林國冰, 王 龍, 李 靜, 錢 晨, 李亦揚(yáng), 鄭經(jīng)東, 尤晶晶, 左青松

(揚(yáng)州大學(xué)/江蘇省作物栽培生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇揚(yáng)州 225009)

油菜是一種十分重要的油料作物,在我國油料作物種植面積中居于主導(dǎo)地位[1]。由于我國的地理位置差異,我國油菜的種植區(qū)域劃分,可以以秦嶺淮河為線,分為南方冬油菜區(qū)和北方春油菜區(qū)[2]。冬油菜的種植面積和產(chǎn)量約占我國的90%左右,且冬油菜的種植面積主要集中在長(zhǎng)江流域。2010年,世界油菜種植面積就已突破3 000萬hm2[3],近些年,保持著穩(wěn)中有升的趨勢(shì)。我國目前的油菜種植面積大約在670萬～680萬hm2,年產(chǎn)油菜籽在 1 300萬～1 400萬t,占全國植物油總量的1/3以上。同時(shí),歸功于栽培技術(shù)的進(jìn)步,我國油菜籽單位面積產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年上升的態(tài)勢(shì)。

2010年,揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院油菜團(tuán)隊(duì)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所共同研究出油菜毯苗機(jī)械化移栽技術(shù)[4],很好地解決了油菜生產(chǎn)過程中的一系列問題。這項(xiàng)技術(shù)一方面節(jié)約了人工育苗移栽的人工作業(yè)成本,提高了移栽效率;另一方面,解決了油菜生產(chǎn)過程中的茬口問題。同時(shí)還具有機(jī)械化高[5]、成本低等優(yōu)點(diǎn),培育的毯苗具有良好的素質(zhì)。毯苗的機(jī)械化移栽[6]可以大大提高田間種植的效率。優(yōu)質(zhì)的毯苗不僅能夠提高田間的單位面積產(chǎn)量,還能縮短大田生長(zhǎng)周期,提高復(fù)種的指數(shù)。本文主要綜述在毯苗相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,提出進(jìn)一步促進(jìn)油菜毯苗育苗和高產(chǎn)栽培的建議,為油菜毯苗的后續(xù)發(fā)展提供參考。

1 油菜面積、產(chǎn)量以及種植方式現(xiàn)狀

我國是世界種植油菜的主要國家之一,年種植面積約為1 500萬hm2,占世界油菜種植面積的23%。我國菜籽油的產(chǎn)量更是占據(jù)了一半以上的國內(nèi)油料市場(chǎng)。冬油菜種植面積巨大,主產(chǎn)區(qū)位于長(zhǎng)江中下游。當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶主要通過直播和育苗移栽2種方式來進(jìn)行種植生產(chǎn)。

冬油菜的直播過程中常常面臨茬口矛盾,前茬作物收獲時(shí)期推遲,嚴(yán)重影響油菜的生育周期,造成減產(chǎn)。另外,由于長(zhǎng)江中下游在秋季時(shí)常遇到季節(jié)性干旱,不利于油菜種子的萌發(fā),冬季還會(huì)遭遇季節(jié)性冷害,此時(shí)油菜生長(zhǎng)量小,抗逆性差,突遇冷害極易造成死苗,影響產(chǎn)量。

相比直播油菜,人工育苗移栽可以有效緩解茬口問題對(duì)油菜生產(chǎn)過程的影響,人工移栽可以保證小苗的質(zhì)量,且育苗移栽可以縮短油菜在大田的生育周期。但這些工作均由人工完成,增加了油菜種植對(duì)勞動(dòng)力的需求量,直接增加了生產(chǎn)成本,在農(nóng)村勞動(dòng)力人口短缺的今天,這一矛盾逐漸加深。因此,油菜毯苗相關(guān)技術(shù)的研發(fā)推廣實(shí)屬必要。

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局關(guān)于《2010—2019年我國油菜籽播種面積、產(chǎn)量及單位面積產(chǎn)量》的數(shù)據(jù)報(bào)告,2010年我國油菜的種植面積最大,達(dá)到731萬hm2,2010—2015年油菜的種植面積基本在700萬hm2以上。2015年6月,我國取消油菜籽臨時(shí)收儲(chǔ)政策后,國內(nèi)油菜的種植面積明顯下降。但從2016年開始,我國油菜種植的整體規(guī)模雖不及5年前的水平,但仍維持在650萬hm2左右。雖然油菜種植面積處在不同程度波動(dòng)變化中,油菜單位面積產(chǎn)量卻呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。根據(jù)報(bào)告中播種面積和年產(chǎn)量的數(shù)據(jù),2015—2016年,在種植面積顯著下降的情況下影響了油菜的年產(chǎn)量,但是由于栽培技術(shù)的不斷進(jìn)步,從2016年開始,在種植面積基本不變的情況下,油菜年產(chǎn)量持續(xù)增加,其產(chǎn)量與4年前種植718萬hm2收獲的產(chǎn)量水平相當(dāng)。至今油菜種植產(chǎn)業(yè)[7]仍有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?022年中央一號(hào)文件提出:“大力實(shí)施大豆和油料產(chǎn)能提升工程”,“長(zhǎng)江流域開發(fā)冬閑田[8]擴(kuò)種油菜”。專家組調(diào)研發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)江約有1億畝(1 hm2=15畝)以上的冬閑田[9],其中半數(shù)以上可以用來種植油菜。在我國如此重視油料供給安全的背景下,油菜仍是當(dāng)今最重要的油料作物[10],應(yīng)加大對(duì)油菜的研究和生產(chǎn)。

2 油菜毯苗培育技術(shù)

菜籽油是我國食用植物油的重要組成部分,其產(chǎn)量高,營養(yǎng)價(jià)值[11]豐富。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以及前人在油菜栽培方面的研究,油菜毯苗機(jī)械化移栽是現(xiàn)如今一個(gè)新型的油菜生產(chǎn)種植方式[12]。實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)有1個(gè)關(guān)鍵前提,就是培育優(yōu)質(zhì)的毯苗。種子處理、養(yǎng)分運(yùn)籌、播種密度、適宜播期是影響油菜毯苗質(zhì)量[13]的重要因素。

2.1 適宜播期

播期的不同改變了油菜毯苗生長(zhǎng)過程中的光照、溫度、水分等因子。從而對(duì)毯苗機(jī)械化移栽產(chǎn)生影響。由于毯苗育苗地區(qū)經(jīng)緯度的不同,導(dǎo)致各個(gè)地區(qū)光照、均溫、降水量均不一致。

在種植區(qū)域跨度較大的長(zhǎng)江流域,播期存在明顯差異。但是,播期的不同對(duì)油菜毯苗機(jī)械化移栽后植株的最終產(chǎn)量也有一定的影響。播期過早,會(huì)造成秧盤內(nèi)植株的徒長(zhǎng),加劇種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng),由于秧盤是一個(gè)有限的空間,極易造成弱苗、死苗的情況發(fā)生。播期過晚,則會(huì)導(dǎo)致油菜生育周期的縮短,后期產(chǎn)量減少。

張宇等的研究中,通過對(duì)品種寧雜1818設(shè)置5個(gè)播期(9月5日、9月15日、9月25日、10月5日和10月15日),分析各個(gè)播期油菜毯苗的生長(zhǎng)情況,確認(rèn)最適宜的區(qū)間,試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),9月15日和9月25日播期下的秧苗出苗快,且存苗數(shù)、綠葉數(shù)、葉面積較高,綜合性狀符合機(jī)械化移栽的要求,研究中還發(fā)現(xiàn),有效積溫與油菜毯苗生長(zhǎng)進(jìn)程存在著緊密的聯(lián)系,通過Logistic擬合曲線推斷油菜毯苗從播種到出苗需要的有效積溫為99.5 ℃,毯苗每生長(zhǎng)1張葉片需要的有效積溫為117.1 ℃。對(duì)有效積溫的研究,可以探究不同種植地區(qū)的具體光熱情況,以確定適宜的播期[14]。李照杰等認(rèn)為,直播油菜播期過晚會(huì)導(dǎo)致油菜的生長(zhǎng)期縮短,油菜的單位面積角果數(shù)和千粒質(zhì)量下降,帶來油菜產(chǎn)量的下降。另外,晚播還明顯抑制了側(cè)根的生長(zhǎng)和主根的體積,導(dǎo)致根系干物質(zhì)量下降[15]。劉阿康等的研究中也有類似的結(jié)論,隨著播期推遲,小麥葉齡、分蘗數(shù)、單莖干鮮質(zhì)量、株高、穗粒數(shù)呈先升高后下降的趨勢(shì),最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。這與油菜毯苗生長(zhǎng)進(jìn)程中所遇到的情況類似,隨著播期推遲,油菜毯苗存苗數(shù)、綠葉數(shù)、秧盤群體葉面積和充實(shí)度呈先增加后降低的趨勢(shì),因?yàn)樘好绮テ谶^早,秧苗獲得了良好的光、溫、熱,造成植株徒長(zhǎng),加劇了競(jìng)爭(zhēng),而播期過晚會(huì)造成光熱資源不足,秧苗無法充足生長(zhǎng),導(dǎo)致植株矮小、長(zhǎng)勢(shì)不佳、生物量小等情況[16]。

概括來說,油菜毯苗育苗過程中,需要適宜的播期來保證秧苗的生長(zhǎng)處在一個(gè)合適的區(qū)間。毯苗生長(zhǎng)所需要的有效積溫是一個(gè)重要的參考因素,需要根據(jù)各地區(qū)種植的具體光熱條件,確定適宜的播期。油菜毯苗適宜的播期,還可以減輕前茬作物收獲的影響,有效地解決了茬口矛盾。

2.2 播種密度

油菜毯苗的一大特點(diǎn)就是密度高,大約是 4 000株/m2,然而密度過大會(huì)造成植株生長(zhǎng)空間小,加劇植株生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)的程度,從而導(dǎo)致苗情惡化。秧苗的質(zhì)量和數(shù)量下降,將會(huì)大大影響到后期移栽的成功率,也會(huì)對(duì)后期產(chǎn)量有直接的影響。

毯苗在秧盤中的生長(zhǎng)空間有限,一般育秧采用水稻標(biāo)準(zhǔn)育秧盤,長(zhǎng)58 cm,寬28 cm。相關(guān)研究表明,隨著播種密度的增加,秧盤中油菜毯苗的存苗數(shù)增加,但是在高密度的生長(zhǎng)環(huán)境下,單株秧苗生長(zhǎng)空間狹小,容易造成死苗,因此,隨著播種密度的增加,秧盤中的存苗率是逐漸下降的。

存苗數(shù)影響后期毯苗機(jī)械化移栽的空穴率,無論秧盤中的苗數(shù)過多或過少,都會(huì)導(dǎo)致機(jī)栽時(shí)的難度提高,不利于保證田間的種植密度,最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。水稻機(jī)插秧的育秧技術(shù)是相對(duì)成熟的,在殷發(fā)國等的研究中,如果密度過大,秧苗間的透光透氣性差,苗高纖長(zhǎng),整體秧苗的素質(zhì)不高,難以保證水稻秧苗的機(jī)械化移栽質(zhì)量[17]。張含笑等的研究中也有類似的結(jié)論,通過設(shè)置5個(gè)水平的播種密度,在20、30、40 d時(shí)取樣考苗,隨著播種密度的增加,存苗數(shù)上升,秧苗的葉片數(shù)、形態(tài)特征、干物質(zhì)積累量處于適宜的狀態(tài)。當(dāng)播種密度大于 800粒/盤之后,秧苗的葉片數(shù)、綠葉數(shù)減少,苗高變長(zhǎng),地上部和地下部干質(zhì)量減少,且根冠比和秧苗充實(shí)度下降,應(yīng)當(dāng)將每個(gè)秧盤內(nèi)的播種密度控制在800粒以內(nèi),以育出高質(zhì)量、高素質(zhì)的毯苗[18]。Zuo等的研究中也發(fā)現(xiàn),高播種密度增加了油菜毯苗的株高,但是葉面積、根頸直徑、生物積累量、根冠比下降,這些負(fù)面效應(yīng)都會(huì)影響機(jī)械化移栽后的活棵率[19]。其研究還發(fā)現(xiàn),密度水平為638、696粒/盤的秧苗在機(jī)械化移栽后的存活率都在95%以上。因此,這2個(gè)密度水平均滿足機(jī)械化移栽的要求。638粒/盤的秧苗在某些性狀上優(yōu)于696粒/盤,但是幼苗的質(zhì)量沒有顯著差異,考慮到經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)方面的相關(guān)因素,采取696粒/盤的規(guī)格更加合適[19]。

綜合前人的研究,油菜毯苗的播種密度應(yīng)當(dāng)保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。雖然隨著播種密度的增加,存苗數(shù)隨之升高,但是過高的播種密度,會(huì)造成秧盤內(nèi)個(gè)體苗情不佳,難以形成高素質(zhì)壯苗,細(xì)軟纖長(zhǎng)的毯苗會(huì)給機(jī)械化移栽造成困難[20]。與此同時(shí),生長(zhǎng)不良、質(zhì)量差的秧苗移栽后的成活率也大大降低,最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。因此,在考慮到秧盤內(nèi)良好的生長(zhǎng)環(huán)境的情況下結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益,確定合適密度,才能達(dá)到最佳的效果。

2.3 種子處理

相關(guān)研究以甘藍(lán)型雙低油菜品種寧雜1818為例[21],在采用長(zhǎng)58 cm、寬28 cm的水稻標(biāo)準(zhǔn)育秧盤進(jìn)行油菜毯苗育苗時(shí),發(fā)現(xiàn)苗期秧盤密度過高會(huì)使得根頸和縮頸段迅速伸長(zhǎng)形成瘦弱的細(xì)苗,瘦弱纖長(zhǎng)的細(xì)苗在密度較大的秧盤生長(zhǎng)環(huán)境中極易受到損傷,最終導(dǎo)致死苗。

通過探究發(fā)現(xiàn),烯效唑浸種處理可以有效防止在高密度的情況下,油菜根頸和縮頸段的迅速伸長(zhǎng)[22]。因此,烯效唑浸種是種子處理過程中的關(guān)鍵步驟,是培育高質(zhì)量油菜毯苗的核心措施[23]。

在劉芬等的研究中,該試驗(yàn)以水稻大田種植為例,設(shè)置3個(gè)處理,分別為烯效唑浸種、多效唑噴霧拌種、2次葉面噴施多效唑。3個(gè)處理進(jìn)行比較試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),晚稻品種H優(yōu)2518和岳優(yōu)9113在烯效唑浸種處理下苗高、葉齡、成秧率、百株鮮質(zhì)量均相對(duì)較大,能顯著提高機(jī)插的質(zhì)量。烯效唑浸種能促進(jìn)或者抑制油菜生命過程中的某個(gè)環(huán)節(jié),起到使油菜形成壯苗、矮化株高、提高抗逆性和產(chǎn)量的作用[24]。高建芹等研究表明,當(dāng)浸種濃度大于 30 mg/L 或浸種時(shí)間超過2 h,對(duì)油菜種子的萌發(fā)影響較大且還會(huì)抑制根系的生長(zhǎng),在該試驗(yàn)中,推薦使用15～20 mg/L 烯效唑浸種1～2 h,此時(shí)油菜的發(fā)芽率、苗高、葉片數(shù)都處在一個(gè)最佳的狀態(tài)[25]。Zuo等關(guān)于烯效唑的研究中發(fā)現(xiàn),隨著烯效唑施用量的增加,秧苗的株高顯著下降,但是根頸直徑增加。當(dāng)烯效唑含量達(dá)到1.0 mg/盤時(shí),秧苗的地下部質(zhì)量明顯增加,而烯效唑含量達(dá)到 1.5 mg/盤時(shí),秧苗的葉面積根系干質(zhì)量明顯增加。1.0、1.5 mg/盤處理下油菜毯苗生長(zhǎng)的相關(guān)性狀顯著優(yōu)于其他處理。因此,烯效唑含量在1.0～1.5 mg/盤有助于提高油菜毯苗的品質(zhì),使其更加適宜機(jī)械化移栽[26]。

綜上,烯效唑浸種所選取的最適濃度存在一定的差異,應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)環(huán)境和育秧目標(biāo)等進(jìn)行綜合考察和試驗(yàn),在保證油菜毯苗育秧效果良好的情況下,確定最適的烯效唑濃度。

2.4 養(yǎng)分運(yùn)籌

油菜毯苗的育秧要求是根系交錯(cuò)盤結(jié)成毯狀,機(jī)械移栽后,返青活棵快,死苗數(shù)少。但是秧盤內(nèi)的生長(zhǎng)空間有限,光照條件不佳,秧盤中的個(gè)體對(duì)于空間、養(yǎng)分、光照的競(jìng)爭(zhēng)激烈。最終導(dǎo)致秧苗個(gè)體生長(zhǎng)量小,難以形成優(yōu)質(zhì)的油菜毯苗。

毯苗地上部和根系的生長(zhǎng)發(fā)育與育苗基質(zhì)的成分有著緊密的聯(lián)系。適宜基質(zhì)的配比[27],有利于毯苗的根系生長(zhǎng)、相互盤結(jié),極大地改善了毯苗在有限生長(zhǎng)環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。

油菜是喜硫作物[28],秧盤中硫元素的含量對(duì)油菜的營養(yǎng)生長(zhǎng)有重大的影響,缺硫時(shí)植株生長(zhǎng)受到障礙,葉片會(huì)褪色或者黃化,莖稈細(xì)弱。在油菜育苗時(shí)增施硫素,能使最終產(chǎn)量提高15%～20%,增加含油量0.8%～1.5%,還可以讓油菜提早1周左右成熟,且成熟度與未施用硫肥一致。提前1周時(shí)間成熟,能夠有效緩解茬口矛盾。張慶利等研究表明,不同氮素施入土壤后的淋失率有顯著差異,硫酸銨的淋失量相較于硝酸鉀和尿素明顯減小,選擇施用硫酸銨進(jìn)行基質(zhì)改良,是因?yàn)榱蛩徜@穩(wěn)定性好,不易淋濕,能夠有效地被植株所吸收,并且淋失量小對(duì)地下水質(zhì)的污染也較小[29]。韓自強(qiáng)等以江淮地區(qū)麥茬稻田為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn),在秸稈還田下不同施肥處理對(duì)稻田N2O和CH4排放會(huì)產(chǎn)生影響,以硫酸銨代替尿素處理能夠提高水稻的產(chǎn)量,并且硫酸銨的施用顯著降低了CH4的排放,降低了綜合溫室效應(yīng)[30]。通過馮倩楠等在油菜毯苗基質(zhì)改良中關(guān)于硫酸銨施用量的研究發(fā)現(xiàn),基質(zhì)中硫酸銨的最佳用量范圍為4.37～4.62 g/盤,在這個(gè)條件下培育的油菜毯苗,苗高、葉面積、總?cè)~片數(shù)、綠葉數(shù)、根頸直徑、干物質(zhì)積累量與空白對(duì)照相比都有明顯的增加,在施用4.37～4.62 g范圍內(nèi)的硫酸銨后,每盤秧苗的存苗數(shù)均處在700株以上,在播種后30 d(毯苗6葉期)為機(jī)械化移栽的適宜期,此時(shí)秧苗的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足機(jī)械化移栽的要求,適合移栽[27]。

施用硫酸銨能夠提高作物產(chǎn)量。綜合前人研究,硫酸的施用量應(yīng)當(dāng)控制在1個(gè)適宜的范圍內(nèi)[31],這樣毯苗的苗情表現(xiàn)良好,指標(biāo)合格,適宜后期的機(jī)械化移栽。因此,基質(zhì)改良是油菜毯苗育苗過程中的重要措施之一。

3 油菜毯苗移栽技術(shù)

培育出優(yōu)質(zhì)毯苗后需要同機(jī)械化移栽相互配合才能最終實(shí)現(xiàn)油菜生產(chǎn)的輕簡(jiǎn)化、規(guī)?；?、專業(yè)化。機(jī)械化移栽的優(yōu)劣會(huì)對(duì)油菜毯苗在田間的活棵數(shù)和活棵率產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響油菜單位面積產(chǎn)量。研制普適性較廣的毯苗移栽機(jī)械、了解毯苗機(jī)械化移栽相關(guān)要點(diǎn)是提高油菜毯苗機(jī)械化移栽成功率的2個(gè)重要方法。

3.1 毯苗機(jī)械研制

油菜毯苗移栽機(jī)械的研制是在水稻秧苗移栽機(jī)的基礎(chǔ)上,基于油菜毯苗的特點(diǎn),進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善,最終研制成功的。油菜是直根系作物,而水稻屬于須根系作物,兩者在本質(zhì)上存在區(qū)別。因此,在機(jī)械化移栽過程中應(yīng)保護(hù)毯苗的根系受到的傷害盡可能小。這對(duì)于毯苗移栽機(jī)械工作的流暢性有著十分高的要求。以南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制的2ZY-6型毯苗移栽機(jī)為例,該機(jī)器的栽植頻率達(dá)到300次/(min·行),極大提高了毯苗機(jī)械化移栽的移栽效率。相比傳統(tǒng)的人工直播和人工育苗移栽方式,毯苗的機(jī)械移栽機(jī)實(shí)際作業(yè)效率可達(dá)5～8畝/h,是人工移栽的60倍;同時(shí),油菜進(jìn)行毯苗移栽比同期遲直播的產(chǎn)量提高35%以上,滿足油菜大田生產(chǎn)對(duì)于產(chǎn)量的要求。該毯苗移栽機(jī)械的研制讓油菜毯苗機(jī)械化移栽技術(shù)可以順利地應(yīng)用于大田生產(chǎn),為我國油菜提高單產(chǎn)提供了有利的技術(shù)保障[32]。毯苗移栽機(jī)械的研制需繼續(xù)精進(jìn),使其在毯苗移栽工作中具備廣適性,能夠在移栽苗情不同的毯苗時(shí)保證移栽效率和移栽質(zhì)量。

3.2 毯苗機(jī)械化移栽

油菜毯苗的機(jī)械化移栽過程需要多環(huán)節(jié)的相互配合[33]。毯苗機(jī)械化移栽需要對(duì)大田進(jìn)行耕整,毯苗從秧盤移栽到大田中時(shí)較為脆弱,對(duì)大田耕整的質(zhì)量有要求,例如需要將前茬作物的秸稈離田或粉碎均勻拋撒。最新的毯苗移栽機(jī)是一款集開溝、移栽、覆土一體的機(jī)械,使用油菜專用的載秧臺(tái)。首先,毯苗在進(jìn)行機(jī)械移栽前需要對(duì)缺水的秧盤進(jìn)行補(bǔ)水,秧盤缺水將嚴(yán)重影響栽插后油菜毯苗的活棵數(shù)和活棵率。另外,缺水的秧盤在進(jìn)行搬運(yùn)和擺放至載秧臺(tái)的過程中毯苗容易發(fā)生撕裂,毯苗的成毯效果不佳。但如果供應(yīng)的水分過多,對(duì)于毯苗移栽也有不利的影響,過多的水分供應(yīng)會(huì)造成毯苗在載秧臺(tái)底部發(fā)生堆疊,從而影響取苗器的正常取苗栽插。該情況的發(fā)生往往存在于栽插進(jìn)行到一半時(shí),此時(shí)取苗器如果無法正常取苗,將對(duì)這一列毯苗的栽插造成嚴(yán)重的影響。因此,控制秧盤水分的供應(yīng)是毯苗機(jī)械化移栽的關(guān)鍵步驟;其次,在移栽過程中要保證農(nóng)機(jī)行駛的速度不宜過快,這樣可以確保毯苗栽插的間距處于適宜的范圍內(nèi),也能保證田間的基本苗數(shù)足夠;最后,需要做好毯苗機(jī)械化移栽后的管理,澆好定根水,在天氣干旱時(shí),需要補(bǔ)澆1～2次的水。

綜上,油菜毯苗機(jī)械移栽技術(shù)的應(yīng)用,需要毯苗移栽機(jī)的高效配合。因此,對(duì)于毯苗移栽機(jī)械的研制是不能停滯的,需要以提高機(jī)械的廣適性和移栽效率為目標(biāo)。此外,在毯苗移栽過程中,也有諸多環(huán)節(jié)需要注意,各個(gè)環(huán)節(jié)的默契配合是實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。

4 油菜毯苗栽后研究

油菜毯苗移栽相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用過程中,與其相配套的栽培措施是保證毯苗能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)栽培技術(shù)[34]在油菜毯苗的種植過程中,需要根據(jù)毯苗的綜合性狀及特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。油菜毯苗的移栽密度、肥料的調(diào)控是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)栽培的重要舉措。如何協(xié)調(diào)各方因素,在保證油菜毯苗正常生長(zhǎng)的情況下,配套使用相關(guān)栽培技術(shù)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),是這項(xiàng)技術(shù)所要達(dá)到的最終目的,高產(chǎn)栽培研究是油菜毯苗進(jìn)一步向外推廣的重點(diǎn)。

4.1 移栽密度對(duì)油菜毯苗生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

油菜毯苗采取機(jī)械化移栽方式,該項(xiàng)技術(shù)滿足油菜毯苗生產(chǎn)過程中自動(dòng)化、輕簡(jiǎn)化、成本低等要求。

前人通過研究密度對(duì)油菜產(chǎn)量的影響,發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)拿苤材軌蛱岣哂筒巳后w的干物質(zhì)積累量[35]。但是陳新軍等研究發(fā)現(xiàn),過大的密度會(huì)造成油菜單株的有效角果數(shù)減少,油菜莖稈細(xì)長(zhǎng),生物量小,抗倒伏能力差[36]。油菜群體葉面積指數(shù)、光能利用率會(huì)隨著種植密度的增大而增大,適宜的種植密度下,協(xié)調(diào)好群體與個(gè)體之間的關(guān)系,有助于油菜實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

曹金華等通過對(duì)油菜毯苗移栽后在蕾薹期、初花期、成熟期的不同處理進(jìn)行取樣分析,發(fā)現(xiàn)移栽密度在22.75萬～28.39萬株/hm2的處理下油菜毯苗產(chǎn)量明顯高于其他處理,干物質(zhì)的積累量是一個(gè)十分重要的參考指標(biāo),而油菜的單株產(chǎn)量與3個(gè)重要時(shí)期(蕾薹期、初花期、成熟期)的干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系[37]。試驗(yàn)中采用1穴2株的移栽方式,在與對(duì)照組的對(duì)比中發(fā)現(xiàn),移栽密度為22.5萬株/hm21穴2株的處理與對(duì)照組無顯著差異。因此,1穴2株的移栽方式既保證了移栽的密度,又可以節(jié)約成本,對(duì)于油菜的后期產(chǎn)量也不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。另外,油菜干物質(zhì)的積累量是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ),尤其是蕾薹期-初花期是影響最終產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期。在劉曉偉等的研究中也有相類似的結(jié)論,蕾薹期-初花期是油菜由營養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)的時(shí)期,如何協(xié)調(diào)好這二者之間的矛盾,有助于干物質(zhì)量的積累,提高產(chǎn)量[38]。左青松等從碳氮轉(zhuǎn)運(yùn)的角度,進(jìn)一步解釋了油菜毯苗初花期體內(nèi)碳氮轉(zhuǎn)運(yùn)的情況,前期的氮素供應(yīng)有利于油菜生長(zhǎng)的發(fā)育,為后期的碳素積累打好基礎(chǔ),促進(jìn)增產(chǎn)。該試驗(yàn)表明,油菜毯苗在適宜的密度下移栽也可獲得高產(chǎn)(目標(biāo)產(chǎn)量3 750 kg/hm2)。由于進(jìn)行機(jī)械化移栽的農(nóng)機(jī)對(duì)毯苗的機(jī)插規(guī)格有明確的要求,因此,實(shí)現(xiàn)毯苗高產(chǎn),不但要對(duì)育苗的要求進(jìn)行改進(jìn),還應(yīng)當(dāng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的規(guī)格進(jìn)行更新,以適應(yīng)生產(chǎn)上的需求[39]。

綜上,移栽密度對(duì)于油菜毯苗后期產(chǎn)量的影響,可以通過田間試驗(yàn)設(shè)置不同密度處理,再根據(jù)干物質(zhì)的積累量來進(jìn)一步分析,尤其是蕾薹期—初花期是影響油菜后期產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期。相關(guān)研究表明,適宜的移栽密度能夠使得油菜毯苗獲得高產(chǎn),同時(shí)機(jī)械化移栽也節(jié)約了勞動(dòng)力成本,緩解了農(nóng)村勞動(dòng)力短缺的問題。

4.2 肥料施用對(duì)油菜毯苗生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

氮肥的施用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中十分重要的步驟,農(nóng)作物對(duì)于氮肥的需要與其后期的產(chǎn)量有著十分密切的聯(lián)系。通過對(duì)氮素施用的研究,發(fā)現(xiàn)氮肥已然成為影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量[40-41]形成的重要限制因素。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國的氮肥產(chǎn)量近幾年穩(wěn)定在3 600 t左右,現(xiàn)如今我國的氮肥產(chǎn)量已經(jīng)基本滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。我國土壤的氮素含量受到土壤類型、水熱條件、有機(jī)質(zhì)含量、質(zhì)地和耕作措施等多方面因素的影響[42]。我國土壤除少部分的類型,如黑土、草甸土、沼澤土等,一般土壤的含氮量基本在2.0 g/kg以下?，F(xiàn)如今根據(jù)我國各地區(qū)實(shí)行的耕作制度,對(duì)于耕地的利用周期日趨頻繁。合理的施氮措施,在我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中有著至關(guān)重要的地位。通過諸多研究發(fā)現(xiàn),不同的農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中,氮素的施用對(duì)于生長(zhǎng)周期中的各個(gè)時(shí)期都有著特殊的生理表現(xiàn),包括幼苗期促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)或是抽薹期促進(jìn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)等。油菜毯苗移栽后主要的研究也集中在基肥、薹肥的施用,施氮量及植株體內(nèi)碳氮的轉(zhuǎn)運(yùn)。因此,肥料的施用對(duì)于油菜毯苗高產(chǎn)栽培研究具有重要意義。

4.2.1 基肥對(duì)毯苗根系形態(tài)建成及葉片生長(zhǎng)的影響 根據(jù)研究表明,植物吸收無機(jī)氮主要以硝態(tài)氮和銨態(tài)氮[43]為主,不同的植物對(duì)不同氮素形態(tài)的吸收具有選擇性。土壤中的氮素不足以支持油菜苗期生長(zhǎng)過程中的營養(yǎng)需要。因此,需要早施、勤施苗肥,施用的肥料以氮肥為主。利用冬前短暫的較高的氣溫,促進(jìn)油菜毯苗的生長(zhǎng),達(dá)到壯苗過冬。這一措施為未來油菜的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)打下了基礎(chǔ)。

何夢(mèng)迪等通過研究發(fā)現(xiàn),干旱處理下,在小麥苗期增施氮肥可以改變小麥品種的根形態(tài)建成,使其更有利于水氮的吸收,根系活力得到了明顯的提高,此過程可以增強(qiáng)小麥在苗期的同化能力和新陳代謝能力[44-45]。根系通過一系列的生理生態(tài)變化,增施氮肥最終達(dá)到了提高抗旱性的目的。植株強(qiáng)壯的根系是維持其生長(zhǎng)的重要基礎(chǔ),根系通過對(duì)土壤中肥水的吸收進(jìn)行正常的生長(zhǎng)發(fā)育。在研究中,增施氮肥可以縮短小麥苗期根系的總根長(zhǎng)、表面積、總根體積、根尖數(shù)和分支數(shù),但是根系直徑也顯著增加,在逆境條件下,這樣的根系形態(tài)建成更有利于植株在保證自身營養(yǎng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步生長(zhǎng)發(fā)育。通過對(duì)小麥苗期根系形態(tài)建成的研究,油菜毯苗移栽后在苗期也有相類似的特點(diǎn),油菜是直根系雙子葉植物,長(zhǎng)江流域地區(qū)種植的冬油菜一般在9月中旬播種[46],對(duì)于直播和育苗移栽油菜來說,適宜的播期對(duì)于油菜后期產(chǎn)量有著十分重要的作用[47]。但是由于茬口矛盾,在實(shí)際的大田生產(chǎn)過程中,沒有辦法準(zhǔn)確確定每年的播期。因此,毯苗在苗期施用氮肥就起著至關(guān)重要的作用[48],適宜的施氮量,可以使得油菜根系的直徑增粗,地上部綠葉數(shù)增多,葉片增厚,形成壯苗以越冬,減少田間的死苗率,確保了田間的基本苗數(shù),這是后期油菜產(chǎn)量的基礎(chǔ)保證。

在油菜毯苗發(fā)育過程中,苗期的葉片生長(zhǎng)尤為重要。由于長(zhǎng)江流域一帶大田生長(zhǎng)過程中,往往采用的輪作方式是水稻—油菜輪作模式[49]。這種水田與旱田的交替耕作模式,能夠使得土壤發(fā)生物理、化學(xué)和生物方面的變化,這種變化讓土壤中的養(yǎng)分循環(huán)和供給發(fā)生轉(zhuǎn)變[50],從而對(duì)生長(zhǎng)其中的作物產(chǎn)生影響。通過研究發(fā)現(xiàn),在水田中,土壤中的氮素主要以銨態(tài)氮的形式存在,而在旱田中主要以硝態(tài)氮[51]的形式存在,正是由于我國土壤耕作的特殊性,才使得土壤中氮素的存在形式[52]發(fā)生變化。這種氮素形式的轉(zhuǎn)化,有利于毯苗移栽后對(duì)氮素的吸收,促進(jìn)植株的生長(zhǎng)。

4.2.2 薹肥對(duì)毯苗成熟期產(chǎn)量的影響 油菜干物質(zhì)積累是油菜成熟期產(chǎn)量的基礎(chǔ),相關(guān)研究表明,油菜干物質(zhì)積累量的增加與油菜籽粒產(chǎn)量的增加呈正相關(guān)。因此,在保證油菜毯苗移栽后生長(zhǎng)基礎(chǔ)良好的情況下,干物質(zhì)積累量的增加,更容易使得油菜獲得高產(chǎn)。根據(jù)前人的相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)蕾薹期是油菜營養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。同時(shí),蕾薹期也是根莖葉生長(zhǎng)較為旺盛的時(shí)期,油菜的基礎(chǔ)生長(zhǎng)量快速增加,為成熟期的高產(chǎn)打好基礎(chǔ)。對(duì)于毯苗來說,薹肥的施用量和施用時(shí)期非常關(guān)鍵,其最終會(huì)對(duì)干物質(zhì)的積累量造成影響。

施氮量對(duì)農(nóng)作物干物質(zhì)積累量的影響在其他作物的研究中也有進(jìn)展。楊益花等研究發(fā)現(xiàn),施氮量的增加與水稻總穎花數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系,而水稻的最終產(chǎn)量與總穎花數(shù)有著密切的聯(lián)系[53]。在宋明丹等的研究中可以看到施氮量與冬小麥的干物質(zhì)積累量也有著密切的關(guān)系[54]。氮素的供應(yīng)對(duì)小麥光合產(chǎn)物的形成有直接的影響,受到生長(zhǎng)環(huán)境的限制,土壤中的供肥量有限,增施氮肥對(duì)于小麥增產(chǎn)有著積極的作用。再者是玉米的生產(chǎn)過程中,李佳等發(fā)現(xiàn)增施氮肥對(duì)春玉米產(chǎn)量的影響更為顯著,與不施氮的處理相比,最高可增產(chǎn)30%以上,干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)“S” 形的生長(zhǎng)曲線[55]。

油菜毯苗的生長(zhǎng)過程中也有上述幾種作物類似的規(guī)律,吳正貴等在油菜毯苗研究中發(fā)現(xiàn),2個(gè)品種寧雜1818和蘇油4號(hào),隨著薹肥施用時(shí)期的推遲和薹肥施用量的增加,植株干物質(zhì)的積累量呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)[56]?？梢?薹肥的施用時(shí)期和施用量,對(duì)于油菜的后期產(chǎn)量有顯著的影響。其中,氮肥的施用對(duì)角果殼干物質(zhì)量影響較大,2個(gè)品種的主莖角果殼干物質(zhì)量在高氮處理下平均比低氮處理高出11.73%。楊光等在研究薹肥對(duì)毯苗移栽油菜株高和產(chǎn)量的影響過程中,也發(fā)現(xiàn)其主要影響角果數(shù)和每角粒數(shù),進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量有積極的效果,重視薹肥的施用,對(duì)促進(jìn)油菜毯苗實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)有著十分重要的作用[57]。

5 結(jié)論與展望

已有的研究表明,種子處理、養(yǎng)分運(yùn)籌、播種密度、適宜播期都對(duì)油菜毯苗育苗及機(jī)械移栽過程起到關(guān)鍵作用。另外,還需根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、光照、溫度、水分等條件選擇適宜的品種進(jìn)行移栽。種子處理緩解了高密度秧盤中毯苗出苗生長(zhǎng)所面臨的困境,建議使用烯效唑浸種處理以增加發(fā)芽率,保證秧盤基本苗數(shù)?；|(zhì)改良在油菜毯苗育苗過程中與種子處理相得益彰,二者相互配合對(duì)產(chǎn)量起到明顯的增益效果,但是在硫酸銨的施用中也存在著秧盤苗情的不同,最后導(dǎo)致育秧的質(zhì)量有所差異。應(yīng)當(dāng)開展深入的考察研究,確定合適的施用量,以達(dá)到最佳效果。再者,播種密度過密過疏、播種時(shí)期的推遲,都會(huì)對(duì)油菜的生長(zhǎng)造成影響。播種密度過大,會(huì)造成單株油菜干物質(zhì)量小,生長(zhǎng)量小,產(chǎn)量減少。播種密度過小,油菜單株生長(zhǎng)量雖大,但是基本苗數(shù)不足,不適合應(yīng)用于生產(chǎn)。若是播期太晚,毯苗在秧盤中的生長(zhǎng)狀態(tài)已經(jīng)不適宜機(jī)械移栽,會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。另外,光、溫、水等因素,也會(huì)影響晚播油菜毯苗的生育進(jìn)程,縮短毯苗的生育時(shí)期,最終導(dǎo)致減產(chǎn),建議根據(jù)試驗(yàn)確認(rèn)播種時(shí)期,保證產(chǎn)量。

油菜毯苗的移栽時(shí)間應(yīng)選擇在6葉期,在保證秧盤內(nèi)毯苗生長(zhǎng)良好的情況下,配套推廣使用機(jī)械化移栽技術(shù)[58],這能最大程度保證移栽后存活。后續(xù)的田間管理也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),水稻秧苗在移栽后有一個(gè)返青的時(shí)期[59],這段時(shí)間是移栽水稻是否存活的關(guān)鍵時(shí)期,同理油菜毯苗移栽后生長(zhǎng)環(huán)境改變,對(duì)植株生長(zhǎng)存在一定影響,栽后活棵率是保證田間最終產(chǎn)量的基礎(chǔ)。

應(yīng)當(dāng)構(gòu)建油菜毯苗培育及配套栽培技術(shù)一體化生產(chǎn)過程,將高效的栽培技術(shù)和新型油菜種植模式相結(jié)合,形成一種新型的、具有特色的油菜生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。油菜毯苗相關(guān)配套技術(shù)的發(fā)展,能夠有效避免油菜種植過程中所面臨的茬口矛盾、勞動(dòng)力矛盾等問題,減少種植過程中的成本投入,使得油菜生產(chǎn)效益顯著提高,保證油料市場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

我國油料產(chǎn)業(yè)正處在欣欣向榮的發(fā)展階段,油菜種植的高產(chǎn)量、高品質(zhì)對(duì)于我國油料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用[60-61]。油菜高產(chǎn)研究不僅是為了滿足百姓日常生活的需要,也是國家油料安全的重要保證。油菜毯苗技術(shù),能夠緩解我國農(nóng)村勞動(dòng)力人口流失問題,對(duì)于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展有著重要意義[62]。另外,在油菜品種選育、田間栽培措施等方面仍需進(jìn)一步研究。培育高品質(zhì)、高產(chǎn)量油菜是這個(gè)技術(shù)乃至這個(gè)行業(yè)未來發(fā)展的前景[63]。

我國農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的出路在于機(jī)械化、工廠化,我們應(yīng)當(dāng)秉持著謙卑的態(tài)度吸收國內(nèi)成功經(jīng)驗(yàn),深入油菜毯苗機(jī)械化移栽技術(shù)的研究和相關(guān)配套機(jī)械的研發(fā),建立毯苗綜合示范產(chǎn)業(yè)園區(qū),積極推廣這項(xiàng)技術(shù)相較于傳統(tǒng)種植的優(yōu)勢(shì)。油菜毯苗的研究和生產(chǎn)齊頭并進(jìn),積極做好理論聯(lián)系實(shí)踐的工作。同時(shí)完善毯苗各項(xiàng)指標(biāo)[64],以期為之后的大面積推廣提供指導(dǎo)和參考。