山區(qū)油菜“稀植套種”高產(chǎn)高效機理初探

趙運成 楊雪 陳暢

摘要：以中油雜12號油菜品種為材料，通過在株間套種芥菜，比較山區(qū)油菜稀植凈作（T1）和稀植套種（T2）2種不同的種植方式對于群體葉面積指數(shù)、冠層透光率、油菜單株干物質(zhì)量、產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響。結(jié)果表明，稀植套種對于油菜株高、莖粗影響較小，且對油菜的正常生長發(fā)育進程影響也較小，但可以提高群體葉面積指數(shù)、降低群體透光率;該種植方式下的油菜收獲產(chǎn)量雖低于凈作，但綜合芥菜的產(chǎn)出，該模式可增收4 762.2元/hm2，具有良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：油菜;稀植凈作;稀植套種;產(chǎn)量;經(jīng)濟效益

中圖分類號：S634.304?? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）12-0100-03

恩施土家族苗族自治州（以下簡稱恩施州）位于湖北省西南山區(qū)，氣候濕潤，年均降水量在 1 400 mm 左右，冬季平均氣溫在0 ℃以上，可滿足油菜的正常生長需求[1]。其境內(nèi)多山地，地勢高低不平，且由于城鎮(zhèn)化的發(fā)展，外出務(wù)工人數(shù)逐年上升[2]，導致油菜生產(chǎn)勞動力短缺，油菜種植積極性受到影響。因此，省工、高產(chǎn)的稀植栽培逐漸發(fā)展起來，油菜稀植栽培技術(shù)是由楊良金在1998年提出，是一種將密度降低為 3萬～6萬株/hm2，并配合良種獲得高產(chǎn)的種植模式，具有省工、高產(chǎn)、高經(jīng)濟效益等優(yōu)點[3-4]。但是由于油菜生育期較長，苗期生長緩慢，稀植苗期土地覆蓋面積小，會造成光熱資源的浪費[5]，因此有必要發(fā)展配套的栽培技術(shù)以充分利用苗期浪費的資源。而間套種技術(shù)通過一定的種植結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理搭配2種作物不同生育期，可使群體截獲更多光能[6]，合用凈作浪費的各類資源，增加單位土地面積的產(chǎn)出，提高經(jīng)濟收入[7]。前人研究表明，小麥+春玉米+夏玉米形成的多熟間套作模式產(chǎn)量要比傳統(tǒng)的冬小麥—夏玉米兩熟模式增產(chǎn)18%～22%[8];玉米間作魔芋的產(chǎn)值可達34 860元/hm2，同時可以顯著提高玉米產(chǎn)量[9];對于油菜間套種的研究表明，油菜∥蠶豆間作，油菜可增產(chǎn)16%～45%，蠶豆可增產(chǎn)12%～26%[10]。目前間套種研究多針對玉米、小麥等，對于油菜的間套種技術(shù)研究比較欠缺。本試驗以稀植為基礎(chǔ)，在油菜株間套種芥菜，研究凈作與套種對于油菜生長及經(jīng)濟效益的影響，為該模式在山區(qū)的推廣改良提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試油菜品種為甘藍型油菜品種中油雜12號，由中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所提供;套種芥菜品種為“巴渝”牌圓大頭根用芥菜（下簡稱芥菜）。

1.2 試驗地概況

試驗于2016年和2017年在湖北省恩施州宣恩縣板遼村（29°48′16.7″N，109°31′50.9″E，海拔635 m，以下簡稱宣恩）試驗基地進行。試驗前取耕作層（0～20 cm）土壤樣品測試其理化性質(zhì)，土壤pH值為7.1，全氮含量為1.41 g/kg，全磷含量為 0.82 g/kg，全鉀含量為20.16 g/kg。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)油菜稀植凈作（T1）、稀植套種（T2）2個處理，各處理重復3次，共6個小區(qū)，每小區(qū)面積為60 m2，隨機排布。油菜為寬窄株距種植，其中寬株距為1.4 m，窄株距為0.6 m，密度為1.2萬株/hm2，芥菜套種于株間（圖1），套種密度為4.8萬株/hm2。試驗地四周設(shè)置保護行，除種植方式外，其余田間管理措施相同。在種植前3 d均采用除草劑封閉除草（1 hm2 噴施 2.25～3.00 L 20%敵草胺乳油和750 mL水的混合液），純氮用量為240 kg/hm2，磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）用量均為 110 kg/hm2，硼肥用量9 kg/hm2，另施600 kg/hm2充分發(fā)酵后的菜籽餅作有機肥;磷、鉀、硼肥和有機肥均作基肥一次性施用，氮肥按照基肥 ∶ 苗肥 ∶ 臘肥=5 ∶ 2 ∶ 3的質(zhì)量比施入。初花期后7～10 d用50%多菌靈可濕性粉劑加水稀釋至 500～1 000倍液噴灑植株中下部以防治菌核病。

油菜于2016年9月5日在苗床播種，10月2日移栽到試驗田，2017年5月5日收獲;芥菜于2016年9月16日育苗，10月15日移栽，2017年2月10日收獲。收獲時所有小區(qū)計實際產(chǎn)量。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 不同生育期內(nèi)油菜形態(tài)指標的測定 在油菜全生育期內(nèi)，每隔1個月左右對油菜進行取樣調(diào)查，取樣時要注意選取可以代表小區(qū)長勢的油菜各5株，對其形態(tài)指標如株高、莖粗等進行測量;并將其分為根系與地上部分（莖稈、葉、花、角果），裝于網(wǎng)袋中密封，分別在105 ℃下殺青30 min后80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定干物質(zhì)量。

1.4.2 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定 在成熟期于每個小區(qū)選擇有代表性的地段連續(xù)取樣5株，置于掛藏室后熟風干后，按照油菜考種標準考種。測定各株油菜株高、莖粗、分枝數(shù)、每角粒數(shù)（從主花序的上、中、下部隨機取10個角果，上、中、下部1次分枝中部隨機取15個角果，測得總粒數(shù)求平均值）等性狀。脫粒后稱量各部分籽粒質(zhì)量，計算千粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量，各小區(qū)單獨收獲，測定小區(qū)實收產(chǎn)量并折算成單位面積產(chǎn)量。

1.4.3 群體透光率及葉面積指數(shù)的測定 使用LAI-2000植物冠層分析儀（LI-COR公司，美國）測定各關(guān)鍵生育期（苗期、蕾薹期、花期、角果期、成熟期）油菜群體透光率和葉面積指數(shù)（leaf area index，簡稱LAI）。測量時盡量避免陽光直射，先將探頭置于冠層上方，保持探頭上的氣泡水準器水平，按下測定按鈕，2聲蜂鳴后將探頭放入群體內(nèi)距地面一定高度位置上，仍需保持氣泡水準器水平，按下測定按鈕，聽到2聲蜂鳴后選擇冠層內(nèi)同一高度不同位置進行測量，本試驗測定距地面10 cm和30 cm處透光率。各小區(qū)測定5次，取平均值。

1.4.4 經(jīng)濟效益分析 試驗過程中分別記錄用工成本（育苗、整地、除草等的用工成本）、物資（農(nóng)藥、化肥等）成本，各種種植方式的收獲方式為人工收獲，記錄所需人數(shù)并折算為單位面積用工數(shù)，將所有菜籽實測計產(chǎn)，并按照收獲時當?shù)夭俗咽召弮r格計算經(jīng)濟效益。

1.5 統(tǒng)計與分析

使用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)，Sigma Plot 12.5作圖，R軟件統(tǒng)計分析試驗數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式對群體透光率的影響

透光率指光線透過作物照射到地面的光照度，透光率的值反映了作物群體結(jié)構(gòu)和作物對光能的利用。如圖2所示，各高度處透光率隨油菜的生長逐漸下降，即群體截獲的光能逐漸上升。花期之前，T1、T2透光率差距較大，在苗期，距地面10 cm處，T2由于套種芥菜，透光率比T1低20.8%;距地面30 cm處，由于苗期植株矮小，導致透光率比10 cm高，但T2仍低于T1約10.8%，說明T2可以利用更多的光能;在蕾薹期，此時芥菜已經(jīng)收獲，且越冬期后油菜生長迅速，T1的透光率仍高于T2，在10 cm處比T2高16.9%，30 cm處比T2高15.6%;花期后，角果期至成熟期，T1透光率低于T2，成熟期10 cm處T1低于T2約9.2%，30 cm處T1低于T2約6.8%，各處理間透光率差異不明顯。

2.2 不同種植方式對群體葉面積指數(shù)的影響

本試驗中的LAI數(shù)據(jù)由LAI-2000植物冠層分析儀測得，在2017年2月14日前，T2的LAI中包含部分芥菜的葉面積指數(shù)，芥菜收獲前的LAI大小為T2>T1（圖3），其中12月21日測得T2與T1 LAI值的差距最大，為0.37。2處理的LAI在整個生育期變化趨勢相似，均為先上升后下降，1月23日（越冬期）前LAI增加較緩慢，之后逐漸加快，至3月15日（花期）LAI達到最大值，T1、T2分別為4.22、4.66，且在花期及之前均表現(xiàn)為T2>T1，2處理最大的LAI差為0.45，出現(xiàn)在蕾薹期（2月14日）;花期后2處理的LAI均迅速下降，在4月11日（角果期）T1略大于T2，至5月4日（成熟期）2處理LAI均達到最小值。由此可見，T2處理可以提高群體葉面積指數(shù)，為群體產(chǎn)量的形成奠定基礎(chǔ)。

2.3 不同種植方式對油菜單株干物質(zhì)量的影響

油菜干物質(zhì)積累進程可直觀反映出油菜生長發(fā)育的強弱能力。栽培措施通過作用于作物的干物質(zhì)積累過程而影響其生長發(fā)育，進而決定產(chǎn)量的高低。由圖4可知，2處理干物質(zhì)

量變化趨勢相同，即苗期至蕾薹期干物質(zhì)積累速度緩慢且積累量少，蕾薹期至花期由于營養(yǎng)生長與生殖生長共存，營養(yǎng)器官旺盛生長，導致干物質(zhì)積累較快，角果期至成熟期干物質(zhì)積累緩慢，成熟期達最大值。在苗期，T1、T2單株干物質(zhì)量分別為49.27、52.38 g，T2略高于T1，在蕾薹期T2比T1高 26.94 g，但在花期及之后均為T1>T2，花期、角果期、成熟期T1分別比T2高48.41、59.65、77.74 g;T1處理下油菜整個生育期總干物質(zhì)量為 2 538.61 g，T2為2 382.86，T1比T2多6.54%。

2.4 不同種植方式對油菜產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響

由表1可知，T1的株高、分枝角果數(shù)、小區(qū)產(chǎn)量均高于T2，其中T1小區(qū)產(chǎn)量比T2高4.43%，但差異不顯著。2處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素（每角粒數(shù)、千粒質(zhì)量和單株角果數(shù)）及產(chǎn)量表現(xiàn)為T2每角粒數(shù)比T1多1.5粒，增幅為 7.35%，差異不顯著;T1質(zhì)量比T2高0.93g，增幅為 23.19%，差異顯著;T2單株角果數(shù)比T1多320個，增幅 10.23%，差異顯著;T1單株產(chǎn)量比T2高26.83 g，增幅 8.99%，但差異不顯著。T2雖在主序角果數(shù)和每角粒數(shù)上占優(yōu)勢，但分枝角果數(shù)和千粒質(zhì)量低于T1，導致單株產(chǎn)量、小區(qū)產(chǎn)量低于T1。

2.5 不同種植方式經(jīng)濟效益對比

由表2、表3可知，生產(chǎn)成本為T2>T1，主要因為T2（稀植套種）在芥菜育苗、移栽、田間管理方面需要占用部分勞動力，導致生產(chǎn)成本較T1增加4 200元/hm2，增幅為44.44%。T1油菜產(chǎn)量比T2增加127 kg/hm2，增幅為4.41%;油菜收益增加685.8元/hm2，增幅為4.41%。T2純收益比T1增加4 762.2元/hm2，增幅為70.21%。因此，稀植套種的油菜產(chǎn)量雖然低于稀植凈作，但綜合計算套種作物收益后，該模式經(jīng)濟效益要高于稀植凈作。

3 討論與結(jié)論

傳統(tǒng)單作種植模式需要消耗大量的自然資源、人力物力投入才能得到產(chǎn)量的提高，而大量研究表明，以間套種為代表的復合種植模式可延續(xù)農(nóng)田的可持續(xù)性，保證作物的產(chǎn)量，并獲得一定的經(jīng)濟效益。車江旅等在甘蔗套種大豆的研究中發(fā)現(xiàn)，兩者搭配種植，可形成高低不同的垂直結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出多功能甘蔗復合群體，比單作甘蔗增產(chǎn)11.9%[11]。李文學研究得出，小麥、蠶豆可通過間套作提高籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，擴大綠色覆蓋面積[12]。本試驗結(jié)果表明，稀植套種可提高群體的葉面積指數(shù)，減少苗期油菜群體的透光率，與凈作相比，可減少約20%的透光率，即提高光能截獲率，而稀植套種處理下油菜的生長發(fā)育進程與凈作相比并未受影響，油菜的株高、莖粗、干物質(zhì)量等差異不明顯。對于產(chǎn)量構(gòu)成要素而言，稀植套種可增加單株總角果數(shù)和主序角果數(shù)，與稀植凈作相比，分別增加了10.2%和16.9%，但千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量略有減少，與稀植凈作相比，分別減少了18.8%和8.3%，導致最終實測產(chǎn)量比稀植凈作低127.5 kg/hm2，產(chǎn)量差異未達到顯著水平。在投入、產(chǎn)出方面，稀植套種所耗費的人工成本比稀植凈作多4 200元/hm2，套種生產(chǎn)成本高于凈作。由于套種可收獲一季芥菜，且不影響收獲后油菜的生長，使得稀植套種的最終經(jīng)濟效益高于稀植凈作，可比凈作增收4 762.2元/hm2。

綜上所述，稀植套種可提高冠層光能截獲率，增加群體葉面積指數(shù)，充分利用油菜苗前期浪費的光熱資源，油菜產(chǎn)量雖略低于凈作，但結(jié)合芥菜的產(chǎn)量后，其經(jīng)濟效益遠高于稀植凈作，在山區(qū)有一定的推廣價值。

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