全 文 ：中国生态农业学报 2015年 5月 第 23卷 第 5期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2015, 23(5): 544−553


* 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-17-GW-9)、国家自然科学基金项目(31360315)和甘肃省自然科学基金项目(1107RJZA160)
资助
** 通讯作者: 牛俊义, 研究方向为作物栽培与生理生态。E-mail: niujy@gsau.edu.cn
高珍妮, 研究方向为作物生理生态。E-mail: gaozn@gsau.edu.cn
收稿日期: 2014−09−18 接受日期: 2015−03−09
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.141087
灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆抗倒性能
及产量的影响*
高珍妮1,2 赵 利3 郭丽琢4 黄冰雪5 李 玥2 牛俊义4∗∗
(1. 甘肃农业大学生命科学技术学院 兰州 730070; 2. 甘肃农业大学信息科学技术学院 兰州 730070; 3. 甘肃省农业科
学院作物研究所 兰州 730070; 4. 甘肃农业大学农学院 兰州 730070; 5. 中国石油兰州石化三联公司 兰州 730060)
摘 要 为明确灌水和施氮对油用亚麻(Linum usitatissimum L.)抗倒伏能力和产量的影响, 以‘陇亚杂 1号’为
材料, 于 2012—2013年以灌溉量为主处理(W1: 2 700 m3·hm−2; W2: 3 300 m3·hm−2), 施氮量为副处理[纯氮量分
别为 N0: 0 kg·hm−2(CK); N1: 37.5 kg·hm−2(低氮); N2: 112.5 kg·hm−2(中氮); N3: 225 kg·hm−2(高氮)], 研究灌溉量
和施氮量对与油用亚麻抗倒性能相关的形态学特性、茎秆强度、抗倒伏指数及茎秆化学组分含量、产量构成
因子及产量的影响。结果表明, 随灌溉量的增加, 茎秆强度和抗倒伏指数下降, 株高增加, 重心上移, 茎粗、
茎壁厚度降低, 地上部干重增加, 根干重减少, 根冠比下降, 同时茎秆中纤维素、木质素、可溶性糖和淀粉的
含量下降; 随施氮量的增加, 茎秆强度和抗倒伏指数先升高后降低, 株高和重心高度增加, 茎粗、茎壁厚度、
根干重和根冠比先增后减, 地上部干重增加, 茎秆中各化学组分含量及产量也先增加后降低。进一步分析发现
抗倒伏指数与茎秆强度、茎粗、茎壁厚度、根干重、根冠比、纤维素含量、木质素含量、可溶性糖含量及淀
粉含量均呈正相关关系, 与株高、重心高度、地上部干重呈负相关关系。低灌水处理(W1)的茎秆强度、抗倒
伏指数和产量分别比高灌水处理(W2)高 30.55%、41.06%和 0.53%, 过多灌水不利于油用亚麻茎秆抗倒伏性能
和产量的提高; 中氮处理(N2)的茎秆强度分别比不施氮(CK)和高氮(N3)处理高 36.8%和 3.95%, 产量分别高
15.9%和 0.8%, 可见油用亚麻的栽培中施氮量不能过高或过低。因此, 生产上采用适宜的灌溉量和施氮量是防止
油用亚麻倒伏、获得高产、提高生产效益的重要措施。在本试验区, 同等肥力土壤条件下, 以灌溉量 2 700 m3·hm−2
和纯施氮量 112.5 kg·hm−2为宜。
关键词 油用亚麻 灌溉量 施氮量 抗倒性 产量
中图分类号: S565.9; S-3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)05-0544-10
Effects of irrigation and nitrogen fertilizer rates on oilseed flax stem
lodging resistance and yield
GAO Zhenni1,2, ZHAO Li3, GUO Lizhuo4, HUANG Bingxue5, LI Yue2, NIU Junyi4
(1. College of Life Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 2. College of Information
Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 3. Crop Research Institute, Gansu Academy of
Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China; 4. College of Agriculture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China;
5. PetroChina Lanzhou Petrochemical Sanlian Company, Lanzhou 730060, China)
Abstract Although market demands for oilseed flax (Linum usitatissimum L.) gradually expanded in recent years, low yields
restricted the development of oilseed flax. Lodging is a common problem in oilseed flax production which causes yield loss and
quality deterioration. Effective water and fertilizer management is an important measure for improving oilseed flax yields. In order to
investigate the effects of irrigation and nitrogen fertilizer application on lodging resistance and yield of oilseed flax, a field
第 5期 高珍妮等: 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆抗倒性能及产量的影响 545


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experiment was conducted in 2012–2013 with hybrid variety of “Longyaza1” oilseed flax in Yuzhong County, Gansu Province. In
the experiment, the main plots were irrigated at 2 700 m3·hm−2 (W1) and 3 300 m3·hm−2 (W2), while the subplots were fertilized with
nitrogen (N) at 0 kg·hm−2 (N0 or CK), 37.5 kg·hm−2 (N1), 112.5 kg·hm−2 (N2) and 225 kg·hm−2 (N3). Water meter was used to strictly
control irrigation amount, urea was used as N fertilizer, two-thirds as base fertilizer and one-third as top-dresser before budding stage.
Then the effects of irrigation and nitrogen fertilization rates on lodging resistance traits (i.e., lodging resistance index, stem strength,
stem chemicals contents) and yield of oilseed flax were determined. The results showed that with increasing irrigation, stem strength
and lodging resistance index of oilseed flax declined. Then the plant height and gravity center height increased while stem diameter
and culm wall thickness decreased. Also while above-ground dry weight increased, below-ground dry weight and the root-shoot ratio
decreased with increasing irrigation. The contents of cellulose, lignin, soluble sugars and starch of oilseed flax stem decreased. Also
with increasing nitrogen input, oil flax stem strength and lodging resistance index initially increased and then decreased. The height
and gravity center height of the plant increased while stem diameter, culm wall thickness, root dry weight and root-shoot ratio
initially increased and later decreased. Furthermore, above-ground dry weight increased and stem contents of various biochemical
components and yield initially increased and then decreased. Further analysis showed that lodging resistance index of oilseed flax
was positively correlated with stem strength, stem diameter, culm wall thickness, root dry weight, root-shoot ratio and then cellulose,
lignin, soluble sugar and starch contents. Lodging resistance index of oilseed flax was also negatively correlated with plant height,
gravity center height and above-ground dry weight. Compared with high irrigation, low irrigation increased stem strength, lodging
resistance index and yield respectively by 30.55%, 41.06% and 0.53%. Thus excessive irrigation was did not enhance lodging
resistance of oilseed flax. The highest stem strength and yield occurred under N2 treatment. Compared with CK, N2 treatment
increased stem strength and yield respectively by 36.8% and 15.9%. Compared to high nitrogen treatment (N3), N2 treatment
increased stem strength and yield respectively by 3.95% and 0.8%. Thus, neither too high nor too low nitrogen fertilization was
necessary in oilseed flax cultivation. The appropriate amounts of irrigation and nitrogen fertilizer was very important for preventing
lodging, ensuring high production and increasing productivity of oilseed flax. Under the experimental condition in this study, W1N2
treatment (of 2 700 m3·hm−2 irrigation and 112.5 kg·hm−2 pure N) was the proper combination of irrigation and nitrogen fertilizer for
high oilseed flax yield.
Keywords Oilseed flax; Irrigation amount; Nitrogen fertilizer rate; Lodging resistance; Yield
(Received Sep. 18, 2014; accepted Mar. 9, 2015)
倒伏是农作物生产中普遍存在的问题, 不仅会
对作物产量和品质造成严重影响 [1−6], 而且倒伏后
植株群体密不透风、湿度大, 容易导致病虫危害 [7]
并增加收获难度[8]。目前, 国内外学者就氮肥、种植
密度、水分管理模式、生长调节剂、磷钾营养等对
水稻、小麦、玉米、大豆等作物倒伏的影响做了很
多研究[8−16], 并取得一定进展。施氮和灌溉是提高作
物产量的重要措施, 前人研究认为增施氮肥使水稻
株高增加 , 重心高度上移 [12], 基部节间细长 , 茎壁
变薄, 茎秆中木质素、淀粉、纤维素含量降低, 抗
倒伏能力降低[9], 降低产量。而小麦细胞壁纤维素、
木质素含量和茎秆抗倒伏指数随施氮量的增加呈
现先增后降的趋势[11]。杨长明等[13]研究发现, 连续
淹水模式下的水稻茎秆基部抗折力低于控水灌溉
模式, 而倒伏指数显著高于控水模式。因此, 研究
适宜的灌溉量和施氮量对作物防倒、高产栽培具有
重要意义。
油用亚麻即胡麻(Linum usitatissimum L.)具有抗
旱耐瘠薄的特性, 是甘肃省重要的油料和经济作物
之一, 播种面积和总产均居全国首位[17]。然而, 长期
以来, 产量较低是制约油用亚麻进一步发展的主要
原因。大量研究表明, 采取有效的水肥管理是提高
油用亚麻单产的重要措施[18−19]。然而, 高水肥条件
下, 却极易发生倒伏而使产量降低、品质变劣。目
前关于亚麻抗倒伏的研究主要在培土、打顶和施用
烯效唑[20−22]等方面, 而有关灌溉量和施氮量耦合对
油用亚麻倒伏的影响鲜见报道。本试验研究了不同
灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆的形态学特性、抗
折力、抗倒伏指数、茎秆化学成分含量以及产量的
影响, 旨在为合理解决油用亚麻高水肥与倒伏之间
的矛盾提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于 2012年和 2013年在甘肃省兰州市榆中县
良种繁殖场(E: 103°49′15″~104°34′40″, N: 35°34′20″~
36°26′20″)进行, 该地海拔 1 520 m, ≥10 ℃积温 2 350 ℃,
年辐射量 131 kJ·cm−2, 年平均气温 6.7 , ℃ 年日照时
数 2 563 h, 无霜期 120 d左右。油用亚麻生长季降
雨量 2012年为 295.6 mm, 2013年为 304.9 mm(表 1),
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蒸发量 1 450 mm。试验地为沙壤土, 供试田播前土
壤基本养分含量见表 2。
表 1 试验区油用亚麻生长季降雨量月份分布情况
Table1 Monthly rainfall during oil flax growing season in the
research area mm
年份
Year
3月
Mar.
4月
Apr.
5月
May
6月
Jun.
7月
Jul.
8月
Aug.
2012 17.5 28.1 52.2 40.4 118.9 38.5
2013 0.0 9.0 66.1 47.2 134.6 48.0
1.2 试验设计
试验采用裂区设计, 以灌溉量为主处理, 氮肥施用量
为副处理。灌溉量设2个水平: W1, 2 700 m3·hm−2 (分茎期
1 200 m3·hm−2+盛花期1 500 m3·hm−2); W2, 3 300 m3·hm−2
(分茎期 1 200 m3·hm−2+现蕾期 1 200 m3·hm−2+盛花期
900 m3·hm−2), 灌溉水通过管道引入各小区内, 管道
上安装水表, 通过水表进行计量。氮设 4个水平, 施
用纯氮量分别为 : 0 kg·hm−2(N0)、37.5 kg·hm−2(N1)、
112.5 kg·hm−2(N2)、225 kg·hm−2(N3)。共 2 个主处
表 2 供试田土壤基本理化性状
Table 2 Basic properties of soil in the experiment field
试验年份
Test year
有机质
Organic matter
(g·kg−1)
全氮
Total nitrogen
(g·kg−1)
碱解氮
Available nitrogen
(mg·kg−1)
速效磷
Available phosphorus
(mg·kg−1)
速效钾
Available potassium
(mg·kg−1)
pH
2012 17.13 0.94 38.65 24.37 132.66 7.8
2013 19.64 1.10 46.25 21.39 142.32 8.0

理, 4个副处理, 3次重复, 24个小区。各处理随机排
列, 小区面积 20 m2(4 m×5m ), 小区间、重复间分别
设置 30 cm、50 cm宽的走(过)道, 四周设置 1 m宽
的保护行。
氮肥用尿素(含纯 N46%), 2/3 播前作基肥 , 1/3
作为追肥于现蕾前追施。磷、钾肥的施用量均为 P2O5
75 kg·hm−2、K2O 52.5 kg·hm−2, 磷、钾肥品种分别
为普通过磷酸钙和硫酸钾, 磷、钾肥均作为基肥施
用。种植亚麻品种为‘陇亚杂 1号’, 种植密度为 900
万株·hm−2, 人工条播, 行距 20 cm, 播深 3 cm, 苗期
人工除草。2012年、2013年实际保苗分别为 666万
株·hm−2和 663万株·hm−2。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 植株形态特征的测定
于青果期每小区取具有代表性且长势相近的油
用亚麻植株 20株, 测定各指标。
株高: 用直尺测量茎秆基部齐泥处至植株末梢
的距离。
茎粗、茎壁厚度: 用游标卡尺测定茎秆子叶节
以上 5 cm处的直径; 在相同位置用解剖刀将茎秆切
开, 用游标卡尺测量茎壁厚度。
重心高度: 用直尺测量茎秆基部齐泥处至该茎
(带分枝、叶、花、果)平衡支点(将地上部植株放在
一支点上, 左右移动茎秆使茎秆保持水平时支点在
茎秆上所处的位置)的距离[15]。
干、鲜重: 将植株的根、茎、叶、花、果实等器
官分开, 洗根, 称鲜重; 然后于 105 ℃恒温箱中杀青
30 min, 后将温度降至 80 ℃烘干至恒重, 再称干重。
根冠比 : 植株地下部分 (根系 )与地上部分 (茎
秆、叶片、花、果实)的干重比值。
茎秆强度: 在植株距地面20 cm 高处, 采用日
本产秆强测定器(DIK-7401)垂直于油用亚麻植株茎
秆向前推压, 将茎压弯与地表呈45°倾角时, 记录倒
伏测试仪上的数值。测定时选择白色弹簧, 最大测
定强度为9.8 N·40mm−1。
抗倒伏指数=[茎秆强度(N)×1 000/9.8]/[重心高
度(cm)×地上部鲜重(g)][23]。
1.3.2 茎秆生理生化指标测定
茎秆烘干后粉碎并过 60目筛, 用于生理生化指
标测定。木质素含量测定采用 Klason法[24], 纤维素
含量测定采用张志良等[25]的方法, 可溶性糖和淀粉
含量测定采用蒽酮比色法[26]。
1.4 数据处理
采用 Excel 2010、SPSS 16.0统计软件进行数据
整理、方差分析及显著性检验。
2 结果与分析
2.1 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆强度和抗倒
伏指数的影响
由图 1 可知, 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆
强度、抗倒伏指数都有一定的影响。在同一施氮水
平下, 高灌水处理(W2)的茎秆强度和抗倒伏指数显
著低于低灌水处理(W1), W2 比 W1 的茎秆强度平均
降低 19.67%(2013年)~28.11%(2012年), 抗倒伏指数
平均降低 27.7%(2013 年)~30.4%(2012 年)。在同一
灌水处理下, 茎秆强度和抗倒伏指数的变化不尽相
同: 在 W1处理下, 随着施氮量增加, 茎秆强度和抗
倒伏指数都呈先升高后降低趋势; 在 W2 灌溉水平
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图 1 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆强度(A)和抗倒伏指数(B)的影响
Fig. 1 Effects of irrigation amount and nitrogen fertilizer rate on stem strength (A) and lodging resistance index (B) of oil flax
W1: 灌溉量 2 700 m3·hm−2; W2: 灌溉量 3 300 m3·hm−2; N0: 不施氮对照; N1: 施纯氮 37.5 kg·hm−2; N2: 施纯氮 112.5 kg·hm−2; N3: 施纯氮
225 kg·hm−2; 图中不同字母表示处理间差异显著(P<0.05), 下同。W1: irrigation amount 2 700 m3·hm−2; W2: irrigation amount 3 300 m3·hm−2; N0:
nitrogen application rate 0 kg·hm−2, CK; N1: nitrogen application rate 37.5 kg·hm−2; N2: nitrogen application rate 112.5 kg·hm−2; N3: nitrogen
application rate 225 kg·hm−2. Different small letters indicate significant difference among treatments at 0.05 level. The same below.

下, 茎秆强度呈先升高后降低趋势, 而抗倒伏指数
随着施氮量的增加呈下降趋势。在 W1处理下, 茎秆
强度以 N2 处理的值最大, 两年平均分别比 N0、N1
和 N3 高 63.24%、12.12%和 4.72%; 抗倒伏指数以
N1 处理最大 , 两年平均分别比 N0、N2 和 N3 高
16.15%、9.33%和 20.80%。在 W2处理下, 茎秆强度
以 N1处理的值最大, 两年平均分别比 N0、N2和 N3
高 21.80%、10.96%和 14.08%; 抗倒伏指数以 N0处
理最大, 两年平均分别比 N1、N2和 N3高 37.33%、
48.10%和 56.79%。
2.2 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆形态特征的
影响
灌溉量和施氮量对油用亚麻的株高、重心高度、
茎粗和茎壁厚度都有一定影响(表 3)。在同一施氮水
表 3 施氮量和灌溉量对油用亚麻茎秆形态特征的影响
Table 3 Effects of irrigation amount and nitrogen fertilizer rate on stem morphological characters of oil flax
年份
Year
灌溉量
Irrigation amount
施氮量
Nitrogen rate
株高
Plant height (cm)
重心高度
Gravity center height (cm)
茎粗
Culm diameter (cm)
茎壁厚度
Culm wall thickness (mm)
N0 71.53±0.50e 42.04±0.33e 0.194±0.008f 0.832±0.047c
N1 72.22±0.47de 44.25±0.35c 0.223±0.005bc 0.887±0.050abc
N2 73.25±0.57cde 45.67±0.58b 0.254±0.004a 0.916±0.037ab
W1
N3 74.39±0.36bc 47.13±0.25a 0.229±0.005b 0.930±0.014a
N0 71.55±0.51e 43.18±0.43d 0.196±0.008f 0.844±0.048bc
N1 74.01±0.02bcd 44.75±0.45c 0.215±0.005cd 0.871±0.021abc
N2 75.33±0.58b 46.29±0.46b 0.210±0.005de 0.860±0.029abc
2012
W2
N3 78.16±2.73a 47.52±0.27a 0.199±0.008ef 0.856±0.049abc
N0 70.85±0.31f 41.97±0.67d 0.191±0.010c 0.823±0.094b
N1 72.28±0.31e 43.81±0.70bcd 0.212±0.009abc 0.960±0.024b
N2 73.14±0.16d 46.30±2.11abc 0.228±0.027a 1.122±0.084a
W1
N3 73.94±0.25bc 46.60±0.26ab 0.217±0.009ab 0.962±0.040b
N0 71.22±0.09f 43.05±0.87cd 0.193±0.010bc 0.835±0.095b
N1 73.48±0.22cd 45.46±0.91abc 0.204±0.009abc 0.927±0.081b
N2 74.04±0.10b 47.49±3.24a 0.201±0.007bc 0.889±0.089b
2013
W2
N3 74.93±0.60a 48.46±2.83a 0.196±0.010bc 0.846±0.096b
N0 71.18±0.12f 42.00±0.44f 0.193±0.005e 0.827±0.029e
N1 72.25±0.28de 44.03±0.46de 0.218±0.004bc 0.923±0.020bc
N2 73.20±0.22cd 45.99±1.07bc 0.241±0.015a 1.019±0.042a
W1
N3 74.17±0.29bc 46.86±0.18ab 0.223±0.004b 0.946±0.025b
N0 71.39±0.23ef 43.12±0.51ef 0.195±0.005e 0.839±0.029de
N1 73.75±0.12bc 45.10±0.54cd 0.210±0.003cd 0.899±0.049bcd
N2 74.69±0.26b 46.89±1.83ab 0.205±0.002de 0.875±0.033cde
2年平均
Average of
two years
W2
N3 76.55±1.51a 47.99±1.33a 0.198±0.005de 0.851±0.030de
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平下, 高灌水处理的株高、重心高度都大于低灌水
处理, 而茎粗和茎壁厚度则相反。其中株高在 3 种
不同施氮量处理下, W1 和 W2 之间差异均达到显著
水平, 重心高度在两个灌水之间差异不显著。在低
施氮量(N1)处理下, 茎粗和茎壁厚度在两个灌水之
间差异不显著, 而在中氮(N2)、高氮(N3)处理下差异
均达显著水平。说明在施氮量一致的情况下, 增加
灌溉量可提高油用亚麻的株高、重心高度, 降低茎
粗和茎壁厚度, 增加倒伏的危险。在同一灌溉量下,
株高和重心高度都随着施氮量的增加而升高, 但在
低灌溉量(W1)和高灌溉量(W2)下, 株高在 N0、N1和
N3之间差异达显著水平, 其余处理间差异均不显著;
而重心高度在 W1和 W2下, 只有 N2和 N3之间差异不
显著, 其余处理间差异均达显著水平; 茎粗和茎壁厚
度在W1处理下, 只有N1和 N3之间差异不显著, 其余
处理间差异均达显著水平; 在W2处理下, 各处理间差
异均不显著。因此, 在灌水量相对较低(2 700 m3·hm−2)
情况下, 增施氮肥可以增加茎粗和茎壁厚度, 提高油
用亚麻茎秆的抗倒伏能力。进一步分析发现, 施氮量
和灌溉量对油用亚麻茎秆的形态特征具有交互作用,
高灌水高氮肥处理(W2N3)的株高显著高于其他处理,
重心高度也高于其他处理, 但差异不完全显著。同时
可以看出, 除 N0外, 高灌水高氮肥处理(W2N3)的茎粗
和茎壁厚度小于其他处理, 差异显著性不一。
2.3 灌溉量和施氮量对油用亚麻干物质积累的影响
植株地上和地下部的干重不仅反映植株的大小,
而且还有助于了解光合产物的积累和分配情况。由
表 4 可以看出, 在同一灌溉量下, 油用亚麻地上部
干重均随施氮量的增加递增, 且只有 N0 与 N1、N2
与 N3处理之间差异不显著, 其他处理间差异均达显
著水平; 而地下部根的干重和根冠比则在 W1 处理
下, 随施氮量的增加呈先增加后减少趋势; 在W2处
理下, 则呈现先增加后减少, 减少后基本保持不变
趋势; 但两种处理下 N2和 N3处理之间差异均不显
著。在同一施氮水平下, 随灌溉量的增加, 地上部干
物质量增加, 而根干重和根冠比均下降。地上部干
物质量在 N0、N1处理下差异不显著; 而根干重和根
冠比在 N0处理下差异不显著。进一步分析发现, 施
氮量和灌溉量对油用亚麻植株的干物质积累具有交
互作用, 高灌水高氮肥处理(W2N3)具有最高的地上
部干重, 且两年表现一致。油用亚麻地上部干物质
量越大, 对茎秆的支持力要求越高, 但茎秆强度(除
N0 外)和抗倒伏指数却越小(图 1), 根冠比也变小 ,
因此, 发生倒伏的机率越大。
表 4 灌溉量和施氮量对油用亚麻干物质积累的影响
Table 4 Effects of irrigation amount and nitrogen fertilizer rate on dry weight accumulation of oil flax
年份
Year
灌溉量
Irrigation amount
施氮量
Nitrogen rate
地上部干重
Dry weight of shoot (g·plant−1)
根干重
Dry weight of root (g·plant−1)
根冠比
Root-shoot ratio
N0 1.66±0.053d 0.081±0.004c 0.049±0.002c
N1 1.69±0.053d 0.103±0.003b 0.061±0.004b
N2 1.82±0.018cd 0.129±0.008a 0.071±0.004a
W1
N3 1.92±0.094bc 0.122±0.006a 0.064±0.004ab
N0 1.67±0.052d 0.080±0.003c 0.048±0.003c
N1 1.70±0.053d 0.083±0.012c 0.049±0.008c
N2 2.06±0.085ab 0.083±0.011c 0.040±0.007cd
2012
W2
N3 2.12±0.236a 0.083±0.004c 0.039±0.006d
N0 1.65±0.027e 0.081±0.003c 0.049±0.001b
N1 1.67±0.034e 0.106±0.003b 0.063±0.003a
N2 1.81±0.025cd 0.128±0.005a 0.070±0.003a
W1
N3 1.91±0.081bc 0.122±0.004a 0.064±0.004a
N0 1.66±0.066e 0.079±0.001c 0.048±0.001bc
N1 1.70±0.068de 0.087±0.015c 0.051±0.009b
N2 2.06±0.111a 0.082±0.012c 0.040±0.006c
2013
W2
N3 2.02±0.097ab 0.082±0.003c 0.041±0.003c
N0 1.65±0.039d 0.081±0.003c 0.049±0.002c
N1 1.68±0.040cd 0.104±0.003b 0.062±0.003b
N2 1.81±0.021bc 0.128±0.002a 0.071±0.001a
W1
N3 1.91±0.087b 0.122±0.002a 0.064±0.002ab
N0 1.66±0.058d 0.080±0.002c 0.048±0.002c
N1 1.70±0.060cd 0.085±0.013c 0.050±0.008c
N2 2.06±0.084a 0.082±0.011c 0.040±0.006d
2年平均
Average of
two years
W2
N3 2.07±0.158a 0.082±0.003c 0.040±0.004d
第 5期 高珍妮等: 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆抗倒性能及产量的影响 549


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2.4 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆化学组分的
影响
由表 5 可以看出, 在同一灌水处理下, 随着施
氮量增加, 油用亚麻茎秆纤维素、木质素、淀粉和
可溶性糖含量都表现出先增加后降低趋势, 虽然每
种物质的拐点不同。在 W1处理下, 纤维素、木质素、
可溶性糖和淀粉的含量都以 N2 处理的值最大; 在
W2处理下, 纤维素、木质素、淀粉和可溶性糖的含
量都以 N1处理的值最大。说明灌水量和施氮量对油
用亚麻茎秆化学组分的含量具有一定的交互作用。
在 N2、N3处理下, 随着灌溉量加大, 油用亚麻茎秆
中的纤维素、木质素、淀粉和可溶性糖的含量均降
低, 且达显著水平; 而纤维素、淀粉在低氮量(N1)情
况下含量升高, 且达显著水平。
表 5 施氮量和灌溉量对油用亚麻茎秆化学组分的影响
Table 5 Effects of irrigation amount and nitrogen fertilizer rate on chemical components of oil flax stem
年份
Year
灌溉量
Irrigation amount
施氮量
Nitrogen rate
纤维素含量
Cellulose content (%)
木质素含量
Lignin content (%)
可溶性糖含量
Soluble sugar content (%)
淀粉含量
Starch content (%)
N0 28.36±1.79c 26.10±1.04d 6.01±0.66d 5.00±0.51b
N1 31.81±1.11b 28.90±0.95b 7.18±0.32cd 5.52±0.46ab
N2 35.76±1.82a 32.00±1.55a 10.10±1.22a 6.31±0.61a
W1
N3 34.96±0.70a 31.01±1.44a 8.97±0.33ab 5.68±0.46ab
N0 28.92±1.37c 26.49±1.21cd 6.06±0.62d 5.13±0.52b
N1 34.47±0.69a 28.46±0.26bc 8.26±1.23bc 5.48±0.59ab
N2 30.46±1.06bc 27.70±0.53bcd 6.15±0.88d 5.36±0.45ab
2012
W2
N3 30.30±2.23bc 26.70±1.31cd 6.17±0.77d 5.25±0.50b
N0 35.36±0.99bc 25.46±1.00d 5.86±0.66b 4.93±0.46b
N1 36.52±0.87abc 28.27±0.66bc 6.93±0.65b 5.39±0.50ab
N2 37.07±0.65ab 30.01±0.25a 9.23±0.67a 6.17±1.10a
W1
N3 37.54±1.12a 29.01±1.84ab 8.68±0.55a 5.55±0.49ab
N0 34.72±0.70c 25.92±0.92d 5.93±0.57b 5.01±0.43ab
N1 36.67±1.24abc 27.98±0.89bc 9.14±0.57a 5.40±0.53ab
N2 36.02±1.53abc 27.15±0.44cd 5.94±0.58b 5.29±0.36ab
2013
W2
N3 35.94±0.96abc 26.57±0.74cd 5.96±0.64b 5.13±0.66ab
N0 31.86±0.74c 25.78±0.89d 4.96±0.48b 5.94±0.10b
N1 34.16±0.88b 28.58±0.80b 5.45±0.02b 7.05±0.42b
N2 36.41±1.23a 31.01±0.71a 6.24±0.77a 9.67±0.85a
W1
N3 36.25±0.21a 30.01±0.84a 5.62±0.42ab 8.83±0.37a
N0 31.82±1.01c 26.20±0.56d 5.07±0.17b 5.99±0.41b
N1 35.57±0.32a 28.22±0.32b 5.44±0.36b 8.70±0.77a
N2 33.24±0.33bc 27.43±0.48bc 5.32±0.40b 6.05±0.73b
2年平均
Average of
two years
W2
N3 33.12±0.88bc 26.63±0.40cd 5.19±0.22b 6.06±0.70b

2.5 油用亚麻倒伏特性与茎秆特性的关系
倒伏指数是衡量和评价作物抗倒伏能力的一个
重要参数, 可以比较系统、完整地反映群体的抗倒
伏性能。在倒伏指数的基础上, 孙旭初[27]提出用抗
倒伏指数来衡量水稻的抗倒伏能力, 即抗倒伏指数
越低, 茎秆抗倒伏能力越弱, 反之则越强。由表 6可
以看出, 抗倒伏指数与茎秆强度、株高、重心高度、
茎粗、茎壁厚度、地上部干重、根干重和根冠比之
间均达到显著或极显著相关水平, 除与株高、重心
高度和地上部干重呈极显著负相关外, 与其他指标
均呈显著或极显著正相关; 而与茎秆的化学组分关
系不密切。茎秆强度与茎粗、茎壁厚度、根干重、
根冠比、纤维素含量、木质素含量、可溶性糖及淀
粉含量均呈极显著正相关; 株高与重心高度及地上
部干重均呈极显著正相关; 重心高度与地上部干重
和茎秆纤维素含量呈极显著和显著正相关, 茎粗与
茎壁厚度、根干重、根冠比、纤维素、木质素、可
溶性糖及淀粉含量呈极显著正相关, 茎壁厚度与根
干重、根冠比、纤维素、木质素、可溶性糖及淀粉
含量呈极显著正相关。这说明茎秆越粗、茎壁越
厚 , 茎秆中所含的纤维素、木质素、可溶性糖及淀
粉越多, 茎秆强度越大, 抗倒伏指数越大, 茎秆的
550 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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表 6 油用亚麻倒伏特性与茎秆特性指标相关系数矩阵(n=312)
Table 6 Correlation coefficients among indexes of lodging resistance and stem characteristics (n=312)
指标
Index
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1 1.000
2 0.591** 1.000
3 −0.718** 0.044 1.000
4 −0.579** 0.256 0.865** 1.000
5 0.457* 0.899** 0.079 0.233 1.000
6 0.429* 0.860** 0.049 0.258 0.877** 1.000
7 −0.663** −0.008 0.780** 0.790** 0.058 0.056 1.000
8 0.501* 0.894** 0.028 0.293 0.829** 0.729** 0.007 1.000
9 0.727** 0.831** −0.282 −0.038 0.749** 0.659** −0.380 0.920** 1.000
10 0.226 0.813** 0.283 0.431* 0.780** 0.746** 0.158 0.721** 0.599** 1.000
11 0.364 0.888** 0.153 0.365 0.902** 0.856** 0.069 0.871** 0.777** 0.822** 1.000
12 0.208 0.627** 0.070 0.340 0.606** 0.732** 0.046 0.645** 0.587** 0.576** 0.648** 1.000
13 0.330 0.777** 0.096 0.290 0.730** 0.732** −0.061 0.761** 0.718** 0.871** 0.792** 0.675** 1.000
1: 抗倒伏指数; 2: 茎秆强度; 3: 株高; 4: 重心高度; 5: 茎粗; 6: 茎壁厚度; 7: 地上部干重; 8: 根干重; 9: 根冠比; 10: 纤维素含
量; 11: 木质素含量; 12: 可溶性糖含量; 13: 淀粉含量。*和**分别表示 5%和 1%水平显著相关。1: lodging resistance index; 2: stem
strength; 3: plant height; 4: gravity center height; 5: diameter of culm; 6: thickness of culm wall; 7: dry weight of shoot; 8: dry weight of root;
9: root-shoot ratio; 10: cellulose content; 11: lignin content; 12: soluble sugar content; 13: starch content. * and ** mean significant correla-
tion at 5% and 1% probability levels, respectively.

抗倒伏能力就越强, 反之越弱; 随着地上部干物质
重量增加, 油用亚麻植株重心高度上移, 抗倒伏指
数减小, 植株倒伏的风险加大。
2.6 灌溉量和施氮量对油用亚麻产量及产量构成
因素的影响
对考种结果和小区实际产量进行分析 , 结果
列于表 7。可以看出 , 在 W1 灌溉量下 , 随着施氮
量的增加 , 油用亚麻单株蒴果数递增 , 而每果粒
数、千粒重和产量均先升高后降低 ; 每果粒数以
N1处理最高 , 比 N0、N2和 N3分别高 5.36%、6.36%
和 9.98%, 千粒重和产量均以 N2处理最高 , 比 N0、
N1和 N3分别高 15.50%、10.45%、0.59%和 18.80%、
12.95%、1.74%。而在 W2 灌溉量下 , 千粒重和产
量均随着施氮量的增加递增 , 而单株蒴果数和每
果粒数均先升高后降低 ; 单株蒴果数以 N2处理最
高, 比 N0、N1和 N3分别高 31.97%、28.04%和 1.47%;
每果粒数以 N1处理最高 , 比 N0、N2和 N3分别高
4.68%、17.71%和 22.42%。不同灌溉量也可引起
油用亚麻产量及产量构成因素发生变化 , 在同一
施氮量下 , 只有 N2和 N3处理的每果粒数间差异达
显著水平 , 而单株蒴果数、千粒重和单位面积产量
间的差异均不显著。所以 , 过多的灌溉量和施氮量
均会对产量造成不利影响 , 而且会造成资源浪费。
因此 , 生产上确定适宜的灌水量和施氮量是十分
必要的。
3 讨论和结论
作物的形态、生理、力学等特征是影响其抗倒
伏性能的重要因素。Murthy 等[28]和 Wiersma 等[29]
都认为株高与倒伏呈显著正相关, 降低株高是提高
抗倒伏性的最有效措施。Pinthus[5]认为基部茎粗和
茎壁厚度与抗倒伏性呈显著正相关。本试验结果表
明, 在施氮量一致的情况下, 增加灌溉量可提高油
用亚麻的株高和重心高度, 降低茎粗, 而抗倒伏指
数与株高和重心高度呈极显著负相关、与茎粗呈显
著正相关关系, 因此增加了倒伏的危险。在同一灌
溉量下, 株高和重心高度也随着施氮量的增加而升
高, 倒伏的可能性增大。作物根系具有趋肥性, 同时
土壤中肥料含量过多会抑制根系生长, 根系不发达、
根量变小, 根冠比变小, 抓地能力变弱, 对作物地上
部的支持力小; 而根的质量和根冠比与抗倒伏指数呈
正相关, 加之, 随灌水量和施氮量的增加, 地上部质
量越大, 对茎秆的支持能力要求越高, 茎秆抗倒伏能
力减弱, 倒伏的风险增大。这和前人研究结果[30]一致。
本研究表明, 在灌水量相对较低(2 700 m3·hm−2)的情
况下, 适量增施氮肥可以增加茎粗和茎壁厚度, 提
高油用亚麻茎秆的抗倒伏能力。
植物茎秆有支持、输导和贮藏的功能, 茎秆中
贮藏物质的多少及组成成分决定其抗倒性能[31], 一
般主要由单糖、双糖、多糖等碳水化合物构成。当
第 5期 高珍妮等: 灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆抗倒性能及产量的影响 551


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表 7 施氮量和灌溉量对油用亚麻产量及其构成因子的影响
Table 7 Effects of irrigation amount and nitrogen fertilizer rate on yield and yield components of oil flax
年份
Year
灌溉量
Irrigation amount
施氮量
Nitrogen rate
单株蒴果数
Capsule number per plant
每果粒数
Seed number per capsule
千粒重
1000-grain weight (g)
产量
Yield (kg·hm−2)
N0 7.54±0.75b 6.95±0.13b 5.57±0.21d 1 681.11±70.59d
N1 7.67±0.74b 7.33±0.15a 5.70±0.17cd 1 776.67±75.57bc
N2 10.60±1.30a 6.90±0.10bc 6.76±0.10a 1 925.00±50.24a
W1
N3 10.33±1.45a 6.67±0.12c 6.66±0.14a 1 861.00±57.56ab
N0 8.07±0.68b 6.67±0.01c 5.97±0.24bc 1 689.94±35.56cd
N1 8.33±0.76b 7.10±0.10b 6.18±0.18b 1 755.34±42.85cd
N2 11.33±1.53a 6.03±0.15d 6.58±0.13a 1 907.42±20.16a
2012
W2
N3 12.00±0.50a 5.80±0.20e 6.63±0.15a 1 896.86±13.38a
N0 8.63±0.82d 6.86±0.26b 6.30±0.20c 1 402.57±76.53b
N1 8.83±0.76d 7.22±0.15a 6.77±0.15ab 1 466.80±87.06b
N2 10.17±0.76bc 6.78±0.09bc 6.95±0.06a 1 703.13±56.13a
W1
N3 10.83±0.76ab 6.56±0.10c 6.97±0.11a 1 704.92±94.68a
N0 9.23±0.47cd 6.79±0.15bc 6.20±0.29c 1 426.43±50.56b
N1 9.50±0.50cd 6.99±0.10ab 6.50±0.30bc 1 464.69±57.98b
N2 11.50±0.50a 5.94±0.15d 6.86±0.11a 1 616.61±25.23a
2013
W2
N3 10.50±0.87abc 5.71±0.20d 6.95±0.07a 1 632.18±52.44a
N0 8.08±0.54b 6.91±0.19bc 5.94±0.10d 1 541.84±50.26b
N1 8.25±0.53b 7.27±0.15a 6.24±0.07bc 1 621.74±49.62b
N2 10.37±1.03a 6.84±0.10bcd 6.86±0.08a 1 814.07±53.16a
W1
N3 10.58±0.38a 6.61±0.11d 6.81±0.12a 1 782.96±67.78a
N0 8.63±0.41b 6.73±0.07cd 6.09±0.14cd 1 558.19±40.49b
N1 8.92±0.52b 7.04±0.10ab 6.34±0.14b 1 610.04±50.26b
N2 11.42±0.95a 5.99±0.15e 6.72±0.11a 1 762.02±14.34a
2年平均
Average of
two years
W2
N3 11.25±0.25a 5.75±0.20e 6.79±0.11a 1 764.52±29.36a

碳水化合物供大于求时, 就会转化为细胞壁结构物
质, 如纤维素、木质素和果胶等, 使茎壁增厚, 抗倒
伏能力增强; 当碳水化合物供小于求时, 就会分解
细胞壁结构物质来满足植株生长发育的需求[32]。本
研究结果表明, 油用亚麻茎秆中的纤维素、木质素、
可溶性糖和淀粉的含量与茎秆强度、茎粗、茎壁厚
度、根干重和根冠比均呈极显著正相关, 与抗倒伏
指数正相关。这说明油用亚麻茎秆中纤维素、木质
素、可溶性糖和淀粉的含量越大, 茎秆机械组织更
发达, 茎壁越厚, 根系越发达, 茎秆抗折力增加, 根
系抓地能力越强, 茎秆的抗倒伏能力也越大。
亚麻具有抗旱、耐瘠薄的能力, 常被种植在贫
瘠、干旱的地区。这也是导致油用亚麻低产的重要
原因之一。由于水肥具有耦合作用, 合理灌溉和施
肥(氮肥)对提高油用亚麻产量具有重要作用。因为油
用亚麻的生长发育对水比较敏感, 合理的灌溉能促
进肥料的吸收, 但是灌水太多, 却会使结果数、着粒
数和千粒重减少, 降低产量[33]。因此适宜的水肥配
比显得尤为重要。在本试验中, 低灌水(W1)处理比高
灌水(W2)抗倒伏能力强、产量高, 这是由于过多的灌
水使油用亚麻植株茎粗和茎壁厚度减小, 株高和重
心高度增加, 茎秆强度降低, 加之地上部茎叶生长
过盛 , 增加茎秆的承重 , 根的生长受到抑制 , 使根
的抓地能力降低 , 引起倒伏 ; 倒伏后植株郁闭 , 叶
片不能进行有效的光合作用, 茎秆中输导组织受到
损伤, 作物生长中所需营养物质供应不畅, 光合产
物的运输和贮藏受到阻碍, 限制产量潜力的发挥[34]。
氮是作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要组成
成分 , 其对作物的倒伏特性和产量的影响已被证
实 [12−15]。本研究表明, 随着施氮量的增加, 油用亚
麻产量增加 , 但当施氮量达一定值(N3), 产量增加
不显著 , 过多的氮肥还会污染环境 , 增加投入 , 降
低生产效率。在 W2处理下, 产量还有降低趋势, N2
处理的产量最高, 抗倒伏能力最强; 在 W1 处理下,
产量虽有升高的趋势, 但 N2和 N3 处理的产量差异
不显著, 所以本区的施氮量应以 N2为宜。本研究发
现, 在低灌水条件下, 油用亚麻茎秆的抗倒伏指数、
茎秆强度、茎粗、茎壁厚度、根干重、根冠比、纤维
552 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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素含量、木质素含量、可溶性糖含量、淀粉含量都
随着施氮量的增加先增加后降低; 而在高灌水条件
下, 抗倒伏指数随着施氮量的增加呈下降趋势, 因
此说明灌水量和施氮量对于油用亚麻的倒伏性存在
一定交互作用, 在灌水量相对较低 (2 700 m3·hm−2)
的情况下 , 适量增施氮肥可以增加茎粗和茎壁厚
度 , 提高油用亚麻茎秆的抗倒伏能力 , 且在本区
适宜的施氮量 N2处理下 , 产量最高。综合考虑以
上情况 , 在油用亚麻防倒伏高产栽培中 , 灌水量
和施氮量应合理进行 , 在本试验区 , 同等肥力土
壤条件下 , 以灌溉量 2 700 m3·hm−2 和纯施氮量
112.5 kg·hm−2为宜。
参考文献
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