刘新红，李 莓，郭一鸣，周 兴，李 宝，范连益，曲 亮，王同华

（湖南省作物研究所，湖南省杂交油菜工程技术研究中心，湖南 长沙 410125）

油菜是我国国产植物油第一大油源，第二大饲用蛋白源，目前长江流域尚有冬闲田666.67 万hm2以上，可以用于发展油菜产业。随着农业轻简化种植方式的推进，直播油菜种植比例逐渐增大，从2008 年的27.68% 增加到2019 年的59.48%。直播油菜不需育苗和移栽，省工节本效果明显[1]，但直播油菜个体生产能力差，必需进行合理密植，通过提高群体数量才能实现增产。因此，选育优良耐密植油菜品种具有重要意义。

研究表明，收获密度是产量构成的因子之一，保证一定的收获密度才能实现高产[2]。直播油菜的根茎粗是影响油菜产量的重要农艺性状[3]。在生长过程中，油菜植株在水分、养分和空间上的个体竞争激烈，会出现个体大小不等现象，甚至会有无效株和死苗，进而引起收获密度变化[4]。不同品种的耐密性不同，对种植密度变化的缓冲能力也不一致。前人对油菜耐密性的研究一般是关注种植密度对农艺性状、产量及产量构成的影响[5-11]，对不同品种的成株率和收获密度差异及根茎粗分布规律的关注较少。基于此，笔者以2017—2018 年度长江中游区油菜新品种多点测试试验（长沙试验点）的24 个参试组合为研究对象，分析不同品种的成株率、收获密度差异，总结其根茎粗分布规律，旨在为耐密型油菜品种选育及生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为2017—2018 年度长江中游区油菜新品种多点测试试验（长沙试验点）24 个参试组合。

1.2 试验方法

每组试验均采取完全随机区组设计，3 次重复，小区面积20 m2，条播行宽2 m，行距0.33 m。2017年9 月28 日播种，3～4 叶期每行定苗27 株，全生育期管理同大田一致。收获前2 d 每小区调查第3、4、5、6 行的收获株数，并测量这4 行所有单株的根茎粗，用游标卡尺测量每一植株缩茎段的直径，计为Sn，死亡株的根茎粗记为0 mm。按Gini 系数公式求算不同油菜品种的根茎粗不等性。采用Excel 2010 软件对试验数据进行整理、计算和作图。用SPSS 19.0 软件进行相关性分析和聚类分析（组间联结法）。

成株率（%）=4 行收获株数/108×100

实际收获密度（株/667m2）=27 000×成株率

式中，108 为4 行定苗数为108 株，27 000 为试验定苗密度为27 000 株/667m2

2 结果与分析

2.1 不同油菜品种收获密度和根茎粗分析

统计结果显示，收获密度、成株率、根茎粗、总株（成活株+死亡株，下同）根茎粗Gini 系数、成活株根茎粗Gini 系数和小区产量的变异系数分别为9.59%、9.59%、8.45%、26.86%、12.59% 和7.50%，除根茎粗Gini 系数的变异系数在10%以上外，其余性状的变异系数均小于10%。其中，总株根茎粗Gini系数的变异系数（26.86%）＞成活株根茎粗Gini 系数的变异系数（12.59%），说明各品种通过自疏造成小苗死亡，既降低了成活株的根茎粗不等性，又缩小了各品种的主茎粗细不等性差异。各品种因自疏而发生个体死亡，导致成熟期各小区的成株率及收获密度存在差异。

由表1 可知，各参试品种实际收获密度为1.85万～2.70 万株/667m2，平均值为2.35 万株/667m2；其成株率为68.33%～100.00%，平均值为87.22%，其中A19、A22、A14 等13 个品种的收获密度高于平均值，A9、A21、A1 等11 个品种的收获密度低于平均值；根茎粗Gini 系数（计死亡株）的平均值为0.28，高于成活株的根茎粗Gini 系数的平均值（0.16）；参试品种小区产量变幅为4.28 ～ 5.78 kg，平均值为5.16 kg。

2.2 不同收获密度品种的根茎粗粗细分布特征

2.2.1 不同收获密度品种的聚类分析 利用收获密度进行系统聚类分析（相似尺度用欧氏距离，聚类方法用离差平方和（WARD），在5 分类距离上可将24 个油菜品种分为5 类，系统聚类结果如图1 所示，聚类结果列于表2。由图1和表2可知，品种A9属于第Ⅰ类，其成株率≤70%，收获密度≤1.90 万株/667m2；A1、A16、A7、A24、A21 这5 个品种属于第Ⅱ类，其成株率为70%～80%，收获密度为1.90 万～2.20 万株/667m2； A15、A23、A11、A12、A8 这5 个品种属于第Ⅲ类，其成株率为80%～86%，收获密度为2.20 万～2.40 万株/ 667m2；A6、A13、A17、A20、A4、A5、A18、A2、A3 这9 个品种属于第Ⅳ类，其成株率为86%～96%，收 获 密 度 为2.40 万～2.60 万 株/667m2；A10、A14、A19、A22 这4 个品种属于第Ⅴ类，其成株率高为96%～100%，收获密度为2.60 万～2.70 万株/667m2。

2.2.2 不同品种根茎粗粗细分布特征 为比较油菜空间竞争对植株粗细不等性的影响，取聚类分析两端的品种进行根茎粗分布特征研究，分别为第Ⅰ类别中的A9（成株率68.33%，收获密度1.85 万株/667m2，小区产量为5.445 kg，排名第5）、第Ⅴ类别中的A19 （成株率100%，收获密度2.70 万株/667m2，小区产量为5.424 kg，排名第7）。

由图2 可知，品种间的总株根茎粗Gini 系数差异显著（P ＜0.05），品种A9 显著高于A19，2 个品种成活株的根茎粗Gini 系数相当。如图3 所示，记死亡株时，A9 的根茎粗为L 型分布，A19 的根茎粗为正态分布。如图4 所示，只记成活株时，A9、A19 根茎粗均为正态分布。

2.3 不同品种收获密度与根茎粗标准差相关性

表1 参试油菜品种收获密度及根茎粗

对油菜收获密度与根茎粗Gini 系数、产量进行相关性分析，结果显示，收获密度与总株（成活株+死亡株）根茎粗Gini 系数呈极显著负相关，相关系数为-0.864；收获密度与成活株根茎粗Gini 系数呈正相关，但相关性不显著，相关系数为0.156；收获密度与小区产量呈正相关，但相关性也不显著，相关系数为0.303。这表明在试验定苗密度条件下，收获密度越大的品种，种内竞争越弱，根茎分布越均匀；反之则种内竞争越强，根茎分布越不均匀。

图1 不同油菜品种收获密度聚类分析

表2 参试油菜品种收获密度聚类划分

图2 A9、A19 根茎粗的Gini 系数对比

3 小结与讨论

针对油菜生产需求发生的改变，各育种单位品种比较试验的留苗密度由1.00 万～1.20 万株/667m2提升到2.50 万～3.00 万株/667m2，以开展耐密油菜品种选育。油菜密度的增加必然加剧种群内竞争，从而导致油菜收获密度及油菜根茎粗的变化。因此开展相同密度条件下不同油菜品种收获密度及根茎粗分布差异的研究具有重要的现实意义。Gini 系数是国际上通用的、用以衡量一个国家或地区居民收入差距的常用指标，油菜的根茎粗从本质上说是油菜个体的空间“收入”，该研究引用Gini 系数用以反映油菜群体根茎粗不等性具有一定科学意义。

图3 A9、A19 总株根茎粗频数分布

研究表明，直播条件下播种量对油菜收获密度和成株率影响显著[12-13]。试验结果表明，在特定播种密度下，不同基因型油菜品种的实际收获密度为1.85 万～ 2.70 万株/667m2，即成株率为68.33%～100.00%，成株率变异系数为9.59%，Gini 系数为0.16～0.42，Gini 系数变异系数为26.86%。这表明不同油菜品种的收获密度及根茎粗不等性变异程度较高。这种差异可能是由品种的群体竞争能力所导致的。

图4 A9、A19 成活株根茎粗频数分布

前人研究植株大小不等性与种内竞争强度变化的关系时发现，在种内竞争强度弱时，种群内个体大小呈正态分布，当种内竞争强度大时，种群内大小呈现出由许多较小个体和少数较大个体形成的“L”型分布[14-16]。该试验对小区产量相当但收获密度差异较大的品种A9 和A19 进行研究，发现收获密度小的品种A9 根茎粗分布离散，表现为“L”型分布，而成活株根茎粗分布均匀，表现为正态分布；收获密度大的品种A19，其总株和成活株的根茎粗分布均较均匀，均表现为正态分布。这说明2 个品种的种内竞争强度不同，相同密度下光竞争策略不同，前期A9 种内竞争强度较大，通过自疏降低收获密度，保持成活株个体的优势，以形成新的群体平衡。而A19 的种内竞争较弱，主要通过弱化个体维持群体密度以保持群体平衡。

相关分析表明，参试组合的收获密度与根茎粗Gini 系数呈极显著负相关。这说明在一定程度上油菜的收获密度能反映油菜的竞争能力，在试验定苗密度条件下，收获密度越大的品种，种内竞争越弱，根茎分布越均匀；反之则种内竞争越强，根茎分布越不均匀。A9 和A19 的根茎粗分布规律也证实了这一点。现代育种倾向于选择弱竞争力的群体，以获得群体优势[17-20]。以上结果表明，收获密度能有效反映群体竞争力，可作为油菜耐密性评价的参考指标。另一方面，A9 和A19 这2 个品种收获密度差异较大，但是小区产量相当。相关分析也表明收获密度与产量并无显著相关性，这与陈碧云等[21]的研究结论一致。因此耐密植品种必须兼顾耐密性和高产性。

试验只研究了当前品比试验密度下油菜收获密度的差异及对根茎粗分布特征的影响，对特定密度下油菜的群体表现进行初步探讨，后续试验将进一步研究不同密度梯度下油菜收获密度的变化及其与株高、分枝部位、主花序长、主花序角果数、单株有效角果数、千粒重等重要农艺性状的相关性，研究种内竞争对油菜产量和品质的影响。