晚播和播量對油菜農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

張杏燕，宋 波，李德富，郭永華，董軍剛

(西北農(nóng)林科技大學 農(nóng)學院,陜西楊凌 712100)

油菜是中國重要的油料作物之一，具有種植地域廣、用途多樣、發(fā)展?jié)摿Υ蟮忍匦訹1]。但中國油菜存在種植密度低、單產(chǎn)低的問題：加拿大、歐盟種植密度在45萬～60萬株/hm2以上，中國為15萬～30萬株/hm2；歐盟產(chǎn)量約3300kg/hm2，中國為2200kg/hm2。這些問題導致中國油菜生產(chǎn)成本高、效益低，產(chǎn)量供不應(yīng)求，大約60%需要從國外進口。因此，大力發(fā)展油菜、提高油菜產(chǎn)量對保障我國食用油市場安全具有重要意義[2-3]。

近年來，隨著農(nóng)村勞動力的短缺和生產(chǎn)成本的增加，傳統(tǒng)人工種植油菜方式難以適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展需求，油菜生產(chǎn)費時費工，發(fā)展油菜全程機械化生產(chǎn)特別是機械化收獲將成為必然選擇。機械收獲要求油菜品種具有耐密、抗倒、株高適中、株型緊湊、結(jié)角層集中、成熟度一致等特性[4-5]。傳統(tǒng)油菜品種株型高大，不適宜機械化操作，而適當晚播可使油菜株高降低、分枝數(shù)減少，同時也可減輕病蟲害的發(fā)生，有利于機械化收獲[6-8]。在長江流域油菜主產(chǎn)區(qū)，由于水稻茬口延遲，整地需求等致使直播油菜播期顯著推遲。有研究認為，播期推遲導致油菜生育期縮短，個體生長量減小，但增加密度群體優(yōu)勢顯著，高密度適期晚播下植株變矮、分枝高度增加、分枝減少且集中處于上部，有利于機械化收獲[9-11]。目前，大多數(shù)對于油菜晚播的報道均是針對傳統(tǒng)大株型品種，而未對耐密、抗倒品種進行研究。關(guān)于密度對油菜產(chǎn)量的影響研究較多，但很少考慮播量因素，播量通過影響油菜的生長發(fā)育來調(diào)節(jié)群體密度，進而協(xié)調(diào)個體與群體生長之間的矛盾。因此，本試驗以西北農(nóng)林科技大學培育的高產(chǎn)、抗病、抗倒、株高較矮、適宜機械化種植的新主推品種‘陜油28’和傳統(tǒng)高大株型主推品種‘秦優(yōu)7號’為試驗材料，研究晚播條件下播量對油菜生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，為油菜機械化生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及設(shè)計

以甘藍型油菜新品種‘陜油28’和當?shù)刂髟缘摹貎?yōu)7號’為材料，于2015-2017年在陜西省楊凌黎張溝試驗基地進行。前茬作物為小麥，試驗地為塿土，有機質(zhì)1.76%，全氮0.11%，全磷0.13%，速效磷23.50 mg/kg，速效鉀 236.72 mg/kg。試驗采取直播方式，播種深度 1.0～1.5 cm，人工開溝條播。裂區(qū)設(shè)計，播期為主區(qū)，播量為副區(qū)，3次重復(fù)。試驗小區(qū)長9 m，寬5 m，行距0.3m，共計30行。設(shè)置3個播期：D1(9月21日，正常播期)、D2(9月28日)、D3(10月4日)。設(shè)置5個播量水平：M1(3.33 kg/hm2)、M2(4.44 kg/hm2)、M3(5.56 kg/hm2)、M4(6.67 kg/hm2)、M5(7.78 kg/hm2)。生長期間不間苗、定苗，全區(qū)75%以上角果呈枇杷黃色時收獲。收獲期進行成株密度調(diào)查。

1.2 測定指標及方法

收獲時，每小區(qū)隨機抽取生長正常、無病害、無機械損傷的10株樣品進行室內(nèi)考種，測定農(nóng)藝性狀，并以3個重復(fù)小區(qū)的平均值來計量每個性狀的參數(shù)值。小區(qū)全區(qū)收獲，人工脫粒、晾曬、清雜后稱量，再進行產(chǎn)量折算。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel 2007和DPS 7.05進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和方差分析，以最小顯著法(least significant difference,LSD)檢驗顯著性，顯著性水平均為 0.05，用Origin 8.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期和播量對成株密度的影響

同一指標年際間差異不顯著，故本試驗數(shù)據(jù)是2 a結(jié)果的平均值。播期和播量對油菜成株密度的影響見圖1。同一播量不同播期條件下，兩參試品種晚播成株密度均大于早播，大播量下播期間的差異大于小播量下播期間的差異。同一播期條件下，隨著播量增加，兩品種成株密度均呈增加趨勢。相同處理條件下，播期和播量對兩個參試品種影響不同?！冇?8’平均成株密度為 52.51萬株/hm2，最大成株密度為95.05萬株/hm2；‘秦優(yōu)7號’平均成株密度為47.60萬株/hm2，最大成株密度為80.52萬株/hm2，‘陜油28’平均成株密度和最大成株密度較‘秦優(yōu)7號’分別高 10.32%、18.05%，表明播期和播量對油菜成株密度的影響存在品種差異，‘陜油28’耐密性優(yōu)于‘秦優(yōu)7號’。

不同小寫字母表示在相同播期下播量間的成株密度差異達到0.05顯著水平

2.2 播期和播量對農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

2.2.1 播期和播量對成熟期農(nóng)藝性狀的影響 由表1可知，同一播量不同播期條件下，晚播導致株高、分枝數(shù)、主花序長、主花序有效角果數(shù)降低，分枝高度升高，主花序結(jié)莢密度無顯著性差異，品種間變化趨勢一致。同一播期條件下，隨著播量增加，參試品種均表現(xiàn)為株高、分枝數(shù)、主花序長、主花序有效角果數(shù)降低，分枝高度升高，主花序結(jié)莢密度無顯著性變化。相同處理條件下，參試品種間存在顯著性差異?！冇?8’的平均株高、分枝高度、主花序長較‘秦優(yōu)7號’分別低4%、12%、9%，分枝數(shù)、主花序角果數(shù)、主花序結(jié)莢密度較‘秦優(yōu)7號’分別高15%、45%、61%，表明‘陜油28’株型較‘秦優(yōu)7號’小且緊湊，耐密性強，適宜機械化收獲。方差分析顯示，主花序結(jié)莢密度受播期、播量影響不顯著，其他農(nóng)藝性狀受播期、播量、品種的影響顯著，且部分指標受其互作效應(yīng)的影響達顯著或極顯著水平。

表1 不同播期和播量下油菜的成熟期農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic traits in mature period of rapeseed under different sowing dates and seeding rates

2.2.2 播期和播量對產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響 如表2所示，同一播量不同播期條件下，晚播導致單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒質(zhì)量降低；群體角果數(shù)和產(chǎn)量在品種間表現(xiàn)不同，‘陜油28’群體角果數(shù)和產(chǎn)量在小于M4條件下隨播期推遲而降低，大于M4條件下受播期播量互作影響顯著，‘秦優(yōu)7號’群體角果數(shù)和產(chǎn)量均隨播期推遲而降低。同一播期條件下，隨著播量增加，參試品種均表現(xiàn)為單株角果數(shù)和每角粒數(shù)減少，千粒質(zhì)量變化不大，群體角果數(shù)和產(chǎn)量先增后減。相同處理條件下，參試品種間各指標差異顯著。‘陜油28’每角粒數(shù)較‘秦優(yōu)7號’低。單株有效角果數(shù)、群體角果數(shù)和產(chǎn)量在小于M2條件下較‘秦優(yōu)7號’低，大于M2條件下較‘秦優(yōu)7號’高?！冇?8’產(chǎn)量在M3、M4達最大值，‘秦優(yōu)7號’在M2達最大值，‘陜油28’平均產(chǎn)量較‘秦優(yōu)7號’高5%。說明‘陜油28’適宜大播量種植，‘秦優(yōu)7號’適宜小播量種植。方差分析表明，除千粒質(zhì)量在品種和播量處理間差異不顯著外，播期、播量、品種對其他產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素影響顯著，且部分指標受其互作效應(yīng)的影響達顯著或極顯著水平。

3 討 論

國內(nèi)的栽培密度試驗一般靠人工間苗來確定，其優(yōu)點是可人為設(shè)定密度，但這種方法在大田生產(chǎn)機械直播中缺乏現(xiàn)實性。生產(chǎn)中的直播應(yīng)重點關(guān)注單位面積播量和成苗率、成株密度。成株密度很難控制，因為其受品種遺傳特性、外部環(huán)境、出苗率、越冬率等因素綜合影響[12-14]，不同播期和播量下油菜的成株密度存在顯著性差異，進而影響其農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素，最終影響產(chǎn)量。本試驗中，播期推遲，成株密度升高，這與前人[15]研究結(jié)果不同。分析其可能原因是在本試驗條件下，晚播避開了9月暴曬高溫，田間水分蒸騰量減少，保留土壤表層水分，提高了出苗質(zhì)量；適當晚播幼苗葉片較小，苗間競爭小，成苗率高；另外晚播可避免油菜冬前旺長抽薹、使越冬率升高。增加播量可充分利用水、肥、熱等資源，增強種子的拱土能力，有利于提高出苗率[12,16]。鄭偉等[17]研究表明，播量對直播油菜成株密度影響顯著，成株密度隨播量增加而增加。本研究中，隨著播量增加，成株密度升高，播期和播量間互作效應(yīng)增強，導致不同播期間的成株密度差異變大。相同處理條件下，‘陜油28’的成株密度較‘秦優(yōu)7號’高，說明‘陜油28’密植成株率優(yōu)于‘秦優(yōu)7號’。這與品種間的出苗率、苗間競爭、旺長抽薹、凍死等因素的差異有關(guān)。

播期和單位面積播量通過影響油菜的生長發(fā)育決定其農(nóng)藝性狀的優(yōu)劣，進而作用于產(chǎn)量形成。合理的播期和播量可以有效調(diào)節(jié)油菜的結(jié)角層結(jié)構(gòu)、減小個體間競爭、協(xié)調(diào)個體和群體間的矛盾[18]。如何合理調(diào)整播期和播量，或根據(jù)晚播程度調(diào)整播量是高產(chǎn)栽培中需要考慮的重要問題。晚播和增加種植密度條件下，只有保證單位面積有效角果數(shù)并減少每角粒數(shù)和千粒質(zhì)量下降，才能協(xié)調(diào)好產(chǎn)量構(gòu)成三要素的關(guān)系，使密植油菜形成一個合理的群體結(jié)構(gòu)以有效獲得高產(chǎn)。本研究結(jié)果表明，隨著播期推遲，分枝數(shù)、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒質(zhì)量均降低，與前人結(jié)果一致[19-21]。種植密度增加，油菜的株高、單株分枝數(shù)和有效角果數(shù)降低，分枝高度、主花序角果數(shù)、群體角果數(shù)升高。而對于每角粒數(shù)和千粒質(zhì)量，前人研究結(jié)果不盡一致[1,22-25]。本研究結(jié)果表明，隨著播量增加，株高、分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)降低，分枝高度升高，千粒質(zhì)量受播量影響變化不顯著。主花序有效角果數(shù)隨播量增加而減少，群體角果數(shù)隨播量增加先增加后減少，這與前人結(jié)果不一致，可能與數(shù)據(jù)樣本大小、品種、試驗地域的差異有關(guān)。產(chǎn)量隨播量增大先增加后減少，與董云等[26]研究結(jié)果一致，說明播量增大，成株密度增加到一定程度，通風透光條件不足，單位面積產(chǎn)量構(gòu)成因子的質(zhì)量反而下降。

播期和種植密度對油菜產(chǎn)量和相關(guān)性狀的影響存在品種間差異[19,23]。本試驗結(jié)果也表明，相同播期和播量下，‘陜油28’和‘秦優(yōu)7號’各性狀存在顯著性差異：總體表現(xiàn)為‘陜油28’的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成在小播量下劣于‘秦優(yōu)7號’，而在大播量下優(yōu)于‘秦優(yōu)7號’；‘陜油28’最高產(chǎn)對應(yīng)的播量大于‘秦優(yōu)7號’，說明‘陜油28’耐密性優(yōu)于‘秦優(yōu)7號’。正常播期下‘陜油28’和‘秦優(yōu)7號’最高產(chǎn)分別為4 811.35 kg/hm2、4 768.88 kg/hm2，對應(yīng)播量分別為5.56 kg/hm2、4.44 kg/hm2。晚播導致兩品種產(chǎn)量均有所降低，晚播1周條件下，‘陜油28’和‘秦優(yōu)7號’最高產(chǎn)比正常播期最高產(chǎn)分別降低8.50%、7.04%，對應(yīng)播量分別為5.56 kg/hm2、4.44 kg/hm2；晚播2周條件下，比正常播期最高產(chǎn)分別降低8.54%、 20.08%，對應(yīng)播量分別為6.67 kg/hm2、 4.44 kg/hm2。由此可見，‘陜油28’的耐密特性可使其在晚播條件下適當增加播量達到保產(chǎn)的目的，這與前人研究結(jié)果一致[27-28]，而‘秦優(yōu)7號’耐密性相對較差，晚播導致產(chǎn)量損失嚴重，說明‘陜油28’耐晚播能力優(yōu)于‘秦優(yōu)7號’。相比‘秦優(yōu)7號’，‘陜油28’具有籽粒飽滿、苗期葉柄較短而緊湊、半矮稈、分枝短、角果密集、稈硬抗倒、抗菌核病等株型和生理特點，這些特性保證了成株密度可處于較高水平，可彌補單株生產(chǎn)力的下降。這也為適宜高密度機械化栽培品種的選育提供了借鑒。

表2 不同播期和播量下油菜的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 2 Yield and yield components of rapeseed under different sowing dates and seeding rates

4 結(jié) 論

晚播條件下油菜分枝數(shù)、角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒質(zhì)量下降，導致減產(chǎn)。晚播和播量對油菜的影響存在品種類型差異。晚播的‘陜油28’在大播量下，成株密度、分枝數(shù)、角果數(shù)、每角粒數(shù)、產(chǎn)量均優(yōu)于‘秦優(yōu)7號’，說明‘陜油28’相比‘秦優(yōu)7號’耐密性強、晚播適應(yīng)性好。矮稈抗倒伏新品種‘陜油28’在正常播期，5.56 kg/hm2播量成株密度為46.24萬株/hm2，獲得最高小區(qū)產(chǎn)量 4 811.35 kg/hm2。晚播1周，播量可保持5.56 kg/hm2不變，成株密度增加到51.03萬株/hm2，還能獲得此播期下最高小區(qū)產(chǎn)量4 402.20 kg/hm2。晚播2周的‘陜油28’應(yīng)增加播量，發(fā)揮群體優(yōu)勢，減小晚播造成的產(chǎn)量損失，播量增至 6.67 kg/hm2，成株密度增加到95.05萬株/hm2，獲得此播期下最高小區(qū)產(chǎn)量4 400.40 kg/hm2。