.346
2015-2016中双11
Zhongshuang 11
D10.862 b0.954 c1.050 c1.113 b0.995
D21.618 a1.805 b1.922 b2.126 a1.868
D31.665 a1.943 b2.281 a1.908 a1.949
D41.829 a2.372 a2.248 a2.178 a2.157
华油杂9号
Huayouza 9
D11.001 a1.129 b1.208 b1.288 a1.157
D21.066 a1.089 b1.215 b1.321 a1.173
D31.371 a1.528 a1.727 a1.522 a1.537
D41.086 a1.349 ab1.228 b1.148 a1.203
方差分析 Variance analyses
年份(Y)********
品种(V)********
密度(D)********
Y×V********
Y×D**NS****
V×D*******
Y×V×D********

D1, D2, D3, and D4 indicate the planting densities of 15×104, 30×104, 45×104, and 60×104 plant ha-1, respectively; No.1, No.2, No.3, and No.4 indicate the first, second, third and fourth part from bottom to the top when averaged the main stem; Values within a column followed by different letters are significantly different at P﹤0.05; * and **, significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively; NS: not significant; Y: year; V: variety; D: density; Y×V , Y×D, V×D, Y×V×D mean the interaction between factors.D1、D2、D3和D4分别表示种植密度为15×104、30×104、45×104和60×104株hm-2; No.1、No.2、No.3和No.4分别表示除去缩颈段后, 将主茎平均分为四段, 从地面往上1、2、3、4段; 表中同一列不同字母表示差异达 0.05显著水平; *, **表示在0.05和0.01水平的显著差异, NS表示差异不显著; Y: 年份; V: 品种; D: 种植密度; Y×V, Y×D, V×D, Y×V×D分别表示因素间的互作。
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2.3 角果抗裂角指数及相关指标

2.3.1 抗裂角指数 由图2可知, 主茎角果抗裂性强于分枝角果, 在4个种植密度下, 抗裂角指数表现为中双11>华油杂9号, 两年变化趋势相同。不同密度处理可显著影响角果抗裂角指数, 且对主茎及分枝角果的影响不同。中双11主茎角果抗裂角指数随种植密度的增大呈降低趋势, 而华油杂9号呈先增加后降低趋势, 在D2处理下, 抗裂角指数达最大值。2个品种不同密度相同分枝, 抗裂角指数均随种植密度增加呈降低趋势。相同种植密度, 不同分枝, 抗裂角指数整体上随分枝高度的降低呈先增加后降低趋势。
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图2密度对油菜角果抗裂角指数的影响
D1、D2、D3和D4分别表示种植密度为15×104、30×104、45×104和60×104株hm-2; 横坐标轴中间的“0”表示主茎, “1~7”表示从上部向下部的第1到第7分枝。

-->Fig. 2Effect of plant density on pod shattering resistance of rapeseed
D1, D2, D3, and D4 indicate the planting densities of 15×104, 30×104, 45×104, and 60×104 plant ha-1 respectively; “0” in the middle of abscissa axis means main stem, and “1-7” mean the first branch to the eleventh branch from top to bottom, respectively.

-->

2.3.2 角果壳重和含水量 中双11角果壳干重高于华油杂9号(图3-A)。花后21~35 d, 随时间增加, 角果壳干重逐渐增大, 之后略有降低。花后42~56 d, 两品种角果壳干物质随着密度的增加整体上呈降低趋势。角果壳含水量随花后天数的增加下降, 以花后28~49 d最为明显(图3-B), 不同密度处理下, 角果壳含水量差异不明显, 两品种变化趋势一致。
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图3密度对油菜角果壳干物质(A)和含水量(B)的影响
D1、D2、D3和D4分别表示种植密度为15×104、30×104、45×104和60×104株hm-2

-->Fig. 3Effect of density on pod wall dry weight (A) and water content (B) of rapeseed
D1, D2, D3, and D4 indicate the planting densities of 15×104, 30×104, 45×104, and 60×104 plant ha-1, respectively.

-->

2.3.4 角果壳干重、含水量与抗裂角指数的相关性 由表4可知, 角果果壳重、花后56 d的角果壳含水量与抗裂角指数呈极显著正相关, 花后20 d与成熟期角果壳含水量下降速率与抗裂角指数呈极显著负相关, 且相关系数最大。
Table 4
表4
表4抗裂角指数与角果壳干重、含水量相关性分析
Table 4Correlation coefficients of PSRI with pod wall weight and water content
品种
Variety
果壳重
Pod wall
dry weight
角果壳含水量 Pod wall water content
花后天数 Days after floweringΔ含水量
Δ water content
21 d28 d35 d42 d49 d56 d
中双11
Zhongshuang 11
0.751**-0.065-0.45-0.380.3820.6530.971**-0.968**
华油杂9号
Huayouza 9
0.581**0.110-0.73-0.710.895*0.6600.900**-0.968**

*Significant at P<0.05, **significant at P<0.01; Δ water content: the descent rate in water content from 21 days post flower to maturity; 56 d: the water content of pod wall after 30 days air drying at maturity.*,**分别表示0.05和0.01的显著水平; Δ含水量表示花后20 d至成熟期含水量下降速率, 56 d表示风干后30 d角果壳含水量。
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3 讨论

3.1 种植密度对油菜产量及倒伏的影响

种植密度对油菜植株农艺性状有显著影响[28], 且存在品种间差异[29], 合理的种植密度可有效减少个体间的竞争, 并调节个体生长和群体间的矛盾, 使产量达到最大[30]。本试验结果与前人结果一致[31], 随密度增加, 单株有效角果数及每角果籽粒数逐渐降低, 单株产量与其他相关农艺性状在不同密度处理下存在显著的品种间差异[32], 在60万株 hm-2种植密度下, 产量达到最大值, 与前人研究结果一致[33]
植株倒伏指数与植株高度、鲜重、茎秆抗折力密切相关。增加种植密度后, 油菜茎秆单位长度抗折力减小[4,33], 根颈粗减小, 倒伏指数逐渐增大[7], 同一品种, 种植密度越大, 倒伏越严重[34], 而不同的观点则认为, 适当增加种植密度后倒伏指数减小, 倒伏减轻[26]。本试验中2个品种倒伏指数在不同密度处理下有所差异, 中双11倒伏指数随着密度增加而增加, 华油杂9号则随密度增加先增大后减小。孙盈盈等测定显示, 增加种植密度, 基部倒伏指数增加, 而上部倒伏指数则逐渐降低[4]。本试验表明, 在低密度(15万株 hm-2和30万株 hm-2)种植条件下, 根颈粗及茎秆粗度均较大, 由于单株之间竞争及抑制作用较小, 上部生长旺盛, 茎秆各段倒伏指数随高度增加逐渐增加, 冠层基部为最易倒伏部位; 在高密度种植条件下(45万株 hm-2和60万株 hm-2),个体生长受阻, 茎秆细弱, 第2、第3段倒伏指数较大, 即与低密度相比, 在高密度条件下, 油菜茎秆倒伏发生部位降低[35]

3.2 种植密度对抗油菜裂角相关性状的影响

油菜角果开裂主要由遗传因素决定[36], 但合理密植可影响植株性状, 同时对角果也有显著影响, 而角果性状的变化直接影响角果抗裂角指数[37,38], 不同品种角果在适宜种植密度下可表现出较强的抗裂角性。本试验结果表明, 相同种植密度下抗裂角指数随分枝高度的降低呈先增加后降低趋势; 主茎角果抗裂性强于分枝角果, 中双11主茎抗裂角指数随种植密度增加显著降低, 在15万株 hm-2密度下达到最大值; 华油杂9号主茎抗裂角指数随种植密度增加呈先增加后降低趋势, 在30万株 hm-2种植密度下达最大值。影响角果开裂的因素很多, 包括角果干燥程度、角果成熟度及角果所受外力大小。相关性研究指出, 角果长、角果宽、每角果粒数与抗裂角指数呈显著正相关, 但相关系数较小[39]; 也有研究表明, 抗裂角指数与角果长、角果宽和每角果粒数不相关[27]。多数研究表明, 在油菜角果各项指标中, 对抗裂角指数影响最大的是角果壳重量[40]。本试验结果表明, 抗裂角指数与角果壳重量呈显著正相关, 与文雁成等[6]结果一致。角果含水量亦影响角果开裂[11]。本试验中, 花后20 d至成熟期角果含水量下降速率与抗裂角指数呈极显著负相关关系, 且在各角果性状中相关系数最大, 表明不同密度处理下, 主要通过影响角果含水量的变化影响裂角性, 即角果含水量下降速率越慢, 角果越抗裂。

4 结论

增加种植密度, 植株单株有效角果数、每角果粒数、分枝数、株高及根颈粗均减小, 分枝高度增加。产量随密度增加呈先增加后减小趋势, 在45万株 hm-2密度下产量最大。密度增加, 茎秆整体倒伏指数增加, 但倒伏发生部位降低, 减轻了冠层倒伏风险。不同种植密度下, 油菜主茎角果抗裂角指数均大于各分枝角果抗裂角指数, 中双11主茎抗裂角指数随密度增加逐渐降低, 在15万株 hm-2种植密度下抗裂角指数最大, 华油杂9号主茎抗裂角指数随密度增大呈先增后降趋势, 在30万株 hm-2密度下抗裂角指数最大, 可见不同品种油菜角果对密度响应存在差异, 生产中应根据品种特性选择适宜的栽培密度提高抗裂角性。不同密度处理下, 除角果壳干重外, 角果发育初期至成熟期含水量下降速率亦是影响抗裂角指数的关键因素。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

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