高密度栽培對不同油菜品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的影響

趙海洋，唐偉杰，汪 騫2，孫 超，周 堯，于麗欣，楊進成3，林良斌

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，昆明 650201；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，昆明 650205；3.云南省玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 玉溪市 653000)

油菜(BrassicanapusL.)為十字花科、蕓薹屬植物，在世界各地都有著非常悠久的栽培歷史，同時油菜也是四大主要油料作物之一，在全球油料作物中具有舉足輕重的作用。據(jù)國家統(tǒng)計局不完全統(tǒng)計，我國油菜的種植面積和年總產(chǎn)量均排在世界的前列，約占世界產(chǎn)量的20%[1]。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程加快，農(nóng)村越來越多的勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致我國傳統(tǒng)油菜栽培區(qū)勞動力的短缺[2]，同時，我國傳統(tǒng)的油菜栽培還是采取打搪穴播和育苗打搪移栽，費時費工，急需改變傳統(tǒng)的栽培方式，采取輕簡化和機械化栽培來保證我國油菜生產(chǎn)[3]。然而合適的栽培密度尤其高密度條件下的栽培是保證輕簡化栽培產(chǎn)量的的決定性因素。相關(guān)研究表明，不同的栽培密度條件對油菜的產(chǎn)量影響明顯，在合理的種植密度條件下種植有利于建立合理的群體結(jié)構(gòu)[4]，然而不同品種的油菜在株型和生育周期上存在著非常明顯的差異，在土壤肥力、水分、光照條件等其他因素相同情況下，相同單位面積上確定不同品種的甘藍型油菜的栽培密度不僅對油菜的產(chǎn)量具有非常重要的參考價值，也對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大[5]。鄭本川等認為，隨著種植密度的增加分支數(shù)和單株有效角果數(shù)顯著降低[6]。吳永成等認為，隨著種植密度的增加植株株高和一次分枝數(shù)顯著降低[7]。陳碧云等認為，不同種植密度，含油量、千粒質(zhì)量、株高 3 個性狀差異不顯著[8]。而段秋宇等認為，直播油菜適宜機收和高產(chǎn)的種植密度為 30萬～36 萬株·hm-2[9]。曾宇等，種植提高密度至4萬株·(667 m2)-1時,產(chǎn)量最可觀[10]認為。本研究通過高密度栽培試驗，尋找合理的栽培密度，為未來輕簡化栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點、土壤狀況及試驗材料

試驗于2017年9月—2018年5月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)教育科研基地(103°13＇E、25°67＇N)進行。供試土壤為旱地土，0～30 cm耕層土壤基本理化性狀為pH=8.03，有機質(zhì)26.36 mg·kg-1，總氮 83.06 mg·kg-1、全磷 18.64 mg·kg-1、全鉀 143.54 mg·kg-1。3個直播甘藍型油菜品種分別為滇早油16號、花油8號和黃矮早，由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜研究室提供。

表1 高密度栽培下不同油菜品種的農(nóng)藝性狀差異

注：同列數(shù)字后不同小寫字母代表同一品種不同密度間差異顯著，同一農(nóng)藝性狀下同一行不同大寫字母代表同一密度不同品種間差異顯著(p<0.05)。

表2 高密度栽培下不同油菜品種產(chǎn)量差異

注：同列數(shù)字后不同小寫字母代表同一品種不同密度間差異顯著，同一產(chǎn)量下同一行不同大寫字母代表同一密度不同品種間差異顯著(p<0.05)。

1.2 試驗設(shè)計

隨機區(qū)組試驗設(shè)計，3次重復(fù)，共45個小區(qū)。大田小區(qū)設(shè)計，每小區(qū)長10 m，寬2 m。3個品種每個品種設(shè)置5個高密度栽培水平，即30萬株·hm-2(D 1)、36萬株·hm-2(D 2)、42萬株·hm-2(D 3)、48萬株·hm-2(D 4)、54萬株·hm-2(D 5)。2017年10月2日條播，油菜出苗后間去叢子苗，1至3葉期連續(xù)間苗，4至5葉期定苗。播種時施足底肥，每小區(qū)農(nóng)家肥15 kg(N+P2O5+K2O≥5%，有機質(zhì)≥45%)、復(fù)合肥2.5 kg(N+P2O5+K2O≥25%)、硼肥30 g。苗后期、抽薹期、現(xiàn)蕾期各追施一次純氮110 kg·hm-2，以尿素(純N≥43%)為氮源。其他同常規(guī)管理。

1.3 測定內(nèi)容與方法

植株成熟期每個小區(qū)等分化分3塊，每塊1 m2取樣，將油菜植株連根系整株挖起、洗凈，從每個小區(qū)等分化3塊小區(qū)中選出連續(xù)性植株20株，考查株高、一級有效分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)、主花序有效角果數(shù)和每角粒數(shù)(主莖上取上、中、下部位各3個角果的平均籽粒數(shù))。將所有取樣植株晾曬3 d后按不同部位將角果從植株上分開，烘干、脫粒并稱重，數(shù)1 000?？疾烨ЯＶ兀啃^(qū)9株植株籽粒重的平均值為單株產(chǎn)量。理論產(chǎn)量=單株產(chǎn)量×密度。實際產(chǎn)量為每小區(qū)所有取樣植株晾曬3 d后的籽粒產(chǎn)量值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)，SPSS(22.0)軟件進行ANOVA統(tǒng)計分析，Dun-can’s法檢驗同一品種不同密度間和同一密度不同品種間的各指標(biāo)差異顯著性(p<0.05)，SPSS(20.0)統(tǒng)計軟件進行方差分析、相關(guān)性分析和顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 高密度栽培對不同油菜品種農(nóng)藝性狀的影響

在相同施肥條件下，栽培密度的增加顯著降低了不同油菜品種的一次分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)和每角果粒數(shù)，而對株高和千粒重影響差異不顯著(表1)。與D 1處理相比，D 5處理下滇早油16、花油8號和黃矮早單株有效角果數(shù)分別下降至66.5%、62.6%和69.0%，黃矮早的單株有效角果數(shù)降幅最高。

滇早油16號主花序有效角果數(shù)隨著密度的增加而呈降低趨勢，黃矮早不受影響，花油8號呈增加趨勢。不同油菜品種間，各密度下花油8號的株高、單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重均顯著高于滇早油16和黃矮早。各密度下黃矮早的主花序有效角果數(shù)均顯著高于滇早油16和花油8號。

表3 油菜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析

注：“*”表示相關(guān)性(p<0.05)顯著，“**”表示相關(guān)性(p<0.01)極顯著。下同。

表4 油菜主要農(nóng)藝性狀及單株產(chǎn)量與理論產(chǎn)量、實際產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.2 高密度栽培對不同油菜品種產(chǎn)量的影響

高密度栽培下滇早油16號、花油8號和黃矮早的單株產(chǎn)量都隨著密度增加呈顯著下降趨勢。與D 1處理相比，D 5處理下滇早油16、花油8號和黃矮早單株產(chǎn)量分別下降至60.4%、57.1%和67.6%，花油8號的單株產(chǎn)量降幅最大。滇早油16理論產(chǎn)量在不同密度處理下差異不顯著，花油8號理論產(chǎn)量在D 3處理下最高，黃矮早理論產(chǎn)量在D 4處理下最高。不同油菜品種實際產(chǎn)量均表現(xiàn)為在D 4處理下最高。上述結(jié)果表明，不同栽培密度處理對不同油菜品種理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量的影響有較大差異。

2.3 高密度栽培下油菜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析

單株產(chǎn)量與6個農(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析結(jié)果(表 3)表明，在云南高原氣候條件下，不同甘藍型油菜品種單株產(chǎn)量與單株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)(滇早油16為顯著)和一次分枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，滇早油16相關(guān)系數(shù)分別為：0.950、0.538和0.750；花油8號相關(guān)系數(shù)分別為：0.937、0.911和0.728；黃矮早相關(guān)系數(shù)分別為：0.951、0.657和0.890。全部品種單株產(chǎn)量與單株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)、一次分枝數(shù)、千粒重和株高呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為：0.977、0.759、0.857、0.530和0.562。不同甘藍型油菜品種及全部品種單株產(chǎn)量與主花序有效角果數(shù)相關(guān)性不顯著。

2.4 高密度栽培下油菜主要農(nóng)藝性狀與理論產(chǎn)量、實際產(chǎn)量的相關(guān)性分析

在高密度栽培條件下，油菜理論產(chǎn)量與單株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)、千粒重、株高和單株產(chǎn)量都呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為：0.412、0.634、0.772、0.705和0.422，而與主花序有效角果數(shù)為極顯著負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.438。油菜實際產(chǎn)量與千粒重呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.399；與株高呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.364；與主花序有效角果數(shù)呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.355。

3 討 論

研究表明，不同栽培密度對油菜生長與產(chǎn)量影響較大，但是目前對不同栽培密度條件下不同品種的甘藍型油菜的相關(guān)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量影響研究較少，同時對高密度栽培下油菜產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相互關(guān)系也鮮見報道。

本研究結(jié)果表明，48萬株·hm-2(D 4)栽培密度下3個品種的實際產(chǎn)量均最高。油菜產(chǎn)量直接受產(chǎn)量構(gòu)成性狀的影響，同時，發(fā)揮群體優(yōu)勢，構(gòu)建適宜群體結(jié)構(gòu)是確保油菜高產(chǎn)的有效途徑[11]。密度是影響油菜合理種植結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)源庫生理性狀的重要因子[12]。伴隨著密度的增加，油菜一次分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)顯著下降，但株高、千粒重和主花序有效角果數(shù)變化差異均不顯著，說明密度增加后，群體效應(yīng)限制了油菜個體的一次分枝數(shù)、單株角果數(shù)和角粒數(shù)生長發(fā)育。同時隨著密度的增加，群體的葉面積指數(shù)和光能利用率大幅度提高，充分發(fā)揮群體效應(yīng)，最終表現(xiàn)為油菜群體產(chǎn)量的增加[13]。左青松等研究認為，無論是中等施氮水平還是高等施氮水平，45萬株·hm-2密度處理下油菜實際產(chǎn)量均最高[14]。研究表明，適于機械化作業(yè)的油菜理想株型結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有株型緊湊(即分枝少、分枝部位高、主花序短等)、成熟期一致，株高在 160 cm左右等基本要點，高密度栽培下(48萬株·hm-2)降低了油菜分枝數(shù)，使得群體的株型結(jié)構(gòu)更加整齊均一，同時對株高和千粒重影響不大，比較有利于油菜機械化栽培提高產(chǎn)量[20]。

本研究認為，油菜實際產(chǎn)量與千粒重極顯著正相關(guān)，與株高顯著正相關(guān)。高密度對油菜的一次分支數(shù)、單株有效角果數(shù)和每角果粒數(shù)具有顯著影響，而株高、主花序有效角果數(shù)和千粒重沒有顯著影響。油菜的實際產(chǎn)量=栽培密度×單株產(chǎn)量，因此可以通過提高單株產(chǎn)量來增加實際產(chǎn)量。相關(guān)性分析表明，不同甘藍型油菜品種單株產(chǎn)量與單株有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)(滇早油16為顯著)和一次分枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。關(guān)周博等認為，單株有效角果數(shù)對單株產(chǎn)量影響最大，其次是主序角果數(shù)和每角果粒數(shù)[20]。張錦芳等認為，單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒重對單株產(chǎn)量的直接、間接影響較大[21]。高密度栽培下不同品種的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀進行相關(guān)性分析，實際產(chǎn)量與株高和千粒重的相關(guān)性為顯著正相關(guān)和極顯著正相關(guān)，而與主花序有效角果數(shù)為極顯著負相關(guān)，但因本試驗品種的特殊性，品種為中矮稈品種，所以此結(jié)論不能因此下定論，與宋稀[22-23]等人觀點不盡相同，孫超等認為，株高盡量保證在160 cm左右條件下，更有利的保證機械化收割和產(chǎn)量提高[24]。說明油菜以高產(chǎn)育種為目標(biāo)應(yīng)重點選育株高和千粒重較為優(yōu)良的品種。