魏全全, 高英, 芶久蘭, 張萌, 饒勇, 楊斌, 凡迪, 馮文豪, 肖華貴*

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所, 貴陽 550006；2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所, 貴陽 550006；3.貴州省畢節(jié)市黔西縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 貴州畢節(jié) 551500；4.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站, 貴陽 550001）

冬油菜是我國重要的油料作物, 其播種面積占我國油菜播種面積85%以上, 年產(chǎn)量占油菜總產(chǎn)量的85%~90%[1]。就播種方式來說, 冬油菜播種以傳統(tǒng)的育苗移栽和現(xiàn)代機(jī)械化直播、撒播等方式為主；北方春油菜則主要以機(jī)械直播（條播）為主。油菜機(jī)械直（條）播、適度管理和機(jī)械收獲方式的普及率在全國范圍內(nèi)逐年提升, 對提高我國油菜產(chǎn)業(yè)競爭力發(fā)揮了重要作用。

貴州地處云貴高原, 推廣普及油菜機(jī)械化生產(chǎn)有一定難度；加之當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展較為緩慢, 勞動力相對充裕, 貴州油菜的機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展緩慢。而機(jī)械直播操作簡單、輕簡高效, 用機(jī)械替代活勞動力, 顯著降低生產(chǎn)成本, 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益[2], 因此, 現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)的油菜種植面積逐年擴(kuò)大[3-5]。直播冬油菜的生長發(fā)育和產(chǎn)量受各種栽培因素的影響, 其中, 播種量和播種方式對冬油菜產(chǎn)量的影響較大, 明確不同播種量和播種方式下的冬油菜產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收效應(yīng), 對發(fā)展和推廣直播冬油菜的種植具有重要意義。

王寅等[6]研究表明, 移栽油菜和直播油菜在植株形態(tài)、生長發(fā)育及施氮效果等方面存在明顯差異, 相同產(chǎn)量水平時, 直播油菜的氮肥用量明顯低于移栽種植；劉曉偉等[7]研究表明, 高產(chǎn)栽培條件下直播油菜氮、磷、鉀最大養(yǎng)分需求量分別為217.6、39.9和219.8 kg·hm-2；王寅等[2,8]研究表明, 直播冬油菜應(yīng)重視氮磷鉀養(yǎng)分的平衡施用, 以促進(jìn)個體健壯、群體穩(wěn)定, 獲得高產(chǎn), 同時應(yīng)結(jié)合生長發(fā)育進(jìn)程和養(yǎng)分吸收規(guī)律, 適當(dāng)密植, 合理施肥；張萌等[9]通過大田試驗表明, 合理平衡施用氮磷鉀硼肥使直播冬油菜產(chǎn)量顯著提高；章卓梁等[10]研究表明, 撒播的冬油菜產(chǎn)量略高于條播和穴播, 且播種量為4.5 kg·hm-2時冬油菜產(chǎn)量較高；曾家玉等[11]研究表明, 黔北冬油菜的適宜播種量為6~9 kg·hm-2；劉波等[12]研究表明, 氮肥施用方式對直播油菜的影響較移栽油菜更大, 集中施用氮肥促進(jìn)了直播油菜花后植株干物質(zhì)的累積。前人研究多集中于不同栽培方式對冬油菜產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和利用的影響, 或是同種栽培方式下施肥和播種密度對冬油菜生長的影響, 但直播條件下不同播種量和播種方式雙重因子對冬油菜養(yǎng)分吸收利用及產(chǎn)量影響的研究較少, 尤其是針對貴州黃壤土的研究尚未見報道。因此, 本研究基于貴州黃壤土, 通過連續(xù)2年的田間試驗, 探究黃壤土條件下不同播種量及播種方式對冬油菜養(yǎng)分吸收利用及產(chǎn)量的影響, 旨在為貴州黃壤直播冬油菜的科學(xué)種植提供理論和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2018—2019年和2019—2020年在貴州省畢節(jié)市黔西縣洪水鎮(zhèn)（E 105°53′25″, N 27°6′17″）進(jìn)行。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候, 試驗期間年平均氣溫13.7℃、平均降雨量997.3 mm。試驗田塊土壤為貴州典型黃壤, 基本理化性質(zhì)為：pH 6.5, 有 機(jī) 質(zhì)23.55 g·kg-1, 全 氮1.21 g·kg-1, 有 效 磷13.15 mg·kg-1, 速效鉀118.3 mg·kg-1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗冬油菜品種均以‘陽光131’為試驗材料, 采用裂區(qū)試驗設(shè)計, 以播種方式為主區(qū), 設(shè)置撒播（SB）、條播（TB）和穴播（XB）3種；以播種量為副區(qū), 設(shè)置3.0、4.5、6.0、7.5和9.0 kg·hm-2, 共計15個處理, 各處理如表1所示, 每個處理3次重復(fù)。每重復(fù)小區(qū)面積為20 m2（10 m×2 m）。整個生育期內(nèi)各處理均分別施用N 180 kg·hm-2、P2O590 kg·hm-2、K2O 120 kg·hm-2、硼砂15 kg·hm-2, 其中, 氮肥按基肥∶越冬肥∶薹肥=6∶2∶2比例分3次施用, 過磷酸鈣、硫酸鉀和硼砂均為一次性基施。供試肥料為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 50%）和硼砂（B 11%）。整個生育期, 冬油菜不間苗、不勻苗, 其他田間生產(chǎn)管理均采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門的推薦技術(shù)。2018—2019年, 冬油菜于2018年10月17日播種, 于2019年5月10日統(tǒng)一收獲；2019—2020年, 冬油菜于2019年10月22日播種, 于2020年5月15日統(tǒng)一收獲。

表1 不同處理的播種方式及播種量Table 1 Sowing method and sowing rate of different treatments

1.3 樣品采集與測定項目

1.3.1 生物量的測定 于冬油菜成熟期, 每小區(qū)選取生長狀況一致, 具有代表性冬油菜0.25 m2, 分籽粒、角殼和秸稈于105℃下殺青30 min, 60℃烘至恒重, 記錄干重, 依此折算地上部生物量。

1.3.2 植株養(yǎng)分的測定 取上述時期有代表性植株, 105℃下殺青30 min, 60℃烘箱烘至恒重, 分莖稈、角殼和籽粒磨碎, 濃H2SO4-H2O2消化、稀釋后用于植株氮磷鉀含量的測定。其中, 全氮含量采用凱氏定氮法測定；全磷含量采用釩鉬黃比色法測定；全鉀含量采用火焰光度計測定[13]。

1.3.3 冬油菜產(chǎn)量及構(gòu)成因子的測定 取上述時期有代表性植株, 每小區(qū)選取生長狀況一致、具有代表性冬油菜1 m2, 分別調(diào)查其角果數(shù)、角粒數(shù)和千粒重, 同時調(diào)查冬油菜收獲密度；收獲后, 各個小區(qū)油菜籽實收實打, 風(fēng)干至恒重, 計算含水量, 并折合總重。

1.4 計算公式

相關(guān)參數(shù)的計算參照文獻(xiàn)[14-16]的方法, 計算地上部生物量、氮素累積量、磷素累積量和鉀素累積量及氮肥偏生產(chǎn)力（nitrogen partial factor productivity, PFPN）、磷肥偏生產(chǎn)力（phosphorus partial factor productivity, PFPP)和鉀肥偏生產(chǎn)力（potassium partial factor productivity, PFPK), 公 式如下。

參照氮素累積量和氮肥偏生產(chǎn)力的計算公式, 計算磷素和鉀素的累積量和偏生產(chǎn)力。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2007及SPSS 20.0進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的分析, 采用DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析, 采用Origin 8.0軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對冬油菜生物量的影響

如圖1所示, 不同播種量和播種方式的冬油菜生物量不同, 2年冬油菜生物量均以TB6.0處理最高, 分別達(dá)到9 798和10 351 kg·hm-2, 較其他處理提高615~3 196和254~2 714 kg·hm-2。相同播種量下, 不同播種方式的冬油菜生物量不同, 其中, 條播處理的生物量高于穴播和撒播。相同播種方式下, 冬油菜生物量隨播種量的增加呈先升高后降低的趨勢, 3種播種方式均以6.0 kg·hm-2播量時最高, 2年生物量分別為8 104、9 798、8 615和8 692、10 351、9 038 kg·hm-2；可能是由于冬油菜播種量較高, 導(dǎo)致密度過大, 使冬油菜在生長后期出現(xiàn)倒伏, 降低了冬油菜生物量。綜合來看, 冬油菜條播的生物量優(yōu)于穴播和撒播；且過低或過高的播種量均影響冬油菜生物量的累積, 以6.0 kg·hm-2播種量為最優(yōu)。

圖1 不同處理冬油菜的生物量Fig.1 Biomass of different treatments

2.2 不同處理對冬油菜養(yǎng)分累積量的影響

由圖2可知, 不同播種量和播種方式下冬油菜的養(yǎng)分累積量不同。相同播種量下, 2年均表現(xiàn)為條播處理冬油菜的養(yǎng)分累積量高于穴播和撒播。相同播種方式下, 冬油菜氮、磷和鉀的累積量隨播種量的增加呈先增加后降低的趨勢, 均在播種量為6.0 kg·hm-2時最高。其中, TB6.0處理2年氮、磷和鉀素累積量分別為129.8、32.6、213.9 kg·hm-2和117.5、30.61、200.3 kg·hm-2, 較其他處理分別提高4.5~36.9、0.6~7.5和3.0~56.9 kg·hm-2。

圖2 不同處理冬油菜的養(yǎng)分累積Fig.2 Nutrient accumulation of different treatments

2.3 不同處理對冬油菜養(yǎng)分利用效率的影響

肥料偏生產(chǎn)力指單位投入的肥料所能生產(chǎn)作物的產(chǎn)量, 是反映土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的指標(biāo), 在一定程度上反映了生產(chǎn)一定產(chǎn)品需要付出的化肥代價, 對施肥的宏觀決策有一定的指導(dǎo)意義。由圖3可知, 不同播種量和播種方式的冬油菜養(yǎng)分利用效率均存在差異, 條播處理的養(yǎng)分偏生產(chǎn)力大于穴播和撒播。2年試驗結(jié)果表明, TB6.0處理的氮素、磷素和鉀素偏生產(chǎn)力均高于其他處理, 其中, 氮素偏生產(chǎn)力分別為14.24和14.76 kg·kg-1, 較其他處理提高0.34~4.19和0.28~3.98 kg·kg-1；磷素偏生產(chǎn)力分別為28.49和29.53 kg·kg-1, 高于其他處理；鉀素偏生產(chǎn)力分別為21.37和22.15 kg·kg-1, 較其他處理提高0.52~6.29和0.44~5.98 kg·kg-1。

圖3 不同處理的冬油菜養(yǎng)分的利用效率Fig.3 Nutrient use efficiency of different treatments

2.4 不同處理對冬油菜產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

播種量和播種方式對冬油菜產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響在2年均表現(xiàn)出相似的變化趨勢（表2）, 冬油菜單株角果數(shù)在相同播種方式下隨播種量的增加呈降低趨勢, 主要是因為低密度條件更有助于油菜個體發(fā)育, 提高一次分枝和二次分枝數(shù), 增加單株角果數(shù)；當(dāng)播種量相同時, 單株角果數(shù)表現(xiàn)為條播＞撒播＞穴播；TB3.0處理的單株角果數(shù)最多, 為152.4個, 較其他處理增加0.6~36.3個；XB9.0處理的單株角果數(shù)最少。每角粒數(shù)在相同播種方式下隨著播種量的增加呈降低趨勢, 即密度越大, 角粒數(shù)越少；而不同播種方式間每角粒數(shù)差異較小。冬油菜千粒重在不同播種方式和播種量間差異較小, 各處理均差異不顯著。冬油菜收獲密度在3種播種方式下均表現(xiàn)為隨播種量的增加呈上升趨勢, 即在9.0 kg·hm-2播種量時最高。綜上所述, 與穴播和撒播相比, 條播增加了冬油菜的單株角果數(shù)和收獲密度。

2.5 不同處理對冬油菜產(chǎn)量的影響

分析各因素對冬油菜產(chǎn)量的影響, 結(jié)果（表3）表明, 播種方式、播種量及環(huán)境對冬油菜產(chǎn)量均有顯著影響, 且因素間還存在顯著的交互作用。其中, 播種方式對冬油菜產(chǎn)量影響最大。不同播種量和播種方式的冬油菜產(chǎn)量存在差異（表3）, 相同播種量下, 不同播種方式的冬油菜產(chǎn)量均表現(xiàn)為條播＞穴播＞撒播；相同播種方式下, 3種播種方式下冬油菜的產(chǎn)量均表現(xiàn)為隨著播種密度的增加先升高后降低, 且均在6.0 kg·hm-2播種量時產(chǎn)量最高, 分別為2 319、2 657和2 470 kg·hm-2, 較其他播種量處理分別增加74~375、51~465和73~428 kg·hm-2, 其中, TB6.0處理冬油菜2年的平均產(chǎn)量為2 657 kg·hm-2, 較SB6.0和XB6.0處理分別提高14.6%和7.6%。

表3 不同處理冬油菜產(chǎn)量Table 3 Yield of winter rapeseed of different treatments（kg·hm-2）

2.6 不同播種方式下冬油菜產(chǎn)量及適宜播種量

采用二次曲線函數(shù)模型對不同播種方式下冬油菜2年平均產(chǎn)量和播種量進(jìn)行擬合, 結(jié)果（圖4）表明, 3種播種方式下冬油菜產(chǎn)量的二次函數(shù)模型均能較好擬合, 隨著播種量的增加, 冬油菜產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 但不同播種方式下冬油菜產(chǎn)量降低的拐點不同, 其中, 穴播處理在6.2 kg·hm-2播種量時開始降低；條播處理在6.9 kg·hm-2播種量時開始降低；撒播處理在7.2 kg·hm-2播種量時開始降低。由此表明, 不同播種模式下適宜的播種量存在差異, 因此, 在實際操作中, 撒播時的播種量應(yīng)大于條播和穴播, 以獲得較高的冬油菜產(chǎn)量；而條播方式下, 播種量以6.0~7.5 kg·hm-2為宜, 其中6.0 kg·hm-2時冬油菜產(chǎn)量較高。

圖4 不同播種方式下冬油菜產(chǎn)量對播種量的響應(yīng)Fig.4 Winter rapeseed yield responses to sowing rates under different sowing methods

Plant density/（104·hm-2）均Mean平30.31 32.73 35.16 36.03 36.83 33.35 33.74 37.92 37.32 37.45 31.68 33.33 35.62 35.64 36.44 2020 2019—30.54±1.56 c 33.00±1.59 c 35.98±1.13 ab 37.30±1.23 a 37.52±1.29 a 34.07±1.37 b 34.49±1.48 b 38.97±1.34 a 38.43±1.33 a 38.67±2.02 a 32.18±1.16 c 34.28±1.21 b 36.55±2.05 ab 36.62±0.89 ab 36.88±1.87 ab密度獲2019收2018—30.08±1.47 c 32.46±1.15 b 34.35±1.52 ab 34.76±1.37 ab 36.13±1.68 a 32.63±1.45 b 32.98±1.26 b 36.87±1.73 a 36.21±1.35 a 36.22±1.76 a 31.18±1.39 c 32.38±1.66 b 34.68±1.84 ab 34.66±1.92 ab 36.00±1.46 a均Mean 1 000-seeds weight/g 平3.13.33.33.33.23.33.23.43.33.43.23.23.43.33.2 2020 2019—3.1±0.2 a 3.3±0.1 a 3.3±0.3 a 3.3±0.2 a 3.2±0.2 a 3.3±0.1 a 3.3±0.2 a 3.4±0.1 a 3.3±0.1 a 3.4±0.2 a 3.2±0.3 a 3.1±0.1 a 3.4±0.3 a 3.3±0.2 a 3.2±0.2 a粒重子千因2018—2019 3.1±0.2 a 3.2±0.2 a 3.3±0.1 a 3.3±0.1 a 3.2±0.1 a 3.2±0.2 a 3.1±0.1 a 3.3±0.2 a 3.2±0.2 a 3.3±0.2 a 3.1±0.3 a 3.2±0.1 a 3.3±0.2 a 3.3±0.3 a 3.2±0.2 a成構(gòu)量均Mean平24.4 23.3 22.6 22.4 21.9 24.8 23.4 23.0 22.4 22.1 24.2 23.4 22.6 22.0 22.1產(chǎn)理處同2020不2 Seeds per pod 2019—24.1±1.1 a 23.4±0.9 ab 22.8±0.8 b 22.4±0.9 b 22.1±1.1 b 24.6±1.3 a 23.4±1.1 ab 22.8±0.8 b 22.3±0.9 b 22.0±1.2 b 24.1±1.4 a 23.4±1.3 ab 22.6±1.1 b 22.1±1.3 b 22.7±1.6 b表Table 2 Yield components of different treatments數(shù)粒每角2018—2019 24.6±1.2 a 23.2±0.9 ab 22.4±1.0 c 22.3±1.1 c 21.6±1.3 c 24.9±1.4 a 23.4±1.2 ab 23.1±1.1 ab 22.4±1.0 c 22.1±1.3 c 24.2±1.4 a 23.4±1.2 ab 22.5±1.1 ab 21.8±1.8 c 21.4±1.5 c平均Mean 147.6 147.1 141.7 125.3 117.9 152.4 150.8 141.8 127.5 117.7 140.7 136.8 131.1 121.9 116.1 Pods per plant數(shù)2019—2020 149.4±5.8 ab 150.1±6.4 a 143.2±5.2 b 123.1±5.7 e 120.6±6.1 e 155.1±5.7 a 152.3±5.9 a 144.9±4.2 a 129.7±5.1 ab 119.4±5.0 c 142.9±6.5 bc 139.7±6.2 c 134.5±5.9 cd 124.6±5.7 e 113.7±3.6 e角果單株2018—2019 145.7±5.6 ab 144.0±6.7 ab 140.2±5.4 bc 127.5±5.6 e 115.2±4.8 e 149.6±6.9 a 149.2±5.8 a 138.6±5.1 a 125.3±4.3 ab 115.9±4.1 c 138.4±6.0 c 133.9±6.4 cd 127.7±4.2 d 119.1±4.1 e 118.5±3.9 e理Treatment處SB3.0 SB4.5 SB6.0 SB7.5 SB9.0 TB3.0 TB4.5 TB6.0 TB7.5 TB9.0 XB3.0 XB4.5 XB6.0 XB7.5 XB9.0 P＜0.05水注Note：Different lowercase letters in same column indicate significant differences between different treatments at P＜0.05 level.。著顯平在異差間理處同不示表母字寫小同不列：同

3 討論

本研究通過2年的大田試驗研究表明, 不同播種方式和播種量下冬油菜產(chǎn)量存在差異, 其中, 條播冬油菜的產(chǎn)量高于穴播和撒播, 當(dāng)播種量為6.0 kg·hm-2時, 條播的產(chǎn)量較撒播和穴播分別提高14.6%和7.6%；而相同播種方式下, 均以6.0 kg·hm-2播種量的產(chǎn)量較高。由此表明, 適宜的播種方式和播種量有利于冬油菜獲得高產(chǎn)。但本研究冬油菜的產(chǎn)量略低于長江中下游地區(qū)[6,8,12]和青海春油菜產(chǎn)區(qū)[17-18], 可能是由于本研究試驗地土壤屬于黃壤, 土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量較低, 質(zhì)地黏重, 耕性不強(qiáng), 保水保肥能力相對較差, 因此, 導(dǎo)致作物產(chǎn)量較低；其次, 冬油菜在越冬期后生長快速, 而該時期貴州天氣多持續(xù)性陰雨, 導(dǎo)致積溫和光照不足, 油菜光合產(chǎn)物減少、產(chǎn)量降低。

冬油菜產(chǎn)量主要取決于種植密度、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重, 而播種方式和播種量是影響植株密度、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重的重要因素。本研究表明, 在播種量相同的情況下, 條播冬油菜在植株密度、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)上均優(yōu)于穴播和撒播。當(dāng)播種量不足時, 冬油菜雖然有強(qiáng)大的個體優(yōu)勢, 但沒有足夠的群體密度, 很難獲得高產(chǎn)；而當(dāng)播種量達(dá)到一定量時, 冬油菜不僅具有個體優(yōu)勢, 還具有較強(qiáng)的群體優(yōu)勢, 有利于高產(chǎn)；當(dāng)密度過高時, 盡管具有群體優(yōu)勢, 但高密條件下會擠壓個體生長空間, 導(dǎo)致植株個體間競爭激烈, 單株角果數(shù)和每角粒數(shù)顯著減少, 造成群體產(chǎn)量降低, 與李銀水等[19]和明日[20]的研究結(jié)果一致。適宜的播種密度有利于協(xié)調(diào)群體和個體間的矛盾, 既保證了群體數(shù)量, 又發(fā)揮了個體優(yōu)勢[4,21], 因此, 條播種植時應(yīng)注重合理的播種量（密度）以發(fā)揮群體優(yōu)勢保證高產(chǎn)。作物的產(chǎn)量由成熟期地上部生物量和收獲指數(shù)決定[22], 生物量是作物產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ), 本研究表明, 相同播種量時, 條播冬油菜的生物量高于穴播和撒播；而隨著播種量的增加生物量先升高后降低, 即過高密度會導(dǎo)致冬油菜生物量減少, 產(chǎn)量也隨之降低。

肥料偏生產(chǎn)力是分析肥料利用率的常用指標(biāo)[23-25]。研究表明, 現(xiàn)代作物生產(chǎn)系統(tǒng)的氮肥偏生產(chǎn)力可達(dá)40~70 kg·kg-1[26]。本研究中冬油菜的氮素偏生產(chǎn)力較低, 表明冬油菜是一種低氮效率作物, 與前人的研究結(jié)果一致[27-29]；且氮、磷和鉀素偏生產(chǎn)力也低于長江流域[6,8,12]和青海春油菜[17-18], 可能是由于貴州黃壤土的基礎(chǔ)地力較低, 而基礎(chǔ)地力是立地條件、氣候條件、土壤理化性狀及培肥水平等多方面要素綜合影響的結(jié)果和體現(xiàn)[30], 因此, 在以后的研究中應(yīng)充分考慮立地條件、土壤理化性狀和培肥水平的影響。相較于移栽冬油菜, 直播冬油菜對養(yǎng)分更加敏感[4,28], 尤其是生長后期物質(zhì)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)效率較低, 因此, 在直播冬油菜生長中后期應(yīng)注重追肥。單純的施用單質(zhì)肥料很難提高肥料利用率[31], 可在施用單質(zhì)肥料的同時, 增施有機(jī)肥等外源有機(jī)物料[32-34]或油菜專用肥[35]以提高肥料利用率。