低水平施肥條件下地膜覆蓋對(duì)油菜田雜草防效及產(chǎn)量的影響

摘要：設(shè)置生物降解地膜（BE膜）、聚乙烯膜（PE膜）和不覆地膜（對(duì)照）3個(gè)處理，研究在低水平施肥條件下對(duì)油菜（Brassica napus L.）田雜草防效及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，低水平施肥條件下油菜苗期株高和葉片數(shù)均呈嚴(yán)重缺肥狀態(tài)，缺肥狀態(tài)與氮（N）的相關(guān)系數(shù)大于0.95。地膜覆蓋可以有效促進(jìn)油菜生物量積累速度，出苗后45 d，與對(duì)照相比BE膜和PE膜覆蓋處理油菜株高和葉片數(shù)平均分別增加了3.8%、5.4%和6.1%、8.1%，出苗后75 d，平均分別增加了17.6%、14.3%和20.6%、14.3%；地膜覆蓋能有效防治雜草，出苗后 45 d，BE膜和PE膜覆蓋處理的雜草平均株防效分別為83.6%和82.7%，出苗后75 d，平均株防效分別為89.1%和84.7%，平均鮮重防效分別為73.4%和85.4%；同時(shí)，地膜覆蓋還能改變優(yōu)勢(shì)雜草群落結(jié)構(gòu)。與對(duì)照相比BE膜和PE膜覆蓋處理的油菜植株平均株高增幅分別為5.6%和5.0%，一級(jí)有效分枝數(shù)增幅分別為13.2%和22.6%，單株有效角果數(shù)增幅分別為20.6%和22.5%，每角果粒數(shù)增幅分別為30.1%和27.5%，平均產(chǎn)量增幅分別為55.2%和47.5%。

關(guān)鍵詞：地膜覆蓋；低水平施肥；油菜（Brassica napus L.）；雜草防效；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S565.4" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2023）08-0075-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.08.011 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of film mulching on weed control and yield in rapeseed under low level fertilization

JIANG Cheng-hong， ZHOU Yuan-wei， LI Shuang-hua， LI Xu-qing， SHI Chang-hua， PAN Long-qi

（Yichang Academy of Agricultural Sciences， Yichang" 443004，Hubei， China）

Abstract： The effects of film mulching on weed control and yield in rapeseed under low-level fertilization were studied by setting three treatments： Biodegradable film （BE film）， polyethylene film （PE film） and no film mulching（control）. The results showed that under low level fertilization， both plant height and leaf number of rapeseed seedlings showed a serious deficiency of fertilizer. The correlation coefficient between lack of fertilizer state and N was above 0.95. Film mulching could effectively accelerate rape biomass accumulation. 45 days after emergence， compared to the control， plant height and leaf number of BE film and PE film were increased by an average of 3.8%， 5.4% and 6.1%， 8.1%， respectively， while 75 days after emergence， plant height and leaf number were increased by an average of 17.6%， 14.3% and 20.6%， 14.3%， respectively； film mulching could effectively control weeds. 45 days after emergence， the average plant control efficiency of BE film and PE film was 83.6% and 82.7%， respectively， while 75 days after emergence， the average plant control efficiency was 89.1% and 84.7%， and the average fresh weight control efficiency was 73.4% and 85.4%， respectively； at the same time， film mulching could also change the community structure of dominant weeds. Compared to the control， covering BE film and PE film， the average height of rapeseed plant increased by 5.6% and 5.0%， respectively， the number of primary effective branches increased by 13.2% and 22.6%， respectively， the effective pod number per plant increased by 20.6% and 22.5%， respectively， the seed number per pod increased by 30.1% and 27.5%， respectively， and the average yield increased by 55.2% and 47.5%， respectively.

Key words： film mulching； low level fertilization； rapeseed（Brassica napus L.）； weed control； yield

油菜（Brassica napus L.）作為重要的油料和能源作物，是食用植物油和蛋白質(zhì)飼料的重要原材料。中國(guó)油菜種植面積超過650萬hm2，面積和產(chǎn)量均居世界首位［1］。然而，由于受到油菜單產(chǎn)水平低、經(jīng)濟(jì)效益不高等多種因素的影響，雖然中國(guó)長(zhǎng)江流域光、溫、水、土資源充沛，但仍出現(xiàn)了不同程度的冬閑田，國(guó)內(nèi)食用植物油的進(jìn)口依賴率達(dá)60%以上［2］。因此，擴(kuò)大油菜種植面積對(duì)保障人民“油瓶子”安全具有重要意義。

冬油菜生育期達(dá)200 d以上，物質(zhì)積累量大，養(yǎng)分需求高，氮、磷、鉀肥充足和合理施用是保障油菜高產(chǎn)的關(guān)鍵。與此同時(shí)，油菜化肥、農(nóng)藥施用不科學(xué)、效率低及新技術(shù)應(yīng)用滯后等問題普遍存在，較多油菜種植區(qū)化肥總投入量達(dá)450 kg/hm2（折純）以上，但是氮、磷肥利用率分別不足30%和20%［3］。李銀水等［4］對(duì)湖北省油菜農(nóng)戶施肥現(xiàn)狀調(diào)查表明，當(dāng)前農(nóng)戶普遍存在重視氮肥的施用，磷、鉀肥施用不足的問題。在中國(guó)常年因草害造成的油菜減產(chǎn)達(dá)15%～20%，減產(chǎn)幅度達(dá)50%以上［5，6］，化學(xué)除草目前仍是應(yīng)用廣泛的一種除草方式，具有效果顯著、成本低、減少耕作、不改變土層結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)［7］，但是也存在無法防治油菜田里的闊葉雜草和易產(chǎn)生藥害的缺點(diǎn)［8］，同時(shí)給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力。

地膜覆蓋栽培操作簡(jiǎn)單，增溫保濕，減少雜草，增加光照反射率，有利于土壤微生物生長(zhǎng)、腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化，能改善作物生長(zhǎng)環(huán)境和提高作物產(chǎn)量［9］。在中國(guó)西北等地對(duì)油菜覆膜種植進(jìn)行了一些研究［10-12］，而在長(zhǎng)江流域的相關(guān)研究較為鮮見。因此，本研究針對(duì)長(zhǎng)江流域油菜化肥、農(nóng)藥用量大、效率低的問題，擬在不使用除草劑、減少化肥的前提下，采取覆膜栽培措施，研究其對(duì)油菜苗期發(fā)育、雜草防效和油菜產(chǎn)量性狀指標(biāo)的影響并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期通過地膜覆蓋提高油菜產(chǎn)量和減肥減藥，并為其提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

油菜品種為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供的陽光2009。試驗(yàn)于湖北省枝江市問安鎮(zhèn)宜昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院四崗試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地平整，連續(xù)多年種植飼料春玉米，土壤肥力中等，雙子葉雜草重發(fā)。

肥料為氰氨化鈣（有效成分≥50%）、磷酸二氫鉀（含量≥99%）、油菜專用復(fù)合肥（N-P-K=25-7-8）和硼砂（含B 10.7%）。地膜為生物降解地膜（BE膜，白色透光）和聚乙烯黑地膜（PE膜，黑色不透光）。拌種劑為吡蟲啉（有效成分吡蟲啉600 g/L），德國(guó)拜耳公司生產(chǎn)。

1.2 方法

試驗(yàn)于2018年10月至2019年5月進(jìn)行。油菜播種前按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)分小區(qū)施肥，所有肥料均作基肥，播種后不再額外追肥，覆土后覆蓋地膜。10月6日采用穴播播種，播種前每1 kg種子用40 mL吡蟲啉拌種，用玉豐牌播種機(jī)（樺甸市紅石鎮(zhèn)田豐農(nóng)機(jī)具廠）點(diǎn)播，播種量為3 kg/hm2。10月23日間苗，11月2日定苗，其他農(nóng)事操作參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)事管理水平。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)氰氨化鈣用量：75、150、225 kg/hm2，2個(gè)磷酸二氫鉀用量：105、150 kg/hm2，以及施用油菜專用復(fù)合肥750 kg/hm2，共7個(gè)處理。2種覆膜方式：BE膜和PE膜，以不覆地膜為對(duì)照，具體設(shè)計(jì)如表1所示。小區(qū)面積為20 m2，每處理設(shè)3次重復(fù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 油菜株高和葉片數(shù) 分別于油菜出苗后45 d和75 d，調(diào)查油菜的株高和葉片數(shù)，每個(gè)小區(qū)同一行內(nèi)連續(xù)調(diào)查10株。

1.3.2 雜草種類和數(shù)量 分別于油菜出苗后45 d和75 d，調(diào)查各處理雜草的種類和數(shù)量，每個(gè)小區(qū)固定調(diào)查1個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)0.36 m2，統(tǒng)計(jì)1.08 m2面積內(nèi)雜草的種類和數(shù)量總和，計(jì)算株防效。地膜覆蓋處理調(diào)查時(shí)以雜草地上部分長(zhǎng)出膜外的雜草為有效雜草。

株防效＝（對(duì)照區(qū)雜草株數(shù)-處理區(qū)雜草株數(shù)）/對(duì)照區(qū)雜草株數(shù)×100% " （1）

1.3.3 雜草鮮重 油菜出苗后75 d調(diào)查完后，取各調(diào)查點(diǎn)雜草地上部分鮮草稱重，計(jì)算鮮重防效。

鮮重防效＝（對(duì)照區(qū)雜草鮮重-處理區(qū)雜草鮮重）/對(duì)照區(qū)雜草鮮重×100% " （2）

1.3.4 油菜成熟期調(diào)查 油菜成熟后各區(qū)同一行內(nèi)連續(xù)取樣10株進(jìn)行考種，測(cè)量株高、一次有效分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)和千粒重。

1.3.5 產(chǎn)量調(diào)查 5月8日油菜成熟后所有小區(qū)全部人工割倒，晾干后分小區(qū)人工脫粒，實(shí)收測(cè)產(chǎn)。

產(chǎn)量增幅=（地膜覆蓋處理區(qū)產(chǎn)量-不覆地膜對(duì)照區(qū)產(chǎn)量）/不覆地膜對(duì)照區(qū)產(chǎn)量×100% " （3）

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、整理采用WPS Office軟件（2011版），用SPSS軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)和相關(guān)系數(shù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋對(duì)低水平施肥條件下油菜株高和葉片數(shù)的影響

由表2可知，3種地膜覆蓋方式下，除了施用油菜專用復(fù)合肥750 kg/hm2處理油菜植株表型正常外，其他各處理的油菜株高和葉片數(shù)均表現(xiàn)出嚴(yán)重缺肥狀態(tài)，株高和葉片數(shù)較同一地膜覆蓋方式下施用油菜專用復(fù)合肥750 kg/hm2處理偏低。油菜出苗后45 d，BE膜和PE膜覆蓋處理的油菜平均株高和平均葉片數(shù)較對(duì)照增加，分別增加了3.8%、5.4%和6.1%、8.1%，平均株高差異顯著。油菜出苗后75 d，BE膜和PE膜覆蓋方式下的油菜平均株高和平均葉片數(shù)分別增加了17.6%、14.3%和20.6%、14.3%，顯著高于對(duì)照的相同處理，說明覆蓋地膜增加了冬季田間地溫，可以有效促進(jìn)油菜的生物量積累。

在3種地膜覆蓋方式下，油菜株高和葉片數(shù)與氮（N）的相關(guān)系數(shù)最高，都大于0.950，其次為鉀（K2O），與磷（P5O2）相關(guān)系數(shù)最小，大部分小于0.100（表3）。表明油菜對(duì)N的吸收度最大，其次為K2O，這與李月梅［13］的研究結(jié)果一致。

2.2 地膜覆蓋對(duì)低水平施肥條件下油菜田雜草種類、數(shù)量和防效的影響

如表4、表5所示，油菜出苗后45 d，BE膜和PE膜覆蓋處理的平均株防效分別為83.6%和82.7%。油菜出苗后75 d，BE膜和PE膜覆蓋處理的平均株防效分別為89.1%、84.7%，平均鮮重防效分別為73.4%、85.4%，表明相同施肥水平下地膜覆蓋對(duì)雜草防治效果較為明顯。45 d和75 d時(shí)BE膜覆蓋處理的平均株防效略高于PE膜，但未達(dá)到顯著水平（Pgt;0.05）。而油菜出苗后75 d，PE膜覆蓋處理的平均鮮重防效高于BE膜12個(gè)百分點(diǎn)，二者之間差異達(dá)顯著水平（Plt;0.05）。BE膜和PE膜覆蓋處理的株防效相當(dāng)，可能與兩者播種時(shí)的播種穴破損面積大小有關(guān)，而PE膜覆蓋處理的鮮重防效高于BE膜，這可能與PE膜遮光率大于BE膜而導(dǎo)致前期雜草生長(zhǎng)緩慢有關(guān)。

油菜出苗后45 d，BE膜和PE膜覆蓋處理田間的優(yōu)勢(shì)雜草種群均為野老灌、禾本科雜草和青蒿，3種優(yōu)勢(shì)雜草的數(shù)量總和分別占所有雜草數(shù)量總和的87.5%和81.2%，而對(duì)照的優(yōu)勢(shì)雜草種群則為野老灌、米瓦罐和青蒿，3種優(yōu)勢(shì)雜草的數(shù)量總和占所有雜草數(shù)量總和的81.7%（表4），表明地膜覆蓋能改變油菜田雜草種群結(jié)構(gòu)。油菜出苗后75 d，BE膜和PE膜覆蓋處理的田間優(yōu)勢(shì)雜草種群則為野老灌、稻搓草和青蒿，3種優(yōu)勢(shì)雜草的數(shù)量總和分別占所有雜草數(shù)量總和的84.8%和74.8%，而對(duì)照的優(yōu)勢(shì)雜草種群不變，3種優(yōu)勢(shì)雜草的數(shù)量總和占所有雜草數(shù)量總和的83.7%（表5）。油菜出苗后75 d時(shí)BE膜和PE膜覆蓋處理的田間雜草總數(shù)量比45 d時(shí)分別減少了35.7%和13.5%，而不覆地膜的田間雜草總數(shù)量在75 d時(shí)比45 d時(shí)僅減少了2.3%，說明地膜覆蓋改變了雜草的生存環(huán)境，使得其更容易被自然淘汰。相同地膜覆蓋方式下禾本科雜草數(shù)量均急劇下降，75 d時(shí)比45 d時(shí)分別下降達(dá)98.8%、77.6%和70.5%。同時(shí)，油菜長(zhǎng)勢(shì)較好的處理雜草數(shù)量和鮮重也相應(yīng)減少。

2.3 地膜覆蓋對(duì)低水平施肥條件下油菜產(chǎn)量性狀和產(chǎn)量的影響

由表6可知，相同施肥水平下，除千粒重外，地膜覆蓋油菜的株高、一級(jí)有效分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)和產(chǎn)量顯著增加。相對(duì)于對(duì)照，BE膜和PE膜覆蓋處理的油菜植株平均株高增幅分別為5.6%和5.0%，一級(jí)有效分枝數(shù)增幅分別為13.2%和22.6%，單株有效角果數(shù)增幅分別為20.6%和22.5%，每角果粒數(shù)增幅分別為30.1%和27.5%，產(chǎn)量增幅分別為55.2%和47.5%。本研究中地膜覆蓋主要通過影響單位面積有效角果數(shù)和每角果粒數(shù)，從而達(dá)到油菜增產(chǎn)的目的。

同種植方式下，增N量與油菜的產(chǎn)量呈正相關(guān)，尤其在低P2O5和K2O水平表現(xiàn)更明顯。地膜覆蓋對(duì)油菜產(chǎn)量的增產(chǎn)效果與施肥水平有關(guān)，同地膜覆蓋條件下施肥水平越低，增產(chǎn)效果越明顯，這說明低水平肥力下地膜覆蓋對(duì)促進(jìn)肥料利用率作用更大。

3 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，BE膜和PE膜覆蓋處理油菜平均分別增產(chǎn)526.8 kg/hm2和452.8 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)效益分別增加2 528.6 元/hm2和2 173.4 元/hm2（參照2019年宜昌當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)價(jià)4.8元/kg），同時(shí)提高了化肥的利用率、減少了農(nóng)藥的使用量。本研究中油菜增產(chǎn)效果與趙東霞等［14］的研究結(jié)果一致，說明地膜覆蓋在減少化肥、農(nóng)藥的使用和提高油菜產(chǎn)量方面理論上可行。但是扣除BE膜（2 250元/hm2）、PE膜（1 050元/hm2）成本及地膜覆蓋人工（1 500元/hm2）成本，綜合經(jīng)濟(jì)效益反而減少。因此，地膜覆蓋種植雖然可以減少化肥、農(nóng)藥使用量并提高作物產(chǎn)量，但更適宜于蔬菜、花生等較高經(jīng)濟(jì)效益的作物使用，在油菜上用來增收還需進(jìn)一步研究。

谷曉博等［15］研究表明地膜覆蓋能顯著提高油菜有效分枝數(shù)、角果數(shù)和每角粒數(shù)，地膜覆蓋處理的產(chǎn)量比露地高46%左右，本研究中BE膜和PE膜覆蓋處理的平均產(chǎn)量較不覆地膜分別提高了55.2%和47.5%，與谷曉博等［15］的研究結(jié)果基本一致。本研究中，出苗后45 d，地膜覆蓋對(duì)油菜葉片數(shù)增加效果不顯著，出苗后75 d，地膜覆蓋對(duì)油菜株高和葉片數(shù)增加效果顯著，進(jìn)而可以提高油菜產(chǎn)量。

地膜覆蓋田雜草總密度顯著降低，且在油菜整個(gè)生育期均保持較低水平。由于地膜的機(jī)械阻隔和對(duì)作物生長(zhǎng)的正向促進(jìn)作用，改善了油菜的生長(zhǎng)狀況，提高了油菜對(duì)肥、水等的競(jìng)爭(zhēng)力，從而達(dá)到防治雜草的目的。不同雜草對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力不同，所以當(dāng)種植方式發(fā)生變化時(shí)雜草的優(yōu)勢(shì)種和群落組成發(fā)生變化［16］，調(diào)查中禾本科雜草在地膜覆蓋前期作為優(yōu)勢(shì)雜草之一，到后期其數(shù)量急劇下降。地膜覆蓋通過改變田間雜草的生存環(huán)境來達(dá)到防草的目的，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)地膜覆蓋田雜草主要發(fā)生在種植穴位、地膜破損裸露處等；雜草雖然早期在BE膜覆蓋田生長(zhǎng)旺盛，但由于生存環(huán)境惡劣，后期大部分死亡，而PE膜由于遮光性好，膜下雜草密度小，且大都發(fā)育不良。因此，地膜覆蓋降低了雜草的數(shù)量，對(duì)預(yù)防雜草大面積暴發(fā)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本研究中，油菜的各項(xiàng)產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量與氮肥的關(guān)聯(lián)更大，說明在低水平施肥條件下氮肥對(duì)油菜的影響較大，與李銀水等［17］的研究結(jié)果一致。這導(dǎo)致當(dāng)前農(nóng)戶在油菜種植過程中偏施氮肥，能夠達(dá)到明顯的效果，然而在缺少磷、鉀肥情況下油菜的抗逆性降低［18］，在正常情況下（即沒有病蟲草害和自然災(zāi)害等逆境條件下）對(duì)油菜產(chǎn)量影響有限，在逆境條件下更容易導(dǎo)致減產(chǎn)，因此，在生產(chǎn)中應(yīng)做到適當(dāng)增施磷、鉀肥，通過施用合理比例的氮、磷、鉀肥來提高油菜產(chǎn)量。

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收稿日期：2022-06-09

作者簡(jiǎn)介：姜成紅（1990-），男，湖北紅安人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事油菜栽培和植保研究，（電話）13886726395（電子信箱）1148236339@qq.com。