段秋宇,廖方全,劉士山,蒲曉斌,牛應(yīng)澤,吳永成*
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,四川溫江 611130;2.廣漢市農(nóng)業(yè)局,四川廣漢 618300;3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,成都 610066)
種植密度及行距配置對直播油菜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量品質(zhì)的影響
段秋宇1,廖方全2,劉士山1,蒲曉斌3,牛應(yīng)澤1,吳永成1*
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,四川溫江 611130;2.廣漢市農(nóng)業(yè)局,四川廣漢 618300;3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,成都 610066)
【目的】旨在構(gòu)建四川盆地直播油菜適宜機收的高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)?!痉椒ā坑?013/2014、2014/2015年選用中熟雜交油菜品種川油 36,在成都平原區(qū)系統(tǒng)研究了不同種植密度(15×104~60×104株/hm2)及行距配置(20 cm、30 cm、40 cm、40 cm+20 cm)對直播油菜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量品質(zhì)的影響?!窘Y(jié)果】種植密度對直播油菜農(nóng)藝性狀有重要影響,增密處理(30~60萬株/hm2)可提高主序角果所占比例。隨種植密度的加大(15~60萬株/hm2),籽粒產(chǎn)量呈先升、后降趨勢,密度在30萬株/hm2時產(chǎn)量最高,繼續(xù)增加密度,籽粒產(chǎn)量則顯著降低。種植密度對籽粒品質(zhì)的影響不顯著。相同密度(30~36萬株/hm2)下,不同行距配置(20 cm、30 cm、40 cm、40 cm+20 cm)對直播油菜農(nóng)藝性狀和籽粒產(chǎn)量均無顯著影響,但較寬的行距配置(30 cm、40 cm)的主序角果數(shù)和產(chǎn)量均高于窄行距(20 cm),籽粒含油率則顯著高于窄行距(20 cm)?!窘Y(jié)論】在充足施肥條件下,直播油菜適宜機收和高產(chǎn)的種植密度為30~36萬株/hm2,行距配置以等行距30~40 cm為宜,或采用寬窄行40 cm+20 cm。
直播油菜;種植密度;行距配置;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;品質(zhì)
長江流域冬油菜區(qū)主要種植甘藍型油菜,長期以來以育苗移栽這種精耕細作的栽培方式和人工作業(yè)為主,每公頃用工量達180個,用工費用占生產(chǎn)成本的60%以上,而加拿大等國油菜生產(chǎn)全程機械化的每公頃用工量不到15個[1]。隨著我國農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移和結(jié)構(gòu)變化,以及勞動力成本上漲,直播油菜操作簡單、省工省時,且易于進行機械化的播種和收獲,已成為冬油菜發(fā)展的主要方向[2-5]。研究顯示[2-3,6],油菜免耕直播和機械翻耕直播顯著減少人工投入,降低勞動強度,其凈收益高于育苗移栽;直播油菜不僅種子含油量比移栽油菜高,且一次性收獲總損失率比育苗移栽油菜低8.35%。直播油菜的營養(yǎng)生長期和全生育期相對育苗移栽油菜一般縮短 2~3 周[3,5],單株生產(chǎn)力下降,合理密植是確保高產(chǎn)的有效途徑[7-9]。李銀水等研究表明[10],栽培密度和分枝高度與產(chǎn)量極顯著正相關(guān),一級分枝數(shù)與產(chǎn)量極顯著負相關(guān),直播油菜的高產(chǎn)潛力可通過合理密植來控制個體生長、壓縮下位低效分枝實現(xiàn)。吳永成等研究認為[9],隨播種期推遲,直播油菜為獲得高產(chǎn)應(yīng)適當加大種植密度。隨著密度的加大,會加劇直播油菜植株個體間對空間和資源的競爭,合理的行距配置可在較高密度下協(xié)調(diào)好群體和個體矛盾,使葉面積分布較為合理,群體能充分利用光能和地力,從而提高產(chǎn)量[11]。目前國內(nèi)有關(guān)直播冬油菜增密條件下的不同行距配置研究較少[11-12],且研究針對的是長江中游地區(qū)。四川地處長江上游,冬油菜主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)條件與長江中下游差異明顯。增密條件下,不同行距配置對四川盆地直播冬油菜農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量品質(zhì)的影響有待研究。因此,我們選用中熟主導(dǎo)品種川油36,在充足施肥條件下,開展直播冬油菜的不同種植密度及行距配置大田試驗,以期為油菜機直播高產(chǎn)栽培的合理密度及行距配置提供科學(xué)依據(jù)。
試驗品種為川油36(2008年長江上游國審;2009年長江下游國審;2010年長江中游國審),由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物研究所選育,屬甘藍型半冬性細胞質(zhì)雄性不育雙低三系中熟雜交種,近年來連續(xù)被推薦為四川省主導(dǎo)油菜品種。
試驗于2013-2015年連續(xù)兩年在崇州市榿泉鎮(zhèn)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗基地進行,前茬為水稻。供試土壤為灰棕沖積性水稻土,土質(zhì)黏重,0~20 cm耕層基礎(chǔ)土樣有機質(zhì)15.8 g/kg,全氮1.15 g/kg,速效氮80.26 mg/kg,速效磷 17.5 mg/kg,速效鉀 37.6 mg/kg。
2013/2014年在基本苗密度36萬株/hm2(M2)條件下設(shè)置3種不同的行距配置處理(20 cm、30 cm、40 cm,分別以 L20、L30和 L40表示),并以基本苗18萬株/hm2作為低密度對照(M1)。共4個處理,隨機區(qū)組排列,3次重復(fù),12個小區(qū)。小區(qū)長5 m,寬4 m,小區(qū)面積20 m2。播種期為2013年10月16日,播前旋耕田地一遍,然后按照行窩距拉線人工點播,出苗后按計劃基本苗密度勻苗定苗。底肥使用復(fù)合肥,折合純氮150 kg/hm2、五氧化二磷90 kg/hm2、氧化鉀90 kg/hm2。2013年11月24日追施尿素做苗肥(折合純氮75 kg/hm2)。2014年5月成熟收獲。
2014/2015年試驗設(shè)置3個直播基本苗密度(15 萬株/hm2、30 萬株/hm2、60 萬株/hm2,分別以 M1、M2、M4表示),并在M2密度設(shè)置兩個不同的行距配置(等行距30 cm、寬窄行40 cm+20 cm,分別以L30、L40+20表示)。共4個處理,隨機區(qū)組排列,3次重復(fù),12個小區(qū)。小區(qū)長6 m,寬5 m,小區(qū)面積30 m2。肥料總使用量同樣為施氮量225 kg/hm2,磷鉀(有效養(yǎng)分)均為90 kg/hm2。播種期為2014年10月5日,播前旋耕田地一遍,然后按照行窩距拉線人工點播,出苗后按計劃基本苗密度勻苗定苗。2014年12月11日追施尿素做苗肥(追肥氮占50%)。2015年5月14日成熟收獲。
在油菜成熟期時,每個小區(qū)選取代表性植株10株考查測定株高、一次分枝部位、一次分枝數(shù)、主花序角果數(shù)、單株角果數(shù)。
取樣之后對每個小區(qū)人工割曬,后熟幾天后分別打收,曬干后分別稱重并取樣測定籽粒含水量,最后按9%籽粒水分含量折算油菜籽產(chǎn)量。油菜籽品質(zhì)(含油率、蛋白質(zhì)含量)采用FOSS近紅外品質(zhì)分析儀(NIRSystem5000)測定[8]。
所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003和SPSS19.0軟件進行數(shù)據(jù)整理、方差分析(ANOVA)與多重比較(LSD法)。
由表 1可知,種植密度(M1、M2)對直播油菜成熟期株高與一次分枝數(shù)無顯著影響。與M1密度相比,M2密度下的一次分枝部位升高,主花序長度顯著下降,主序角果數(shù)減少,主序角果數(shù)占單株角果數(shù)的比例顯著提高。相同密度下,不同行距配置(20 cm、30 cm、40 cm)對株高、主花序長度、一次分枝數(shù)、一次分枝部位以及主序角果數(shù)占單株角果數(shù)的比例均無顯著影響。但隨種植行距的加大,株高和一次分枝部位表現(xiàn)出先升、后降趨勢。主序角果數(shù)則表現(xiàn)為窄行距處理(20 cm)低于其他處理(30 cm、40 cm)。
由表2可知,除M4處理的主序角果數(shù)顯著低于M1、M2處理外,種植密度對株高、一次分枝部位、主花序長度、一次分枝數(shù)以及主序角果數(shù)占單株角果數(shù)的比例均無顯著影響。隨著種植密度的增加,株高和一次分枝部位呈現(xiàn)出先升、后降趨勢。其中,株高表現(xiàn)為M2處理>M1處理>M4處理;一次分枝部位則為M2處理>M4處理>M1處理。主花序長度和一次分枝數(shù)都隨密度加大呈下降趨勢,主序角果數(shù)占單株角果數(shù)的比例則呈現(xiàn)出升高趨勢。主序角果數(shù)占單株角果數(shù)的比例提高,可促進油菜全株角果成熟度的相對集中,從而有利于機械聯(lián)合收獲。相同密度下,等行距(30 cm)與寬窄行(40 cm+20 cm)兩個處理間的農(nóng)藝性狀差異均不顯著。
表1 不同密度與行距配置下直播油菜的農(nóng)藝性狀(2013/2014)Table 1 Agronomic traitsof rapeseed under different density and row spacing
表2 不同密度與行距配置下直播油菜的農(nóng)藝性狀(2014/2015)Table 2 Agronomic traitsof rapeseed under different density and row spacing
種植密度及行距配置對直播油菜產(chǎn)量及籽粒蛋白質(zhì)含量均無顯著影響(見表3)。相同密度下,隨著種植行距的加寬,籽粒產(chǎn)量和含油率均表現(xiàn)出先升、后降趨勢。但是,L30、L40較寬行距處理的產(chǎn)量比窄行距(L20)高些。與M1密度相比,M2密度處理的籽粒含油率總體上有所提高。相同密度下,L30、L40行距處理的含油率均顯著高于L20處理。
由表4可知,隨種植密度的加大,籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為先增加,而后顯著下降的趨勢。不同種植密度下,籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為M2處理>M1處理>M4處理,且M2處理顯著高于M4處理。種植密度對籽粒含油率和蛋白質(zhì)含量均無顯著影響。相同密度下,等行距L30處理與寬窄行L40+20處理間的籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)均差異不顯著。
表3 不同密度與田間行距配置下直播油菜的產(chǎn)量品質(zhì)(2013/2014)Table 3 Yield and quality of rapeseed under different plantdensity and row spacing
表4 不同密度與田間行距配置下直播油菜的產(chǎn)量品質(zhì)(2014/2015)Table 4 Yield and quality of rapeseed under different plantdensity and row spacing
本試驗結(jié)果表明,隨種植密度的增加(15~60萬株/hm2),主花序長度、主序角果數(shù)和一次分枝數(shù)均下降或減少,與已有研究結(jié)論較為一致[7-10]。種植密度對株高和一次分枝部位無顯著影響,但隨密度加大呈現(xiàn)出先升高、后降低趨勢,與前人研究結(jié)果[9,11]有所差異。本研究相比常規(guī)直播密度(15~18萬株/hm2)增加種植密度后,主序角果數(shù)占單株角果數(shù)的比例提高,有利于油菜全株角果成熟度的相對集中。董曉芳等研究也認為[13],在現(xiàn)有栽培密度15.0萬株/hm2的基礎(chǔ)上,適當增加種植密度到45萬株/hm2左右,油菜花期相對集中,縮短油菜上下部角果成熟時間上差異,莖稈單位長度抗折力矩增高,更加抗倒,油菜莖稈變細、有效分枝的上移集中、株型更加緊湊,均有利于機械化收割。
很多研究均顯示[7-14],直播油菜適期或晚播條件下,適應(yīng)油菜機械化收獲的高產(chǎn)種植密度一般在30萬株/hm2左右或以上。在本試驗條件下,中熟油菜主導(dǎo)品種川油36高產(chǎn)栽培的直播密度為30~36萬株/hm2,與前人研究結(jié)論相近。當種植密度增大到60萬株/hm2時,不僅田間觀察到較為明顯的傾倒和倒伏現(xiàn)象,而且籽粒產(chǎn)量也顯著低于30萬株/hm2密度處理。種植密度對籽粒品質(zhì)無顯著影響,這一結(jié)果與已有研究結(jié)論一致[8-9,14]。關(guān)周博等對適宜機械化栽培的甘藍型油菜農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析表明[15],株高、分枝部位、主花序長、主花序角果數(shù)、單株有效角果數(shù)等起到主要作用。宋稀等研究認為[16],與常規(guī)密度種植的油菜相比,高密度種植油菜的選育應(yīng)重點加強對結(jié)角密度和主花序有效角果數(shù)的選擇,努力提高單株有效角果數(shù)和每角粒數(shù)并適當減少無效分枝數(shù)。在本研究充足施肥條件下,雜交油菜品種川油36適宜的種植密度為30~36萬株/hm2,可維持較高的主花序有效角果數(shù),有利于獲得高產(chǎn),從而避免密度過大(60萬株/hm2)導(dǎo)致的倒伏以及個體間過度競爭帶來的不利影響。
隨著直播密度增加,單位面積油菜群體內(nèi)植株個體相互生長競爭和抑制可能會加劇,合理的株行距會最大限度地減少相互抑制作用[11]。國外有研究認為,機械化種植油菜條件下寬行(36 cm)與窄行(18 cm)產(chǎn)量無顯著差異[17],但也有研究指出較窄的等行距(7.5 cm)比寬行距(15 cm和23 cm)有增產(chǎn)優(yōu)勢[18]。王銳等研究表明[11],在試驗的4個密度范圍內(nèi)(15~60萬株/hm2),行距超過40 cm不利于增產(chǎn);45萬株/hm2密度條件下,不同株行距配置方式對油菜產(chǎn)量有顯著影響,20~40 cm的寬窄行距配置最佳。蒯婕等針對機械化生產(chǎn)模式下3種密度(15萬、30 萬、45 萬株/hm2)和 3 種行距(15、25、35 cm)的研究顯示[12],密度及行距處理間差異及互作效應(yīng)顯著,與農(nóng)戶習(xí)慣種植模式(密度30萬株/hm2、行距25 cm)相比,在密度45萬株/hm2和行距15 cm處理下可增產(chǎn)14.1%。本試驗條件下,相同密度(36萬株/hm2)下,不同行距配置(20 cm、30 cm、40 cm)對直播油菜農(nóng)藝性狀和籽粒產(chǎn)量均無顯著影響,但較寬的行距配置(30 cm、40 cm)的主序角果數(shù)和產(chǎn)量均高于窄行距(20 cm),籽粒含油率顯著高于窄行距(20 cm)處理。而相同密度(30萬株/hm2)下,等行距(30cm)與寬窄行(40cm+20cm)處理間的農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)均差異不顯著??梢?,不同研究的結(jié)論并不一致,可能與試驗材料、研究區(qū)域、氣候條件、土壤肥力等因素有關(guān)。由于本試驗的行距配置僅在30~36萬株/hm2單一密度下進行,且氮肥施用充足,下一步可考慮繼續(xù)增密(45~60萬株/hm2)和適量施氮條件下的合理行距配置研究。此外,關(guān)于較寬行距配置(30~40 cm)的產(chǎn)量與含油率均高于窄行(20 cm)的原因及機理有待于從群體質(zhì)量生理以及農(nóng)田生態(tài)小氣候等角度作進一步研究。
綜上所述,在四川成都平原充足施肥條件下,以川油36為代表的中熟油菜適宜機收和高產(chǎn)栽培的直播密度為30~36萬株/hm2,行距配置方式上以等行距30~40 cm為宜,或采用寬窄行40 cm+20 cm。
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Effects of Plant Density and Row Spacing on Agronomic Traits,Yield and Seed Quality in Directly-sown Rapeseed(Brassica napus L.)
DUAN Qiu-yu1,LIAO Fang-quan2,LIU Shi-shan1,PU Xiao-bin3,NIU Ying-ze1,WU Yong-cheng1*
(1.College of Agronomy,Sichuan Agricultural University,Wenjiang 611130,Sichuan,China;2.Guanghan Bureau of Agriculture in Sichuan Province,Guanghan 618300,Sichuan,China;3.Crop Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China)
【Objective】The aim of this study is to establish a highly yield population structure suitable for mechanical harvest in Sichuan basin.【Method】Field experiments were conducted in 2013/2014 and 2014/2015 on the Chengdu Plain to study the effects of different planting densities (15×104-60×104plants/hm2)and row spacing(20 cm、30 cm、40 cm、40 cm+20 cm)on agronomic traits,yield and quality of seed under directly-sown cultivation in rapeseed using cultivar"Chuanyou36"(Brassica napus L.).【Result】An important influence of plant density was observed on agronomic traits and the ratio of pods on the main inflorescence was improved in higher plant densities(30×104-60×104plant/hm2).Seed yield of directly-sown rapeseed firstly increased and then decreased as plant density continuously increased(15×104-60×104plant/hm2).The highest seed yield was obtained at the plant density of 30×104plants/hm2and it significantly decreased when plant density increased to 60×104plants/hm2.The effect of plant density on seed quality was not significant.There were no significant differences in agronomic traits and seed yield among different row spacing(20 cm、30 cm、40 cm、40 cm+20 cm)under the same plant density(30×104-36×104plant/hm2).Seed yield,number of main inflorescence pods and seed oil content in the middle or wide spacing treatments(30 cm、40 cm)were both or significantly higher than in the narrow spacing treatment(20 cm).【Conclusion】Therefore,higher planting density(30×104-36×104plant/hm2)with middle or wide row spacing(30-40 cm,40 cm+20 cm)was favorable for mechanical harvest cultivation and for high yield in directly-sown rapeseed under adequate fertilization conditions on the Chengdu Plain of Sichuan Province.
directly-sown rapeseed;planting density;row spacing;agronomictraits;yield;seed quality
S565.4 文獻標志碼:A 文章編號:1000-2650(2017)02-0167-05
10.16036/j.issn.1000-2650.2017.02.005
2016-10-08
四川省農(nóng)作物育種攻關(guān)栽培課題(2016NYZ0051);國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系四川油菜創(chuàng)新團隊。
段秋宇,在讀碩士研究生。*責任作者:吳永成,教授,研究領(lǐng)域為油菜輕簡高效栽培及農(nóng)業(yè)生態(tài),E-mail:ycwu2002@163.com。
(本文審稿:黃 志;責任編輯:秦碧雯;英文審稿:劉益平)