红麻纤维品质及产量与种植密度相关性研究

潘兹亮，张丽霞，吕玉虎，王琴，郭晓彦，乔利

(信阳市农业科学研究所，河南信阳464000)

引言

红麻具有耐旱、耐盐碱、耐贫瘠、速生、纤维产量高等特征，其纤维具有质地柔软、吸湿性强、透气性好、抗静电、抑菌、易降解等优良特性，因此受到国际市场和消费者越来越多的关注。信阳地区是我国重要的红麻原料生产基地，目前红麻种植面积常年保持在30万亩左右，是沿淮地区农民增收的途径之一。据信阳市气象局资料，信阳市年平均年降水量1100毫米左右，降水主要集中在8－9月份。这个时段，正是红麻旺盛生长期，降水为红麻快速生长提供了充足的水分，同时也造成部分红麻倒伏、死亡，影响红麻纤维产量，解决这一问题的关键在于合理安排红麻种植密度。本试验旨在研究信阳地区红麻种植密度对红麻产量和品质的影响，为信阳地区红麻高产优质栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

信阳处于中国亚热带和暖温带的地理分界线 (秦岭—淮河)上，属亚热带向暖温带过渡区。据气候资料统计，太阳总辐射年平均4700～5100兆焦/m2，光合有效辐射量为55～59千卡/cm2，日照总时数年均1900～2100小时;日照百分率年平均45%。年平均气温15℃左右，日平均气温稳定通过10℃的活动积温在4900～5200℃之间，持续时间为230～270 d，为河南省热量资源最为丰富的地区。无霜期长，平均220～230天;降雨丰沛，年均降雨量1100mm左右，其中80%分布在4－10月份，雨量充沛，光温适宜。信阳市2011年度降水量和平均气温 (见表1)，数据显示，信阳市一年内的气温、降水量呈偏正态分布，其夏季的平均温度基本在25℃以上，降水量主要集中在6、7、8月份，雨热同季，表明该地区夏季的气候生产潜力值在一年中占很大比例，夏季的气候变化对全年的气候生产潜力影响非常大。

表1 2011年降水量和平均气温Tab.1 The precipitation and the average temperature in 2011

试验于2011年在信阳市农业科学院试验园区进行。试验地土壤为黄褐土性水稻土，耕层土壤有机质含10.7 g/kg，全氮1.04 g/kg，速效磷14.1 mg/kg，速效钾60.4 mg/kg。试验地前茬为紫云英。

1.2 试验材料

供试品种为杂红952。

1.3 试验设计

试验按照红麻种植密度设5个处理:①15万株/hm2;②18万株/hm2;③21万株/hm2;④24万株/hm2;⑤27万株/hm2。每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积13 m2(10m×1.3 m)。红麻于2011年5月16日条播，大田管理，在需要时进行灌溉和病虫草害管理。红麻于10月13日收获取样。

1.4 测定内容

在红麻工艺成熟期，每小区取有代表性的植株10株，测定株高、茎粗、皮厚、单株去叶鲜茎重、单株鲜皮重、单株干皮重、鲜茎出麻率、晒干率、单株纤维产量等9个农艺性状;收获后取有代表性纤维测纤维强力和纤维支数2个纤维品质性状。

1.5 测定方法

株高、茎粗、皮厚收获期游标卡尺测定;单株去叶鲜茎重和单株鲜皮重收获期电子秤称重;单株干皮重由相应鲜皮晒干后电子秤称重;单株纤维产量由相应的干皮浸泡脱胶后，晾晒电子秤称重测定;鲜茎出麻率和晒干率由其他指标折算而来:鲜茎出麻率=纤维产量/鲜茎重*100，晒干率=干皮产量/鲜皮产量*100;纤维强力采用断裂比强度表示，纤维支数采用中段切断称重法测定。

1.6 数据的统计分析

用软件SAS 8.0对试验数据进行统计和回归分析[1－2]，用Excel 2003对数据进行图表制作和拟合。

2 结果与分析

2.1 种植密度对纤维产量的影响

从表2可以看出，在信阳2011年生态资源条件下，不同密度处理的纤维产量差异不明显，经方差分析各处理间差异不显著。各处理中以处理27万株/hm2纤维产量最低，处理18万株/hm2纤维产量高，产量达到4513.3 kg/hm2，比27万株/hm2纤维产量增产6.3%;其次是处理21万株/hm2，纤维产量为4432.5kg/hm2，比27万株/hm2增产4.4%。不同密度处理产量高低顺序为18万株/hm2＞21万株/hm2＞15万株/hm2＞24万株/hm2＞27万株/hm2。说明，种植密度的增大或减小，红麻纤维产量都会降低，18万株/hm2的密度最适合红麻的生长和产量潜力的表达。

表2 不同密度处理产量表Tab.2 The output of different density treatment

2.2 种植密度对主要农艺性状的影响

表3 种植密度对主要农艺性状的影响Tab.3 Effect of planting density on main agronomic characters

从表3可知，处理1(15万株/hm2)的株高显著高于处理4(24万株/hm2)，处理1比处理4高出24%，其他处理间不显著，但处理1和处理2比处理4和处理5要高出最低2%，说明红麻稀植可显著增加株高。处理3(21万株/hm2)的茎粗最大，显著高于处理4(24万株/hm2)，其他不显著。处理3的单株鲜茎重极显著高于处理2和处理4，其他处理之间差异不显著，处理3的单株鲜茎重分别比处理1、处理2、处理4和处理5高出7.8%、1.0%、4.3%和3.2%。各处理皮厚、鲜皮重、干皮重、单株纤维产量和精洗率均差异不显著，处理2和处理3比较高。有效株方面，处理5和处理3、处理4和处理1差异达极显著，而处理3和处理2差异显著，其他不显著。密度越大，有效株率越低，笨麻率越高。

以上结果可以表明，红麻主要产量相关性状，如:株高、茎粗、皮厚、单株鲜茎重等随着种植密度的增加呈现出降低的趋势，而有效株和笨麻率却出现相反的变化趋势，其他一些性状差异不显著。种植密度在18万－21万株/hm2，红麻主要的产量相关性状与群体间的协调性最好，不因某个性状的降低或升高，而造成其他性状出现较大幅度的升高或降低，从而造成群体产量和群体性状表现较差。

2.3 种植密度对红麻纤维品质的影响

2.3.1 种植密度对红麻纤维支数的影响

从不同密度处理所对应的纤维支数来看 (表4)，密度越高，纤维支数越多，红麻不同密度处理对影响对应的纤维支数反映在表型上有一定的规律性，呈线性上升趋势。用SAS8.0软件对不同红麻种植密度对应的红麻纤维支数进行线性回归，分析结果见图1，线性模型的离回归标准误 (RMSE)为1.869，决定系数 (R2)为0.8630，调整后的R2(Adj R－sq)为0.8174，变异系数 (C.V.)为0.74256，说明该线性模型可以较好的拟合实验结果。根据试验数据拟合的线性方程为:y=233.75+12.85x。

对红麻不同种植密度与其相对应的纤维支数之间的关系进行线性回归分析，研究发现二者之间具有显著的相关性 (Pr=0.0225＜0.05)。因此，红麻的种植密度与纤维支数之间的关系可以用线性模型来表达，且模型对试验结果的模拟是有效的，模型对实际应用具有一定的指导意义。

表4 种植密度对纤维支数的影响Tab.4 Effect of planting density on kenaf fiber fineness

图1 红麻种植密度对纤维支数的影响Fig.1 Effect of planting density on kenaf fiber fineness

2.3.2 种植密度对红麻纤维强力的影响

从不同密度处理所对应的纤维强力来看 (表5)，密度越高，纤维强力越强，红麻不同密度处理对影响对应的纤维强力反映在表型上有一定的规律性，呈线性上升趋势。用SAS8.0软件对不同红麻种植密度对应的红麻纤维强力进行线性回归，分析结果见图2，线性模型的离回归标准误 (RMSE)为0.52789，决定系数 (R2)为0.9764，调整后的R2(Adj R－sq)为0.9635，变异系数 (C.V.)为0.26599，说明该线性模型可以较好的拟合实验结果。根据实验数据拟合的线性方程为:y=185.44+9.3x。

对红麻不同种植密度与其相对应的纤维强力之间的关系进行线性回归分析，研究发现二者之间具有极显著的相关性 (Pr=0.0015＜0.01)。因此，红麻的种植密度与纤维强力之间的关系可以用线性模型来表达，且模型对试验结果的模拟是有效的，模型对实际应用具有一定的指导意义。

表5 种植密度对纤维强力的影响Tab.5 Effect of planting density on the strength of the kenaf fiber

图2 红麻种植密度对纤维强力的影响Fig.2 Effect of planting density on the strength of the kenaf fiber

3 结论与讨论

3.1 红麻是以收获纤维为主的经济作物，在栽培上，既要保证单位面积上有足够的株数，又要保证个体能够正常生长发育，使个体和群体协调起来，从而获得高产。密度过小，虽然个体发育较好，但群体结构差;密度增大时，无效株也增多，且在信阳市气候条件下，死麻较多，影响红麻纤维产量。在信阳市种植红麻，密度应控制在18万－21万株/hm2左右纤维产量最好。

3.2 红麻品质性状主要由纤维支数和纤维强力2个性状构成，两者的协调度越高品质就越好。合理密植可协调群体和个体发育的关系，在促进高产的同时品质也得到提高。

研究结果表明，在15万－27万株/hm2之间，随着密度增加，红麻纤维品质上升。种植密度对红麻纤维强力和纤维支数的影响程度不同，其中纤维强力受密度影响不明显。而纤维支数受密度影响较大，纤维支数在密度达到一定高度时，对纤维支数的影响达显著水平。纤维支数和纤维强力随密度的变化均呈现线性变化，经过线性回归获得纤维支数线性方程为y=233.75+12.85x，线性相关达显著水平，纤维强力的线性方程为y=185.44+9.3x，线性相关达极显著水平。

密度偏稀，亩株数少，行间通风透光好，封行迟，麻株生长高粗，有利纤维纵向和横向发育。纤维层数束数和每束纤维细胞数增多，支数降低。适当密植，亩株数多，叶面积多，封行较早，有利麻株向上生长，节间和纤维细胞延长，不利横向生长，故麻茎较细，纤维束数和每束纤维细胞数减少，支数提高，品质较好。

3.3 通过对信阳市红麻种植密度对产量和品质的研究表明，红麻产量和品质存在一定的矛盾，红麻种植过密，麻杆细、软，抗风力弱，易倒伏，影响增产。过稀，纤维粗，支数降低，品质差。适当密植，麻株多，叶面积大，光能利用率高，株间又有互相荫蔽的作用，有利麻株节间和纤维细胞延长生长，不利麻茎和每束纤维细胞数增多的横向生长，纤维支数提高，同时适当密植，也有利夺取高产。国内外红麻生产研究也表明，红麻产量随种植密度增加而提高，种植密度达到一定程度之后，随着密度的增加，产量反而下降[10]。同时，种植密度在一定程度上也影响了红麻纤维品质。红麻纤维品质包括纤维强力和纤维支数，尹志高等人的研究表明，种植密度越小，纤维强力越差，纤维支数越低[11]。这和我们的研究结果不谋而合。因而在信阳地区，红麻种植密度在18万－21万株/hm2左右时产量和品质协调性最好。

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