不同油菜品種機(jī)械化種植的適應(yīng)性研究

胡承偉,周志淑,朱 程,劉希忠,黃桃翠?

(1重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,重慶400060;2重慶市南川區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,重慶408400)

油菜是我國重要的經(jīng)濟(jì)和油料作物,2018年全國種植面積655.06萬hm2,總產(chǎn)1 328.12萬t,面積和總產(chǎn)均占世界的30%左右[1]。傳統(tǒng)的油菜生產(chǎn)方式用工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高,生產(chǎn)效益低。根據(jù)2017年全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編統(tǒng)計(jì)[2],種植1 hm2油菜至少需要225個(gè)人工,費(fèi)用高達(dá)1.36萬元(人民幣,下同),勞動(dòng)力成本占油菜生產(chǎn)成本的79.89%,嚴(yán)重制約了油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)油菜生產(chǎn)機(jī)械化可顯著減少用工,降低生產(chǎn)成本、提高種植效益,是保障我國油菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

油菜生產(chǎn)機(jī)械化主要表現(xiàn)為機(jī)械直播和機(jī)械收獲,具有省工省本、提高勞動(dòng)效率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),結(jié)合機(jī)械耕地和機(jī)械化病蟲害防治可實(shí)現(xiàn)油菜主要農(nóng)事環(huán)節(jié)的全程機(jī)械化。目前,水稻、小麥、玉米等主要糧食作物已基本實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化種植。近年來,油菜機(jī)械化相關(guān)的研究取得了明顯進(jìn)展,包括需求的品種類型[3-6]、播種與收獲機(jī)械研制[7-10]、配套農(nóng)藝措施[11-13]、病蟲害防治[14-15]等方面,但油菜的全程機(jī)械化仍處于發(fā)展階段。宋稀等[4]認(rèn)為,機(jī)械化高密度種植的油菜應(yīng)加強(qiáng)對(duì)結(jié)角密度和主花序有效角果數(shù)的選擇。劉征明等[9]設(shè)計(jì)的“4LZY-2.0S”型油菜聯(lián)合收割機(jī)測(cè)試效果較好,達(dá)到了機(jī)械收獲的要求。

地處長(zhǎng)江上游的四川、重慶、云南、貴州和陜西南部的西南油菜區(qū)常年種植油菜187.9萬hm2,占全國油菜種植面積的25%左右,而該地區(qū)的機(jī)播和機(jī)收率均不足5%,顯著低于全國機(jī)播和機(jī)收率[16]。該地區(qū)的油菜以丘陵山地稻油輪作為主,田塊小而散,品種宜機(jī)性差,機(jī)械設(shè)備落后,示范效果不佳,限制了該區(qū)域油菜機(jī)械化[17]。為加快推進(jìn)該區(qū)域油菜全程機(jī)械化,本試驗(yàn)以重慶市6個(gè)大面積推廣種植的品種為材料,引進(jìn)在市場(chǎng)具有較大使用率的機(jī)播機(jī)收設(shè)備,在稻油輪作區(qū)域進(jìn)行油菜機(jī)播、機(jī)收和品種適應(yīng)性研究,以期為油菜機(jī)械化種植提供技術(shù)參考和品種選擇。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2019年在重慶市南川區(qū)東城街道辦事處三秀居委的稻油輪作試驗(yàn)基地進(jìn)行。前茬為水稻,8月底收獲,土壤肥力水平中上等,pH 5.8、堿解氮138.7 mg∕kg、有效磷43.7 mg∕kg、速效鉀162.8 mg∕kg。

1.2 試驗(yàn)材料

6個(gè)供試品種分別為‘油研57’、‘三峽油5號(hào)’、‘慶油1號(hào)’、‘渝油28’、‘種都油998’和‘德5油319’,由重慶市南川區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供(表1)。2BYL-220油菜聯(lián)合播種機(jī),由長(zhǎng)沙桑錸特農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司出產(chǎn)。4LZ-1.5油菜聯(lián)合收割機(jī),由現(xiàn)代農(nóng)裝株洲聯(lián)合收割機(jī)有限公司出產(chǎn)。

表1 試驗(yàn)材料Table 1 Tested material

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018年9月26日進(jìn)行播種,機(jī)械直播的播種量為4.5 kg∕hm2,行距55 cm,單個(gè)小區(qū)面積1 320 m2,設(shè)3次重復(fù)。試驗(yàn)地用600 kg∕hm2的復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=25∶5∶10)和15 kg∕hm2的硼肥(含B 10.7%)為底肥,由直播機(jī)一并施入。5葉期施150 kg∕hm2的尿素(N≥46%),其他管理品種間一致。

播種后35 d調(diào)查出苗狀況,對(duì)角線法取5點(diǎn)樣,每點(diǎn)1 m2,平均值即為出苗效果;在5個(gè)樣點(diǎn)連續(xù)調(diào)查10株苗的生長(zhǎng)情況,數(shù)計(jì)葉片數(shù)、苗高、莖基粗,計(jì)算平均值。記載全生育期天數(shù),油菜成熟后,用5點(diǎn)取樣法,每品種每點(diǎn)取1 m2,調(diào)查植株密度,計(jì)算成苗率;每個(gè)品種選取10株,測(cè)量株高、有效分枝數(shù)、分枝位、有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒重。在油菜角果有90%左右呈琵琶黃時(shí)分品種進(jìn)行機(jī)械收獲,人工收獲按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行分段收獲,曬干風(fēng)凈后計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量,機(jī)械和人工各收獲660 m2,比較不同收獲方式和品種的損失率。采用5點(diǎn)取樣法,在收獲前2 d調(diào)查菌核病,每點(diǎn)50株,每小區(qū)250株,按5級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算病株率和病情指數(shù)[18]。

成苗率=(成熟時(shí)密度∕出苗時(shí)密度)×100%;

病情指數(shù)=[∑(各級(jí)病株數(shù)×該病級(jí)數(shù))∕(調(diào)查株數(shù)×最高病級(jí)數(shù))]×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和初步分析,采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種機(jī)播的苗情分析

如表2所示,‘慶油1號(hào)’平均苗數(shù)最高,達(dá)30.27萬株∕hm2,‘渝油28’最低,為26.17萬株∕hm2,兩者間具有顯著差異;‘渝油28’的單株綠葉數(shù)最多、莖基最粗,分別為9.8個(gè)和7.6 mm。不同品種的平均苗高為27.4 cm,‘慶油1號(hào)’最矮,為26.1 cm,‘油研57’的苗高最高,達(dá)到28.5 cm,但不同品種間無顯著差異?！逵?8’的出苗少,生長(zhǎng)空間足,有利于增加綠葉數(shù)和莖基粗,而‘慶油1號(hào)’的出苗數(shù)多、苗矮,更適于機(jī)械播種。

表2 不同品種機(jī)播的苗情分析Table 2 Comparison of seeding conditions of different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.2 不同品種機(jī)播的農(nóng)藝性狀分析

由表3可知,6個(gè)品種的平均密度為24.72萬株∕hm2,平均成苗率為87.54%。其中‘慶油1號(hào)’的密度最大,達(dá)26.02萬株∕hm2,‘三峽油5號(hào)’的密度最低,為23.85萬株∕hm2,但品種間無顯著差異;而‘三峽油5’的成苗率較高,為90.72%,‘渝油28’的成苗率最高,為92.78%;‘慶油1號(hào)’的生育期最短,為207.3 d,‘比三峽油5號(hào)’、‘德5油319’和‘種都油998’分別少8.4 d、8.0 d和7.4 d,差異顯著;‘渝油28’的株高最矮,比‘種都油998’和‘三峽油5號(hào)’分別少15.3 cm和11.9 cm,差異顯著;不同品種的病株率和病情指數(shù)差異較大,‘慶油1號(hào)’和‘種都油998’的病株率和病情指數(shù)顯著低于其他品種。表明‘慶油1號(hào)’在機(jī)械播種條件下,密度大、生育期短、抗菌核病效果好,適宜機(jī)械化播種。

表3 不同品種機(jī)播的農(nóng)藝性狀分析Table 3 Comparison of agronomic traits of different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.3 不同品種機(jī)播的產(chǎn)量性狀比較

如表4所示,除‘德5油319’和‘慶油1號(hào)’的千粒重顯著高于‘種都油998’外,其他性狀均無顯著差異。分枝部位的平均高度為97.8 cm,主花序平均長(zhǎng)58.5 cm,平均有效分枝數(shù)5.8個(gè)、平均有效角果數(shù)199.4個(gè)、平均每角粒數(shù)17.2粒,平均千粒重3.85 g,其中‘渝油28’的分枝部位最低、分枝數(shù)最多,‘三峽油5號(hào)’的有效角果數(shù)最大,‘渝油28’的每角粒數(shù)最多,‘德5油319’的千粒重最大。

表4 不同品種機(jī)播的產(chǎn)量性狀分析Table 4 Comparison of yield traits in different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.4 不同品種機(jī)播后機(jī)收和人工收獲的產(chǎn)量比較

由表5可知,不同品種機(jī)播后機(jī)收和人工收獲的差異顯著,機(jī)收的平均產(chǎn)量在2 255.05 kg∕hm2,產(chǎn)量最高的是‘慶油1號(hào)’,達(dá)到2 404.66 kg∕hm2,比平均機(jī)收產(chǎn)量高6.63%,‘三峽油5號(hào)’最低,僅為2 132.07 kg∕hm2;人工收獲的平均產(chǎn)量為2 516.92 kg∕hm2,‘渝油28’的產(chǎn)量最高,為2 629.59 kg∕hm2,比平均人工收獲產(chǎn)量高4.48%,‘種都油998’的產(chǎn)量最低,為2 372.17 kg∕hm2。機(jī)收的產(chǎn)量損失在178.72—320.39 kg∕hm2,平均損失量261.87 kg∕hm2,平均損失率10.42%?！龒{油5號(hào)’的機(jī)收損失量和損失率最大,分別為320.39 kg∕hm2和13.06%;‘慶油1號(hào)’的損失量最小,為178.72 kg∕hm2,損失率為6.91%,均顯著低于其他品種?！逵?8’在人工收獲條件下產(chǎn)量最大,‘慶油1號(hào)’在機(jī)械收獲條件下產(chǎn)量最大、機(jī)收損失量和損失率最低,說明‘渝油28’適宜人工收獲,而‘慶油1號(hào)’適宜機(jī)械收獲。

表5 不同品種機(jī)播后機(jī)收和人工收的比較Table 5 Comparison of mechanical and manual harvest of different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.5 不同品種機(jī)播后機(jī)收和人工收的效益分析

如表6所示,機(jī)收的平均效益12 630.28元∕hm2,‘慶油1號(hào)’最高,為13 527.96元∕hm2,比最低的‘三峽油5號(hào)’高1 635.54元∕hm2;人工收獲的平均收益為11 501.51元∕hm2,‘渝油28’最高,為12 177.54元∕hm2,比最低的‘種都油998’高1 544.52元∕hm2。與人工收獲相比,機(jī)械收獲增加收益平均達(dá)1 128.77元∕hm2,其中‘慶油1號(hào)’機(jī)收增加效益最多,為1 627.68元∕hm2,‘三峽油5號(hào)’最少,為777.66元∕hm2。

表6 不同品種機(jī)播后機(jī)收和人工收的效益分析Table 6 Benefits of mechanical and manual harvest in different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding 元·hm-2

3 結(jié)論與討論

不同油菜品種的生態(tài)適宜性和株型結(jié)構(gòu)存在明顯的差異,推廣適宜機(jī)械化種植的油菜品種和配套技術(shù)是油菜機(jī)械化種植的關(guān)鍵。宋稀等[4]認(rèn)為,高密度種植是機(jī)械化種植獲得高產(chǎn)的重要因素。本試驗(yàn)以重慶市主要推廣的6個(gè)油菜品種為材料,研究其在機(jī)播條件下的生長(zhǎng)狀況并比較機(jī)收與人收的產(chǎn)量和效益,結(jié)果表明:在相同播種量條件下,‘慶油1號(hào)’的苗期苗數(shù)達(dá)到30.27萬株∕hm2,成熟期密度達(dá)到26.02萬株∕hm2,密度最大,適宜機(jī)械化播種,這可能與‘慶油1號(hào)’種子千粒重較大[19],機(jī)播較均勻、不易卡機(jī),不易掉入田間裂縫且苗期種子提供的營養(yǎng)充足有關(guān)。

損失率是影響機(jī)械收獲推廣的重要因素,機(jī)械收獲的損失率除與品種的抗裂角性相關(guān)外,還與田間的倒伏性等因素有關(guān),本試驗(yàn)條件下各品種無倒伏現(xiàn)象,6個(gè)油菜品種的損失率在6.91%—13.06%,平均損失率為10.42%,這與左青松等[20]研究認(rèn)為的機(jī)械收獲總損失率在7.0%—15.8%相近。從產(chǎn)量上看,‘渝油28’的人工收獲產(chǎn)量最大,為2 629.59 kg∕hm2;而‘慶油1號(hào)’的機(jī)收產(chǎn)量最大,機(jī)收損失量為178.72 kg∕hm2,損失率僅為6.91%,機(jī)收損失量和損失率均顯著低于其他品種,這可能與‘慶油1號(hào)’的角果皮失水速率慢、抗裂角能力強(qiáng)有關(guān)[21];比較機(jī)收和人收的效益發(fā)現(xiàn),所有品種機(jī)收都能增加收益,平均可達(dá)1 128.77元∕hm2,其中‘慶油1號(hào)’增收1 627.68元∕hm2,高于其他品種,說明在機(jī)械直播用種量為4.5 kg∕hm2時(shí),‘慶油1號(hào)’適宜機(jī)收,具有推廣前景。綜上,在西南地區(qū)稻油輪作地區(qū)選擇合適的品種和機(jī)械進(jìn)行油菜的機(jī)播、機(jī)收具有可行性,能達(dá)到高產(chǎn)高效。