淺談油菜機(jī)械化生產(chǎn)及安徽國豪新品種選育推廣進(jìn)程

韓仁長，黃冠，余洪根，鄭產(chǎn)宏，朱興奇，丁龍，陳世春，李豆豆

（安徽國豪農(nóng)業(yè)科技有限公司，安徽合肥 230088）

油菜（Brassica napusL.）又名油白菜，苦菜，為十字花科、蕓薹屬植物，原產(chǎn)我國，主要分布在安徽、湖北、湖南、四川等地，是我國重要的油料作物，常年種植面積約666.67萬公頃，是人們生活中不可或缺的食品原料之一。我國的油菜種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位[1]。油菜產(chǎn)業(yè)屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，而我國勞動生產(chǎn)力成本逐年提高，傳統(tǒng)的小農(nóng)生產(chǎn)模式極大地阻礙了我國油菜走向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的步伐，油菜生產(chǎn)機(jī)械化程度較低已經(jīng)成了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸[2-3]，因此推動我國油菜生產(chǎn)從勞動密集型向機(jī)械化高效生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成為了當(dāng)務(wù)之急。機(jī)械化生產(chǎn)對油菜特性要求的研究成為我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點關(guān)注的方向之一。

1 國內(nèi)外油菜機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 國外

澳大利亞、歐盟、加拿大等發(fā)達(dá)國家油菜種植已實現(xiàn)全程機(jī)械化，油菜機(jī)械化收獲率幾乎達(dá)到100%[3-4]。據(jù)統(tǒng)計，加拿大油菜產(chǎn)量大約為其消費(fèi)量的2倍，其出口量約為全世界總出口量的60%[5]，如此巨大的出口量依賴于油菜生產(chǎn)高度機(jī)械化。

1.2 我國

我國油菜生產(chǎn)仍屬勞動密集型，用工約150～180人/hm2，用工成本占油菜生產(chǎn)總成本的45%以上。造成油菜機(jī)械化水平較低的主要原因就是油菜本身具有無限花序、分枝多、且開花和角果成熟時間不一致、成熟時角果易裂開等特點[6]。我國開始實施油菜生產(chǎn)機(jī)械化的時間晚，機(jī)械化技術(shù)發(fā)展滯后，機(jī)械化作業(yè)水平低下[3，7]。據(jù)統(tǒng)計，2012年我國油菜機(jī)械化聯(lián)合收割、機(jī)械化分段收割及人工與機(jī)械化結(jié)合分段收獲的油菜面積分別占油菜總收獲面積的6.7%、4.7%和6.2%；總體機(jī)械化收獲水平僅達(dá)14.5%[4]。

我國油菜主產(chǎn)區(qū)油菜收獲時氣溫高，油菜角果易開裂；油菜種植面積大但規(guī)模小，地形限制大；長期以來對油菜機(jī)械化特性關(guān)注度低，忽略了品種對機(jī)械化作業(yè)的適應(yīng)性；植株上下分枝角果成熟度不同；機(jī)械化用具性能落后、作業(yè)效率低下[4，8-10]等因素制約著我國油菜產(chǎn)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程。

2 機(jī)械化生產(chǎn)對油菜品種性狀的要求

適合機(jī)械化生產(chǎn)的油菜品種在優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的基礎(chǔ)上要求具有以下主要性狀：株型緊湊、株高適中（160 cm左右）、花期集中、成熟期相對一致、早熟性突出、耐遲播、抗病性好、抗倒伏、籽粒大、耐裂角、主枝結(jié)角多和分枝短等[11-14]。

2.1 植株緊湊，株高適中

油菜機(jī)械化收割要求油菜品種具有半矮稈，植株高度約160 cm左右。如植株高大，進(jìn)入收割機(jī)內(nèi)的油菜枝葉稈屑過多，易導(dǎo)致清選篩面堵塞，降低機(jī)收效率。目前，油菜機(jī)械化收獲時清選分離損失率占到了總損失率的20%～30%，這一損失率的高低和油菜植株高矮成正相關(guān)。

2.2 花期集中，角果密度大

油菜為無限花序，花期越集中，角果成熟越趨一致。角果層集中度越高，單株成熟一致性越好，機(jī)械收獲損失率越低。

2.3 成熟期相對一致，早熟性突出

油菜黃熟期至完熟期時成熟度為85%～95%，此時籽粒飽滿，種皮色澤好，粒重和含油率較高，且易于脫粒，機(jī)械損失小，最適宜機(jī)械收獲。但機(jī)械收獲最佳期比人工適宜收獲期推遲5～7 d，不利于后茬作物田間安排，因此宜機(jī)收油菜品種應(yīng)具備早熟特性。

2.4 耐遲播

同一品種在一定的播期內(nèi)適當(dāng)晚播，相對抗病、抗倒性會增強(qiáng)，而且植株株高會相對降低，更加適合機(jī)械化收割。

2.5 抗病、抗倒伏

機(jī)械化種植密度大，田間通風(fēng)透光性差，增加了發(fā)病概率，由于感病植株早黃熟，角果易炸裂，增加了機(jī)械收獲時的損失率。

油菜如出現(xiàn)倒伏，不但會影響機(jī)收效率，而且由于下層油菜光照差成熟時間晚，使上下層油菜成熟不一致，增加機(jī)收不利因素。

2.6 角果籽粒數(shù)多、不易裂角

在同樣條件下角果粒數(shù)每增加1粒，油菜產(chǎn)量增加5%，機(jī)械化收獲實踐也證明角粒數(shù)多的油菜品種，機(jī)械損失率較低。角果的易開裂程度影響著收獲時的損失率。易裂果的油菜品種在機(jī)械化收獲時，由于機(jī)械外力拉扯、震動等因素導(dǎo)致角果破裂，灑落要比耐裂果的油菜品種高。因此易裂果的油菜品種機(jī)械收獲損失率大于耐裂果的油菜品種。

2.7 主枝結(jié)角多、分枝短

適合機(jī)械收獲的油菜品種須分枝短、分枝上挺，這樣就能減少油菜相互間的纏繞和交叉，減少收獲時由于相互拉扯而造成的損失。

油菜在直播及密植栽培模式下，植株分枝數(shù)減少，分枝長度變短。從多年實踐看，適合油菜機(jī)械化收割的種植方式為直播，密度要求70～85株/m2。這就要求適合機(jī)械收獲的油菜品種必須適合直播。在高密度種植情況下產(chǎn)量有保障，不會出現(xiàn)抗倒性、抗病性變差的情況。據(jù)多年研究和種植觀察，角果密度大的油菜品種具備耐直播、耐密植的特性。

3 油菜適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)的特性的研究進(jìn)展

3.1 株型

在油菜株型方面，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所王漢中研究員團(tuán)隊等[15]通過60kSNP芯片分析了333份材料的株高、初分枝高度及分枝數(shù)等性狀，共得到34292個SNP標(biāo)記，分別篩選出了7、4和5個控制株高、初分枝高度和分枝數(shù)的位點；認(rèn)為A02染色體上的BnRGA和BnFT是控制株高的主要候選基因；A07染色體上的BnLOF2和BnCUC3對于分枝數(shù)有著重要影響。結(jié)合SNP芯片及RNA-seq技術(shù)。西南大學(xué)錢偉等[16]利用327份材料獲得了在C03染色體上控制分枝數(shù)的新位點，并認(rèn)為BnaC03g63480D為分枝數(shù)的關(guān)鍵候選基因。該研究為油菜理想株型的選育提供重要參考。

3.2 抗病性

近年來由菌核（Sclerotinia sclerotiorum）和根腫菌（Plasmodiophora brassicae）引起的菌核病、根腫病的蔓延嚴(yán)重影響了油菜生產(chǎn)。加拿大曼尼托巴大學(xué)（University of Manitoba）的 Arvind H．Hirani等[17]首次報道了在不同的群體中存在共同的抗菌核病的QTL。種間雜交是改良作物的一種有效方式，尤其對獲得種群內(nèi)缺失的性狀有重要價值。我國甘藍(lán)型油菜中缺少根腫病有效的抗原，張椿雨等[18]通過遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)，結(jié)合回交等手段獲得了農(nóng)藝性狀良好的具有抗根腫病的BC2株系并通過GISH、BAC-FISH和AFLP等技術(shù)分析了回交后代的遺傳特征，為我國的抗根腫病育種提供了優(yōu)良種質(zhì)材料。

3.3 角果籽粒數(shù)

角果籽粒數(shù)是影響產(chǎn)量的另一個重要的農(nóng)藝性狀。不同的油菜種質(zhì)之間在角果籽粒數(shù)方面有著較大變異。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所王漢中研究員等[19]首次系統(tǒng)分析了角果籽粒數(shù)自然變異的遺傳及細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。結(jié)果表明，角果籽粒數(shù)自然變異主要是受母體效應(yīng)控制，通過對F1代的分析，得知角果籽粒數(shù)主要由父母本的一般配合力決定。該研究為進(jìn)一步了解相關(guān)的角果籽粒數(shù)自然變異的機(jī)制奠定了堅實的基礎(chǔ)，也利于油菜高產(chǎn)品種的培育。

3.4 油菜機(jī)械化品種的選育成果

岳緒國[20]等選用親緣關(guān)系遠(yuǎn)、地理相距大、目標(biāo)性狀突出且優(yōu)缺點互補(bǔ)的材料為親本，進(jìn)行雜交。在后代選擇中，成功選育出適合機(jī)械化作業(yè)的油菜新品種鎮(zhèn)油5號，融高產(chǎn)、早熟、優(yōu)質(zhì)、含油量高、耐遲播于一體的具有廣適性的油菜新品種。

浦惠明等[21]以細(xì)胞質(zhì)雄性不育系寧A7為母本、恢復(fù)系05N336為父本育成的甘藍(lán)型雙低油菜新組合寧雜21號，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、株高適中、含油量高、株型緊湊，十分有利于機(jī)械收獲。

諶國鵬等[22]選用312B與中雙9號雜交，針對機(jī)械化生產(chǎn)需求，選育了適宜機(jī)械化生產(chǎn)的油菜保持系漢3B及細(xì)胞質(zhì)雄性不育系漢3A，并利用漢3A配制篩選了一批適宜機(jī)械化生產(chǎn)的優(yōu)勢油菜新組合。總結(jié)出不育系的選育是機(jī)械化雜交油菜品種選育的關(guān)鍵。

孟倩[23]在篩選適合于機(jī)械化收獲的油菜品種研究中，對6個油菜品種在3種密度和2個播期下進(jìn)行大田種植，結(jié)果表明雜油58在60萬株/hm2密度下產(chǎn)量最高。

關(guān)周博等研究了適宜機(jī)械化栽培的甘藍(lán)型油菜農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性及耐密油菜育種，為選育耐密種植，適合輕簡化收獲的油菜提供理論基礎(chǔ)[24]。

4 安徽國豪適宜機(jī)械化生產(chǎn)的油菜新品種選育推廣

4.1 著手農(nóng)藝性狀，農(nóng)藝農(nóng)機(jī)相結(jié)合

油菜全程機(jī)械化涉及到品種、種植密度、種植方式、栽培措施等，針對這些公司近幾年開展了不同油菜新品種機(jī)械化作業(yè)的篩選，同一品種不同種植密度、方式的篩選，結(jié)合油菜秸稈粉碎還田對下茬作物影響的研究，結(jié)合不同栽培措施與機(jī)械化相融合的效果，不斷探索現(xiàn)有栽培條件下，適合長江流域油菜機(jī)械化生產(chǎn)的新路子。

4.2 公司科研取得的進(jìn)展

通過公司科研人員幾年的努力并與專業(yè)合作社及農(nóng)機(jī)大戶共同試驗，取得了一定的成果。①篩選出了一批上下角果成熟一致、枝干交叉少、矮稈、耐密植、裂莢性好的早熟抗倒油菜新品種徽豪油12、大地199、豪油58等。②油菜機(jī)械化生產(chǎn)推廣油菜撒播方式直播，有效解決之前密度問題帶來的產(chǎn)量問題，并有效降低了生產(chǎn)成本，使大戶大面積種植油菜成為可能。③油菜機(jī)收與秸稈還田效益共同探索研究，油菜花葉秸稈同時還田，增加了土壤有機(jī)質(zhì)，使板結(jié)的土壤得到修復(fù)，提供了下茬作物的產(chǎn)量水平，達(dá)到了用地養(yǎng)地的功效。

5 小結(jié)

推進(jìn)油菜生產(chǎn)機(jī)械化是油菜種植發(fā)展的方向，我國油菜育種主要是致力于高產(chǎn)、高油、多抗、優(yōu)質(zhì)及雜種優(yōu)勢的利用。在指標(biāo)設(shè)計上主要追求產(chǎn)量、抗性、含油量、優(yōu)質(zhì)[25]，忽略了油菜品種對機(jī)械化作業(yè)的適應(yīng)性。加上我國油菜生產(chǎn)規(guī)模小，農(nóng)村勞動力不足，勞動生產(chǎn)率低[26]，這些因素都大大阻礙了油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。今后要將油菜品種特性等農(nóng)藝性狀、栽培技術(shù)與機(jī)械農(nóng)機(jī)性能相結(jié)合，在品種改良、栽培模式、農(nóng)機(jī)設(shè)計上開展系統(tǒng)聯(lián)合攻關(guān)，大力推進(jìn)油菜生產(chǎn)機(jī)械化，為我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。