摘 要：胡麻是我国北方重要的优质油料作物，在生产中极易受到干旱影响造成低产或绝收。保水剂和抗旱剂是提高作物应对干旱胁迫适应性和抵抗能力的有效途径之一。本研究以‘坝选3号’、‘伊亚4号’和‘定亚26号’胡麻品种为材料，设不施保水剂或抗旱剂为对照（CK），研究比较不同剂量的2种保水剂（“海瑞达”、“旱科威”）和1种抗旱剂（“旱地龙”）对胡麻耕作层土壤含水量、重要农艺性状及产量的影响。结果表明：
胡麻0～20cm耕作层土壤水分消耗最快的阶段集中在苗期至现蕾期或枞型期；“海瑞达”以施用0.8倍量对‘伊亚4号’和‘定亚26号’种植地的保水效果最好，而“旱科威”则以1.2倍用量对‘坝选3号’种植地的保水效果最佳，其土壤含水量在枞型期较CK提高了49.14%。不同剂量的保水剂和抗旱剂对‘伊亚4号’和‘坝选3号’的株高、工艺长度、单株果数、出苗率均无明显影响，但施用1.2倍的“海瑞达”能显著增加‘伊亚4号’的成株数（增幅32.00%），并使其籽粒显著增产13.53%；施用1.2倍的“旱科威”则表现为显著增加‘坝选3号’的每果粒数、单株分枝数和千粒重，其籽粒显著增产18.97%。抗旱剂“旱地龙”除1.0倍量对‘伊亚4号’的每果粒数和0.8倍量对‘坝选3号’的成株数有明显影响外，对其它农艺性状的影响均不显著。对‘定亚26号’施用各浓度剂量的保水剂和抗旱剂未表现出明显的增产效果。本研究说明施用适宜剂量的保水剂可有效提高胡麻耕作层土壤含水量，以0.8倍的“海瑞达”和1.2倍的“旱科威”保水效果最佳；其中1.2倍的“海瑞达”或1.2倍的“旱科威”对改善胡麻农艺性状和提高籽粒产量具有一定效果。
关键词：胡麻；保水剂；抗旱剂；最佳施用量；产量
胡麻（Linum usitatissimum L.）又称油用亚麻，是我国重要的优质油料作物和经济作物。其籽粒富含α-亚麻酸、木酚素等多种营养成分和活性物质，具有促进大脑发育、降低血脂、软化血管和预防心血管疾病等保健功能[1-3]。近年来，我国胡麻年均种植面积3.23×105hm2，居世界第三；年均总产量3.60×105t，仅次于加拿大，居世界第二[4]。然而，随着经济稳步增长和居民收入水平的提高，消费者对亚麻籽或亚麻油的需求不断增加，2001至2017年胡麻消费量从25.3万t增至63.9万t，增幅达151.9%[5]。我国胡麻主要种植于西北、华北等高寒干旱雨养地区，其中以西北地区种植面积最大，占全国种植面积的61.6%，华北地区占37%[6]。由于胡麻主要种植于我国干旱、半干旱雨养区，因此干旱是影响胡麻生产的主要问题，易导致当地胡麻低产或绝收。生产中干旱对胡麻的影响主要表现在春旱影响胡麻出苗和成苗，生长季节干旱影响胡麻的长势和产量[7-8]。因此，研究胡麻抗旱栽培技术，提高胡麻应对干旱的措施和能力，对稳定或提高胡麻产量、保障国内食用油的安全供给具有重要意义。
使用保水剂和抗旱剂来增强作物的抗旱性，是轻简化栽培方式中提高作物抗逆性的重要途径。保水剂通过保持土壤水分，稳定土壤结构，减少养分淋溶，进而提高种子发芽率并促进生长发育[9-11]。抗旱剂常喷施于土壤或植物表面，通过抑制蒸发或减少作物蒸腾作用，从而增强作物抗旱性[12]。施用不同剂量的保水剂或抗旱剂对提高作物耐旱性存在差异，前人研究表明施用适宜剂量的保水剂、抗旱剂不仅能提高田间持水量，并且能通过改善作物株高、分枝数等性状以及增加植株可溶性糖、脯氨酸等物质含量，增强抗逆性，达到稳产或增产效果[l3-l4]。
保水剂与抗旱剂在增强作物抗旱性和提高产量方面的研究已取得一定成效：施用30kg/hm2“旱科威”保水剂可使马铃薯增产ll.9%[l5]；50kg/hm2保水剂“PAAS”通过降低籽粒败育率，增加穗长、穗粒数及单穗重，从而提高旱地玉米产量[l6]；水稻品种‘绥粳l8’在施用lkg/667m2抗旱保水剂后，土壤含水量平均提高l0%，增产幅度达27%[l7]；冬小麦‘郑麦9694’在施用60kg/hm2保水剂后，产量达5055.6kg/hm2，增幅为50.7%[l8]。在胡麻中，郭礼坤等[l9]最早研究了保水剂对胡麻的增产效果，结果表明，适宜保水剂可使胡麻增产24.3%～36.l%；钱爱萍等[20]研究发现，保水剂可增加胡麻干物质积累，提高土壤抗旱能力，在施用90kg/hm2保水剂时产量最高，为l040kg/hm2。尽管如此，关于保水剂和抗旱剂在胡麻生产中的应用研究仍较少，且各地区土壤状况与气候特点各异，其施用效果也不尽相同。
为明确不同保水剂与抗旱剂对胡麻抗旱增产的效果，本研究比较了施用不同剂量的2种保水剂（“海瑞达”和“旱科威”）和l种抗旱剂（“旱地龙”）在对胡麻耕作层土壤含水量、农艺性状和产量表现的影响，以期筛选适宜胡麻不同种植地区的保水剂或抗旱剂类型及用量，为保水剂和抗旱剂在胡麻生产上的应用提供科学依据，为有效提高胡麻抗旱减灾能力提供方法参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料分别为河北张家口、新疆伊犁和甘肃定西地区的当地主栽品种：
坝选3号：生育期l00～l02d，平均l0ld，属中早熟，中抗枯萎病品种[2l]。
定亚26号：生育期96～l25d，平均l07d，属中早熟，高抗白粉病品种[22]。
伊亚4号：生育期80～l23d，平均97d，属中早熟，抗倒伏能力强，抗旱性强，高抗枯萎病品种[23]。
2024年分别种植在河北张家口市农业科学院张北基地（40°57'N，ll4°l0,E，海拔l392m）、新疆伊犁州农业科学研究所试验基地（43°47'N，8l°l2,E，海拔670m）和甘肃定西市农业科学研究院油料所试验基地（35°48'N，l04°49,E，海拔2055.4m）的旱川地。
供试保水剂为“海瑞达”（甘肃海瑞达生态环境科技有限公司生产的有机无机杂化共聚功能高分子材料，推荐剂量3kg/667m2）和“旱科威”（吉林省汇泉农业科技有限公司生产的高分子吸水树脂类型保水剂，推荐剂量2kg/667m2）；抗旱剂为“旱地龙”（新疆汇通旱地龙有限责任公司生产的黄腐植酸类抗旱剂，推荐使用倍数为300倍液）。
1.2 气候及土壤条件
‘坝选3号’种植地区河北张家口4月至9月（即胡麻全生育期）的降水量为626.7mm（图lA），7月正值‘坝选3号’开花期（7月2日）和青果期（7月30日），是胡麻生长较为旺盛、需水量最多的阶段，此时降水量较大，占全生育期总降水量22.99%。
注：（A）‘坝选3号’种植地区的降雨量和平均气温（B）‘伊亚4号’种植地区的降雨量和平均气温。3～9：3～9月；E、M和L分别表示每月的上旬、中旬和下旬。
图l 2024年试验地区胡麻全生育期间的降雨量和平均气温
‘伊亚4号’种植地区新疆伊犁3月至8月（即胡麻全生育期）的降雨量为189mm（图1B），降雨主要集中在3-5月，4月和5月降水量分别占全生育期总降水量23.81%和24.34%，此时，‘伊亚4号’正处于苗期、枞型期和现蕾期等生长阶段。‘定亚26号’种植地区甘肃定西因供电系统异常导致胡麻全生育期（4-8月）的降雨量和平均气温数据缺失，故未呈现。3个试验地的气候类型及土壤条件如表1所示：
表1 3个试验地区的气候类型及土壤条件
1.3 试验处理方法
2种保水剂和1种抗旱剂均设置4个处理浓度：对照（CK，喷施清水，即不施用保水剂或抗旱剂）、推荐剂量0.8倍、推荐剂量1.0倍、推荐剂量1.2倍。采用随机区组排列，3次重复，每个小区面积15m2（3m×5m），共12个处理。各地区主栽品种以当地常用密度进行播种（表2），行距20cm，深度2～3cm，人工开沟。播种日期及具体取样时间见表2。保水剂均在播种前拌土肥施用，抗旱剂在现蕾期或开花前叶面喷施，其它管理措施同当地胡麻种植的一般田间管理。
表2 各试验点种植品种的播种密度及取样时间
1.4 测定指标与方法
1.4.1 土壤含水量测定
分别在胡麻苗期、枞型期、现蕾期、开花期或青果期、黄熟期或成熟期等生育期采集各处理0～20cm耕层土壤，测定其土壤含水量，重复3次，采用烘干法测定土壤绝对含水量。并设苗期含水量=100%，计算各时期含水量相对值。各时期含水量相对值=（各时期原始值/苗期值）×100。
1.4.2 农艺性状测定
分别在胡麻苗期和成熟期对每个小区中的固定面积（47cm×47cm方框）或固定两行进行出苗、成株数量统计，计算出苗率和成株数。成熟期对不同保水剂和抗旱剂处理浓度下的胡麻进行农艺性状的调查：从试验小区中随机选取20株胡麻，参考《亚麻种质资源描述规范和数据标准》测定植株的株高、工艺长度、单株分枝数、单株果数、每果粒数和千粒重。‘定亚26号’成熟期因抢收原因，仅对籽粒产量进行统计分析。
1.4.3 产量测定
胡麻收获后，将各处理每次重复的胡麻分别脱粒，经过干燥和清选获得饱满、清洁的种子称重，计算小区的平均产量，并换算成每公顷产量。
1.5 数据处理
采用SPSS 26.0软件对农艺性状及产量进行ANOVA单因素方差分析、不同处理与品种间的双因素方差分析，主要农艺性状与产量的相关性分析，采用Duncan对数据进行多重比较分析（P＜0.05）。采用Excel进行图形绘制。
2 结果与分析
2.1 施用不同保水剂对胡麻生长期土壤含水量的影响
在不施加保水剂（CK）的情况下，通过比较胡麻生长期各试验点0～20cm耕作层土壤相对含水量的变化情况，发现‘坝选3号’种植点的土壤相对含水量在苗期至现蕾期下降12.36%，为各生育阶段最大降幅，随后因降雨回升，至青果期和成熟期超过苗期水平；‘伊亚4号’和‘定亚26号’种植点的土壤相对含水量自苗期开始呈持续下降趋势，其中苗期至枞型期需水量最大，两个种植点分别下降42.29%和26.44%（表3～表5）。说明胡麻生长期土壤水分快速消耗的时期主要集中于苗期至现蕾期（‘坝选3号’）或枞型期（‘伊亚4号’、‘定亚26号’），此后均未出现普遍的水分快速消耗。
表3 ‘坝选3号’不同处理和时期的土壤含水量（河北张家口）
通过比较各保水剂处理在各试验点对胡麻生长季土壤含水量的影响，发现保水剂对耕作层土壤的保水效果因地区品种、生育阶段及保水剂种类和用量而存在差异。在‘坝选3号’种植地区河北张家口，除0.8倍和1.0倍的“旱科威”在青果期和成熟期的耕作层土壤含水量低于对照外，其余保水剂处理在全生育阶段均表现出一定的保水效果，其中以1.2倍“旱科威”的保水效果最佳，其现蕾期的土壤含水量较对照（CK）提高49.14%（表3）。在‘伊亚4号’种植地区（新疆伊犁）和‘定亚26号’种植地区（甘肃定西），发现施用不同量的两种保水剂对土壤的保水效果在苗期均表现较弱，但随着生育期的推进，其保水效果则不同程度地凸现，表现为土壤含水量比其相应时期的CK高，土壤含水量降幅变缓。当施用0.8倍“海瑞达”时，‘伊亚4号’在枞型期的土壤含水量增加幅度最大，较CK提高14.85%（表4），但‘定亚26号’则在现蕾期的土壤含水量增幅最大，较CK提高8.73%（表5）。
表4‘伊亚4号’不同处理和时期的土壤含水量（新疆伊犁）
表5‘定亚26号’不同处理和时期的土壤含水量（甘肃定西）
2.2 不同保水剂和抗旱剂施用量对胡麻农艺性状的影响
不同保水剂与抗旱剂处理对各品种株高、工艺长度、单株分枝数、单株果数、每果粒数及千粒重等农艺性状的影响如图2所示。结果表明，本试验设置的保水剂或抗旱剂用量对各地主栽胡麻品种的株高、工艺长度、单株果数和出苗率均无显著影响（图2A-B，D，G），而其余性状指标在不同处理间差异较大。在‘伊亚4号’中，喷施1.0倍“旱地龙”抗旱剂可显著增加每果粒数（最高值8.60个），较CK（6.39个）提高34.59%，显著高于其他处理（P＜0.05，图2E）。1.2倍“海瑞达”和0.8倍“旱科威”显著促进‘伊亚4号’的成株数，分别达792.06万株/hm2和787.06万株/hm2，显著高于CK（600.03万株/hm2），增幅分别为32.00%和31.17%；而1.2倍“旱科威”和1.0倍“旱地龙”处理未能增加成株数，反而显著降低，降幅分别为27.47%和25.80%（图2H）。
保水剂和抗旱剂对‘坝选3号’的单株分枝数、每果粒数、千粒重及成株数等指标具有显著影响。所有处理均显著增加‘坝选3号’的每果粒数（P＜0.05），最大增幅达22.72%。各处理增加效果依次为：
1.2倍“旱科威”=1.2倍“海瑞达”＞1.0倍“旱科威”＞0.8倍“旱科威”＞1.0倍“旱地龙”＞1.0倍“海瑞达”＞1.2倍“旱地龙”＞0.8倍“海瑞达”＞0.8倍“旱地龙”（图2E）。此外，施用1.2倍“旱科威”保水剂显著增加‘坝选3号’的单株分枝数和千粒重，较CK分别提高29.82%和3.80%（图2C，F）。就成株数而言，0.8倍“旱地龙”处理效果最佳（492.69万株/hm2），较CK（414.60万株/hm2）提高18.84%，差异显著，其次为1.0倍“海瑞达”和1.2倍“旱科威”，增幅分别为11.44%和10.41%（图2H）。
抗旱剂“旱地龙”除1.0倍量对‘伊亚4号’的每果粒数和0.8倍量对‘坝选3号’的成株数有明显影响外，对其它农艺性状的影响均较弱。
注：HRD0.8-1.2、HKW0.8-1.2、HDL0.8-1.2分别表示“海瑞达”、“旱科威”、“旱地龙”的0.8、1.0、1.2倍剂量。不同小写字母表示在P<0.05水平差异显著。下同。
图2 不同浓度保水剂和抗旱剂处理下‘伊亚4号’和‘坝选3号’的重要农艺性状
2.3 施用不同保水剂和抗旱剂对胡麻籽粒产量的影响
以不同处理和品种为条件因素，采用双因素方差分析检验不同保水剂、抗旱剂处理（以下简称处理）
和品种对胡麻产量影响的交互效应。由表6可知，品种间效应极显著（P＜0.001），说明不同品种间产量存在差异；不同处理间效应不显著（P=0.419＞0.05），表明各处理对产量无显著影响；品种与处理间的交互效应显著（P=0.002＜0.05），表明不同保水剂和抗旱剂处理对产量的影响因品种而异，应针对不同品种选择适宜的处理。
表6 不同处理与品种间的交互效应
鉴于交互效应显著，进一步按品种进行简单效应分析，对每个品种分别进行单因素方差分析及多重比较，比较相同品种在不同保水剂和抗旱剂处理下的产量差异（图3）。结果表明，播前撒施1.2倍“海瑞达”或0.8倍“旱科威”保水剂均可增加‘伊亚4号’的产量，以施用1.2倍“海瑞达”保水剂的增产效果最优，产量达2344.87kg/hm2，较对照显著增产13.53%（图3A）；施用1.0倍的“海瑞达”或1.2倍“旱科威”保水剂均可增加‘坝选3号’的籽粒产量，但以1.2倍“旱科威”的增产效果最优，产量达1116.18kg/hm2，较对照显著增产18.97%（图3B）。但对于‘定亚26号’，施用不同浓度的保水剂均未表现出明显的增产效果，施用0.8倍的“旱科威”反而降低了其产量（图3C）。另外，现蕾期或开花前叶面喷施不同用量的“旱地龙”抗旱剂对3个品种的籽粒产量均无显著影响。
图3 施用不同保水剂和抗旱剂对各胡麻品种籽粒产量的影响
2.4 施用不同保水剂和抗旱剂情况下籽粒产量与重要农艺性状的相关性分析
对施用保水剂和抗旱剂能提高籽粒产量的‘伊亚4号’和‘坝选3号’两个胡麻品种，进行籽粒产量与重要农艺性状的相关性分析。结果表明：在‘伊亚4号’中，籽粒产量与出苗率、成株数呈极显著正相关，与工艺长度呈显著正相关，而与单株分枝数、单株果数、每果粒数、千粒重呈负相关（图4A）。这可能与该地区习惯采用高密度播种量种植方式以群体效应实现增产有关；在‘坝选3号’中，籽粒产量与株高、工艺长度、单株分枝数、单株果数、每果粒数、千粒重、出苗率、成株数等性状均呈正相关（图4B）。此外，在两个品种中均发现，出苗率与工艺长度，出苗率与成株数，单株分枝数与单株果数之间呈显著正相关。
注：‘伊亚4号’（A）、‘坝选3号’（B）籽粒产量与其农艺性状间的皮尔逊相关系数。‘*’表示P<0.05，相关性显著，‘**’表示P<0.01，相关性极显著。
图4 不同保水剂和抗旱剂处理下两个胡麻品种籽粒产量与其重要农艺性状的相关性分析
3 讨论
水是植物整个生命周期中不可或缺的物质，在植物不同生长阶段具有重要作用。本研究表明，不同胡麻品种的需水旺盛期为枞型期或现蕾期。此时胡麻正处于营养生长快速时期，或由营养生长向生殖生长转变的关键时期，耗水量较大，这与赵克学等[24]的研究结论一致。植物体内的水分主要源于土壤。但在干旱或半干旱地区，土壤水分亏缺是制约作物产量的关键因素。保水剂具有良好的吸水与保水能力，可增加土壤含水量，对提高作物抗旱性及促进产量具有重要作用[25]。该结果在水稻、大豆、玉米等作物中已有报道[17,26-27]。本研究中，保水剂的保水效果因地区、品种、生育阶段及保水剂种类与剂量不同而存在显著差异。在‘坝选3号’种植点，保水剂自苗期起便具有较强的保水作用；而在‘伊亚4号’和‘定亚26号’种植点，保水剂在苗期的效果相对较弱，其保水作用随生育期推进逐渐显现。枞型期和现蕾期是保水剂保水效果最显著的时期，这可能与品种及生育时期对水分胁迫的响应差异及保水剂的作用机制有关。此外，保水剂的保水效果并非随浓度增加而呈线性增加，各种植点均存在最适配比，需因地制宜筛选种类与用量。例如，施用0.8倍的“海瑞达”保水剂可有效增加‘伊亚4号’和‘定亚26号’种植地的土壤含水量，减缓土壤含水量下降，且其保水效果受地区影响较小。而施用1.2倍的“旱科威”保水剂在提高‘坝选3号’种植地土壤含水量方面效果最佳（现蕾期较CK提高49.14%），这可能归因于其对保水剂作用更敏感。因此，保水剂的使用需根据当地气候条件、胡麻生育时期及品种特征等因素综合选择适宜剂量，以达到最佳保水抗旱效果。株高、工艺长度、单株果数、每果粒数、单株分枝数、千粒重以及出苗率、成株数是评估胡麻籽粒产量的重要农艺性状[28-29]。符小发等[27]发现，大豆单株产量与单株荚数、单株粒数、生物产量、有效分枝数、百粒重、生育期及株高显著相关，且单株粒数、有效分枝数和百粒重是评价大豆材料高产潜力的重要指标。伊六喜等[30]发现胡麻种子产量受果粒数和千粒重影响，且每株果数、分枝数与种子产量呈极显著正相关；张炜等[31]研究表明胡麻单株生产力与有效分枝数、单株果数呈极显著正相关，而每果粒数和单株果数对产量影响较大。本研究中，各保水剂和抗旱剂处理对‘伊亚4号’和‘坝选3号’的出苗率、株高、工艺长度、单株果数等性状影响有限，而适宜浓度的保水剂或抗旱剂可显著影响其成株数和每果粒数。这表明，保水剂或抗旱剂可能主要作用于“保苗成株”和“籽粒建成”阶段，而非促进早期营养生长。此外，在‘坝选3号’中，最适浓度（1.2倍“旱科威”）可同时促进“株数、粒数、粒重”3个产量构成因素，产量增加亦显著（增产18.97%）。相关性分析表明，‘坝选3号’的单株分枝数、每果粒数与籽粒产量呈正相关。这说明，施用适宜量保水剂不仅可有效减缓‘坝选3号’种植地土壤含水量变化、保持土壤水分，还可能通过增加单株分枝数和每果粒数来提高其产量，具有协同增产效果，增产潜力较大。而在‘伊亚4号’中，成株数增加较为明显。施用1.2倍的“海瑞达”可显著增加其成株数，并显著增产13.53%。成株数与产量呈极显著正相关，这在一定程度上表明，适宜量保水剂可通过提高‘伊亚4号’的成株数，即增加单位面积收获株数，发挥群体效应，从而提高产量。但本研究中，所设置的保水剂或抗旱剂用量对‘定亚26号’的增产效果均不显著，可能归因于以下原因：一是本试验设置的施用量浓度处理有限，对该品种而言浓度过高或过低[18]，二是当地胡麻产量受到环境、气候等因素影响较大，轻简化施用保水剂的效果并不显著，后期需进一步探索。此外，与对照相比，开花期喷施“旱地龙”抗旱剂对3个胡麻品种促生长和增产效果均较弱，抗旱剂的喷施时期或剂量尚需进一步试验验证。
4 结论
本研究比较了不同用量保水剂和抗旱剂处理对不同地区胡麻主栽品种0～20cm耕层土壤含水量、重要农艺性状及产量的影响，结果表明适宜用量的保水剂不仅能提高土壤含水量，而且还可改善胡麻农艺性状和提高籽粒产量，其中以施用推荐剂量0.8倍的“海瑞达”对‘伊亚4号’和‘定亚26号’、1.2倍的“旱科威”对‘坝选3号’的保水效果最佳；以推荐剂量1.2倍的“海瑞达”对‘伊亚4号’、1.2倍的“旱科威”对‘坝选3号’改善农艺性状和提高产量的表现较优。
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文章摘自：贺贝，张欣融，李爱荣，马伟明，阿里别里根·哈孜太，王伟军，董海龙，朱增芳，吴佳俊，张玉雪，王丽丽，谭美莲．不同保水剂和抗旱剂对胡麻土壤含水量和产量相关性状的影响[J/OL]．作物杂志.https://link.cnki.net/urlid/11.1808.S.20260611.1253.006
