鄂東晚收稻田油菜兩種飛播種植模式的產(chǎn)量及效益比較

田貴生，周志華，程應(yīng)德，吳海亞，賴細(xì)巧，陳玲英，任 濤，魯劍巍

（1武穴市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北武穴 435400；2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢 430070）

0 引言

油菜是中國重要的油料作物之一，自2015年油菜臨儲收購政策取消以后，國內(nèi)油菜籽價格持續(xù)下跌，油菜種植戶種植意愿降低，種植面積減少[1]。國內(nèi)油菜產(chǎn)業(yè)面臨著生產(chǎn)成本上升以及產(chǎn)品價格下滑的壓力，主要原因是油菜經(jīng)營規(guī)模過小、機(jī)械化程度低致使油菜籽生產(chǎn)成本相對過高，市場競爭力不足[2]。王漢中院士[3]對中國油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史進(jìn)行了回顧，提出在新的歷史時期必須推動以“三高”（高油、高產(chǎn)、高效）為標(biāo)志的中國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第四次飛躍來應(yīng)對新的挑戰(zhàn)。鄂東地區(qū)是湖北省油菜生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)之一，而水稻-油菜輪作是該地區(qū)的主要種植制度[4]。由于傳統(tǒng)育苗移栽油菜雖然具有茬口調(diào)節(jié)性好、穩(wěn)產(chǎn)等優(yōu)點，但存在種植過程繁瑣，用工量大等缺點，尤其是近十多年來農(nóng)村勞動力不足，以精耕細(xì)作為特征的人工育苗移栽種植方式成本過高而收益較低[5]，逐漸不為農(nóng)民所接受，而輕簡、省力、收益好的機(jī)械飛播種植方式則日益受到青睞，已發(fā)展成為當(dāng)前該地區(qū)油菜生產(chǎn)的重要種植方式[6]。隨著農(nóng)用無人機(jī)的應(yīng)用不斷普及和稻草還田推行力度的加強(qiáng)，稻草直接還田在該地區(qū)飛播油菜中逐漸普及。長期秸稈還田不僅有利于土壤有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分得到提高，還有利于土壤理化性狀得到有效改善、協(xié)調(diào)土壤水肥氣熱等生態(tài)條件，為農(nóng)作物生長發(fā)育提供了必需的養(yǎng)分和有利的環(huán)境[7-8]。而氣象條件對長江流域油菜生長的影響研究[9-10]結(jié)果表明，油菜的氣象產(chǎn)量與溫度、日照、日較差呈正相關(guān)，與降水呈負(fù)相關(guān)，其中溫度相關(guān)性最大，其次是日照和降水。加快創(chuàng)新秸稈還田機(jī)械，加大秸稈還田技術(shù)的宣傳和培訓(xùn)力度，走生物氣象技術(shù)和農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)相結(jié)合的技術(shù)道路，達(dá)到省時、省工、增效和降低作業(yè)成本的綜合效果[11-12]。近年來，油菜“谷林飛播秸稈全量還田”種植模式在湖北省多點大面積示范后，不僅能提高冬油菜養(yǎng)分吸收量和產(chǎn)量，還對土壤含水量的保持和緩解土壤干旱具有積極的作用[13-14]。其中在武穴市大面積示范后，實現(xiàn)了遲茬稻田油菜生產(chǎn)成本控制在4500元/hm2、油菜籽產(chǎn)量達(dá)到3000kg/hm2、種植純效益達(dá)到7500元/hm2的目標(biāo)[15-16]。隨著鄂東地區(qū)優(yōu)質(zhì)雜交稻推廣種植面積不斷擴(kuò)大，先后出現(xiàn)了水稻收獲時間遲、油菜播種茬口緊、稻草離田難度大、稻田土壤濕度大、機(jī)械作業(yè)質(zhì)量差等問題，導(dǎo)致油菜籽單產(chǎn)水平低，影響油菜種植的經(jīng)濟(jì)效益，嚴(yán)重打擊了農(nóng)民種植油菜的積極性，因此充分利用水稻收獲前2～3天窗口期的稻田墑情，進(jìn)行油菜飛播，是解決稻-油輪作茬口矛盾和秸稈還田難的重要技術(shù)措施。本研究利用兩年的油菜免耕飛播和旋耕飛播種植模式的產(chǎn)量及效益比較，探究兩種飛播種植模式對冬油菜產(chǎn)量及效益的影響，以期明確鄂東晚收稻田油菜適宜的種植模式，為完善冬油菜輕簡化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)域概況

田間試驗分別于2019年10月—2020年5月及2020年10月—2021年5月兩個年度在湖北省武穴市余川鎮(zhèn)周國村開展，供試土壤為花崗片麻巖母質(zhì)發(fā)育的紅壤性水稻土，土壤肥力中等偏上。第1個年度的2019年10月1日至30日的降雨量為36.2 mm、10月15日至25日的有效積溫為202.3℃，該時期屬于高溫干旱少雨氣候；第2個年度的2020年10月1日至30日的降雨量為80.6 mm、10月15日至25日的有效積溫為179.4℃，該時期屬于低溫寡照多雨氣候。

1.2 試驗設(shè)計

2019—2020年度和2020—2021年度的油菜田間試驗地塊面積分別為0.17 hm2和0.20 hm2，均采用將田塊一分為二設(shè)置2個試驗處理，分別為（1）油菜免耕飛播處理，（2）油菜旋耕飛播處理，油菜品種均為‘華早291’。

2019—2020年度2個處理的操作過程為：（1）油菜免耕飛播種植模式于10月15日用大疆1P-RTK無人機(jī)播種，播種量為5.25 kg/hm2；10月18日用久保田4LZ-4型履帶收割機(jī)收割水稻，留茬高度30 cm，稻草粉碎長度10～15 cm，稻草全量粉碎覆蓋拋撒還田；10月20日施肥（“宜施壯”25-7-8油菜專用肥600 kg/hm2）、開溝做廂（用1KJ-35圓盤開溝機(jī)開溝，搭配80馬力拖拉機(jī)，廂寬2 m、溝寬25 cm、溝深25 cm，對廂頭不通暢溝系進(jìn)行人工疏通，用工量為6個/hm2）；（2）油菜旋耕飛播種植模式于10月18日用久保田4LZ-4型履帶收割機(jī)收割水稻，留茬高度30 cm；10月20日人工移走田面的稻草（用工量為7.5個/hm2）；10月25日采用東方紅（一拖）1GQN-250ZG旋耕機(jī)整地、施肥（同上）、開溝做廂（同上）；10月26日用大疆1P-RTK無人機(jī)播種，播種量為6.75 kg/hm2，播種后用無人機(jī)噴施35%異松·乙草胺600 mL/hm2進(jìn)行封閉除草。

2020—2021年度2個處理的操作過程為：（1）油菜免耕飛播種植模式于10月10日用大疆1P-RTK無人機(jī)播種，播種量為5.25 kg/hm2；10月12日用久保田4LZ-4型履帶收割機(jī)收割水稻，留茬高度30 cm，稻草粉碎長度10～15 cm，稻草全量粉碎覆蓋拋撒還田；10月15日施肥（“宜施壯”25-7-8油菜專用肥600 kg/hm2）、開溝做廂（用1KJ-35圓盤開溝機(jī)開溝，搭配80馬力拖拉機(jī)，廂寬2 m、溝寬25 cm、溝深25 cm，對廂頭不通暢溝系進(jìn)行人工疏通，用工量為6個/hm2）；（2）油菜旋耕飛播種植模式于10月10日用久保田4LZ-4型履帶收割機(jī)收割水稻，留茬高度30 cm；10月18日人工移走田面的稻草（用工量為7.5個/hm2）；10月21日采用東方紅（一拖）1GQN-250ZG旋耕機(jī)整地、施肥（同上）、開溝做廂（同上）；10月22日用大疆1P-RTK無人機(jī)播種，播種量為6.75 kg/hm2，播種后用無人機(jī)噴施35%異松·乙草胺600 mL/hm2進(jìn)行封閉除草。

除以上操作外，在初花期均利用無人機(jī)噴施45%咪鮮胺570 mL/hm2防治菌核病，并在冬季和春季進(jìn)行田間管理（主要是疏通排水溝），平均用工4.5個/hm2。除樣方外，大田收獲分別為2020年5月21日和2021年5月19日采用4LZY-1.5油菜聯(lián)合收割機(jī)收獲油菜。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤含水量 針對2019—2020年度的高溫干旱少雨氣候，在油菜越冬期（冬至日）對每個處理采用3個S形采樣方法采集耕層(0～20 cm)土壤樣品，按照“四分法”選取1 kg新鮮土樣用大型鋁盒帶回實驗室，按照實驗室常規(guī)方法稱重法進(jìn)行土壤含水量測定[17]。

1.3.2 苗情調(diào)查 于油菜越冬期（冬至日），對每個處理采用3個1 m2的樣點調(diào)查有效株數(shù)、每點選取10株有代表性的植株調(diào)查單株綠葉數(shù)；同時針對2020—2021年度則是低溫寡照多雨氣候，補(bǔ)充調(diào)查油菜凍害發(fā)生情況。植株樣品裝入網(wǎng)袋帶回實驗室自然風(fēng)干后稱重，計算生物量。

1.3.3 產(chǎn)量構(gòu)成因子調(diào)查 油菜成熟期收獲前每個處理采用3個1 m2的樣點調(diào)查有效株數(shù)、每點選取10株有代表性的植株，裝入網(wǎng)袋后帶回實驗室調(diào)查單株角果數(shù)和每角粒數(shù)，待自然風(fēng)干后，測算油菜籽粒千粒重。

1.3.4 產(chǎn)量收獲 油菜收獲時每個處理按3個樣點進(jìn)行實收測產(chǎn)，各點面積為15 m2，以各樣點實際收獲產(chǎn)量平均計產(chǎn)。

1.3.5 產(chǎn)值測算 記載油菜整個生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)的物資投入、機(jī)械和用工成本，并調(diào)查實際價格，計算產(chǎn)值和毛收入。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2019進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理和分析，采用SPSS 20進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，最小顯著法(LSD)檢驗數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 晚收稻田油菜兩種飛播種植模式對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

兩年的晚收稻田兩種飛播種植模式下的油菜產(chǎn)量差異顯著（表1）。與旋耕整地飛播種植模式相比，免耕飛播種植模式油菜籽產(chǎn)量平均增加561.5 kg/hm2，平均增幅為25.7%。通過對比分析兩種種植模式下油菜產(chǎn)量構(gòu)成因子，與旋耕整地飛播種植模式相比，免耕飛播種植模式的單株角果數(shù)平均增加20.85個/株，平均增幅為28.6%。

表1 晚收稻田兩種飛播種植模式下油菜產(chǎn)量構(gòu)成因子

2.2 晚收稻田油菜兩種飛播種植模式對冬至苗情的影響

兩年的晚收稻田兩種飛播種植模式下的油菜冬至苗情差異顯著（表2）。與旋耕整地飛播種植模式相比，免耕飛播種植模式油菜越冬期生物量平均增加768.5 kg/hm2、平均增幅為13.7%，綠葉數(shù)平均增加0.5片/株、平均增幅為8.5%。通過對比分析兩種種植模式下的越冬期土壤含水量和凍害指數(shù)，與旋耕整地飛播種植模式相比，免耕飛播種植模式2019—2020年越冬期土壤含水量提高了2.8百分點，2020—2021年越冬期凍害指數(shù)降低了3個單位。

表2 晚收稻田兩種飛播種植模式下油菜冬至苗情

2.3 晚收稻田油菜2種飛播種植模式對經(jīng)濟(jì)效益的影響

兩年的晚收稻田2種飛播種植模式下油菜效益比較結(jié)果（表3）。與旋耕飛播相比，免耕飛播的油菜產(chǎn)值平均增加3023元/hm2，毛收入平均增加4523元/hm2，主要原因是免耕飛播減少了秸稈離田、種子農(nóng)藥用量、旋耕整地和除草防病4個方面投入，平均分別減少600、150、600、150元/hm2，共計減少1500元/hm2。

表3 晚收稻田兩種飛播種植模式下油菜效益比較

3 討論

3.1 兩種飛播種植模式對油菜產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

施肥配合秸稈還田可促進(jìn)油菜對養(yǎng)分的吸收積累，達(dá)到增產(chǎn)的效果。與旋耕整地飛播種植模式相比，免耕秸稈全量粉碎還田的飛播種植模式油菜籽產(chǎn)量平均增加561.5 kg/hm2，平均增幅為25.7%。分析增產(chǎn)原因可知，免耕飛播種植模式的單株角果數(shù)平均增加20.85個/株，平均增幅為28.6%，說明免耕飛播種植模式主要是通過提高油菜單株角果數(shù)來提高產(chǎn)量，與劉秋霞等[18]研究結(jié)果一致。鄭偉等[19]研究結(jié)果表明谷林套播油菜共生期延長，有利于提高套播油菜出苗密度和個體生長發(fā)育。通過對比分析兩種種植模式下油菜冬至苗情，免耕飛播種植模式利用了水稻和油菜共生期，使得油菜越冬期生物量平均增加768.5 kg/hm2、平均增幅為13.7%，綠葉數(shù)平均增加0.5片/株、平均增幅為8.5%。

3.2 兩種飛播種植模式對油菜冬至苗情的影響

隨著氣候變化和栽培方式的改變，油菜種植受氣候變化的影響日益凸顯。從油菜整個生育期來看，長江中游二熟區(qū)主要受氣溫、積溫、降水量和太陽輻射的影響；長江中游三熟區(qū)的限制因子為氣溫和積溫，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)油菜的氣象產(chǎn)量年際間的波動很大[20]。本研究通過分析兩個年度油菜越冬期氣象數(shù)據(jù)可知，第一個年度的越冬期降雨量為36.2 mm、有效積溫為202.3℃，該時期屬于高溫干旱少雨氣候；第二個年度的越冬期降雨量為80.6 mm、有效積溫為179.4℃，該時期屬于低溫寡照多雨氣候。因此與旋耕整地飛播種植模式相比，免耕飛播種植模式2019—2020年越冬期土壤含水量提高了2.8個百分點，2020—2021年越冬期凍害指數(shù)降低了3個單位。說明稻草粉碎拋撒還田，在寒冷季節(jié)可以提高油菜越冬期抵御極端氣候帶來的傷害，在干旱年份可以保持土壤墑情，同時由于免耕飛播比旋耕整地飛播提早播種十來天，能有效利用冬前的有效光溫資源，從而確保油菜安全越冬，促進(jìn)油菜早發(fā)。

3.3 兩種飛播種植模式對油菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

在相同茬口條件下，與油菜旋耕飛播相比，免耕飛播稻草全量還田減少了稻草晾曬打捆離田、旋耕整地做廂和播后封閉除草等環(huán)節(jié)，不僅播期提早了10天左右，而且直接生產(chǎn)成本兩年平均降低了1500元/hm2，既有效緩解了油菜播期茬口緊張的矛盾，又使得油菜生產(chǎn)純收入有所增加。

本研究主要創(chuàng)新點有3個：（1）結(jié)合兩年當(dāng)?shù)厮獌龀潭群彤?dāng)?shù)亟涤炅吭u價了晚收稻田油菜兩種飛播種植模式對產(chǎn)量和冬至苗情的影響；（2）明確了免耕飛播種植模式利用水稻和油菜共生期，提高了油菜出苗密度和個體生長發(fā)育，從而構(gòu)建了高產(chǎn)群體；（3）免耕飛播種植模式采用了免耕、機(jī)械化、油菜專用肥等多項融合技術(shù)，控制了油菜生產(chǎn)的成本投入，實現(xiàn)了冬油菜輕簡化生產(chǎn)。

4 結(jié)論

免耕飛播種植模式具有明顯的高產(chǎn)和高效優(yōu)勢。免耕飛播不僅改善了油菜生長、降低了油菜生產(chǎn)成本，還提高了油菜產(chǎn)量和效益，對穩(wěn)定油菜種植面積和提高種植效益具有積極作用。與旋耕飛播相比，兩年免耕飛播的油菜籽產(chǎn)量平均增加561.5 kg/hm2，增產(chǎn)率平均為25.7%，增產(chǎn)的主要原因是單株角粒數(shù)顯著增加，平均增幅為28.6%；兩年免耕飛播的油菜產(chǎn)值平均增加3023元/hm2，毛收入平均增加4523元/hm2，主要原因是免耕飛播減少了秸稈離田、種子農(nóng)藥用量、旋耕整地和除草防病四個方面投入，兩年共計平均減少1500元/hm2。因此，在鄂東晚收稻田推廣應(yīng)用油菜免耕飛播種植模式，可以增加油菜產(chǎn)量和效益，實現(xiàn)節(jié)本增效。